一种用于ta-C膜沉积的磁控溅射生成碳离子的方法及ta-C膜沉积方法技术

本发明专利技术属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种用于ta

【技术实现步骤摘要】
一种用于ta
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C膜沉积的磁控溅射生成碳离子的方法及ta
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C膜沉积方法


[0001]本专利技术属于真空镀膜
，具体涉及一种用于ta
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C膜沉积的磁控溅射生成碳离子的方法及ta
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C膜沉积方法。

技术介绍

[0002]类金刚石碳膜（diamond
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like carbon films，简称DLC膜），是含有类似金刚石结构的非晶碳膜，DLC膜的基本成分是碳，因为碳能以三种不同的杂化方式sp3、sp2和spl存在，所以碳可以形成不同晶体的和无序的结构。这也使得对碳基薄膜的研究变得复杂化。在sp3杂化结构中,一个碳原子的四个价电子被分配到具有四面体结构的定向的sp3轨道中,碳原子与相邻的原子形成很强的
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键,这种键合方式我们通常也称之为金刚石键。在sp2杂化结构中,碳的四个价电子中的三个进入三角形的定向的sp2轨道中,并在一个平面上形成
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键,第四个电子位于同
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键一个平面的pπ轨道。π轨道同一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于ta
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C膜沉积的磁控溅射生成碳离子的方法，其特征在于：其采用的磁控溅射产生碳离子的组件包括设有反应腔室的磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）、第一靶材（2）、与第一靶材（2）电连接的溅射电源、第一电子源发射系统，所述反应腔室内设有依次相连的溅射区、磁场导向区和离子出口（3）；所述第一靶材（2）设有两个，所述第一靶材（2）为碳靶，所述第一靶材（2）固定在所述溅射区中的磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）的两侧内壁上且两个相对设置，所述磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）的两侧外壁上对应第一靶材（2）设有磁控线圈；所述磁场导向区内设有用于对第一靶材（2）溅射形成的离子导引使其从离子出口（3）离开反应腔室的磁场；所述方法包括以下过程：所述第一电子源发射系统产生的电子经过电场导引进入到溅射区中；所述第一靶材（2）接入磁控溅射电源，磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）通入氩气，开启对靶磁控放电，产生的等离子体轰击第一靶材（2）进行对溅射，使第一靶材（2）溅射出碳离子及中性碳粒子，第一电子源发射系统产生的电子与溅射辉光放电产生的二次电子在溅射区电磁场约束下，形成震荡运行，与溅射区的氩气及溅射粒子产生高频的剧烈碰撞，产生高离化率高密度的碳等离子体；所述磁场导向区内形成对第一靶材（2）溅射形成的离子导引使其从离子出口（3）离开反应腔室的磁场，所述碳离子在磁场导向区内的磁场作用下从离子出口（3）离开反应腔室。2.根据权利要求1所述的用于ta
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C膜沉积的磁控溅射生成碳离子的方法，其特征在于：在所述溅射区的磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）的内壁和/或外壁上固定有两个相对设置的用于形成封闭磁场的第一线圈（14）；在所述磁场导向区的磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）的内壁和/或外壁上固定有用于形成对离子形成加速离子离开反应腔室的磁场的第二线圈（4）；所述第一线圈（14）接入线圈电流形成封闭磁场，所述第二线圈（4）接入线圈电流形成加速碳离子离开反应腔室的磁场。3.一种ta
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C膜沉积方法，其特征在于：其采用的ta
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C膜沉积设备包括具有真空腔室的沉积壳体（5）、抽真空系统、脉冲或者直流或者脉冲叠加直流偏压电源系统、磁控溅射产生碳离子的组件、交流灯丝加热电源、偏压电源系统；所述磁控溅射产生碳离子的组件包括设有反应腔室的磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）、第一靶材（2）、与第一靶材（2）电连接的溅射电源、第一电子源发射系统，所述反应腔室内设有依次相连的溅射区、磁场导向区和离子出口（3）；所述第一靶材（2）设有两个，所述第一靶材（2）为碳靶，所述第一靶材（2）固定在所述溅射区中的磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）的两侧内壁上且两个相对设置，所述磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）的两侧外壁上对应第一靶材（2）设有磁控线圈；所述磁场导向区内设有用于对第一靶材（2）溅射形成的离子导引使其从离子出口（3）离开反应腔室的磁场；所述磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）设有离子出口（3）的一端与沉积壳体（5）相连接，所述反应腔室与真空腔室通过离子出口（3）相连通；所述第一电子源发射系统包括设置于磁控溅射碳离子发生腔室壳体（1）远离离子出口（3）的一端的第一灯丝（6）以及在靠近第一灯丝（6）的位置设有第一进气管；所述沉积壳体（5）上设有用于与抽真空系统相连对真空腔室抽气形成真空环境的抽真空口（8）；所述沉积壳体（5）内设有用于放置镀膜过程中所镀工件的工件转架（7）、用于形成过渡膜层的过渡靶、靠近过渡靶设置的进气管；所述工件转架（7）接所述脉冲或者直流或者
脉冲叠加直流偏压电源系统的负极；所述沉积方法包括以下步骤：
①
安装工件：将所镀工件安装在工件转架（7）上；
②
抽真空：使用真空抽气系统通过抽真空口（8）对沉积壳体（5）真空腔体抽真空至本底真空；
③
加热工件：对工件进行加热；
④
轰击净化工件：打开脉冲或者直流或者脉冲叠加直流偏压电源系统，将第一灯丝（6）接入交流灯丝加热电源，产生电子，工件转架（7）接入偏压电源系统负极，第一进气管通入氩气，第一电子源发射系统产生的电子经过反应腔室内依次相连的溅射区、磁场导向区和离子出口的时候，形成高密度的气体等离子体，在偏压的作用下进行工件清洗作用；
⑤
镀过渡层；通过沉积壳体（5）上设置的溅射过渡靶对工件表面进行过渡层的镀膜；通过不同靶材功率的调节，进行过渡膜层成分的调节；
⑥
镀ta

【专利技术属性】
技术研发人员：郎文昌，杜昊，郑仕科，黄志宏，纪忠宝，陈智杰，胡晓忠，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：