本發(fā)明屬于磁控濺射鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法。

背景技術(shù)：
薄膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，薄膜制備技術(shù)日趨完善。制備方法很多,如溶膠-凝膠法、噴涂法、化學(xué)汽相沉積法和磁控濺射法等,磁控濺射又分直流、中頻和射頻幾種。采用中頻電源的孿生靶的反應(yīng)磁控濺射沉積速率高成膜質(zhì)量好,有效抑制打火、陽(yáng)極消失,中頻電源與靶之間的連接比較簡(jiǎn)單,大功率中頻電源也易于實(shí)現(xiàn),在真空鍍膜工業(yè)中占據(jù)的地位越來(lái)越重要。由于反應(yīng)濺射的遲滯效應(yīng)和過(guò)程不穩(wěn)定,采用中頻電源的孿生靶的反應(yīng)磁控濺射還是無(wú)法消除靶中毒的問(wèn)題,工作點(diǎn)基本上無(wú)法穩(wěn)定在金屬與中毒之間的過(guò)渡態(tài),只能以低沉積速率運(yùn)行。反應(yīng)濺射中的很多物理參數(shù)都具有遲滯現(xiàn)象,比如陰極電壓、反應(yīng)氣體分壓強(qiáng)、系統(tǒng)(總)壓強(qiáng)、沉積速率、薄膜特性以及等離子體發(fā)射光譜等,但最直觀的還是陰極電壓、系統(tǒng)(總)壓強(qiáng)和沉積速率。遲滯效應(yīng)導(dǎo)致SiO2反應(yīng)濺射過(guò)程中純硅氧化物只能固定于低沉積速率狀態(tài)下進(jìn)行，提高沉積速率導(dǎo)致反應(yīng)濺射容易進(jìn)入金屬模式，重新建立正常反應(yīng)濺射需要花費(fèi)時(shí)間，同時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)極易發(fā)生變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了克服上述缺陷，目的在于提供一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法，采用等離子體發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置探測(cè)中頻反應(yīng)磁控濺射沉積SiO2中等離子體光譜曲線。本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，采用如下的技術(shù)方案：一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法，采用等離子體發(fā)射探測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中頻反應(yīng)磁控濺射等離子體發(fā)射光譜，并根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)定值將反應(yīng)磁控濺射穩(wěn)定在過(guò)渡態(tài)任意工作點(diǎn)；氣體氛圍為：工藝氣體氬氣及反應(yīng)氣體氧氣；工藝氣體置于孿生靶下方，反應(yīng)氣體置于孿生靶上方；該方法需要使用一種在線監(jiān)測(cè)SiO2薄膜磁控濺射沉積速率裝置：陰極靶位采用孿生靶，電源采用中頻電源；孿生靶正上方為基材，距離100mm；等離子體發(fā)射探測(cè)裝置放置于真空腔室側(cè)壁，真空腔室內(nèi)放置光纖探頭，等離子體發(fā)射光譜經(jīng)由光纖傳送至腔室外等離子體發(fā)射探測(cè)裝置并由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。等離子體發(fā)射探測(cè)裝置可設(shè)置固定值，間接控制反應(yīng)氣體流量并保持反應(yīng)濺射穩(wěn)定在過(guò)渡態(tài)任意工作點(diǎn)。通過(guò)等離子體發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決反應(yīng)濺射中靶中毒、沉積速率低等問(wèn)題。等離子體中的特征光譜強(qiáng)度表征濺射靶面的工作模式,以金屬模式濺射輝光強(qiáng)度為準(zhǔn),監(jiān)測(cè)特征光譜的強(qiáng)度變化反饋濺射靶表面中毒情況,響應(yīng)速度靈敏的反應(yīng)氣體流量控制器可直接控制反應(yīng)氣體流量大小,通過(guò)調(diào)節(jié)等離子體發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)定值調(diào)節(jié)氧流量，將反應(yīng)濺射穩(wěn)定在過(guò)渡模式中的任何一個(gè)工作點(diǎn)且有較高的反應(yīng)沉積速率。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明等離子體光譜原位監(jiān)測(cè)不影響薄膜生長(zhǎng)過(guò)程，有利于薄膜制備過(guò)程向智能化方向發(fā)展，光譜分析與計(jì)算機(jī)相結(jié)合。有效地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；1孿生靶位Ⅰ，2孿生靶位Ⅱ，3工藝氣體進(jìn)氣口Ⅰ，4工藝氣體進(jìn)氣口Ⅱ，5反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅰ，6反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅱ，7光纖探頭，8基材，9真空鍍膜室。圖2為本發(fā)明所用裝置的控制系統(tǒng)示意圖；10真空室放氣閥，11高閥，12低閥，13分子泵前級(jí)閥，14機(jī)械泵閥，15機(jī)械泵，16分子泵，17中頻電源，18等離子體發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，19數(shù)據(jù)處理裝置。圖3為本發(fā)明所用裝置的控制系統(tǒng)俯視圖；20工藝氣體，21壓電閥。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖1、2、3對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法，采用等離子體發(fā)射探測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中頻反應(yīng)磁控濺射等離子體發(fā)射光譜，并根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)定值將反應(yīng)磁控濺射穩(wěn)定在過(guò)渡態(tài)任意工作點(diǎn)；氣體氛圍為：工藝氣體氬氣及反應(yīng)氣體氧氣；工藝氣體置于孿生靶下方，反應(yīng)氣體置于孿生靶上方；該方法需要使用一種在線監(jiān)測(cè)SiO2薄膜磁控濺射沉積速率裝置，它包括如下部件：孿生靶位Ⅰ1，孿生靶位Ⅱ2，工藝氣體進(jìn)氣口Ⅰ3，工藝氣體進(jìn)氣口Ⅱ4，反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅰ5，反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅱ6，光纖探頭7，基材8，真空鍍膜室9。真空室放氣閥10，1高閥11，低閥12，分子泵前級(jí)閥13，機(jī)械泵閥14，機(jī)械泵15，分子泵16，中頻電源17，等離子體發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18，數(shù)據(jù)處理裝置19。工藝氣體20，壓電閥21。陰極靶位采用孿生靶，電源采用中頻電源；孿生靶正上方為基材，距離100mm；等離子體發(fā)射探測(cè)裝置放置于真空腔室側(cè)壁，真空腔室內(nèi)放置光纖探頭，等離子體發(fā)射光譜經(jīng)由光纖傳送至腔室外等離子體發(fā)射探測(cè)裝置并由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。等離子體發(fā)射探測(cè)裝置可設(shè)置固定值，間接控制反應(yīng)氣體流量并保持反應(yīng)濺射穩(wěn)定在過(guò)渡態(tài)任意工作點(diǎn)。真空系統(tǒng)采用機(jī)械泵為前級(jí)泵，分子泵作為主泵。Si靶材呈V形夾角布置,單靶面有效寬度154mm,長(zhǎng)度1800mm；靶材的上方兩側(cè)為三個(gè)單元的工藝氣體出氣孔，如附圖3所示。本底真空優(yōu)于6×10–6pa，濺射時(shí)Ar由靶材底部氣孔通入，流量固定為90sccm，反應(yīng)氣體由上方工藝氣體氣孔通入。氧氣的流量在PEM不起作用時(shí),根據(jù)需要手動(dòng)設(shè)定。PEM參與控制時(shí),由配套的壓電閥自動(dòng)調(diào)節(jié)，間接控制氧氣流量，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)并將工作點(diǎn)穩(wěn)定在過(guò)渡態(tài)任意點(diǎn)。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本專利的一種實(shí)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(duì)本專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。