專(zhuān)利名稱(chēng)：用于陰極弧金屬離子源的屏蔽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰極弧金屬離子源，尤其涉及一種用于陰極弧金屬離子源的屏蔽
直O(jiān)
背景技術(shù)：
使用真空陰極弧離子源是產(chǎn)生金屬離子的主要方法之一，它可以在真空環(huán)境下使陰極靶材蒸發(fā)并離化形成等離子體，蒸發(fā)出來(lái)的靶材離化率大于80%。在陰極弧離子源的陰極靶材上施加負(fù)電壓，通過(guò)引弧裝置激發(fā)靶材表面弧光放電形成陰極弧斑。面積很小(< Imm2)的陰極弧斑內(nèi)，局域施加的功率很大(3KW)，使陰極弧斑處形成局域高溫(> 6000°C )，陰極材料被蒸發(fā)并離化成金屬離子，在真空中遇到工件表面發(fā)生凝結(jié)，形成薄膜或涂層，這種現(xiàn)象可以用來(lái)對(duì)工件表面進(jìn)行離子束表面改性或真空鍍膜表面處理，用來(lái)增強(qiáng)工件表面的防腐、耐磨等特殊性質(zhì)。為了使陰極弧離子源長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，一般陰極弧離子源裝置要施加磁場(chǎng)對(duì)陰極弧斑的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行約束或控制，達(dá)到以下幾個(gè)目的，第一、使陰極弧斑的快速運(yùn)動(dòng)以有效降低陰極弧斑附近的持續(xù)高溫，避免靶材噴濺和整體熔化；第二、利用磁場(chǎng)約束電子的擴(kuò)散，增加等離子體的密度，提高靶材蒸發(fā)離化率；第三、避免陰極弧斑運(yùn)動(dòng)至非蒸發(fā)區(qū)域，造成離子源部件的放電損壞。傳統(tǒng)陰極弧離子源主要由磁路、冷卻水路、引弧裝置等主要部件組成，其中磁路在靶材表面產(chǎn)生近似垂直于靶面的磁場(chǎng)，在這樣的磁場(chǎng)作用下，陰極弧斑在靶材表面隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，為了防止陰極弧斑遷移至靶材以外的其它區(qū)域，造成離子源的損壞，在靶體周?chē)惭b了屏蔽罩，屏蔽罩與靶體相互電絕緣，當(dāng)陰極弧斑進(jìn)入到屏蔽罩與靶體之間的間隙時(shí)，由于放電阻抗的增加，陰極弧斑將自動(dòng)熄滅，由此可見(jiàn)，電懸浮屏蔽罩具有熄滅陰極弧斑的作用。以往用于實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)的主要是圓形陰極弧離子源，其陰極靶材的直徑為 60-150mm。在鍍制大型工件時(shí)，要在真空室壁上使用多個(gè)陰極弧離子源并同時(shí)工作，以此來(lái)解決放電的均勻性問(wèn)題。雖然這種方法取得了一定的成功，但放電的均勻性、可靠性、一致性仍存在很大問(wèn)題。另外，傳統(tǒng)陰極弧源放電時(shí)，由于陰極弧斑放電區(qū)域面積較小，靶材表面溫度很高，存在靶材噴濺現(xiàn)象，即靶材還未完全蒸發(fā)成原子或離子就噴射出來(lái)，這些噴濺出來(lái)的顆粒沉積在工件表面造成表面缺陷，嚴(yán)重影響表面處理的質(zhì)量。陰極弧離子源的最新進(jìn)展之一就是大面積(長(zhǎng)約500mm，寬150mm)矩形陰極弧離子源的使用，這種陰極弧離子源使用了類(lèi)似磁控濺射源的磁路。圖1示出了傳統(tǒng)離子源的基本原理，圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)的俯視圖，詳細(xì)示出了靶材表面陰極弧斑的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。磁場(chǎng)組件2容納于離子源本體3內(nèi)，且磁場(chǎng)組件2在陰極靶材1表面產(chǎn)生了一個(gè)拱型磁場(chǎng)7，磁場(chǎng)強(qiáng)度為l_15mT，按照理論計(jì)算，陰極弧斑在靶材表面的運(yùn)動(dòng)軌跡為“之”字形閉合跑道10，在靶材表面形成矩形環(huán)狀放電跑道。從跑道蒸發(fā)出的物質(zhì)在陰極弧離子源前方的工件表面沉積或者注入，達(dá)到表面處理的目的。
