一种降低磁控溅射源污染的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种降低磁控溅射源污染的装置，包括有靶枪，靶枪的枪口端部设置有几个倒V形弹片，弹片与靶枪之间设置有靶材；所述倒V形弹片的一个支脚连接有安装片，安装片上设置有通孔，螺钉穿过通孔及靶枪枪口端部的螺纹孔后将弹片固定在靶枪上，弹片的另外一个支脚压在靶材表面上。本实用新型专利技术通过对现有的磁控溅射设备进行改进，去除压在靶材上的不锈钢压环，改由面积更小的弹片固定，降低了压环对磁控溅射制备薄膜材料的污染，且操作简单，使用方便，不用对现有设备做任何修改即可达到。此装置虽然简单，但对降低薄膜污染、提高薄膜质量起到了关键性作用。

A device to reduce the pollution of magnetron sputtering source

The utility model discloses a device for reducing the magnetron sputtering source pollution, including target gun muzzle end target gun set several inverted V shaped shrapnel, shrapnel and target material is arranged between the gun and target; the inverted V shape spring one leg is connected with a mounting plate is arranged on the mounting plate through hole, screw thread hole passes through the through hole and the target gun muzzle end after the spring plate is fixed on the gun target, shrapnel another foot pressure on the target surface. The utility model based on magnetron sputtering equipment improve existing removal pressure on the target material of stainless steel pressure ring, shrapnel by smaller fixed, lower pressure ring prepared by magnetron sputtering thin film material pollution, and has the advantages of simple operation, convenient use, without any modification of existing equipment can be achieved. Although the device is simple, it plays a key role in reducing the film pollution and improving the quality of the film.

