复合式沉积系统技术方案

一种复合式沉积系统，包含一腔体、一抽气泵浦、一气体供应源、一阴极电弧源、一高功率脉冲磁控溅镀源与一基板。抽气泵浦与腔体内部连通以改变腔体的气压。气体供应源与腔体内部连通，并提供一气体进入腔体。阴极电弧源与腔体连接，阴极电弧源包含一第一靶材，第一靶材设置于腔体内。高功率脉冲磁控溅镀源与腔体连接，高功率脉冲磁控溅镀源包含一第二靶材，第二靶材设置于腔体内。基板设置于腔体内，且对应第一靶材与第二靶材。借此，可增加沉积速率与改善所沉积薄膜的性质，并可精简制程与提高产能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种复合式沉积系统，包含一腔体、一抽气泵浦、一气体供应源、一阴极电弧源、一高功率脉冲磁控溅镀源与一基板。抽气泵浦与腔体内部连通以改变腔体的气压。气体供应源与腔体内部连通，并提供一气体进入腔体。阴极电弧源与腔体连接，阴极电弧源包含一第一靶材，第一靶材设置于腔体内。高功率脉冲磁控溅镀源与腔体连接，高功率脉冲磁控溅镀源包含一第二靶材，第二靶材设置于腔体内。基板设置于腔体内，且对应第一靶材与第二靶材。借此，可增加沉积速率与改善所沉积薄膜的性质，并可精简制程与提高产能。【专利说明】复合式沉积系统
本技术是有关于一种沉积系统，且特别是有关于一种复合式沉积系统。
技术介绍
类钻碳膜(DLC film)因具有高硬度、高杨氏系数、高耐磨性、高热导系数、低摩擦系数以及化学惰性等特性，通过于精密工件及元件表面沉积类钻碳膜，可使得精密工件及元件的表面得到类似钻石般的特殊性质，而可提升工件的性能。目前沉积类钻碳膜的方法包含磁控溅镀、阴极电弧沉积、脉冲激光沉积、等离子辅助化学气相沉积与等离子离子布植等等。以阴极电弧沉积为例，其采用真空电弧放电原理，将靶材蒸气粒子从阴极靶材的表面释放发射，靶材的離子化蒸气受到阳极的负偏压加速，而撞击并沉积在基板上形成膜层。然而，使用阴极电弧沉积类钻碳膜时，会产生数量可观的微粒，而影响所沉积的类钻碳膜的性质。若以磁控溅镀沉积类钻碳膜，虽不会产生微粒，但其沉积速率远低于阴极电弧沉积，而不利于大规模量产。因此相关学者与业者，持需寻求一种新的沉积系统，一方面可增加沉积速率，另一方面可改善所沉积薄膜的性质。
技术实现思路
本技术的一目的是在提供一种复合式沉积系统，其同时具有阴极电弧源(Cathodic Arc Source)与高功率脉冲磁控灘锻源(High Power Impulse MagnetronSputter Source)两种镀源,借此,可增加沉积速率,并可改善所沉积薄膜的性质。本技术的另一目的是在提供一种复合式沉积系统，其同时具有阴极电弧源与高功率脉冲磁控溅镀源两种镀源，借此，可于同一腔体中对同一基板沉积两种以上的薄膜，一方面可精简设备，另一方面可精简制程。依据本技术一实施方式是在提供一种复合式沉积系统，包含一腔体、一抽气泵浦、一气体供应源、一阴极电弧源、一高功率脉冲磁控溅镀源与一基板。抽气泵浦与腔体内部连通以改变腔体的气压。气体供应源与腔体内部连通，并提供一气体进入腔体。阴极电弧源与腔体连接，阴极电弧源包含一第一靶材，第一靶材设置于腔体内。高功率脉冲磁控溅镀源与腔体连接，高功率脉冲磁控溅镀源包含一第二靶材，第二靶材设置于腔体内。基板设置于腔体内，且对应第一 IE材与第二祀材。依据前述的复合式沉积系统，气体供应源所提供的气体可为惰性气体，亦可为反应性气体。反应性的气体可为乙炔、氧或氮。依据前述的复合式沉积系统，第一靶材可与第二靶材的成分不同，以于基板沉积复合式薄膜。第一靶材可与第二靶材的成分相同，以于基板沉积单一薄膜。第一靶材与第二靶材的成分可为碳，以于基板沉积类钻碳膜。当第一靶材与第二靶材的成分为碳时，先使用高功率脉冲磁控溅镀源，再使用阴极电弧源，以于基板沉积类钻碳膜，此外，气体供应源所提供的气体可为乙炔。【专利附图】【附图说明】为让本技术的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:图1是绘示依照本技术一实施方式的一种复合式沉积系统的示意图；图2是绘示依照本技术另一实施方式的一种复合式沉积系统示意图；图3是一比较例的类钻碳膜的扫描式电子显微镜(SEM)照片；图4是依照本技术一实施例的类钻碳膜的SEM照片；图5是另一比较例的类钻碳膜的SEM照片；图6是依照本技术另一实施例的类钻碳膜的SEM照片；图7A为图3至图6中各比较例与各实施例的类钻碳膜维式硬度试验分析比较图；图7B为图3至图6中各比较例与各实施例的类钻碳膜磨耗磨损试验分析图。