隨著磁場(chǎng)的增強(qiáng)，陰極弧斑“之”形擺動(dòng)的寬度變窄，陰極弧斑的運(yùn)動(dòng)速度加快，靶材蒸發(fā)的均勻性增強(qiáng)，但靶材的利用率降低，例如小于15%。當(dāng)磁場(chǎng)降低時(shí)，弧斑的擺動(dòng)寬度增強(qiáng)，靶材利用率升高，但有可能弧斑在中途某個(gè)位置，進(jìn)入對(duì)側(cè)跑道，在環(huán)狀跑道的某個(gè)位置折返，未完成全部閉合跑道的放電，造成中部離子束流強(qiáng)而兩端弱，降低沉積的均勻性。為此有專(zhuān)利采用電磁掃描磁場(chǎng)技術(shù)，對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行改善，但仍未得到完全解決。因此，需要一種陰極弧離子源，其能夠在保持高靶材利用率(> 30% )的前提下， 提高弧源沿矩形長(zhǎng)邊方向放電的均勻性和工作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到陰極弧斑存活或者稱(chēng)為陰極弧持續(xù)放電的條件是其蒸發(fā)出來(lái)的物質(zhì)被離化形成高密度等離子體，等離子體能夠與陽(yáng)極構(gòu)成放電回路，才能維持離子源的持續(xù)放電， 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種用于陰極弧金屬離子源的屏蔽裝置，能將屏蔽裝置與磁場(chǎng)結(jié)合，強(qiáng)制弧斑在放電跑道內(nèi)做“之”字?jǐn)[動(dòng)單向運(yùn)動(dòng)，不能在中途折返。還能防止弧斑跑出靶材表面在離子源的其它部件放電，造成陰極弧源的損壞和工件表面的污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于陰極弧離子源的屏蔽裝置，所述陰極弧離子源包括靶材、位于靶材下方并在靶材上方產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)組件、以及密封地與靶材相連并封圍住所述磁場(chǎng)組件的離子源體，其中，所述屏蔽裝置包括繞靶材邊緣布置且與靶材邊緣相隔開(kāi)的邊緣屏蔽件以及位于靶材中心上方且相對(duì)于邊緣屏蔽件居中地定位的中心屏蔽件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述靶材為矩形平面靶材，所述邊緣屏蔽件為矩形框狀并圍繞矩形平面靶材的四周覆蓋靶材的側(cè)面和上邊緣，邊緣屏蔽件與靶材表面之間相隔一定距離，所述中心屏蔽件為細(xì)長(zhǎng)形狀，并同樣與靶材表面之間相隔一定距離。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述靶材為圓形平面靶材，所述邊緣屏蔽件為圓形框狀并圍繞圓形平面靶材的四周覆蓋靶材的側(cè)面和上邊緣，邊緣屏蔽件與靶材表面之間相隔一定距離，所述中心屏蔽件為圓形形狀，并同樣與靶材表面之間相隔一定距離。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，所述靶材為空心圓柱形靶材，所述邊緣屏蔽件為的空心圓柱狀，其將空心圓柱狀靶材封圍在內(nèi)部，所述邊緣屏蔽件在側(cè)壁上的與靶材磁場(chǎng)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處具有矩形開(kāi)口，邊緣屏蔽件在該開(kāi)口的邊緣附近與靶材表面之間相隔一定距離，所述中心屏蔽件為細(xì)長(zhǎng)形狀并與靶材表面之間相隔一定距離。所述中心屏蔽件優(yōu)選地通過(guò)絕緣件與靶材表面間隔開(kāi)。所述絕緣件優(yōu)選為陶瓷件。所述中心屏蔽件與靶材表面之間的距離可通過(guò)絕緣件的厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述中心屏蔽件可以通過(guò)距離調(diào)節(jié)裝置與邊緣屏蔽件可拆卸地相連。并且，所述中心屏蔽件與靶材表面之間的距離由所述距離調(diào)節(jié)裝置來(lái)調(diào)節(jié)。具體而言，所述距離調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在邊緣屏蔽件和中心屏蔽件上的螺母夾持機(jī)構(gòu)和與螺母夾持機(jī)構(gòu)相連的支架。其中，所述邊緣屏蔽件與靶材表面之間的距離是可調(diào)節(jié)的。優(yōu)選地，所述邊緣屏蔽件與靶材上表面之間的距離為l_5mm。