【技术实现步骤摘要】
一种降低磁控溅射源污染的装置
本技术涉及一种降低污染的装置，特别是一种降低磁控溅射源污染的装置。
技术介绍
磁控溅射是物理气相沉积的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多种材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，是一种常见的薄膜材料制备方法。其工作原理是，电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，沿着产生的E（电场）×B（磁场）所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。溅射过程中的污染可能会使样品的性质发生严重的变化，其中溅射源污染可能来自靶材自身所含的杂质，也可能来自靶材与衬底之间的等离子区域的污染物。靶材自身所含的杂质由靶材的制备工艺决定，溅射过程中无法改变；而靶材与衬底之间等离子区域有一用于将靶材压紧固定于靶枪上的压环，一般地，压环的材料为不锈钢，在溅射过程中，靶材原子被溅射，同时压环的原子也被溅射，这样溅射源中就含有不必要的污染物（压环原子）。这些污染物会影响样品的组分及性质，因此，需要降低溅射源的污染物来纯化样品的组分，从而提高样品的性能。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种降低磁控溅射源污染的装置。该装置能够降低来自压环（不锈钢）溅射引起的污染，保证样品的质量。本技术的技术方案：一种降低磁控溅射源污染的装置，包括有靶枪，靶枪的枪口端部设置有几个倒V形弹片，弹片与靶枪之间设置有靶材；所述倒V形弹片的一个支脚连接有安装片，安装片上设置有通孔，螺钉穿过通孔及靶枪枪口端部的螺纹孔后将弹片固定在靶枪上，弹片的另外一个支脚压在靶材表面上。前述的降低磁控溅射源污染的装置，所述弹片与靶材接触的支脚头端为锥形结构。前述的降低磁控溅射源污染的装置，所述弹片设置数量为3个，3个弹片的安装位置形成1个等边三角形。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术通过对现有的磁控溅射设备进行改进，去除压在靶材上的不锈钢压环，改由面积更小的弹片固定，降低了压环对磁控溅射制备薄膜材料的污染，且操作简单，使用方便，不用对现有设备做任何修改即可达到。此装置虽然简单，但对降低薄膜污染、提高薄膜质量起到了关键性作用。附图说明附图1为本技术的结构示意图；附图2为附图1的俯视结构示意图；附图3现有的靶枪结构示意图；附图4为附图3的俯视结构示意图；附图5本技术溅射制备的Mg2Si薄膜样品的X射线能谱（EDS）图；附图6现有设备溅射制备的Mg2Si薄膜样品的X射线能谱（EDS）图；附图标记：1-靶枪，2-弹片，3-靶材，4-安装片，5-螺钉，6-压环。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。本技术的实施例：现有的靶枪结构如附图3-4所示，包括有内有磁场的靶枪1，靶材3放在靶枪1上，压环6盖在靶材3上，由3颗螺钉固定，使靶材3与靶枪1充分接触且不会任意移动。在溅射过程中，靶材3在高能Ar离子的轰击下发生溅射，压环6也会发生溅射，导致薄膜材料污染，降低薄膜质量。而本技术的降低磁控溅射源污染的装置，如附图1-2所示，包括有靶枪1，靶枪1的枪口端部设置有几个倒V形弹片2，弹片2与靶枪1之间设置有靶材3；所述倒V形弹片2的一个支脚连接有安装片4，安装片4上设置有通孔，螺钉5穿过通孔及靶枪1枪口端部的螺纹孔后将弹片2固定在靶枪1上，弹片2的另外一个支脚压在靶材3表面上，使靶材3与靶枪1充分接触。由于三个弹片2的总面积远小于原压环6的面积，在溅射过程中可降低来自压环6的污染，从而提高薄膜质量。而将弹片2设置有倒V形结构，使得与靶材3的接触面为支脚的头端面，而不是支脚的底面，头端面的面积较之底面的面积更小，更能保证薄膜质量。所述弹片2与靶材3接触的支脚头端为锥形结构，该结构可以进一步地降低弹片2与靶材3的接触面积，使得薄膜质量更好。所述弹片2设置数量为3个，3个弹片2的安装位置形成1个等边三角形，该结构可以使得靶材3固定效果较好，在溅射过程中不会发生位移。图6为现有技术（有压环）溅射制备的Mg2Si薄膜样品的X射线能谱（EDS）图。制备的Mg2Si薄膜样品中，其成分经过能谱仪测试后，发现除靶材元素外，还可以检测到Fe等污染元素，经过分析是由于压环（不锈钢）的溅射引起的。具体地，其中Mg元素的原子百分比为61.87%，Si元素的原子百分比为31.59%，O元素的原子百分比为4.02%，Fe元素的原子百分比为2.52%。这少量的O元素可能来自后退火处理，由于Mg2Si采用的是低真空退火，氛围中含有少量的氧，这无法避免。也可能来自退火后的保存中，由于Mg2Si表面极易氧化。还可能是由于样品中含有少量的Fe元素，Fe会吸附空气中少量的氧而氧化。如若可以降低来自压环的污染，将会使薄膜质量大幅提升。图5为本技术溅射制备的Mg2Si薄膜样品的X射线能谱（EDS）图。其中Mg元素的原子百分比为65.81%，Si元素的原子百分比为32.66%，Mg与Si的原子比接近图6中的化学剂量比。O元素的原子百分比为1.53%，这极少量的O可能来自后退火处理或退火后的保存。去除压环改用本技术的新装置后，未见Fe等污染元素存在，同时O元素的含量也降低了。由此可见，此装置虽然简单，但对降低薄膜污染、提高薄膜质量起到了关键性作用。使用本技术降低溅射源污染的样品制备及表征方法，包含以下步骤：（1）清洗舱体、靶材、托盘及基片等。（2）将装了基片的托盘插入样品架上的托盘槽内。（3）将靶材放在靶枪上，由3支弹片固定，如图2所示。（4）达到目标真空度后，打开磁控溅射电源，通入Ar气，开始镀膜。（5）镀膜结束后，将样品进行退火处理。（6）采用X射线能谱仪（EDS）确定样品的组分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低磁控溅射源污染的装置，其特征在于：包括有靶枪（1），靶枪（1）的枪口端部设置有几个倒V形弹片（2），弹片（2）与靶枪（1）之间设置有靶材（3）；所述倒V形弹片（2）的一个支脚连接有安装片（4），安装片（4）上设置有通孔，螺钉（5）穿过通孔及靶枪（1）枪口端部的螺纹孔后将弹片（2）固定在靶枪（1）上，弹片（2）的另外一个支脚压在靶材（3）表面上。

【技术特征摘要】
1.一种降低磁控溅射源污染的装置，其特征在于：包括有靶枪（1），靶枪（1）的枪口端部设置有几个倒V形弹片（2），弹片（2）与靶枪（1）之间设置有靶材（3）；所述倒V形弹片（2）的一个支脚连接有安装片（4），安装片（4）上设置有通孔，螺钉（5）穿过通孔及靶枪（1）枪口端部的螺纹孔后将弹片（2）固定在靶枪（...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢泉，马新宇，陈茜，廖杨芳，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：新型
国别省市：贵州,52