專利名稱：磁控濺射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及磁控濺射技術(shù)，尤其涉及一種磁控濺射設(shè)備。
背景技術(shù)：
磁控濺射法是制備薄膜的主要方法之一，也是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的薄膜制備方法。濺射是指用高能粒子轟擊固體靶材表面，使得固體靶材表面的原子和分子與入射的高能粒子交換動能，從而從固體表面飛濺出來的現(xiàn)象。濺射出來的原子或原子團(tuán)由于與高能粒子交換了動能，因此具有一定的能量，可以重新凝聚，沉積在固體基片表面上形成薄膜。在實際應(yīng)用中，一般會在濺射中加入磁場，通過磁場來改變電子的運動方向，以此束縛和延長電子的運動軌跡，稱為磁控濺射。磁控濺射可以提高電子對工作氣體離化的幾率，使得轟擊靶材的高能粒子增多和轟擊基片的高能電子減少，從而電子的能量 可以得到有效利用。磁控濺射法制備薄膜過程中，一般需要給襯底進(jìn)行加熱，襯底的加熱溫度直接影響到薄膜表面原子的動能大小和晶粒的生長，決定原子在薄膜表面的遷移能力，從而影響到薄膜的表面粗糙度，晶核的擇優(yōu)生長以及晶粒的長大。溫度對薄膜中的各種宏觀缺陷和微觀缺陷，包括晶界、殘余應(yīng)力、離化雜質(zhì)以及中性雜質(zhì)原子等也有著很大的影響。在一定溫度范圍內(nèi)，襯底加熱溫度的增加會使薄膜表面沉積的濺射粒子的動能增大，在薄膜表面的遷移更充分，促進(jìn)了晶粒的生長，使晶粒尺寸變大。另外，溫度的升高減少了薄膜內(nèi)部的各種缺陷和殘余應(yīng)力，尤其是減少了離化雜質(zhì)和中性雜質(zhì)原子的數(shù)量，使得晶界散射作用減弱，因此，薄膜的電阻率降低，載流子遷移率得到提高，對于透明導(dǎo)電薄膜來說，這一點尤為重要。磁控派射設(shè)備的加熱系統(tǒng)一般是由電熱絲排布成一定分布的形狀，貼著襯底背表面安置而成。工作過程中，電熱絲通電后產(chǎn)生熱量，對襯底進(jìn)行加熱。在實際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的電熱絲加熱系統(tǒng)由于其自身的加熱特性和安裝設(shè)計，會存在以下幾點不足之處I、電熱絲的位置一般是正對著靶材表面，這樣在濺射鍍膜過程中，濺射粒子很容易沉積到電熱絲上，許多種類的濺射粒子本身具有導(dǎo)電性，會引起短路，使電熱絲燒壞。2、濺射粒子沉積在電熱絲表面，還會引起電熱絲表面物理性能的變化，如電阻變大等，影響電熱絲工作性能，使其使用壽命減短。3、電熱絲和襯底之間或多或少有幾厘米的間距，電熱絲上的溫度會高于襯底表面所需要的溫度，間距越大，由此引起的能耗會越多。4、電熱絲一般正對著襯底背表面安置，沉積有薄膜一側(cè)的溫度就會低于襯底背面的溫度，當(dāng)制備薄膜所需要的加熱溫度與襯底的軟化或者變形溫度比較接近時，會因為襯底背表面的溫度高于襯底需要的加熱溫度而導(dǎo)致襯底變形。

實用新型內(nèi)容基于此，有必要針對上述電熱絲易短路能耗大的問題，提供一種避免電熱絲燒壞的磁控濺射設(shè)備。一種磁控濺射設(shè)備，包括襯底、靶材以及加熱燈組件；所述靶材的位置與襯底相對，所述加熱燈組件為兩組，對稱設(shè)置在所述靶材的兩側(cè)，并且所述加熱燈組件發(fā)出的光線加熱所述襯底。優(yōu)選的，所述加熱燈組件包括加熱燈以及擋板；所述擋板內(nèi)表面為鏡面，反射所述加熱燈的光線，使光線集中照射于所述襯底。優(yōu)選的，所述擋板還調(diào)整所述加熱燈的照射區(qū)域為所述襯底與靶材之間的輝光區(qū)。優(yōu)選的，所述加熱燈安裝于所述靶材兩側(cè)50毫米處，與所述靶材表面齊平。 優(yōu)選的，所述加熱燈功率為500W，燈管長度為230毫米。