同樣，所述中心屏蔽件與靶材上表面之間的距離也為l_5mm。采用本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)的屏蔽裝置，分別在陰極靶材上表面的中心部位安裝中心屏蔽件以及在邊緣處離子源體周?chē)惭b邊緣屏蔽件。中心屏蔽件與陰極弧源其它部件通過(guò)陶瓷件進(jìn)行絕緣。這樣，當(dāng)陰極弧斑運(yùn)動(dòng)至中心屏蔽件附近，特別是在其上面或間隙內(nèi)時(shí)，由于放電回路的破壞或放電回路的阻抗升高，陰極弧斑會(huì)被反射回來(lái)，或者熄滅。電懸浮中心屏蔽件實(shí)現(xiàn)了對(duì)陰極弧斑的反射或熄滅作用，從而能控制弧斑的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。同理，本發(fā)明在靶材的邊緣同樣安裝了電懸浮邊緣屏蔽件，當(dāng)陰極弧斑接近該屏蔽件時(shí)，弧斑的就被反射或者熄滅，以此達(dá)到控制弧斑運(yùn)動(dòng)區(qū)域和保護(hù)陰極弧源其它部件不被放電損壞的目的。使用中心屏蔽件和邊緣屏蔽件，同時(shí)，利用磁路在陰極靶材表面構(gòu)造拱形閉合磁場(chǎng)，陰極弧斑只能沿矩形環(huán)形跑道做“之”字形擺動(dòng)單向運(yùn)動(dòng)，這樣可以有效地去除由于弧斑在中途隨機(jī)折返造成的沉積不均勻性。


下面結(jié)合構(gòu)成本發(fā)明說(shuō)明書(shū)一部分的附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述， 圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的平面陰極弧離子源的基本結(jié)構(gòu)。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的平面陰極弧離子源在磁場(chǎng)作用下形成的放電跑道。圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的帶有屏蔽裝置的陰極弧離子源，其中靶材為矩形平面靶材。圖4為圖3所示帶有屏蔽裝置的陰極弧離子源的俯視圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的帶有屏蔽裝置的陰極弧離子源，其中靶材為圓形平面靶材。圖6為圖5所示帶有屏蔽裝置的陰極弧離子源的俯視圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的帶有屏蔽裝置的陰極弧離子源，其中靶材為空心圓柱靶材。圖8為圖7所示的帶有屏蔽裝置的陰極弧離子源的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖僅為示例性的且并非按比例繪制，圖中相同或相似的元件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。附圖所示優(yōu)選實(shí)施例僅是為了更好地描述本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的范圍由后附權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。圖3示出了按照本發(fā)明第一實(shí)施例制造的用于陰極弧離子源的屏蔽裝置，圖4為本實(shí)施例的用于陰極弧離子源的屏蔽裝置的俯視圖。其中該陰極弧離子源包括靶材1、位于靶材1下方的磁場(chǎng)組件2、以及與靶材1通過(guò)密封件5密封地相連并封圍磁場(chǎng)組件2的離子源體3，在離子源體3的內(nèi)部，磁場(chǎng)組件2設(shè)在靶材1和極靴4之間。靶材1為金屬或合金等材料制成的矩形靶材。靶材1下方的離子源體3為不銹鋼制造，內(nèi)部通入冷卻水。磁場(chǎng)組件2在靶材1表面產(chǎn)生磁場(chǎng)7。本發(fā)明的屏蔽裝置8由矩形框狀的邊緣屏蔽件8a和細(xì)長(zhǎng)形狀的中心屏蔽件8b構(gòu)成，從而邊緣屏蔽件8a如圖4所示具有矩形中央開(kāi)口，該開(kāi)口與靶材的放電區(qū)域相對(duì)應(yīng)，所述中心屏蔽件8b居中地布置在該開(kāi)口內(nèi)，且中心屏蔽件的縱向與邊緣屏蔽件的縱向相一致。所述邊緣屏蔽件8a在靶材四周繞靶材1的側(cè)邊和上邊緣定位并與靶材隔開(kāi)一定間隙，且邊緣屏蔽件8a與靶材上表面之間的間隙d為l_5mm，優(yōu)選為 3mm。中心屏蔽件8b相對(duì)于邊緣屏幕件8a居中地定位于靶材1上方，并通過(guò)絕緣件11與靶材間隔開(kāi)。離子源的工作壓強(qiáng)為0. 8Pa，氬氣饋入流量為lOOsccm。設(shè)置放電電流為150A。當(dāng)引弧裝置在靶材1表面激發(fā)引弧后，離子源以設(shè)置的放電電流連續(xù)工作持續(xù)放電，此時(shí)的放電電壓為MV。圖4示出了帶有中心屏蔽件和邊緣屏蔽件的本發(fā)明陰極弧離子源工作時(shí)所產(chǎn)生的放電跑道示意圖，其中中心屏蔽件8b為細(xì)長(zhǎng)矩形形狀，并且長(zhǎng)度為L(zhǎng)。