針對光學和介電功能薄膜制備中的離化率低和靶面污染問題,設計了一種磁控濺射沉積系統,系統包括磁控濺射靶裝置、等離子體源和陽極清洗裝置。

主要結論有:

(1)在磁控濺射靶裝置設計中,采用磁流體密封替代橡膠軸承密封,提高了靶裝置的密封性,極限真空度可達10-6 Pa;采用旋轉磁鋼代替固定磁鋼,使靶材的利用率從30%提高到60%,同時避免了靶裝置在預先清洗時的污染;設計了靶裝置的驅動端,完成了電機、傳動裝置和軸承的選型。

(2)設計等離子體源來改善沉積系統離化率不足的問題。選擇0.2 mm鎢絲制成陰極,坩堝作為陽極。利用基爾霍夫定律計算出螺旋管的長度與橫截面積。比較了等離子體源的四種電源連接方式,選擇在螺旋管兩端加入輔助調節電源,方便調節電磁場的方式。

(3)設計了陽極清洗裝置來解決磁控濺射中的陽極污染問題。陽極清洗裝置包括可旋轉陽極和清洗裝置兩部分,設計了多套清洗裝置協同工作時的電源連接方式。制定了冷卻系統方案和管路圖來滿足系統的冷卻設計要求。設計了一套供氣系統,根據設計要求確定了電磁閥和質量流量計的型號。