一种等离子体溅射镀膜方法技术

本发明专利技术公开了一种新型等离子体溅射镀膜方法，该装置由控制系统,高、低压储能单元,负极性高压预电离脉冲电路,双极性低压主脉冲电路,脉冲合成电路及等离子体负载组成；提出高压短脉冲对等离子体预电离和高功率双极性脉冲磁控溅射设计方法，对等离子体负载按照一定重复频率进行多次高压短脉冲预电离和高功率双极性脉冲电场处理，减小负极性高压短脉冲与高功率正、负双极性低压主脉冲之间的时间间隔，以增强电压脉冲与等离子体负载之间的耦合，用于解决靶材电离时刻不一致问题。根据溅射靶材和等离子体气体的不同可以调节负极性高压短脉冲的宽度和电压幅值，可以降低磁控溅射装置内气体的工作气压，实现低气压溅射镀膜，有利于提高粒子的沉积速率和减小薄膜表面粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型等离子体溅射镀膜方法
本专利技术属于微电子、光学薄膜和材料表面处理研究
，具体涉及一种新型等离子体溅射镀膜方法及装置，通过负极性高压短脉冲对等离子体预电离和高功率双极性低压脉冲磁控溅射，用于解决溅射镀膜效率低和提高薄膜表面性能等问题。
技术介绍
近年来，涂层的制备方法主要采用物理气相沉积（PVD）技术，利用辉光放电、弧光放电或者热蒸发等物理放电过程，在基体表面沉积薄膜涂层的技术。PVD技术主要包括真空蒸镀、真空溅射和离子镀三个类型。磁控溅射技术作为真空溅射的一种，以其独特的优点，如沉积温度低、薄膜密度高以及膜厚易控制等，使其成为硬质涂层制备广泛采用的技术之一。磁控溅射工艺要求磁控溅射电源快速电离工作气体形成稳定的等离子体，在靶材表面形成稳定的入射离子流。由于直流磁控溅射技术金属离化率低和粒子可控性差，不再适合新型薄膜制备，目前研制高功率脉冲磁控溅射电源的技术有以下两种：一是具有高功率脉冲峰值和没有预处理两大特点的高功率脉冲电源，这种电源不能保证重复频率工作下每一个高功率脉冲都能使等离子体发生电离成功溅射粒子；每一个高功率脉冲发生电离的时刻不一致；容易产生起弧打火现象，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型等离子体溅射镀膜方法，其特征在于:对等离子体负载施加负极性高压短脉冲和高功率正、负双极性低压电脉冲，使等离子体负载受到负极性高压短脉冲电场、高功率负极性低压脉冲电场和正极性低压脉冲电场的循环作用，确保每一个高功率脉冲使等离子体负载发生电离成功溅射粒子。

【技术特征摘要】
1.一种新型等离子体溅射镀膜方法，其特征在于:对等离子体负载施加负极性高压短脉冲和高功率正、负双极性低压电脉冲，使等离子体负载受到负极性高压短脉冲电场、高功率负极性低压脉冲电场和正极性低压脉冲电场的循环作用，确保每一个高功率脉冲使等离子体负载发生电离成功溅射粒子。2.根据权利要求1所述的一种新型等离子体溅射镀膜方法，其特征在于所述对等离子体负载加载负极性高压短脉冲，负极性高压短脉冲的电压幅值为高功率负极性低压主脉冲电压幅值的3倍以上，负极性高压短脉冲宽度小于等于10微秒。3.根据权利要求2所述的一种新型等离子体溅射镀膜方法，其特征在于所述负极性高压短脉冲的宽度和电压幅值根据溅射靶材和等离子体气体的不同进行调节。4.根据权利要求1所述的一种新型等离子体溅射镀膜方法，其特征在于对等离子体负载采用负极性高压短脉冲预电离方法，提高高功率双极性主脉冲的占空比，缩小溅射镀膜电源的体积。5.根据权利要求1所述的一种新型等离子体溅射镀膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，赵娟，李洪涛，叶超，黄斌，黄宇鹏，张信，齐卓筠，欧阳艳晶，李学华，康传会，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51