優(yōu)選的，所述擋板采用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)表面設(shè)置有反光膜。優(yōu)選的，所述擋板為V型，夾角為60度。優(yōu)選的，所述擋板長度為250毫米，寬6毫米。優(yōu)選的，所述襯底尺寸為100毫米X 100毫米，所述靶材尺寸為250毫米X 100毫米，靶基距為70毫米。優(yōu)選的，所述磁控濺射設(shè)備還包括有實時監(jiān)控襯底表面的溫度的熱偶，所述熱偶設(shè)置在所述襯底表面。上述磁控濺射設(shè)備，使用加熱燈組件對襯底進(jìn)行加熱，取代電熱絲，從而避免電熱絲短路或者燒斷。加熱燈組件直接作用于襯底沉積有薄膜的一面，使得加熱效果更好，襯底背表面較低能夠避免襯底背表面溫度過高而使襯底變形，加熱燈組件結(jié)構(gòu)簡單，維持和更換也更方便。同時，加熱燈組件對輝光區(qū)進(jìn)行加熱，加熱了濺射粒子，使得濺射粒子到達(dá)襯底表面后，其能量會比電熱絲加熱時的要大，加熱效果更好，從而使得制備的薄膜性能也大大提聞。

圖I是一個實施例中磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖I是一個實施例中磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該磁控濺射設(shè)備包括襯底100、靶材200以及加熱燈組件300。靶材200的位置與襯底100相對設(shè)置，加熱燈組件300為兩組，對稱設(shè)置在靶材200的兩側(cè)，并且發(fā)出的光線加熱襯底100。該實施例中，襯底100尺寸為100毫米X 100毫米，靶材200尺寸為250毫米XlOO
毫米，靶基距為70毫米。加熱燈組件300包括加熱燈310以及擋板320。加熱燈310安裝于擋板320內(nèi)，通過光線照射和自身熱輻射對襯底100進(jìn)行加熱。擋板320內(nèi)表面為鏡面，對加熱燈310的光線進(jìn)行反射，可用于調(diào)整加熱燈310的照射區(qū)域，使得加熱燈310的光線集中照射于襯底100，進(jìn)一步還照射于襯底100與靶材200之間的輝光區(qū)。在優(yōu)選的實施方式中，加熱燈310安裝于靶材200兩側(cè)50毫米處，與靶材200表面齊平。加熱燈310功率為500W，燈管長度為230毫米。擋板320采用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)表面設(shè)置有反光膜。擋板320為V型，夾角為60度。擋板320長度為250毫米，寬6毫米。進(jìn)一步的，為監(jiān)控襯底100表面的溫度，該磁控濺射設(shè)備還包括有熱偶。熱偶設(shè)置在襯底表面，實時監(jiān)控襯底100表面的溫度。該磁控濺射設(shè)備，采用加熱燈組件300對襯底100進(jìn)行加熱，取代電熱絲，從而避免濺射粒子沉積到電熱絲上，避免電熱絲短路或者燒斷。加熱燈組件300加熱襯底100，加熱效果直接作用于襯底100沉積有薄膜的一面，當(dāng)沉積有薄膜一面溫度相同時，襯底背表面的溫度相較于電熱絲加熱要低，使得加熱效果更好，當(dāng)襯底100需要的加熱溫度與襯底 100自身的軟化或變形溫度較接近時可以避免背表面溫度過高而使襯底100變形。進(jìn)一步的，加熱燈組件300還可以加熱輝光區(qū)的濺射粒子，使濺射粒子在沉積到襯底100上之前，因為加熱作用而具有更高的動能，從而使濺射粒子在薄膜表面的遷移更充分，從而促進(jìn)了晶粒的生長，使晶粒尺寸變大；另外，溫度的升高減少了薄膜內(nèi)部的各種缺陷和殘余應(yīng)力，尤其是減少了離化雜質(zhì)和中性雜質(zhì)原子的數(shù)量，使得晶界散射作用減弱，因此，薄膜的電阻率降低，載流子遷移率得到提高，從而使得所制備的薄膜性能也會更高。該加熱燈組件300與電熱絲相比較，結(jié)構(gòu)簡單，維持和更換也更方便。