一种真空炉体及其使用的辅助阳极制造技术

本实用新型专利技术提供了一种真空炉体及其使用的辅助阳极，真空炉体包括炉体、辅助阳极和阴极，所述阴极设置在所述炉体内部；所述辅助阳极为一筒形结构，筒形结构包括上环形支架和下环形支架，所述上环形支架和下环形支架之间固定设置多个条形结构或者多个弧形板结构，多个条结构交错呈格栅形状，多个弧形板结构中的至少一个的整个表面上均匀分布多个孔；所述筒形结构与所述阴极的有效溅射区域的高度差在10cm以内，所述筒形结构设置在所述炉体的内部，与所述阴极相对；所述炉体的底部设置有多个绝缘垫；所述炉体内还设置有阳极接线柱。本实用新型专利技术的真空炉体及其使用的辅助阳极，溅射时的离化效果好，膜层均匀致密，且阴极放电工作更稳定。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种真空炉体及其使用的辅助阳极。
技术介绍
在真空炉体内进行镀膜磁控溅射的过程中，如果不加辅助阳极，等离子体中的电子在电磁场的共同作用下到达就近接地的镀膜室内表面，在运动过程中碰到中性粒子会进一步电离，但通常运行路径短，电离效果不显著。当增设辅助阳后，辅助阳极的电位为正电位，比镀膜室电势高，等离子体中的部分电子将向电势更高的阳极集结。在集结过程中路径被延长，并获得了更多的能量。在电子向阳极运动过程中，电子会与途中的中性粒子发生碰撞，导致镀膜过程离化率升高，辅助阳极电位比镀膜室内表面及工件转架都高，所以形成的电场强度更大，正离子的入射能量更大，轰击靶面离子动能也相应的增大。与普通阴极溅射相比较，沉积速率会得到提升，镀膜形成的膜层与基片的附着力也会得到改善。在化合物反应溅射过程，沉积一定时间后工件和溅射靶面都有一定厚度的绝缘膜，在接地的真空室壁上也会沉积，致使电子无法进入阳极，即“阳极消失”造成阴极放电不稳定。通过增设辅助阳极也能有效的解决这个方面的问题。如图1a～1b所示，目前在真空炉体上设置的辅助阳极200一般呈圆饼形，通过阳极支撑板安装在炉体的内部侧壁上。电连接方面，阳极200露出外部的一端直接电连接电源的正极，从而将外部的电源引到阳极200上。炉体100的炉壁直接连接电源的负极。阳极200与炉体100之间绝缘设置。为确保阳极200与炉体100之间的绝缘，一般是在阳极200与阳极支撑板(图中未示意出)之间设置绝缘板，并在连接支撑板与阳极200间的螺钉帽外设置一绝缘帽。目前，该结构的阳极由于安装、工作较简单，因此已有的真空炉体中广泛使用此种结构的辅助阳极，但现有的真空炉体普遍存在离化效果不高，阴极工作一段时间后出现辉光放电工作效果下降等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种真空炉体及其使用的辅助阳极，溅射时的离化效果好，膜层均匀致密，且阴极放电工作更稳定。本技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种真空炉体，包括炉体、辅助阳极和阴极，所述阴极设置在所述炉体内部；所述辅助阳极为一筒形结构，筒形结构包括上环形支架和下环形支架，所述上环形支架和下环形支架之间固定设置多个条形结构或者多个弧形板结构，多个条结构交错呈格栅形状，多个弧形板结构中的至少一个的整个表面上均匀分布多个孔；所述筒形结构与所述阴极的有效溅射区域的高度差在10cm以内，所述筒形结构设置在所述炉体的内部，与所述阴极相对；所述炉体的底部设置有多个绝缘垫，所述筒形结构支撑在所述多个绝缘垫上；所述炉体内还设置有阳极接线柱，所述筒形结构通过所述阳极接线柱连接外部电源的正极一种用于真空炉体的辅助阳极，所述辅助阳极为一筒形结构，筒形结构包括上环形支架和下环形支架，所述上环形支架和下环形支架之间固定设置多个条形结构或者多个弧形板结构，多个条结构交错呈格栅形状，多个弧形板结构中的至少一个的整个表面上均匀分布多个孔；所述筒形结构与待应用的真空炉体内的阴极的有效溅射区域的高度差在10cm以内。