一种真空电弧沉积设备，其包括： 一真空腔； 一电弧蒸发源，其利用真空电弧放电从阴极蒸发出阴极材料，所述电弧蒸发源包括： 一用导体制成的阴极保持器，用于对所述阴极进行保持； 多个阴极，它们附连到所述阴极保持器上； 一用于引弧的触发电极； 一触发驱动单元，用于执行一种对所述触发电极的位置进行变换的操作，由此可将所述触发电极定位在所述多个阴极中的某一所需阴极前方，并可执行这样一种操作：在所述的变换位置上，将所述触发电极移近或远离所述的所需阴极； 一挡板，其能遮挡着除所述所需阴极之外其它所有阴极的前部； 以及 一挡板驱动单元，用于执行一种操作来使所述挡板移动，由此来变换未被所述挡板遮挡住的阴极； 一电弧电源，其连接在所述电弧蒸发源的所述阴极与一与所述阴极对应的阳极之间，且所述阴极位于该电源的负极一侧；以及 一变换控制单元，用于执行变换控制，用以对所述挡板驱动单元和所述触发驱动单元实施控制，从而可变换一个未被所述挡板遮挡住的阴极，同时还将所述触发电极定位在未被所述挡板遮挡的所述阴极之前。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种真空电弧沉积设备，其具有一电弧蒸发源，用于利用真空电弧放电对阴极材料进行蒸发，并将阴极材料沉积到一基底上，从而形成一层薄膜。具体来讲，本专利技术涉及这样一种装置其可延长执行薄膜沉积的时间，或提高形成分层膜时的自由度。
技术介绍
图4表示了现有技术中此类真空电弧沉积设备的一种实例，图5是从图4中的箭头P方向进行观察所得的视图。该真空电弧沉积设备具有一真空腔2，该真空腔是被一图中未示出的真空泵吸系统抽成真空的。在真空腔2内设置了一保持器6，用于保持着一个要被镀膜的基底4。在真空腔2的一侧壁部分上连接了一电弧蒸发源10，在该实例中，该蒸发源10被设置成面对着保持器6上的基底4。电弧蒸发源10利用真空电弧放电从阴极14蒸发出阴极材料16。更具体来讲，电弧蒸发源10具有一用导体(例如非磁性金属)制成的阴极保持器12，用于支撑阴极14。在该现有技术中，阴极保持器12上安装有一阴极14。阴极保持器12通过一绝缘体18连接到真空腔2上。电弧蒸发源10还包括一触发电极20和一触发驱动单元22。触发电极20被用于对阴极14执行引弧。触发驱动单元22通过一杆轴24和一通管26使触发电极20在阴极14的前/后方向上移动，从而能使触发电极20如图中箭头B所示那样与阴极14连接起来、或脱离连接(即接触/分离)。在该实例中，通管26具有真空密封功能和电绝缘的功能。在该示例中，真空腔2还用作电弧蒸发源10的阳极。在电弧蒸发源10的阴极14与真空腔2之间，经阴极保持器12连接着一用于进行电弧放电的直流电弧电源28，且阴极14位于电源的负极一侧(换言之，真空腔2位于正极一侧)。在触发电极20与电弧电源28的正极侧(即阳极或还用作阳极的真空腔2)之间，通过导电的杆轴24连接了一个电阻30，用于限制引弧时的电流。下面将对工作过程的一种示例进行描述。触发电极20受触发驱动单元22的驱动而移动，从而一旦与阴极14接触到之后，就从电弧电源28向该触发电极施加了一个直流电压(例如约为几十伏)。当触发电极20随后与阴极14分离开时，就会在触发电极20与阴极14之间产生一个火花。该放电火花将引发阴极14与还用作阳极的真空腔2之间产生连续的电弧放电。因而，阴极14的表面就会熔化，从而蒸发出阴极材料16。然后，阴极材料16被喷射、沉积到基底4上，由此在基底4的表面上形成一层薄膜。此时，可利用一偏置电源8向保持器6上的基底4施加一个负偏置电压(该电压例如从负几十伏左右到约-1000V)。这样就可提高薄膜在基底4上的附着力。另外，保持着基底4的保持器6可在箭头E的方向上、或与此相反的方向上转动。因而，就可以提高基底4上薄膜的均匀度。此外，可向真空腔2中通入可与阴极材料16发生反应的活性气体(例如为氮气)、或不与其发生反应的惰性气体(例如为氩气)。如果通入的是活性气体，则可在基底4的表面上形成一化合物薄膜。顺便提及，也可将电弧蒸发源10的阳极设置成是与真空腔2分开的。在此情况下，电弧电源28的正极和电阻30就与阳极相连接，而真空腔2通常则被接地。对于组成根据本专利技术的真空电弧沉积设备的电弧蒸发源10a，也同样适用于这样的情况，下文将对本专利技术的真空电弧沉积设备进行描述。