【具体实施方式】请参照图1，其是绘示依照本技术一实施方式的一种复合式沉积系统100的不意图。图1中，复合式沉积系统100包含一腔体160、一阴极电弧源110、一高功率脉冲磁控溅镀源120、一基板130、一抽气泵浦140与一气体供应源150。 阴极电弧源110与腔体160连接，阴极电弧源110包含第一靶材111，第一靶材111设置于腔体160内。关于阴极电弧源110的结构与工作原理为习用，在此不予赘述。高功率脉冲磁控溅镀源120与腔体160连接，高功率脉冲磁控溅镀源120包含第二靶材121，第二靶材121设置于腔体160内。关于高功率脉冲磁控溅镀源120的结构与工作原理为习用，在此不予赘述。基板130设置于腔体160内，且对应第一靶材111与第二靶材121，在本实施方式中，基板130可逆时针转动，可有利于所沉积薄膜的均匀性，在其他实施方式中，基板130可改变其转动方向。抽气泵浦140与腔体160内部连通，通过抽气泵浦140可改变腔体160的气压。更具体言之，抽气泵浦140可对腔体160内部抽真空，使腔体160的内部气压满足阴极电弧源110或高功率脉冲磁控溅镀源120所需的工作条件。气体供应源150与腔体160内部连通，并提供气体(图未揭示)进入腔体160。气体供应源150可同时提供两种以上的气体，且气体的种类可为惰性气体或反应性气体，可使用的惰性气体包含但不限于氩，可使用的反应性气体包含但不限于乙炔、氧或氮。前述“反应性气体”是指气体会与第一靶材111或第二靶材121的原子以化合物的型态沉积于基板130上，亦即气体为所沉积薄膜的成分来源之一，前述“惰性气体”是指气体不会与第一靶材111或第二靶材121的原子以化合物的型态沉积于基板130上。使用者可依所欲沉积薄膜的种类与性质，选择适当的气体种类以及调整气体通入腔体160中的流速与压力。第一靶材111与第二靶材121的成分可不同，借此，可先后以阴极电弧源110及高功率脉冲磁控溅镀源120 (阴极电弧源110与高功率脉冲磁控溅镀源120的使用顺序可对调)于基板130进行沉积，而于基板130形成复合式薄膜，前述“复合式薄膜”是指薄膜由两种以上不同成分的膜层所组成。在一实施例中，第一靶材111可为石墨，第二靶材121可为金属，在另一实施例中，第一祀材111可为金属，第二祀材121可为石墨，以于基板130形成石墨与金属的复合式薄膜。习用以不同的沉积方式于同一基板沉积不同成分的膜层时，需使用两种不同的沉积系统，并先后以两种沉积系统沉积所需的膜层，每次进行沉积皆需使腔体达到预定的真空度，在使用上颇为费时，此外，使用者需负担两种沉积系统的成本，并需有足够的空间放置两种沉积系统，因此具有设备繁复，制程冗长的缺失。而本技术的复合式沉积系统100同时具有阴极电弧源110与高功率脉冲磁控溅镀源120，一方面可精简设备，另一方面于沉积复合式薄膜时，当以其中一种镀源(阴极电弧源110或高功率脉冲磁控溅镀源120)沉积完第一种膜层时，腔体160仍具有一定的真空度，因此可快速调整为另一种镀源(高功率脉冲磁控溅镀源120或阴极电弧源110)所需的真空度，故可精简制程。此外，当基板130为非导体而无法使用阴极电弧源110沉积薄膜时，可先以高功率脉冲磁控溅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式沉积系统，其特征在于，包含： 一腔体； 一抽气泵浦，与该腔体内部连通，该抽气泵浦改变该腔体的一气压； 一气体供应源，与该腔体内部连通，并提供一气体进入该腔体； 一阴极电弧源，与该腔体连接，该阴极电弧源包含一第一靶材，该第一靶材设置于该腔体内； 一高功率脉冲磁控溅镀源，与该腔体连接，该高功率脉冲磁控溅镀源包含一第二靶材，该第二靶材设置于该腔体内；以及 一基板，设置于该腔体内，且对应该第一靶材与该第二靶材。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张奇龙，吴宛玉，陈品宏，陈威池，汪大永，
申请(专利权)人：明道学校财团法人明道大学，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71