【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁控溅射领域，具体涉及一种可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置。
技术介绍
1、磁控溅射(ms)沉积已成为金属和化合物薄膜沉积中应用最广泛的技术，并在许多工业中得到了应用。ms技术一直在不断发展，以提高靶材利用率，增加溅射物质的离子化，提高沉积速率，并降低运行成本。当前物理气相沉积(pvd)制备先进薄膜材料的主导力量非ms莫属。ms制备薄膜具有致密光滑、与基片结合力强、纯度高、基片温度低以及可实现不规则和大面积镀膜等优异特性，被大规模应用于集成电路芯片金属化、机械零部件耐磨损耐腐蚀涂层、太阳能电池和显示屏等应用领域。ms放电可以由直流电源驱动或射频电源驱动，也可以根据应用情况由其他周期波形驱动。在磁控溅射放电中，其工作参数、放电特性和等离子体参数，包括粒子密度、电子和离子能量分布、沉积速率和电离通量分数，等等都会影响磁控溅射沉积的镀膜质量。
2、ms基本的工作原理：将靶材置为阴极，利用外加磁场将电子约束在靶材表面附近，而不被磁场约束的离子则会通过阴极鞘层加速，从而轰击靶材表面，使材料从靶材中溅射而出，溅射出来的原子粒子则会沉积到衬底表面，最终形成薄膜。外加磁场的作用是通过在低气压下约束电子，提高电离率，得到高密度等离子体和轰击靶材的高离子通量，从而提高溅射率以及薄膜材料的致密度、纯度和生长速度等，满足高质量薄膜制备的工艺需求。溅射沉积可以通过在惰性工作气体和反应气体的混合气体(例如，氧气、氮气、甲烷等)中溅射化合物靶材或通过溅射元素靶材来沉积化合物薄膜。无论是在直流磁控溅射，还是在射频磁控溅射放电中，基
技术实现思路
1、传统的实验室用磁控溅射系统的不足有：(1)通常一组参数只能完成溅射一组样品，就需要打开真空腔室，更换样品，在进行第二组制备样品前，则需要继续抽真空，预溅射等，如此以往，效率往往较低；(2)靶材距离基片台位置往往固定，调节较为麻烦；(3)靶材位置具有局限性，需要更换靶材，效率低。
2、本专利技术专利克服了现有技术的不足，提供一种基片台可调节的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置以及可控生长纳米银薄膜的的设计方案。
3、本专利技术一种可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，包括侧面连接有气路管道和不锈钢管道的磁控腔体；
4、所述气路管道远离磁控腔体的一侧连接有气瓶；所述不锈钢管道远离磁控腔体的一侧连接有出气口；
5、所述磁控腔体的底部设有下底板，所述下底板的顶部由十字不锈钢板分为若干相同的磁控溅射区域a；所述磁控溅射区域a的内部设有靶材和设于所述靶材顶部且可水平移动的挡板；
6、所述下底板的底部设有若干电源系统；每个靶材均连接有一个电源系统；
7、所述磁控腔体的顶部设有上盖板和贯穿所述上盖板中心的波纹管；所述波纹管的底部设有基片台；所述基片台能够以波纹管为轴进行旋转；所述基片台的底部由十字不锈钢板分为若干相同的磁控溅射区域b，所述磁控溅射区域b的内部设有衬底。
8、优选的，所述电源系统包括依次连接的同轴线，匹配箱和电源。
9、进一步地，所述电源为射频/直流电源。
10、优选的，所述不锈钢管道和出气口之间连接有分子泵和机械泵。
11、优选的，所述磁控腔体通过卡扣连接升降杆，所述上盖板可通过所述升降杆进行竖直移动。
12、优选的，所述波纹管的顶部设有把手，所述波纹管的长度可通过把手调节。
13、优选的，所述上盖板的顶部设有标有刻度尺的外壁面，所述标有刻度尺的外壁面环绕于所述波纹管的外侧。
14、优选的，所述气路管道和磁控腔体之间设有气阀；所述磁控腔体和不锈钢管道之间设有漏气阀和机械阀。
15、本专利技术还提供一种可控生长纳米银薄膜的制备方法，采用上述可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，包括如下步骤：
16、s1：将磁控腔体抽真空2-3h后充入保护气体；
17、s2：启动电源系统，预溅射后于衬底上磁控溅射靶材；
18、s3：旋转基片台，使步骤s2中磁控溅射后的衬底与另一的靶材对应，进行磁控溅射；
19、s4：重复步骤s3，直到得到可控生长纳米银薄膜。
20、优选的，所述磁控溅射的条件为：靶材和衬底之间的距离为45-55mm，射频功率20-100w，沉积时间2-15min，工作气压在6-8pa。
21、优选的，所述步骤s2中，所述靶材采用纯银靶材，所述衬底为硅衬底。
22、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
23、(1)共设计有四个靶材的位置，并且四个靶材之间有不锈钢隔板隔开，防止一个靶材在工作的时候，溅射的粒子会污染其他三个靶材；
24、(2)每个靶材位置都会配备独立的电源接口；
25、(3)在基片台位置，设计的是可独立旋转360°的基片台，基片台一共有四个放置基片衬底的位置，每个位置都有独立的不锈钢隔板隔开；
26、(4)基片台的设计，除了可独立旋转，还可以进行垂直方向移动，从而调节靶材与基片台位置，满足实验需求，大大提高了制备样品的效率；
27、(5)通过射频磁控溅射的纳米粒子大小均匀，能够在任何衬底上形成相对质地均匀的纳米颗粒，在各种不同衬底溅射的纳米粒子都具有分散性较好、溅射均匀的优势。
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1.一种可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，包括侧面连接有气路管道(2)和不锈钢管道(14)的磁控腔体(11)；
2.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述电源系统包括依次连接的同轴线(8)，匹配箱(9)和电源(10)。
3.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述电源(10为射频/直流电源。
4.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述不锈钢管道(14)和出气口(16)之间连接有分子泵(15)和机械泵(17)。
5.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述磁控腔体(11)通过卡扣(24)连接升降杆(23)，所述上盖板(19)可通过所述升降杆(23)进行竖直移动。
6.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述波纹管(4)的顶部设有把手(22)，所述波纹管(4)的长度可通过把手(22)调节。
7.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高
8.一种可控生长纳米银薄膜的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-7所述可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，包括如下步骤：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射的条件为：靶材(7)和衬底(26)之间的距离为45-55mm，射频功率20-100W，沉积时间2-15min，工作气压在6-8Pa。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述靶材(7)采用纯银靶材，所述衬底(26)为硅衬底。
...【技术特征摘要】
1.一种可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，包括侧面连接有气路管道(2)和不锈钢管道(14)的磁控腔体(11)；
2.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述电源系统包括依次连接的同轴线(8)，匹配箱(9)和电源(10)。
3.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述电源(10为射频/直流电源。
4.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述不锈钢管道(14)和出气口(16)之间连接有分子泵(15)和机械泵(17)。
5.如权利要求1所述的可控生长纳米银薄膜的超高真空磁控装置，其特征在于，所述磁控腔体(11)通过卡扣(24)连接升降杆(23)，所述上盖板(19)可通过所述升降杆(23)进行竖直移动。
6.如权利要求1所述的可控生...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳丽，诸葛兰剑，黄天源，季佩宇，吴雪梅，
申请(专利权)人：苏州城市学院，
类型：发明
国别省市：
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