一种镀制非均匀多层薄膜的方法技术

本发明专利技术涉及镀膜设备技术领域，具体涉及一种镀制非均匀多层薄膜的方法，包括如下步骤：S1.丙酮清洗试样(3)；S2.将试样(3)干燥；S3.将试样(3)放入试样台(3)上；S4.镀制第一薄膜层(301)：工控系统驱动光圈(5)的孔径由零开始以速度V1增大；S5.镀制第二薄膜层(302)：工控系统驱动遮挡装置(6)由半径为最小状态开始以速度V2增大，S6.镀制第三薄膜层(303)：工控系统驱动光圈(5)的孔径由零开始以速度V3增大，S7.镀膜完成，关闭非均匀多层薄膜的镀膜设备。采用这种结构后，该方法可以镀制非均匀多层薄膜，为科研人员对非均匀多层薄膜的研究工作做铺垫。

A Method of Coating Non-uniform Multilayer Films

The invention relates to the technical field of coating equipment, in particular to a method of plating non-uniform multi-layer films, including the following steps: S1. acetone cleaning sample (3); S2. drying sample (3); S3. placing sample (3) on the test bench (3); S4. plating the first film layer (301): the aperture of industrial control system driving aperture (5) increases from zero to speed V1; S5. plating the second film layer (302): industrial control. The system driving shielding device (6) increases with speed V2 from the minimum radius, and the third film layer (303) is plated. The aperture of the driving aperture (5) of the industrial control system increases with speed V3 from zero, and the coating device of the non-uniform multilayer film is closed. With this structure, inhomogeneous multilayer films can be deposited by this method, which paves the way for researchers to study inhomogeneous multilayer films.

