本發(fā)明屬于磁控濺射鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法。

背景技術(shù)：
薄膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，薄膜制備技術(shù)日趨完善。制備方法很多,如溶膠-凝膠法、噴涂法、化學(xué)汽相沉積法和磁控濺射法等,磁控濺射又分直流、中頻和射頻幾種。采用中頻電源的孿生靶的反應(yīng)磁控濺射沉積速率高成膜質(zhì)量好,有效抑制打火、陽極消失,中頻電源與靶之間的連接比較簡單,大功率中頻電源也易于實現(xiàn),在真空鍍膜工業(yè)中占據(jù)的地位越來越重要。由于反應(yīng)濺射的遲滯效應(yīng)和過程不穩(wěn)定,采用中頻電源的孿生靶的反應(yīng)磁控濺射還是無法消除靶中毒的問題,工作點基本上無法穩(wěn)定在金屬與中毒之間的過渡態(tài),只能以低沉積速率運行。反應(yīng)濺射中的很多物理參數(shù)都具有遲滯現(xiàn)象,比如陰極電壓、反應(yīng)氣體分壓強、系統(tǒng)(總)壓強、沉積速率、薄膜特性以及等離子體發(fā)射光譜等,但最直觀的還是陰極電壓、系統(tǒng)(總)壓強和沉積速率。遲滯效應(yīng)導(dǎo)致SiO2反應(yīng)濺射過程中純硅氧化物只能固定于低沉積速率狀態(tài)下進(jìn)行，提高沉積速率導(dǎo)致反應(yīng)濺射容易進(jìn)入金屬模式，重新建立正常反應(yīng)濺射需要花費時間，同時各項指標(biāo)參數(shù)極易發(fā)生變化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了克服上述缺陷，目的在于提供一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法，采用等離子體發(fā)射監(jiān)測裝置探測中頻反應(yīng)磁控濺射沉積SiO2中等離子體光譜曲線。本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，采用如下的技術(shù)方案：一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法，采用等離子體發(fā)射探測系統(tǒng)實時監(jiān)測中頻反應(yīng)磁控濺射等離子體發(fā)射光譜，并根據(jù)檢測系統(tǒng)設(shè)定值將反應(yīng)磁控濺射穩(wěn)定在過渡態(tài)任意工作點；氣體氛圍為：工藝氣體氬氣及反應(yīng)氣體氧氣；工藝氣體置于孿生靶下方，反應(yīng)氣體置于孿生靶上方；該方法需要使用一種在線監(jiān)測SiO2薄膜磁控濺射沉積速率裝置：陰極靶位采用孿生靶，電源采用中頻電源；孿生靶正上方為基材，距離100mm；等離子體發(fā)射探測裝置放置于真空腔室側(cè)壁，真空腔室內(nèi)放置光纖探頭，等離子體發(fā)射光譜經(jīng)由光纖傳送至腔室外等離子體發(fā)射探測裝置并由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。等離子體發(fā)射探測裝置可設(shè)置固定值，間接控制反應(yīng)氣體流量并保持反應(yīng)濺射穩(wěn)定在過渡態(tài)任意工作點。通過等離子體發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)解決反應(yīng)濺射中靶中毒、沉積速率低等問題。等離子體中的特征光譜強度表征濺射靶面的工作模式,以金屬模式濺射輝光強度為準(zhǔn),監(jiān)測特征光譜的強度變化反饋濺射靶表面中毒情況,響應(yīng)速度靈敏的反應(yīng)氣體流量控制器可直接控制反應(yīng)氣體流量大小,通過調(diào)節(jié)等離子體發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)定值調(diào)節(jié)氧流量，將反應(yīng)濺射穩(wěn)定在過渡模式中的任何一個工作點且有較高的反應(yīng)沉積速率。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下技術(shù)優(yōu)點：本發(fā)明等離子體光譜原位監(jiān)測不影響薄膜生長過程，有利于薄膜制備過程向智能化方向發(fā)展，光譜分析與計算機相結(jié)合。有效地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。附圖說明圖1為本發(fā)明所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；1孿生靶位Ⅰ，2孿生靶位Ⅱ，3工藝氣體進(jìn)氣口Ⅰ，4工藝氣體進(jìn)氣口Ⅱ，5反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅰ，6反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅱ，7光纖探頭，8基材，9真空鍍膜室。圖2為本發(fā)明所用裝置的控制系統(tǒng)示意圖；10真空室放氣閥，11高閥，12低閥，13分子泵前級閥，14機械泵閥，15機械泵，16分子泵，17中頻電源，18等離子體發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)，19數(shù)據(jù)處理裝置。圖3為本發(fā)明所用裝置的控制系統(tǒng)俯視圖；20工藝氣體，21壓電閥。具體實施方式下面結(jié)合附圖1、2、3對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：一種提高SiO2薄膜磁控濺射沉積速率方法，采用等離子體發(fā)射探測系統(tǒng)實時監(jiān)測中頻反應(yīng)磁控濺射等離子體發(fā)射光譜，并根據(jù)檢測系統(tǒng)設(shè)定值將反應(yīng)磁控濺射穩(wěn)定在過渡態(tài)任意工作點；氣體氛圍為：工藝氣體氬氣及反應(yīng)氣體氧氣；工藝氣體置于孿生靶下方，反應(yīng)氣體置于孿生靶上方；該方法需要使用一種在線監(jiān)測SiO2薄膜磁控濺射沉積速率裝置，它包括如下部件：孿生靶位Ⅰ1，孿生靶位Ⅱ2，工藝氣體進(jìn)氣口Ⅰ3，工藝氣體進(jìn)氣口Ⅱ4，反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅰ5，反應(yīng)氣體進(jìn)氣口Ⅱ6，光纖探頭7，基材8，真空鍍膜室9。真空室放氣閥10，1高閥11，低閥12，分子泵前級閥13，機械泵閥14，機械泵15，分子泵16，中頻電源17，等離子體發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)18，數(shù)據(jù)處理裝置19。工藝氣體20，壓電閥21。陰極靶位采用孿生靶，電源采用中頻電源；孿生靶正上方為基材，距離100mm；等離子體發(fā)射探測裝置放置于真空腔室側(cè)壁，真空腔室內(nèi)放置光纖探頭，等離子體發(fā)射光譜經(jīng)由光纖傳送至腔室外等離子體發(fā)射探測裝置并由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。等離子體發(fā)射探測裝置可設(shè)置固定值，間接控制反應(yīng)氣體流量并保持反應(yīng)濺射穩(wěn)定在過渡態(tài)任意工作點。真空系統(tǒng)采用機械泵為前級泵，分子泵作為主泵。Si靶材呈V形夾角布置,單靶面有效寬度154mm,長度1800mm；靶材的上方兩側(cè)為三個單元的工藝氣體出氣孔，如附圖3所示。本底真空優(yōu)于6×10–6pa，濺射時Ar由靶材底部氣孔通入，流量固定為90sccm，反應(yīng)氣體由上方工藝氣體氣孔通入。氧氣的流量在PEM不起作用時,根據(jù)需要手動設(shè)定。PEM參與控制時,由配套的壓電閥自動調(diào)節(jié)，間接控制氧氣流量，實現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)并將工作點穩(wěn)定在過渡態(tài)任意點。以上所述實施例僅表達(dá)了本專利的一種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。