一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统技术方案

本发明专利技术涉及镀膜设备技术领域，具体涉及一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，包括镀膜腔体(1)和工控系统，所述镀膜腔体(1)内固定有靶材(2)和用于放置试样(3)的试样台(4)，所述试样台(4)高度可调式连接在镀膜腔体(1)的内底面上，所述一种非均匀多层薄膜的镀膜设备还包括孔径大小可变的光圈(5)、半径大小可变的遮挡装置(6)、将光圈(5)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第一驱动机构、以及将遮挡装置(6)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第二驱动机构。采用这种结构后，该设备可以镀制非均匀多层薄膜，为科研人员对非均匀多层薄膜的研究工作做铺垫。

A System for Non-uniform Multilayer Film Plating

The invention relates to the technical field of coating equipment, in particular to a system for plating non-uniform multilayer films, including a coating chamber (1) and an industrial control system. The coating chamber (1) is internally fixed with a target (2) and a test bench (4) for placing a sample (3). The test bench (4) is highly adjustable and connected to the inner and bottom surface of the coating chamber (1). The coating device of the non-uniform multilayer film is provided. The device also includes a diaphragm (5) with variable aperture size, a shielding device (6) with variable radius size, a first driving mechanism which transfers the diaphragm (5) to or from the center of the sample (3) surface, and a second driving mechanism which transfers the shielding device (6) above the center of the sample (3) surface or above the sample (3). With this structure, the equipment can deposit inhomogeneous multilayer films, paving the way for researchers to study inhomogeneous multilayer films.

【技术实现步骤摘要】
一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统
本专利技术涉及镀膜设备
，具体涉及一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统。
技术介绍
磁控溅射技术的应用日趋广泛,在工业生产和科学研究领域发挥巨大作用。磁控溅射镀膜系统是在基本的二极溅射系统发展而来，解决二极溅射镀膜速度比蒸镀慢很多、等离子体的离化率低和基片的热效应明显的问题。磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100～1000Gauss强力磁铁，真空室充入0.1～10Pa压力的惰性气体(Ar)，作为气体放电的载体。在高压作用下Ar原子电离成为Ar+离子和电子，产生等离子辉光放电,电子在加速飞向基片的过程中，受到垂直于电场的磁场影响,使电子产生偏转，被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，电子以摆线的方式沿着靶表面前进，在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞，电离出大量的Ar+离子，与没有磁控管的结构的溅射相比，离化率迅速增加10～100倍，因此该区域内等离子体密度很高。经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚,最终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。