尽管在图中只表示出了一个电弧蒸发源10，但如果必要的话可设置多个电弧蒸发源。例如，可总共设置两个电弧蒸发源，从而可将其中之一布置在保持器6上基底4的左侧，并将另一个电弧蒸发源布置在基底4的右侧。作为备选方案，还可总共设置四个电弧蒸发源，从而可将其中的两个布置在左侧的上方和下方，并将另外两个布置到右侧的上方和下方。蒸发源的数目还可以大于四。这样的情形也同样适于下文将要描述的电弧蒸发源10a。在该真空电弧沉积设备中，薄膜沉积过程会消耗掉电弧蒸发源10的阴极14。如果阴极14的消耗量超过一定的限度，则薄膜沉积过程就会受到影响。因而，薄膜沉积的时间是有限的。当阴极14被耗尽时，就必须要破坏真空腔2中的真空环境，从而将真空腔2的内部敞露向大气环境，以更换新的阴极14，然后再重新对真空腔2执行抽吸真空的操作。因而，该更换作业将花费很长的工时。当利用不同种类的阴极14(也就是说，各种阴极材料16的种类互不相同)在基底4的表面上形成一分层膜(例如为多层膜)时，除了受到需通入气体的种类影响之外，形成分层膜的各种薄层的种类还会受到电弧蒸发源10数目的限制。因而，形成分层膜的自由度是很低的。
技术实现思路
因而，本专利技术的一个目的是提供一种真空电弧沉积设备，在该沉积设备中，在基底上沉积薄膜的时间得以延长，或提高了形成分层膜时的自由度。在根据本专利技术第一方面的真空电弧沉积设备中，一电弧蒸发源包括一用导体制成的阴极保持器，用于对阴极进行保持；多个阴极，它们附连到阴极保持器上；一用于引弧的触发电极；一触发驱动单元，用于执行一种变换触发电极位置的操作，由此可将触发电极定位在多个阴极中的某一所需阴极前方，并可执行这样一种操作在该变换位置上，将触发电极移近或远离所需的阴极；一挡板，其能遮挡着除所需阴极之外其它所有阴极的前部；以及一挡板驱动单元，用于执行一种操作来使挡板移动，由此来变换未被挡板遮挡住的阴极。所述真空电弧沉积设备还包括一变换控制单元，用于执行变换控制，用以对挡板驱动单元和触发驱动单元实施控制，从而可变换未被挡板遮挡住的阴极，同时还将触发电极定位在未被挡板遮挡的阴极之前。按照这种真空电弧沉积设备，一个电弧蒸发源上具有多个阴极，且变换控制单元可变换未被挡板遮挡住的阴极，同时可变换触发电极的位置，从而可将触发电极定位在未被挡板遮挡的阴极前方。因此，可使用多个阴极，同时还可在不将真空腔敞露向外界大气的条件下对阴极执行变换。因而，利用这多个阴极可连续地执行薄膜沉积工作。根据本专利技术，在这种场合下，不但可变换触发电极的位置、从而变换所要使用的阴极，而且除被使用阴极之外的其它所有阴极都被挡板遮挡住。相应地，(a)可利用挡板来防止从正在使用的阴极上蒸发出的阴极材料粘附到其它未被使用阴极的表面上；另外，(b)可利用挡板防止正被使用的阴极上的电弧放电转移到其它未被使用的阴极上，由此可避免出现不利的电弧放电。设置在同一电弧蒸发源中的多个阴极的种类可被设计成相同或相互不同，或者可以在同一电弧蒸发源中混合地使用同种阴极和不同种的阴极。如果将各个阴极设计成相同的种类，则相比于只有一个阴极的情况，可根据阴极数目的多少来延长执行薄膜沉积的时间。例如，阴极的数目为多少个，薄膜的沉积时间就能延长多少倍。如果各个阴极被制成不同的种类，则相应地就可以形成多种薄膜。因而，相比于只有一个阴极的情况，可提高形成分层膜时的自由度。在此情况下，上述(a)段章中所描述的效果—即由于除在用阴极之外的其它所有阴极都被挡板遮挡的事实而产生的效果就尤其有效了。也就是说，如果在未被使用的阴极中有某一个阴极未被挡板遮挡住，则从在用阴极(下文将该阴极称为“第一阴极”)蒸发出的阴极材料就会附着到未被挡板遮挡着的阴极(该阴极被称为“第二阴极”)的表面上。当随后要用第二阴极来形成一薄膜时，附着在第二阴极上的阴极材料就会被蒸发出来，从而基底上形成的镀膜暂时会具有与所希望的成分构成不同的成分组成。而按照本专利技术，则可避免出现这样的问题。如果将同种、不同种的阴极混用，则不但可延长执行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：入泽一彦，簗岛英夫，瀬户山诚，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，日本ITF株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。