技术领域
[0001] 本
发明涉及磁控溅射技术，特别是涉及一种磁控溅射设备。
背景技术
[0002] 磁控
溅射法作为一种常见的
物理气相沉积的方法，已经成功应用于不同
薄膜的制备工艺。磁控溅射法利用带有电荷的离子在
电场中
加速后具有一定
动能的特点，将离子引向欲被溅射的物质(
溅射靶材)作为靶
电极(
阴极)。在离子
能量合适的情况下，入射离子和靶材表面的
原子碰撞，将后者溅射出来，这些被溅射出来的原子带有一定的动能，并且会沿着一定的方向飞行，射向衬底并在衬底上沉积下来，从而实现薄膜的生长。在溅射过程中，可以控制溅射的气压与功率以及调整衬底与靶材之间的距离。
[0003] 在进行磁控溅射过程中，一般先将工作气体输入
真空腔室，工作气体一般为氩气。
电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出氩离子和新的电子。氩离子在
磁场和电场的作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。
[0004] 在传统的磁控溅射设备中，为了提高溅射速率，一般会使用较高的溅射功率与缩短衬底与靶材之间的距离。然而，在靶材的表面附近有电场的存在，导致工作气体(如氩气)电离，会产生大量的带电正离子(如氩离子)。在碰撞过程中，部分带电正离子由于在电场和磁场的束缚之外或者由于二次碰撞而轰击到衬底上。使用较高的溅射功率与缩短衬底与靶材之间的距离，会使来自多个靶面的带电正离子同时对衬底进行倾斜入射，衬底所承受的轰击总功率较大，这导致衬底表面的
沉积物会产生再溅射的现象离开样品表面。样品表面会产生明显的组分、结构不均匀，由此产生的大量
缺陷也会极大的影响薄膜的晶体
质量。
发明内容
[0005] 基于此，有必要提供一种有效减弱带电正离子对衬底轰击的磁控溅射设备。
[0006] 一种磁控溅射设备，包括：
[0007] 真空腔壁，所述真空腔壁围成真空腔；
[0008] 连接轴，所述连接轴的一端连接于所述真空腔壁上；
[0009]
工作台，收容于所述真空腔中，并设置于所述连接轴的另一端，所述工作台用于固定衬底；及
[0010] 导电电极，为长条状，所述导电电极穿设所述真空腔壁并与所述真空腔壁保持电绝缘，其一端与工作台相连接，所述工作台通过所述导电电极与外接电源电连接，所述外接电源通过所述导电电极向所述工作台施加高电势；
[0011] 所述连接轴可转动地连接于所述真空腔壁上；所述磁控溅射设备还包括导电弹片，所述导电弹片设置于所述导电电极的一端，并与所述工作台相抵持，所述工作台通过所述弹片与所述导电电极电连接。
[0012] 在其中一个
实施例中，所述真空腔壁接地，所述连接轴为导体，并与所述真空腔壁电连接；
[0013] 所述磁控溅射设备还包括绝缘片，所述绝缘片设置于所述连接轴与所述工作台之间，所述连接轴通过所述绝缘片与所述工作台相连接，以使所述连接轴与所述工作台之间绝缘。
[0014] 在其中一个实施例中，所述绝缘片为陶瓷绝缘片。
[0015] 在其中一个实施例中，所述导电弹片为金属片。
[0016] 在其中一个实施例中，还包括导电层，所述导电层设置于所述工作台上，所述衬底为片状结构，并与所述导电层相贴合。
[0017] 在其中一个实施例中，所述导电层由钼材料制成。
[0018] 在其中一个实施例中，还包括靶材，所述靶材收容于所述真空腔中，所述靶材被溅射的表面对准所述工作台。
[0019] 在其中一个实施例中，还包括靶材
阳极壳，所述靶材阳极壳设置于所述靶材周围，所述阳极壳包括：
[0020] 支板，围绕于所述靶材周围并与所述靶材相对于所述衬底的面相垂直，同时与所述靶材的侧面形成间隙；及
[0022] 上述磁控溅射设备中，工作台及衬底均处于高电势的保护之下，飞向衬底的带电正离子会受到相反方向的电场作用
力影响，使带电正粒子数量和能量都大幅度减少，减弱了带电正离子对衬底表面的轰击，保护了在衬底表面沉积所得的沉积物，进而使沉积物表面较为平整，晶体质量较好。
附图说明
[0023] 图1为本发明较佳实施例中的磁控溅射设备的具体结构图；
[0024] 图2为采用传统磁控溅射设备制得
铜锌
锡硫薄膜的电子
显微镜扫描图；
[0025] 图3为采用图1所示磁控溅射设备制得铜锌锡硫薄膜的电子显微镜扫描图。
具体实施方式
[0026] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0027] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“
水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029] 请参阅图1，本发明较佳实施例中的磁控溅射设备100，包括真空腔壁110、连接轴120、工作台130、靶材140、靶材阳极壳150、绝缘片160、导电电极170、导电弹片180及导电层
190。
[0030] 真空腔壁110一般由不锈