申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在工作過(guò)程中陰極弧斑的跑道10如圖4中所示，未發(fā)現(xiàn)陰極弧斑穿越中心屏蔽件8b和進(jìn)入外側(cè)邊緣屏蔽件8a的現(xiàn)象。在與中心屏蔽件等長(zhǎng)L的范圍內(nèi)，沉積薄膜的均勻性優(yōu)于10%。當(dāng)中心屏蔽件8b與靶材1上表面之間通過(guò)陶瓷件相互絕緣時(shí)，在離子源工作過(guò)程中將有靶材物質(zhì)沉積在陶瓷件上，為此必須對(duì)陶瓷件進(jìn)行保護(hù)，防止沉積物過(guò)多導(dǎo)致陶瓷件絕緣失效，造成短路。中心屏蔽件8b與靶材上表面之間的距離可以通過(guò)使用不同厚度的陶瓷件11來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該距離同樣為l_5mm，優(yōu)選為3mm。優(yōu)選地，邊緣屏蔽件8a與靶材上表面之間的距離d通過(guò)距離調(diào)節(jié)裝置來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該距離調(diào)節(jié)裝置可以是現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種調(diào)節(jié)裝置，例如螺母夾持機(jī)構(gòu)等。作為替代方案，中心屏蔽件8a也可以通過(guò)距離調(diào)節(jié)裝置與邊緣屏蔽件相連，該距離調(diào)節(jié)裝置例如為與中心屏蔽件和邊緣屏蔽件相連的螺母夾持機(jī)構(gòu)以及與螺母夾持機(jī)構(gòu)相連的支架等，也可以用本領(lǐng)域已知的其他調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于陰極弧離子源的屏蔽裝置，圖6示出了該用于陰極弧離子源的屏蔽裝置的俯視圖。對(duì)于第二實(shí)施例中與圖3所示第一實(shí)施例相同的特征不再贅述，僅描述第二實(shí)施例中與第一實(shí)施例不同的部分。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，陰極弧離子源具有圓形的平面靶材1，相應(yīng)地，邊緣屏蔽件8a為圓形框狀，圍繞靶材的側(cè)面和上邊緣布置，并與靶材隔開(kāi)一定間隙。其中中心屏蔽件8b為圓形板狀，相對(duì)于邊緣屏蔽件8a居中地位于靶材1上方，并與靶材表面相隔一定距離，該距離優(yōu)選為l_5mm。在該實(shí)施例中，中心屏蔽件8b通過(guò)距離調(diào)節(jié)裝置與邊緣屏蔽件8a相連。所述距離調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)在中心屏蔽件8b和邊緣屏蔽件8a上的螺母夾持機(jī)構(gòu)21和與該螺母夾持機(jī)構(gòu)21相連的支架20，通過(guò)螺母夾持機(jī)構(gòu)21和支架20來(lái)調(diào)節(jié)中心屏蔽件8b與靶材1上表面的距離。與第一實(shí)施例一樣，邊緣屏蔽件8a與靶材1上表面之間的間隙d的大小也可以通過(guò)本領(lǐng)域中常用的距離調(diào)節(jié)裝置來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖6示出了帶有中心屏蔽件和邊緣屏蔽件的本發(fā)明陰極弧離子源工作時(shí)所產(chǎn)生的放電跑道示意圖，其中各工作參數(shù)為中心屏蔽件的直徑為60mm，靶材直徑為150mm，其他工作條件與前述矩形陰極弧離子源相同。在該離子源進(jìn)行放電工作時(shí)，陰極弧斑的運(yùn)動(dòng)軌跡10為圍繞中心的“之”擺動(dòng)單向運(yùn)動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)陰極弧斑穿越中心屏蔽件8b和進(jìn)入外側(cè)邊緣屏蔽件8a的現(xiàn)象。可選地，在第二實(shí)施例中，該中心屏蔽件8b也可以與圖3所示第一實(shí)施例一樣通過(guò)陶瓷件與靶材1絕緣，并通過(guò)陶瓷件的厚度來(lái)調(diào)節(jié)中心屏蔽件與靶材表面的距離。圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例制造的用于圓柱形陰極弧離子源的屏蔽裝置，圖8 為圖7所示結(jié)構(gòu)的俯視圖，對(duì)于第三實(shí)施例中與圖3所示第一實(shí)施例中相同的特征不再贅述，僅描述第三實(shí)施例中與第一實(shí)施例不同的部分。