專利名稱：一種用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種磁控濺射鍍膜裝置，特別是ー種用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，屬于磁控濺射技術領域。
背景技術：
磁控濺射鍍膜技術是對靶材施加負高壓，以靶材作為陰極，基片作為陽極，在靶材與基片之間形成電場，并通過在靶材背面的磁極提供磁場，利用磁場與電場交互作用，約束電子在靶表面附近螺旋狀運行，不斷撞擊氬氣產生離子，所產生的氬離子在電場作用下撞向靶面濺射出靶材原子，沉積在基片上獲得所需的薄膜層。連續磁控濺射鍍膜是采用磁控濺射陰極裝置，在同一真空腔體內安裝多個不同靶材，基片在移動過程中可連續地走過這些陰極裝置，在基片表面形成復合膜層，因此連續磁 控濺射鍍膜設備具有結構簡単、鍍膜效率高等優點，但連續鍍膜設備必須考慮相鄰陰極裝置的磁體極性的相互影響對膜層性能的影響，當相鄰陰極裝置的磁體極性相同時，如圖3，磁力線在相鄰區域內相互排斥，等離子體分別在各自靶位上形成閉合的等離子體區，在基片經過兩組陰極相連接區域時，會在基片表面形成界限清晰的各自靶材的膜層，當相鄰陰極裝置的磁體極性相反時，如圖4，磁力線在相鄰區域內相互吸引，磁場范圍合ニ為一，磁場范圍得以擴展，于是形成一個敞開式、共同的等離子體區，在基片經過兩組陰極連接區域時，會在基片表面形成兩種靶材的混合膜層，根據對膜層組合的要求不同，有些要求膜層界限清晰，有些要求膜層存在過渡的混合膜層，因此要根據需要進行磁體的極性設定，使得相鄰的陰極裝置的磁體的極性相同或相反，目前磁體材料一般采用永磁鐵，但其調整極性比較困難，不能通用，造成制造、使用和管理的困難。
發明內容針對以上現有技術的不足，本實用新型目的是解決連續磁控濺射鍍膜裝置中陰極裝置的磁體極性的調整問題，使得相鄰陰極裝置的磁體極性和強度均可以隨時根據需要隨時進行調整。為了實現以上任務，本實用新型采用的技術方案設計ー種用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，包括真空室及陰極靶，該陰極靶的靶托上裝有靶材、水冷背板，其主要技術特征是陰極靶上裝有多套磁體，每套磁體均由外環電磁體和中間電磁體構成，該電磁體與直流電源連接，通過直流電源的正反接入對電磁鐵極性進行控制，并通過匹配外環和中間磁體電磁鐵的勵磁線圈的匝數,使外環和中間磁極端面的磁通量相等。陰極靶的靶托上設有磁軛，該磁軛上裝有外環電磁體和中間電磁體，外環電磁體和中間電磁體均纏繞有勵磁線圈。外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈分別接入反向的直流電源。外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈串接在同一直流電源上。外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈的匝數相同，外環電磁體和中間電磁體端面的磁通量相等。外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈的匝數不同，外環電磁體和中間電磁體端面的磁通量相等。陰極靶為平面靶或旋轉靶。本實用新型產生的積極效果使用電磁鐵代替永磁鐵，并通過直流電源控制勵磁線圈電流的方向，可以控制相鄰陰極的磁極極性，配合膜層組合的需求以提高膜層質量，避免了永磁鐵磁性隨時間的衰退對膜層的影響；通過直流電源控制勵磁線圈電流的大小，可以調節磁體表面磁場的強度和分布，拓寬工藝調節的手段。

圖I :本實用新型的剖面結構示意圖。圖2 :本實用新型的磁體結構示意圖。圖3 :本實用新型陰極裝置中相鄰磁極極性相同時的磁力線及等離子體分布示意圖。圖4 :本實用新型陰極裝置中相鄰磁極極性相反時的磁力線及等離子體分布示意圖。圖5 :本實用新型實施例一的結構示意圖。圖6 :圖5的磁力線及等離子體分布示意圖。圖I至圖6中1、真空腔體，2、維修門，3、磁軛，4、靶材，5、水冷背板，6、中間磁體，
7、中間磁體勵磁線圈，8、外環磁體，9、外環磁體勵磁線圈，10、靶托，11、磁力線，12、等離子體，13、基片。
具體實施方式
