專利名稱：電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于物理氣相沉積技術領域，特別涉及一種電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統。
背景技術：
電子束物理氣相沉積技術自20世紀80年代被發明以來，由于其獨特的沉積技術已受到廣泛的關注，它是以電子束作為熱源的一種蒸鍍方法，相對于其他薄膜制備方法，其具有蒸發速率高，幾乎可以蒸發所有的物質，所獲得的組織為柱狀晶結構，電子束功率易于調節，束斑尺寸和位置易于控制，有利于精確控制膜厚和均勻性，因此其技術具有廣泛的應用前景。然而，電子束物理氣相沉積技術也具有一些缺點，主要為沉積速率低，沉積效率低， 沉積的驅動力較低等缺點。
發明內容為了能更好的利用電子束物理氣相沉積技術的優點，降低它缺點所帶來的影響， 本實用新型提供了一種電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統，即提高沉積速率和改善其指向性，從而能夠有效地提高電子束物理氣相沉積技術的沉積速率和沉積效率，進而提高涂層與基體的結合強度。本實用新型采用的技術方案為在真空室內設置可旋轉的上極板和固定的下極板，在上極板上安裝試樣，在試樣和下極板之間設置柵極；在沉積料棒周圍設置多個環繞沉積料棒分布的氣體管道，在氣體管道的內圈設置的冷卻水管道；其中，上極板和下極板為正電極，柵極為負電極。所述試樣與柵極的間距和下電極與柵板的間距相等。所述試樣和下電極之間的間距為20-30cm ；所述試樣與上極板的間距小于5cm。本實用新型的有益效果為該設備能夠使被蒸發的氣態材料具有一定的沉積速率和較好的指向性，從而能夠有效地提高電子束物理氣相沉積技術的沉積速率和沉積效率，進而提高涂層與基體的結合強度，另外，對于多坩堝條件下的沉積，如果為了獲得某些特定區域的沉積涂層或者為了獲得復合涂層，將會同過磁場改變粒子的行進路線，從而更好的沉積效果。

圖1為本實用新型所述系統的結構示意圖；圖2為等離子體定向加速沉積原子示意圖。圖中標號1-試樣；3-等離子體；4-被蒸發的材料；5-柵極；6a_上極板；6b_下極板；7_沉積料棒；8-氣體管道；9-冷卻水；10-真空室。
具體實施方式
本實用新型提供了一種電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。本系統的結構如圖1所示，在真空室10內設置可旋轉的上極板6a和固定的下極板6b，在上極板6a上相距3cm的位置安裝試樣1，在試樣1和下極板6b之間設置柵極5，且試樣1與柵極5的間距和下電極6a與柵板5的間距相等，均為15cm。沉積料棒7的上表面與下極板6b的上表面齊平，在沉積料棒7周圍設置環形的氣體管道8，在氣體管道的內圈設置的冷卻水管道9 ；其中，上極板6a和下極板6b為正電極，柵極5為負電極。系統工作時(即沉積時)，上極板6a和下極板6b分別接正電，柵極5接負電，向氣體管道8內通入氬氣或氮氣。一部分電子束2射到沉積料棒7上，使其揮發，同時將氬氣或氮氣電離，在柵極5和氣體管道8的出口之間形成等離子體3。在柵極5與下電極6b形成的電場的作用下，等離子體3加速，被加速的等離子體將會撞擊被蒸發的材料4，給其一個加速度，使其具有一定的速度，并且具有一定的指向性。當被蒸發同時又被加速的氣體材料和等離子體中的粒子穿過柵極5后，為了避免被加速的Ar+或N+及其他粒子對試樣1的轟擊，在試樣1與柵極5之間施加一個反向電場，通過調節柵極5和上極板6a之間的電壓，使被加速的等離子體3減速，使其到達試樣1時速度接近為零或很小，從而避免其對試樣的轟擊，其具體的工作過程如圖2所示。
權利要求1.電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統，其特征在于，在真空室 (10)內設置可旋轉的上極板(6a)和固定的下極板(6b)，在上極板(6a)上安裝試樣(1)，在試樣(1)和下極板(6b)之間設置柵極(5)；在沉積料棒周圍設置多個環繞沉積料棒分布的氣體管道(8)，在氣體管道的內圈設置的冷卻水管道(9)；其中，上極板(6a)和下極板(6b) 為正電極，柵極(5)為負電極。
2.根據權利要求1所述的電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統， 其特征在于，所述試樣(1)與柵極(5)的間距和下電極(6b)與柵板(5)的間距相等。
3.根據權利要求2所述的電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統， 其特征在于，所述試樣(1)和下電極(6b)之間的間距為20-30cm;所述試樣(1)與上極板 (6a)的間距小于5cm。
專利摘要本實用新型屬于物理氣相沉積技術領域，特別涉及一種電磁加速聯合等離子體輔助增強電子束物理氣相沉積系統。在真空室內設置上極板和下極板，在上極板的下方位置安裝試樣，在試樣和下極板之間設置柵極；在沉積料棒周圍設置環形的氣體管道，在氣體管道的內圈設置的冷卻水管道；其中，上極板和下極板為正電極，柵極為負電極。該設備能夠使被蒸發的氣態材料具有一定的沉積速率和較好的指向性，從而能夠有效地提高電子束物理氣相沉積技術的沉積速率和沉積效率，進而提高涂層與基體的結合強度，另外，對于多坩堝條件下的沉積，如果為了獲得某些特定區域的沉積涂層或者為了獲得復合涂層，將會同過磁場改變粒子的行進路線，從而更好的沉積效果。
文檔編號C23C14/30GK202297757SQ20112040902
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者張東博 申請人:華北電力大學