本技术与现有技术对比的有益效果是：本技术的真空炉体，辅助阳极为筒形结构，且主体为格栅形状或者表面分布有孔的弧形板结构，设置在炉体内。筒形结构外表面积大，可有效吸收各个方位的电子。安装在炉体内部时，筒状阳极处于溅射阴极的对面，在溅射过程中，可吸收脱离阴极磁控束缚的电子中的大部分。本技术吸收电子的数量或能力更强，由于吸收电子能力更强，则电子与真空炉内中性原子或分子碰撞的机率更多，从而采用该阳极的炉体的气体离化率高，离化效果好。此外，辅助阳极上格栅形状或者多孔结构的设计，能让阳极上电荷分布更均匀，筒状阳极的高度与溅射阴极有效区域相近，确保工件整体均处于溅射阴极与筒状阳极之间的等离子区域，从而保证工件上中下膜层质量的均匀性。本技术的真空炉体，磁体溅射时，离化率高；上下等离子体分布更均匀，从而工件上中下的膜层更均匀，膜层更致密。此外，本技术的辅助阳极的高度与阴极溅射的有效区域的高度差在10cm以内，两者处于同一水平高度，则阴极放电辉光区域不会因为阳极的位置和长度而造成辉光的偏移，从而使阴极放电工作更稳定。【附图说明】图1a是现有技术的辅助阳极在真空炉体内侧的结构示意图；图1b是现有技术的辅助阳极在真空炉体外侧的结构示意图；图2是本技术具体实施方式的真空炉体的立体结构示意图；图3是本技术具体实施方式的真空炉体的主视剖面示意图；图4是本技术具体实施方式的真空炉体的俯视剖面示意图；图5a是本技术具体实施方式的绝缘垫的上盖板的结构示意图；图5b是本技术具体实施方式的绝缘垫的防护罩的结构示意图；图5c是本技术具体实施方式的绝缘垫的绝缘基座的结构示意图；图6是本技术具体实施方式的绝缘垫的装配示意图；图7是本技术具体实施方式的阳极接线柱的结构示意图；图8是本技术具体实施方式的真空炉体的筒形结构的第二种结构示意图；图9是本技术具体实施方式的真空炉体的筒形结构的第三种结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施方式并对照附图对本技术做进一步详细说明。本技术的构思是：考虑到现有的真空炉体离化效果不高的问题，可能是由于圆饼形结构的辅助阳极的表面积较小，很难与阴极溅射靶有同样的高度或与阴极溅射靶处于同一水平位置，造成吸收电子数量有限，或影响到阴极辉光放电方向的偏移，进而导致真空炉内起到的离化效果不高或影响到阴极正常的辉光放电工作。目前圆饼状阳极直接安装在真空炉体的炉壁上，造成表面积较小，吸收能力有限；另外圆饼辅助阳极的高度远小于工件装载的高度，膜层上下均匀性会受到影响。因此，本技术重新设计辅助阳极的结构，为筒形结构，且筒形结构的主体为格栅形状或者为分布多个孔的弧形板结构，并将其配合绝缘垫设置在炉体内部，与阴极相对，通过阳极接线柱引入外部电源的正极，实现工作。这样，通过上述辅助阳极的结构改进以及配合组件调整安装位置，从而改善离化效果，且阴极放电工作更稳定。如图2～4所示，本具体实施方式的真空炉体包括炉体1、辅助阳极2和阴极3。