本實用新型用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置主要包括磁體、勵磁線圈、靶材4、水冷背板5和靶托10，磁體包括磁軛3、中間磁體6和外環磁體8，纏繞在中間磁體6上的勵磁線圈為中間磁體勵磁線圈7，纏繞在外環磁體8上的勵磁線圈為外環磁體勵磁線圈9，中間磁體勵磁線圈7和外環磁體勵磁線圈9外接直流電源，中間磁體6和外環磁體8安裝在磁軛3上，水冷背板5位于靶材4的背面，一起固定在靶托10上，形成陰極裝置，陰極裝置安裝在真空腔體I的維修門2上，便于安裝和檢修。實施例一本實施例基片13為非晶硅薄膜太陽能電池的背電極連續磁控濺射鍍膜設備的陰極裝置，配備三個平面陰極裝置，靶材4’為ΑΖ0、靶材4'丨為Ag和靶材4'丨丨為Al的矩形靶材，陰極接DC磁控濺射電源，為方便設計和穩定性的考慮，實現理想穩定的增反效果，需清晰界定AZO膜層的光學、電學以及物理常數，如折射率η、電阻率P以及膜層厚度等，所以要求AZO膜層形成時膜層獨立，盡量減少過渡層的出現，因此要求裝有靶材4’ΑΖΟ與裝有靶材4'丨Ag的相鄰外環磁體8的磁極極性相同，而因金屬背電極易于實現反射率要，對膜層性能要求較寬，為增強兩種金屬膜層結合力，可通過獲得過渡層實現，即形成兩種金屬膜層混合的過渡層，因此要求裝有靶材4 '丨Ag與裝有靶材4'丨丨Al的相鄰外環磁體8的磁極極性相反，根據要求通過調整勵磁線圈電源，使得磁力線11分布線和等離子體12分布如圖3所示，當基片13經過AZO和Ag的相鄰交叉區域磁力線11呈分離狀況，形成各自獨立的等離子體12區域，所鍍膜 層材料互不混合，獲得彼此獨立的AZO膜層和Ag膜層，當基片13經過Ag和Al的相鄰交叉區域磁力線11呈融合狀況，形成共同的等離子體12區域，所鍍膜層材料發生混合，獲得Ag和Al的混合膜層，滿足要求。
權利要求1.一種用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，包括真空室及陰極靶，該陰極靶的靶托上裝有靶材、水冷背板，其特征在于所述陰極靶上裝有多套磁體，每套磁體均由外環電磁體和中間電磁體構成，該電磁體與直流電源連接。
2.根據權利要求I所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述陰極靶的靶托上設有磁軛，該磁軛上裝有外環電磁體和中間電磁體。
3.根據權利要求2所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述外環電磁體和中間電磁體均纏繞有勵磁線圈。
4.根據權利要求3所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈分別接入反向的直流電源。
5.根據權利要求3所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈串接在同一直流電源上。
6.根據權利要求3所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈的匝數相同，外環電磁體和中間電磁體端面的磁通量相等。
7.根據權利要求3所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述外環電磁體和中間電磁體的勵磁線圈的匝數不同，外環電磁體和中間電磁體端面的磁通量相等。
8.根據權利要求I所述的用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，其特征在于所述陰極靶為平面靶或旋轉靶。
專利摘要本實用新型涉及一種用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，屬于磁控濺射技術領域，解決連續磁控濺射鍍膜裝置中陰極裝置的磁體極性的調整問題。本實用新型用于連續磁控濺射鍍膜的陰極裝置，包括真空室及陰極靶，該陰極靶的靶托上裝有靶材、水冷背板，其主要技術特征是陰極靶上裝有多套磁體，每套磁體均由外環電磁體和中間電磁體構成，該電磁體與直流電源連接。本實用新型可以控制相鄰陰極的磁極極性，配合膜層組合的需求以提高膜層質量，通過直流電源控制勵磁線圈電流的大小，調節磁體表面磁場的強度和分布。
文檔編號C23C14/35GK202595260SQ20122020117
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者翟宇寧, 李毅, 劉志斌, 宋光耀 申請人:深圳市創益科技發展有限公司