而Ar+离子在高压电场加速作用下,与靶材的撞击并释放出能量,导致靶材表面的原子吸收Ar+离子的动能而脱离原晶格束缚，呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片，并在基片上沉积形成薄膜。但现有技术中的磁控溅射镀膜系统，所镀制的多层薄膜为均匀的一层一层的在基片或者试样上成膜，也就是说，所镀制得到的薄膜层在基片或者试样上，在截面方向看，每一层薄膜层从试样上的一端至试样的另一端的厚度是均匀的。运用现有技术中的磁控溅射镀膜系统，无法镀制得到在截面方向从试样上的中部至试样的边缘的厚度不均匀的多层薄膜，即薄膜层从试样表面的中部至试样表面的边缘，薄膜层厚度逐渐变小或变大，因此，限制了科研人员对在截面方向从试样上的中部至试样的边缘的厚度不均匀的多层薄膜的研究工作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，本专利技术中，非均匀多层薄膜是指每一层薄膜层在截面方向从试样上的中部至试样的边缘的厚度不均匀的多层薄膜，即薄膜层从试样表面的中部至试样表面的边缘，薄膜层厚度逐渐变小或变大，该系统可以镀制非均匀多层薄膜，为科研人员对非均匀多层薄膜的研究工作做铺垫。为解决上述技术问题，本专利技术的一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，包括镀膜腔体和工控系统，所述镀膜腔体内固定有靶材和用于放置试样的试样台，所述试样台高度可调式连接在镀膜腔体的内底面上，所述一种非均匀多层薄膜的镀膜设备还包括孔径大小可变的光圈、半径大小可变的遮挡装置、将光圈移送至试样表面中心上方或离开试样上方的第一驱动机构、以及将遮挡装置移送至试样表面中心上方或离开试样上方的第二驱动机构，所述光圈的一端与第一驱动机构连接，所述光圈位于试样上方时，所述光圈的下表面与试样的上表面之间具有间隔；所述遮挡装置的一端与第二驱动机构连接，所述遮挡装置位于试样上方时，所述遮挡装置的下表面与试样的上表面之间具有间隔，所述光圈、遮挡装置、第一驱动机构、第二驱动机构均与工控系统电连接。所述镀膜腔体内底部固定有第一安装台，所述第一驱动机构包括第一支杆，所述第一支杆一端与第一安装台转动连接，所述第一支杆另一端与光圈固定连接，所述第一安装台上设有驱动第一支杆转动的第一驱动单元，第一驱动单元与所述第一支杆端部连接。所述第一支杆一端与第一安装台转动连接是指，所述第一支杆一端连接有第一轴承，所述第一支杆通过第一轴承与第一安装台转动连接，所述第一支杆的端部连接有第一齿轮，所述第一驱动单元包括第一电机和第二齿轮，所述第一电机固定在第一安装台上，所述第二齿轮与第一电机连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。所述镀膜腔体内底部固定有第二安装台，所述第二驱动机构包括第二支杆，所述第二支杆一端与第二安装台转动连接，所述第二安装台上设有驱动第二支杆转动的第二驱动单元，第二驱动单元与所述第二支杆端部连接，所述遮挡装置包括空心管、设在空心管上的伞形伸缩结构、遮挡布和驱动伞形伸缩结构张开与闭合的驱动装置，所述空心管固定在第二支杆远离第二安装台的端部，所述伞形伸缩结构包括多根伞骨、多根支撑骨和撑杆，多根所述伞骨的一端均与空心管的外表面铰接，多根所述伞骨的一端朝下设置，多根所述支撑骨一端与对应的伞骨铰接，多根所述支撑骨的另一端均与撑杆铰接，所述撑杆套设在空心管并且所述撑杆与空心管滑动连接，所述遮挡布与多根所述伞骨连接并被多根所述伞骨支撑，所述驱动装置包括第二电机、绳和卷筒，所述第二电机固定在第二支杆上，并且第二电机的驱动端伸入空心管内，所述卷筒位于空心管内，所述卷筒与第二电机的驱动端连接，所述绳一端与撑杆的底端连接，所述绳的另一端绕设在卷筒上。所述第二支杆一端与第二安装台转动连接是指，所述第二支杆一端连接有第二轴承，所述第二支杆通过第二轴承与第二安装台转动连接，所述第二支杆的端部连接有第三齿轮，所述第二驱动单元包括第三电机和第四齿轮，所述第三电机固定在第二安装台上，所述第四齿轮与第三电机连接，所述第三齿轮和第四齿轮啮合。所述试样台高度可调式连接在镀膜腔体的内底面上是指，所述试样台的底端设有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有螺母，所述螺纹杆的端部与镀膜腔体的内底面螺纹连接，所述螺母的下端面与镀膜腔体的内底面抵紧。所述光圈和/或遮挡装置的底端与试样的上表面之间的间隔的大小为3～8mm。在这个范围内，镀制得到的非均匀多层薄膜效果最好。采用以上结构后，具有以下优点：由于还包括孔径大小可变的光圈、半径大小可变的遮挡装置、将光圈移送至试样表面中心上方或离开试样上方的第一驱动机构、以及将遮挡装置移送至试样表面中心上方或离开试样上方的第二驱动机构。从而在镀膜过程中，光圈和遮挡装置交替位于试样上方，光圈的孔径大小逐渐变化，遮挡装置的半径大小可变，这样，相当于在镀制多层薄膜时，试样表面从中部至边缘有序的露出于光圈，靶材原子在试样表面从中部至边缘的沉积时间逐渐变化，薄膜的厚度与沉积时间相关，从而可以镀制得到非均匀多层薄膜，并且所述试样台高度可调式连接在镀膜腔体的内底面上，可以适当调节挡板与试样的上表面之间间隔大小，为镀制效果更好的镀制非均匀多层薄膜做基础。附图说明图1是本专利技术一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统的结构示意图。