辅助阳极2为一筒形结构，具体为圆筒形结构，筒形结构包括上环形支架和下环形支架，上下环形支架之间的圆筒形结构的主体为一连贯的弧形板，弧形板表面均匀分布多个孔，圆筒形结构的高度与阴极3的有效溅射区域的高度差在10cm以内，圆筒形结构设置在炉体1的内部，具体可设置在炉体1内部的正中间，与炉体1内部的阴极3相对。炉体1的底部设置有多个绝缘垫4(图4中所示为设置有四个绝缘垫)，圆筒形结构支撑在多个绝缘垫4上。炉体内还设置有阳极接线柱5，圆筒形网状结构通过阳极接线柱连接外部电源的正极。工作时，工件6设置在阴极3和辅助阳极2之间。由于筒状辅助阳极2的高度与溅射阴极3的有效区域的高度相近，两者处于同一高度水平，且大于工件6装载的长度，从而能保证工件6都处于溅射阴极与筒状阳极之间的等离子区域。绝缘垫4的作用是实现筒形结构的辅助阳极2与炉体1之间的绝缘。因此，可支撑辅助阳极，且绝缘的结构均可应用于本具体实施方式的真空炉体中。本具体实施方式在此仅列举一种结构简单易于实现的绝缘垫结构。如图5a、5b、5c以及图6所示，绝缘垫包括上盖板401，防护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空炉体，包括炉体、辅助阳极和阴极，所述阴极设置在所述炉体内部；其特征在于：所述辅助阳极为一筒形结构，筒形结构包括上环形支架和下环形支架，所述上环形支架和下环形支架之间固定设置多个条形结构或者多个弧形板结构，多个条结构交错呈格栅形状，多个弧形板结构中的至少一个的整个表面上均匀分布多个孔；所述筒形结构与所述阴极的有效溅射区域的高度差在10cm以内，所述筒形结构设置在所述炉体的内部，与所述阴极相对；所述炉体的底部设置有多个绝缘垫，所述筒形结构支撑在所述多个绝缘垫上；所述炉体内还设置有阳极接线柱，所述筒形结构通过所述阳极接线柱连接外部电源的正极。

【技术特征摘要】
1.一种真空炉体，包括炉体、辅助阳极和阴极，所述阴极设置在所述炉体内部；其特征在于：所述辅助阳极为一筒形结构，筒形结构包括上环形支架和下环形支架，所述上环形支架和下环形支架之间固定设置多个条形结构或者多个弧形板结构，多个条结构交错呈格栅形状，多个弧形板结构中的至少一个的整个表面上均匀分布多个孔；所述筒形结构与所述阴极的有效溅射区域的高度差在10cm以内，所述筒形结构设置在所述炉体的内部，与所述阴极相对；所述炉体的底部设置有多个绝缘垫，所述筒形结构支撑在所述多个绝缘垫上；所述炉体内还设置有阳极接线柱，所述筒形结构通过所述阳极接线柱连接外部电源的正极。2.根据权利要求1所述的真空炉体，其特征在于：所述筒形结构为圆筒形结构。3.根据权利要求1所述的真空炉体，其特征在于：所述多个弧形板结构连贯形成一个整体。4.根据权利要求1所述的真空炉体，其特征在于：所述绝缘垫包括上盖板，防护罩和绝缘基座；所述防护罩套设在所述绝缘基座上，所述上盖板套设在所述绝缘基座上，位于所述防护罩的上方；所述上盖板上设置有供所述筒形结构嵌入的卡槽结构。5.根据权利要求1所述的真空炉体，其特征在于：所述阳极接线柱包括导电螺杆、导线接线柱和绝缘结构件；所述导线接线柱的一端用于连接所述外部电源，所述导线接线柱的另一端与所述导电螺杆的第一端连接在一起，所述导电螺杆穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张远华，
申请(专利权)人：森科五金深圳有限公司，张远华，
类型：新型
国别省市：广东;44