與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例不同，在第三實(shí)施例中，該離子源的靶材1為空心圓柱形狀，并由金屬或合金制成，長(zhǎng)為800mm、外徑為70mm、厚為5mm。離子源的旋轉(zhuǎn)陰極端頭與真空室相連，為了使陰極端頭與真空室形成電絕緣，在陰極端頭法蘭與真空室密封法蘭間加裝了絕緣墊，絕緣墊可以由聚四氟乙烯或陶瓷制成。在這些部件間均用密封圈進(jìn)行密封，以使安裝離子源后真空室沒(méi)有泄露現(xiàn)象。陰極靶材1安裝在旋轉(zhuǎn)陰極端頭上，陰極端頭帶動(dòng)靶材繞軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。放電所需的電能由旋轉(zhuǎn)陰極端頭的電刷饋入。陰極端頭還設(shè)有冷卻水進(jìn)出口以向靶材內(nèi)部饋入饋出循環(huán)冷卻水，將離子源放電時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走，避免靶材或離子源其他部件過(guò)熱燒毀。在靶材1的內(nèi)部還安置了磁路組件2，該磁路組件2在靶材1表面產(chǎn)生如圖7所示的磁場(chǎng)，在靶材1表面磁場(chǎng)的沿靶材表面的最大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為5-15mT。在本實(shí)施例中，根據(jù)靶材的圓柱形形狀，邊緣屏蔽件8a的形狀相應(yīng)地為的空心圓柱形形狀，且沿著邊緣屏蔽件8a的側(cè)壁在與靶材放電部位或磁路組件2所在部位相對(duì)應(yīng)的位置具有開(kāi)口 30。該邊緣屏蔽件8a圍繞圓柱形靶材1布置成將靶材1封圍在其中并與靶材隔開(kāi)一定間隙，使靶材的放電部位與開(kāi)口 30對(duì)準(zhǔn)。在開(kāi)口 30中，細(xì)長(zhǎng)形狀的中心屏蔽件8b居中地定位成使其縱向與圓柱形靶材的中心軸線相一致，并與靶材1表面相隔一定距離。其中中心屏蔽件8b的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。中心屏蔽件8b通過(guò)與第二實(shí)施例中類(lèi)似的距離調(diào)節(jié)裝置與邊緣屏蔽件8a的兩個(gè)縱向端部相連，如圖7所示，中心屏蔽件8b與靶材外表面之間的距離可通過(guò)該距離調(diào)節(jié)裝置來(lái)調(diào)節(jié)，優(yōu)選該距離為2-8mm。在放電區(qū)域中，邊緣屏蔽件8a與靶材外表面之間的間隙d優(yōu)選為2_8mm。該距離可通過(guò)移動(dòng)邊緣屏蔽件8a相對(duì)于靶材中心的位置來(lái)調(diào)節(jié)。圖8中清楚示出了第三實(shí)施例的離子源放電時(shí)所形成的放電跑道10。其中離子源中磁場(chǎng)在靶材表面跑道中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為7mT。邊緣屏蔽件8a和中心屏蔽件8b與靶材1外表面之間的間隙d為3mm。離子源的工作壓強(qiáng)為0. 8Pa，氬氣饋入流量為lOOsccm，設(shè)置放電電流為100A。當(dāng)引弧裝置(未示出)在靶材表面激發(fā)引弧后，離子源以設(shè)置的放電電流連續(xù)工作持續(xù)放電，此時(shí)的放電電壓為23V。工作過(guò)程中陰極弧斑的跑道如圖8中所示，未發(fā)現(xiàn)陰極弧斑穿越中心屏蔽件8b和進(jìn)入外側(cè)邊緣屏蔽件8a的現(xiàn)象。在中心屏蔽件長(zhǎng)度L相等的范圍內(nèi)，沉積薄膜的均勻性優(yōu)于10%?？蛇x地，中心屏蔽件8b也可以與第一實(shí)施例中一樣通過(guò)陶瓷件11與靶材1隔開(kāi)。 如果中心屏蔽件8b與靶材1通過(guò)陶瓷件11相互絕緣，在離子源工作過(guò)程中將有靶材物質(zhì)沉積在陶瓷件11上，為此必須對(duì)陶瓷件11進(jìn)行保護(hù)，防止沉積物過(guò)多導(dǎo)致陶瓷件絕緣失效，造成短路。雖然本發(fā)明就最優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了描述和圖示，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種組合和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于陰極弧離子源的屏蔽裝置，所述陰極弧離子源包括靶材、位于靶材下方并在靶材上方產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)組件、以及密封地與靶材相連并封圍住所述磁場(chǎng)組件的離子源體，其特征在于，所述屏蔽裝置包括繞靶材邊緣布置且與靶材邊緣相隔開(kāi)的邊緣屏蔽件以及位于靶材中心上方且相對(duì)于邊緣屏蔽件居中地定位的中心屏蔽件。