【技术实现步骤摘要】
一种镀制非均匀多层薄膜的方法
本专利技术涉及镀膜
，具体涉及一种镀制非均匀多层薄膜的方法。
技术介绍
磁控溅射技术的应用日趋广泛,在工业生产和科学研究领域发挥巨大作用。磁控溅射镀膜系统是在基本的二极溅射系统发展而来，解决二极溅射镀膜速度比蒸镀慢很多、等离子体的离化率低和基片的热效应明显的问题。磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100～1000Gauss强力磁铁，真空室充入0.1～10Pa压力的惰性气体(Ar)，作为气体放电的载体。在高压作用下Ar原子电离成为Ar+离子和电子，产生等离子辉光放电,电子在加速飞向基片的过程中，受到垂直于电场的磁场影响,使电子产生偏转，被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，电子以摆线的方式沿着靶表面前进，在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞，电离出大量的Ar+离子，与没有磁控管的结构的溅射相比，离化率迅速增加10～100倍，因此该区域内等离子体密度很高。经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚,最终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。而Ar+离子在高压电场加速作用下,与靶材的撞击并释放出能量,导致靶材表面的原子吸收Ar+离子的动能而脱离原晶格束缚，呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片，并在基片上沉积形成薄膜。但现有技术中的磁控溅射镀膜系统，所镀制的多层薄膜为均匀的一层一层的在基片或者试样上成膜，也就是说，所镀制得到的薄膜层在基片或者试样上，在截面方向看，从试样上的一端至试样的另一端的厚度是均匀的。运用现有技术中的镀膜方法，无法镀制得到在截面方向从试样上的中部至试样的边缘的厚度不均匀的多层薄膜，即薄膜层从试样表面的中部至试样表面的边缘，薄膜层厚度逐渐变小或变大，因此，限制了科研人员对在截面方向从试样上的中部至试样的边缘的厚度不均匀的多层薄膜的研究工作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种镀制非均匀多层薄膜的方法，本专利技术中，非均匀多层薄膜是指在截面方向从试样上的中部至试样的边缘的厚度不均匀的多层薄膜，即薄膜层从试样表面的中部至试样表面的边缘，薄膜层厚度逐渐变小或变大的多层薄膜，该方法可以镀制非均匀多层薄膜，为科研人员对非均匀多层薄膜的研究工作做铺垫。为解决上述技术问题，本专利技术的一种镀制非均匀多层薄膜的方法，包括如下步骤：S1.将试样放入超声波清洗机中，用丙酮清洗试样；S2.将试样放入真空干燥箱中干燥；S3.将试样放入用于镀制非均匀多层薄膜的系统的试样台上；S4.镀制第一薄膜层：开启镀制第一薄膜层的靶材，设定镀制第一薄膜层的时间为T1，第一驱动机构驱动光圈至试样表面中心上方并固定，所述试样的直径为D，工控系统驱动光圈的孔径由零开始以速度V1增大，其中V1＝D/T1，之后第一驱动机构驱动光圈远离试样表面，工控系统驱动光圈使光圈的孔径复位至零；S5.镀制第二薄膜层：切换至镀制第二薄膜层的靶材，并且第二驱动机构驱动遮挡装置6至试样表面中心上方，并且使空心管与试样表面中心对齐并固定，设定镀制第二薄膜层的时间为T2，遮挡装置的半径为最小状态，工控系统驱动遮挡装置由半径为最小状态开始以速度V2增大，其中V2＝D/T2，之后第二驱动机构驱动遮挡装置远离试样表面；S6.镀制第三薄膜层：切换至镀制第三薄膜层的靶材，第一驱动机构驱动光圈至试样表面中心上方并固定，设定镀制第三薄膜层的时间为T3，工控系统驱动光圈的孔径由零开始以速度V3增大，其中V3＝D/T3，之后第一驱动机构驱动光圈远离试样表面；S7.镀膜完成，关闭非均匀多层薄膜的镀膜设备。采用上述方法后，由于在镀制第一薄膜层时、镀制第二薄膜层、以及镀制第三薄膜层时，驱动机构交替的驱动光圈和遮挡装置在试样的上方动作，也就是说，试样表面是逐渐暴露的，暴露区域沉积薄膜，未暴露区域不沉积薄膜，即在镀膜时，试样表面沉积的薄膜是逐渐变化的，因此该方法可以镀制非均匀多层薄膜，为科研人员对非均匀多层薄膜的研究工作做铺垫。优选的，在步骤S3之后和步骤S4之前还包括如下步骤：调节试样台的高度，使所述光圈和遮挡装置的底端与试样的上表面之间的间隔的大小为3～8mm。附图说明图1是本专利技术的方法中用于镀制非均匀多层薄膜的系统的结构示意图。图2是本专利技术的方法中用于镀制非均匀多层薄膜的系统中第一支杆与第一安装台连接处的截面示意图。图3是本专利技术的方法中用于镀制非均匀多层薄膜的系统中遮挡装置与第二驱动装置的结构示意图。图4是本专利技术的方法中用于镀制非均匀多层薄膜的系统中遮挡装置遮挡半径由小变大的结构示意图。图5是本专利技术一种镀制非均匀多层薄膜的方法中步骤S4过程的结构示意图。图6是本专利技术一种镀制非均匀多层薄膜的方法中步骤S5过程的结构示意图。图7是本专利技术一种镀制非均匀多层薄膜的方法中步骤S6过程的结构示意图。图8是本专利技术一种镀制非均匀多层薄膜的方法的流程图。其中：1、镀膜腔体；2、靶材；3、试样；4、试样台；5、光圈；6、遮挡装置；7、第一支杆；8、第一轴承；9、第一齿轮；10、第一电机；11、第二齿轮；12、第二支杆；13、空心管；14、伞骨；15、支撑骨；16、撑杆；17、第二电机；18、绳；19、卷筒；20、第二轴承；21、第三齿轮；22、第三电机；23、第四齿轮；24、螺纹杆；25、螺母；26、遮挡布；27、第一安装台；28、第二安装台。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对专利技术作进一步详细地说明。下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的专利技术概念。然而，这些专利技术概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。也应注意这些实施例不相互排斥。来自一个实施例的组件、步骤或元素可假设成在另一实施例中可存在或使用。在不脱离本公开的实施例的范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本文出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其它情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。文中的方向词“左”、“右”与说明书附图的方向对应。在一个实施例中，一种镀制非均匀多层薄膜的方法，本实施例中的非均匀多层薄膜，如图7，由试样3的表面向外依次包括第一薄膜层301、第二薄膜层302和第三薄膜层303，试样3为圆形，在截面方向上看，第一薄膜层301从试样3的表面的中部至外圆周边缘依次变薄，第二薄膜层302从试样3的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀制非均匀多层薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将试样(3)放入超声波清洗机中，用丙酮清洗试样(3)；S2.将试样(3)放入真空干燥箱中干燥；S3.将试样(3)放入用于镀制非均匀多层薄膜的系统的试样台(3)上；S4.镀制第一薄膜层(301)：开启镀制第一薄膜层(301)的靶材，设定镀制第一薄膜层(301)的时间为T1，第一驱动机构驱动光圈(5)至试样(3)表面中心上方并固定，所述试样(3)的直径为D，工控系统驱动光圈(5)的孔径由零开始以速度V1增大，其中V1＝D/T1，之后第一驱动机构驱动光圈(5)远离试样(3)表面，工控系统驱动光圈(5)使光圈(5)的孔径复位至零；S5.镀制第二薄膜层(302)：切换至镀制第二薄膜层(302)的靶材，并且第二驱动机构驱动遮挡装置(6)至试样(3)表面中心上方，并且使空心管13与试样(3)表面中心对齐并固定，设定镀制第二薄膜层(302)的时间为T2，遮挡装置(6)的半径为最小状态，工控系统驱动遮挡装置(6)由半径为最小状态开始以速度V2增大，其中V2＝D/T2，之后第二驱动机构驱动遮挡装置(6)远离试样(3)表面；S6.镀制第三薄膜层(303)：切换至镀制第三薄膜层(303)的靶材，第一驱动机构驱动光圈(5)至试样(3)表面中心上方并固定，设定镀制第三薄膜层(303)的时间为T3，工控系统驱动光圈(5)的孔径由零开始以速度V3增大，其中V3＝D/T3，之后第一驱动机构驱动光圈(5)远离试样(3)表面；S7.镀膜完成，关闭非均匀多层薄膜的镀膜设备。...