钢材料制成。真空腔壁110围成真空腔(图未标)。磁控溅射设备100还可包括抽真空装置(图未示)，真空腔与抽真空装置相导通，抽真空装置可进行抽气，以维持壳体内真空度。在进行磁控溅射的工作状态时，真空腔内通入氩气并维持一定的真空度。真空腔壁110接地，以使真空腔壁110的电势为0。
[0031] 工作台130收容于真空腔中。连接轴120的一端连接于真空腔壁110上，连接轴120的另一端连接于工作台130，以使工作台130固定。工作台130用于固定衬底200。靶材140收容于真空腔中，靶材140被溅射的表面对准工作台130。靶材140可为多个，多个靶材140均朝向工作台130方向。靶材140周围还设有靶材阳极壳150，靶材阳极壳150包括支板152及压板154。支板152围绕于靶材140周围并与靶材140相对于衬底200的面相垂直，同时与靶材140的侧面形成间隙。压板154垂直固定于支板152上。
[0032] 具体在本实施例中，连接轴120为导体，并与真空腔壁110电连接，以使得连接轴120的电势与真空腔壁110相同。连接轴120还可转动地连接于真空腔壁110上。磁控溅射设备100还可包括驱动装置(图未示)，连接轴120远离工作台130的一端穿过真空腔壁110，并与驱动装置相连接，驱动装置可带动连接轴120转动，进而带动整个工作台130进行转动。在进行磁控溅射时，工作台130进行转动，以使沉积于衬底200表面的薄膜较为均匀。此外，工作台130也可相对真空腔壁110进行移动，以调节从靶材140飞出的溅射粒子的入射到衬底
200上的
位置，使沉积于衬底200表面的薄膜更为均匀。
[0033] 绝缘片160设置于连接轴120与工作台130之间，连接轴120通过绝缘片160与工作台130相连接，以使连接轴120与工作台130之间绝缘。导电电极170为长条状，导电电极170穿设真空腔壁110。其一端与工作台130相连接，工作台130通过导电电极170与外接电源电连接，外接电源通过导电电极170向工作台130施加高电势，以使整个工作台130处于高电势状态下。
[0034] 到带电正离子飞向衬底200时，由于工作台130及衬底200均处于高电势的保护之下，飞向衬底200的带电正离子会受到相反方向的电场作用力影响，进而减弱了带电正离子对衬底200表面的轰击，保护了在衬底200表面沉积所得的薄膜。
[0035] 导电弹片180设置于导电电极170的一端，并与工作台130相抵持，工作台130通过弹片与导电电极170电连接。导电弹片180具有弹性，在工作台130在旋转时，导电弹片180始终保持与工作台130相
接触，以使外接电源通过导电电极170及导电弹片180向工作台130施加高电势。
[0036] 具体在本实施例中，绝缘片160为陶瓷绝缘片160。导电弹片180可为金属片，且导电弹片180与工作台130之间的
摩擦系数较小。可以理解，在其它实施例中，绝缘片160也可由其它绝缘材料，不限于陶瓷材料。同时，导电弹片180也可为其它导电且具有弹性的材料制成。
[0037] 沉积于衬底200表面的薄膜足够均匀时，工作台130无需旋转，此时驱动装置可以省去，连接轴120也可以直接固定于真空腔壁110上。导电弹片180也可以省去，导电电极170的一端直接固定于工作台130上，以实现电连接。
[0038] 衬底200一般为绝缘材料制成，当衬底200直接设置于工作台130上时，在衬底200上只有和工作台130接触的部分处于高电势状态。为了避免上述情况的出现，导电层190设置于工作台130朝向靶材140的侧面上。衬底200为片状结构，导电层190的长宽尺寸与衬底200相一致。衬底200与导电层190相贴合。在工作台130台上设置导电层190，衬底200通过导电层190与工作台130电连接，可以使衬底200、导电层190及工作台130处于同等的电势区域中，防止出现电势的分布不均。
[0039] 具体在本实施例中，导电层190由钼材料制成，以使其具有良好的
导电性，并且还具备耐高温性能。可以理解，导电层190还可有其它耐高温导电材料制成，不限于钼材料。
[0040] 请一并参阅图2及图3，图2为采用传统磁控溅射设备制得铜锌锡硫薄膜的电子显微镜扫描图，图3为采用上述磁控溅射设备100制得铜锌锡硫薄膜的电子显微镜扫描图。可以明显看出，采用传统磁控溅射设备100制得铜锌锡硫薄膜，其表面受到大量带电正离子的轰击，铜锌锡硫薄膜表面产生明显的组分、结构不均匀，由此产生的大量缺陷也会极大的影响铜锌锡硫薄膜的晶体质量。而采用上述磁控溅射设备100制得铜锌锡硫薄膜，其表面较为平整，晶体质量较好。
[0041] 上述磁控溅射设备100中，工作台130及衬底200均处于高电势的保护之下，飞向衬底200的带电正离子会受到相反方向的电场作用力影响，使带电正粒子数量和能量都大幅度减少，减弱了带电正离子对衬底200表面的轰击，保护了在衬底200表面沉积所得的沉积物，进而使沉积物表面较为平整，晶体质量较好。
[0042] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