图2是本专利技术一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统中第一支杆与第一安装台连接处的截面示意图。图3是本专利技术一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统中遮挡装置与第二驱动装置的结构示意图。图4是本专利技术一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统中遮挡装置遮挡半径由小变大的结构示意图。图5是本专利技术实施例中镀制非均匀多层薄膜的工作过程中S1过程的结构示意图。图6是本专利技术实施例中镀制非均匀多层薄膜的工作过程中S2过程的结构示意图。图7是本专利技术实施例中镀制非均匀多层薄膜的工作过程中S3过程的结构示意图。其中：1、镀膜腔体；2、靶材；3、试样；4、试样台；5、光圈；6、遮挡装置；7、第一支杆；8、第一轴承；9、第一齿轮；10、第一电机；11、第二齿轮；12、第二支杆；13、空心管；14、伞骨；15、支撑骨；16、撑杆；17、第二电机；18、绳；19、卷筒；20、第二轴承；21、第三齿轮；22、第三电机；23、第四齿轮；24、螺纹杆；25、螺母；26、遮挡布；27、第一安装台；28、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，包括镀膜腔体(1)和工控系统，所述镀膜腔体(1)内固定有靶材(2)和用于放置试样(3)的试样台(4)，其特征在于：所述试样台(4)高度可调式连接在镀膜腔体(1)的内底面上，所述一种非均匀多层薄膜的镀膜设备还包括孔径大小可变的光圈(5)、半径大小可变的遮挡装置(6)、将光圈(5)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第一驱动机构、以及将遮挡装置(6)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第二驱动机构，所述光圈(5)的一端与第一驱动机构连接，所述光圈(5)位于试样(3)上方时，所述光圈(5)的下表面与试样(3)的上表面之间具有间隔；所述遮挡装置(6)的一端与第二驱动机构连接，所述遮挡装置(6)位于试样(3)上方时，所述遮挡装置(6)的下表面与试样(3)的上表面之间具有间隔，所述光圈(5)、遮挡装置(6)、第一驱动机构、第二驱动机构均与工控系统电连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，包括镀膜腔体(1)和工控系统，所述镀膜腔体(1)内固定有靶材(2)和用于放置试样(3)的试样台(4)，其特征在于：所述试样台(4)高度可调式连接在镀膜腔体(1)的内底面上，所述一种非均匀多层薄膜的镀膜设备还包括孔径大小可变的光圈(5)、半径大小可变的遮挡装置(6)、将光圈(5)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第一驱动机构、以及将遮挡装置(6)移送至试样(3)表面中心上方或离开试样(3)上方的第二驱动机构，所述光圈(5)的一端与第一驱动机构连接，所述光圈(5)位于试样(3)上方时，所述光圈(5)的下表面与试样(3)的上表面之间具有间隔；所述遮挡装置(6)的一端与第二驱动机构连接，所述遮挡装置(6)位于试样(3)上方时，所述遮挡装置(6)的下表面与试样(3)的上表面之间具有间隔，所述光圈(5)、遮挡装置(6)、第一驱动机构、第二驱动机构均与工控系统电连接。2.按照权利要求1所述的一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，其特征在于：所述镀膜腔体(1)内底部固定有第一安装台(27)，所述第一驱动机构包括第一支杆(7)，所述第一支杆(7)一端与第一安装台(27)转动连接，所述第一支杆(7)另一端与光圈(5)固定连接，所述第一安装台(27)上设有驱动第一支杆(7)转动的第一驱动单元，第一驱动单元与所述第一支杆(7)端部连接。3.按照权利要求2所述的一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，其特征在于：所述第一支杆(7)一端与第一安装台(27)转动连接是指，所述第一支杆(7)一端连接有第一轴承(8)，所述第一支杆(7)通过第一轴承(8)与第一安装台(27)转动连接，所述第一支杆(7)的端部连接有第一齿轮(9)，所述第一驱动单元包括第一电机(10)和第二齿轮(11)，所述第一电机(10)固定在第一安装台(27)上，所述第二齿轮(11)与第一电机(10)连接，所述第一齿轮(9)和第二齿轮(11)啮合。4.按照权利要求1所述的一种用于镀制非均匀多层薄膜的系统，其特征在于：所述镀膜腔体(1)内底部固定有第二安装台(28)，所述第二驱动机构包括第二支杆(12)，所述第二支杆(12)一端与第二安装台(28)转动连接，所述第二安装台(28)上设有驱动第二支杆(12)转动的第二驱动单元，第二驱动单元与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明东，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33