【技术特征摘要】
1.一种镀制非均匀多层薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将试样(3)放入超声波清洗机中，用丙酮清洗试样(3)；S2.将试样(3)放入真空干燥箱中干燥；S3.将试样(3)放入用于镀制非均匀多层薄膜的系统的试样台(3)上；S4.镀制第一薄膜层(301)：开启镀制第一薄膜层(301)的靶材，设定镀制第一薄膜层(301)的时间为T1，第一驱动机构驱动光圈(5)至试样(3)表面中心上方并固定，所述试样(3)的直径为D，工控系统驱动光圈(5)的孔径由零开始以速度V1增大，其中V1＝D/T1，之后第一驱动机构驱动光圈(5)远离试样(3)表面，工控系统驱动光圈(5)使光圈(5)的孔径复位至零；S5.镀制第二薄膜层(302)：切换至镀制第二薄膜层(302)的靶材，并且第二驱动机构驱动遮挡装置(6)至试样(3)表面中心上方，并且使空心管13与试样(3)表面中心对齐并固定，设定镀制第二薄膜层(302)的时间为T2，遮挡装置(6)的半径为最小状态，工控系统驱动遮挡装置(6)由半径为最小状态开始以速度V2增大，其中V2＝D/T2，之后第二驱动机构驱动遮挡装置(6)远离试样(3)表面；S6.镀制第三薄膜层(303)：切换至镀制第三薄膜层(303)的靶材，第一驱动机构驱动光圈(5)至试样(3)表面中心上方并固定，设定镀制第三薄膜层(303)的时间为T3，工控系统驱动光圈(5)的孔径由零开始以速度V3增大，其中V3＝D/T3，之后第一驱动机构驱动光圈(5)远离试样(3)表面；S7.镀膜完成，关闭非均匀多层薄膜的镀膜设备。2.按照权利要求1所述的一种镀制非均匀多层薄膜的方法，其特征在于，在步骤S3之后和步骤S4之前还包括如下步骤：调节试样台(4)的高度，使所述光圈(5)和遮挡装置(6)的底端与试样(3)的上表面之间的间隔的大小为3～8mm。3.按照权利要求1所述的一种镀制非均匀多层薄膜的方法，其特征在于，所述用于镀制非均匀多层薄膜的系统包括镀膜腔体(1)和工控系统，所述镀膜腔体(1)内固定有靶材(2)和用于放置试样(3)的试样台(4)，所述试样台(4)高度可调式连接在镀膜腔体(1)的内底面上，所述一种非均匀多层薄膜的镀膜设备还包括孔径大小可变的光圈(5)、半径大小可变的遮挡装置(6)、将光圈(5)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第一驱动机构、以及将遮挡装置(6)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第二驱动机构，所述光圈(5)的一端与第一驱动机构连接，所述光圈(5)位于试样(3)上方时，所述光圈(5)的下表面与试样(3)的上表面之间具有间隔；所述遮挡装置(6)的一端与第二驱动机构连接，所述遮挡装置(6)位于试样(3)上方时，所述遮挡装置(6)的下表面与试样(3)的上表面之间具有间隔，所述光圈(5)、遮挡装置(6)、第一驱动机构、第二驱动机构均与工控系统电连接。4.按照权利要求3所述的一种镀制非均匀多层薄膜的方法，其特征在于：所述镀膜腔体(1)内底部固定有第一安装台(27)，所述第一驱动机构包括第一支杆(7)，所述第一支杆(7)一端与第一安装台(27)转动连接，所述第一支杆(7)另一端与光圈(5)固定连接，所述第一安装台(27)上设有驱动第一支杆(7)转动的第一驱动单元，第一驱动单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明东，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33