2.如權(quán)利要求1所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述靶材為矩形平面靶材，所述邊緣屏蔽件為矩形框狀并圍繞矩形平面靶材的四周覆蓋靶材的側(cè)面和上邊緣，邊緣屏蔽件與靶材表面之間相隔一定距離，所述中心屏蔽件為細(xì)長(zhǎng)形狀，并同樣與靶材表面之間相隔一定距1 O
3.如權(quán)利要求1所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述靶材為圓形平面靶材，所述邊緣屏蔽件為圓形框狀并圍繞圓形平面靶材的四周覆蓋靶材的側(cè)面和上邊緣，邊緣屏蔽件與靶材表面之間相隔一定距離，所述中心屏蔽件為圓形形狀，并同樣與靶材表面之間相隔一定距1 O
4.如權(quán)利要求1所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述靶材為空心圓柱形靶材，所述邊緣屏蔽件為的空心圓柱狀，其將空心圓柱狀靶材封圍在內(nèi)部，所述邊緣屏蔽件在側(cè)壁上的與靶材磁場(chǎng)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處具有矩形開(kāi)口，邊緣屏蔽件在該開(kāi)口的邊緣附近與靶材表面之間相隔一定距離，所述中心屏蔽件為細(xì)長(zhǎng)形狀并與靶材表面之間相隔一定距離。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述中心屏蔽件通過(guò)絕緣件與靶材表面間隔開(kāi)。
6.如權(quán)利要求5所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述絕緣件為陶瓷件。
7.如權(quán)利要求5所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述中心屏蔽件與靶材表面之間的距離通過(guò)絕緣件的厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述中心屏蔽件通過(guò)距離調(diào)節(jié)裝置與邊緣屏蔽件可拆卸地相連。
9.如權(quán)利要求8所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述中心屏蔽件與靶材表面之間的距離由所述距離調(diào)節(jié)裝置來(lái)調(diào)節(jié)。
10.如權(quán)利要求8所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述距離調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在邊緣屏蔽件和中心屏蔽件上的螺母夾持機(jī)構(gòu)和與螺母夾持機(jī)構(gòu)相連的支架。
11.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述邊緣屏蔽件與靶材表面之間的距離是可調(diào)節(jié)的。
12.如權(quán)利要求11所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述邊緣屏蔽件與靶材表面之間的距離為l_5mm。
13.如權(quán)利要求7或9所述的屏蔽裝置，其特征在于，所述中心屏蔽件與靶材表面之間的距離為l_5mm。
全文摘要
一種用于陰極弧離子源的屏蔽裝置，所述陰極弧離子源包括靶材、位于靶材下方并在靶材上方產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)組件、以及密封地與靶材相連并封圍住所述磁場(chǎng)組件的離子源體，其中，所述屏蔽裝置包括繞靶材邊緣布置且與靶材邊緣相隔開(kāi)的邊緣屏蔽件以及位于靶材中心上方且相對(duì)于邊緣屏蔽件居中地定位的中心屏蔽件。通過(guò)采用本發(fā)明的中心屏蔽件和邊緣屏蔽件，同時(shí)利用磁路在陰極靶材表面構(gòu)造拱形閉合磁場(chǎng)，使得陰極弧斑只能沿矩形環(huán)形跑道做“之”字形擺動(dòng)單向運(yùn)動(dòng)，這樣可以有效地去除由于弧斑在中途隨機(jī)折返造成的沉積不均勻性。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102296274SQ201110236988
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者楊會(huì)生 申請(qǐng)人:北京鐠瑪泰克真空科技有限公司