上述磁控濺射設(shè)備，使用加熱燈組件對襯底進(jìn)行加熱，取代電熱絲，從而避免電熱絲短路或者燒斷。加熱燈組件直接作用于襯底沉積有薄膜的一面，使得加熱效果更好，還能夠避免襯底背表面溫度過高而使襯底變形，加熱燈組件結(jié)構(gòu)簡單，維持和更換也更方便。同時，加熱燈組件對輝光區(qū)進(jìn)行加熱，加熱了濺射粒子，使得濺射粒子到達(dá)襯底表面后，其能量會比電熱絲加熱時的要大，加熱效果更好，從而使得制備的薄膜性能也大大提聞。以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種磁控濺射設(shè)備，其特征在于，包括襯底、靶材以及加熱燈組件；所述靶材的位置與襯底相對，所述加熱燈組件為兩組，對稱設(shè)置在所述靶材的兩側(cè)，并且所述加熱燈組件發(fā)出的光線加熱所述襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述加熱燈組件包括加熱燈以及擋板；所述擋板內(nèi)表面為鏡面，反射所述加熱燈的光線，使光線集中照射于所述襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述擋板還調(diào)整所述加熱燈的照射區(qū)域為所述襯底與靶材之間的輝光區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述加熱燈安裝于所述靶材兩側(cè)50毫米處，與所述靶材表面齊平。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述加熱燈功率為500W，燈管長度為230毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述擋板采用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)表面設(shè)置有反光膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述擋板為V型，夾角為60度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述擋板長度為250毫米，寬6毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述襯底尺寸為100毫米X100毫米，所述靶材尺寸為250毫米X 100毫米，靶基距為70毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁控濺射設(shè)備，其特征在于，所述磁控濺射設(shè)備還包括有實時監(jiān)控襯底表面的溫度的熱偶，所述熱偶設(shè)置在所述襯底表面。
專利摘要本實用新型涉及一種磁控濺射設(shè)備，包括襯底、靶材以及加熱燈組件；所述靶材與襯底相對，所述加熱燈組件為兩組，對稱設(shè)置在所述靶材的兩側(cè)，對所述襯底進(jìn)行加熱。本實用新型使用加熱燈組件對襯底進(jìn)行加熱，取代電熱絲，從而避免電熱絲短路或者燒斷。加熱燈組件直接作用于襯底沉積有薄膜的一面，使得加熱效果更好，并且能夠避免襯底背表面溫度過高而使襯底變形，加熱燈組件結(jié)構(gòu)簡單，維持和更換也更方便。同時，加熱燈組件對輝光區(qū)進(jìn)行加熱，加熱了濺射粒子，使得濺射粒子到達(dá)襯底表面后，其能量會比電熱絲加熱時的要大，加熱效果更好，從而使得制備的薄膜性能也大大提高。
文檔編號C23C14/35GK202717842SQ20122037850
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者賀凡, 肖旭東, 劉壯, 陳昊 申請人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院, 香港中文大學(xué)