一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路布置方法以及气路装置与流程

本发明涉及物理气相沉积、化学气相沉积等真空镀膜技术领域，尤其涉及一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路布置方法以及气路装置。

背景技术：

真空镀膜技术包括物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)，已经在很多领域得到广泛应用，如太阳能光伏、光热、led、磁存储材料制备等，近年尤甚，气氛均匀性是影响大面积薄膜材料均匀性的关键因素之一，保证大范围的气氛均匀性，才能保证大面积薄膜材料性能，以及规模化生产效率。

针对气氛均匀性，人们在气路布置方面也进行了大量的研究，现有主流气路布置方法有单管法、套管混气法以及混气罐法等，这些方法各有优点，但同时也存在很多问题，如气氛不易调整、控制滞后等，所以亟需研制一种新的气路布置方法，来保证气氛的均匀性以及易操控性。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路布置方法以及气路装置，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路布置方法，根据镀膜真空腔体结构和辉光区的长度，将辉光区等分为1-20段子供气区域，对每个子供气区域分别进行独立的供气，将辉光区两端延伸出200-500mm的区域作为辅供气区域，对每个辅供气区域也分别进行独立的供气，每个子供气区域与每个辅供气区域均设置有一个用于供气的气路装置，气路装置通过质量流量计定量控制流量。

进一步，所述气路装置包括一个主进气管、至少一个次级分管和一个出气管，次级分管将主进气管中气体1-10级对称等分后与出气管连接，所述出气管平行于辉光区，出气管两端密闭，出气管在平行于辉光区方向上均匀分布等径的出气孔，所有气路装置上的出气管同轴布置。

进一步，所述出气管上出气孔朝同一方向，出气孔的孔径为0.1-5mm，出气孔的间距≥出气孔的孔径，出气管上每个次级分管给其左右各1-5个出气孔供气。

进一步，所述出气管上的出气孔朝向真空腔壁或者朝向靶材辉光区。

一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路装置，所述气路装置包括一个进气管、至少一个次级分管和一个出气管，所述出气管为独立的、平行于辉光区的、两端密闭的管状结构，出气管由一个质量流量计控制气体流量；气体通过质量流量计后，经1-10级对称等分，各级间距为0.1-100mm，通过至少一个次级分管后，最终从出气管上均匀分布的出气孔排出进入真空腔体；每个次级分管给其左右各1-5个出气孔供气；所述出气孔朝同一方向，其朝向真空腔壁或者朝向靶材辉光区，出气孔的孔径相等，为0.1-5mm。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明与常规气路装置比较，提供的气氛更均匀，可控性更高，气氛调整速度快，并且可以将工作气体(如ar气)与反应气体(如o2、n2、nh3或co2等)分开供气，即进真空腔体前不用混气，进一步提高混合气氛的均匀性与可控性。

附图说明

图1为本发明实施例辉光区结构示意图；

图2为本发明实施例气路装置的布置图；

图3为图2的侧视图(第一种结构)；

图4为图2的侧视图(第二种结构)；

图5为本发明实施例气路装置结构示意图；

图6为本发明实施例出气管的俯视图；

图7为图6中a处的局部放大图；

图8为本发明一个具体实施例中子供气区域气路装置结构示意图；

图9为本发明一个具体实施例中辅供气区域气路装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例所述的提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路布置方法，根据镀膜真空腔体结构和辉光区的长度，将辉光区等分为1-20段子供气区域，对每个子供气区域分别进行独立的供气，将辉光区两端延伸出200-500mm的区域作为辅供气区域，对每个辅供气区域也分别进行独立的供气，每个子供气区域与每个辅供气区域均设置有一个用于供气的气路装置，气路装置通过质量流量计定量控制流量。

下面参照图1进行对上述技术特征进行具体说明，其中结构100表示真空腔体，在真空腔体100内沿着平行于真空腔体100(在本实施例中，真空腔体的内腔为圆柱形)的轴向方向固定设置有靶材200，在其旁侧设置有辉光区300，一般为了保证镀膜的均匀性，靶材200的两端要延伸出辉光区一段距离，而辉光区的两端要延伸出待镀膜物件一段距离，如图2所示，在本实施例中，以辉光区300的长度为基准，将其均匀的分成了4段子供气区域301，在每段子供气区域均通过一个独立控制的气路装置400来完成供气，另外，为了保证辉光区300周围气氛的均匀性，还需要通过气路装置400对两端的辅供气区域302进行供气。

如图3-4所示，气路装置400对两侧靶材200对应的辉光区300进行供气，在底部抽真空装置的作用下，气氛均匀的布置于两侧的辉光区300，其中图3和图4分别为两种气路装置400的布置图。

如图5-7所示，气路装置400包括一个主进气管401、至少一个次级分管402和一个出气管403，次级分管402将主进气管401中气体1-10级对称等分后与出气管403连接，如图5所示，在图示状态中，其经过了2级对称等分，出气管403平行于辉光区300，出气管403两端密闭，出气管403在平行于辉光区300方向上均匀分布等径的出气孔404，所有气路装置400上的出气管403同轴布置，所有气路装置400上的出气孔404孔径相同，所述气路装置400上的出气孔404的间距相等。

出气管403上出气孔404朝同一方向布置，出气孔的孔径为0.1-5mm，出气孔的间距≥出气孔的孔径，出气管上每个次级分管给其左右各1-5个出气孔404供气，如图5所示，在图示状态中，每个次级分管402给其左右各2各出气孔404进行供气，即与出气管403相连接的次级分管402一共为4个出气孔404进行供气。

出气管403上的出气孔404朝向真空腔壁或者朝向靶材辉光区，如图3所示，在图示状态中，出气孔404竖直向上设置，这样在底部抽真空装置的作用下，气氛能够均匀的布置于两侧的辉光区300，提高镀膜气氛均匀性；另外，还可以将出气孔404开设在出气管403的底部两侧，使得出气孔404的方向直接朝向辉光区；如图4所示，在图示状态中，两侧的辉光区均对应设置有气路装置，其中出气孔均垂直于真空腔体内壁设置。

如图5-7所示，一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路装置，气路装置400包括一个进气管401、至少一个次级分管402和一个出气管403，出气管403为独立的、平行于辉光区300的、两端密闭的管状结构，出气管403由一个质量流量计控制气体流量，质量流量计安装在与进气管401相连接的供气管路上；气体通过质量流量计后，经1-10级对称等分，各级间距为0.1-100mm，通过至少一个次级分管402后，最终从出气管403上均匀分布的出气孔404排出进入真空腔体100；每个次级分管402给其左右各1-5个出气孔404供气；出气孔404朝同一方向，其朝向真空腔壁或者朝向靶材辉光区，出气孔的孔径相等，为0.1-5mm。

所谓1-10级对称等分即指1分为2、2分为4、4分为8……(以此类推)的方式，最终保证从每个出气孔404都能进行均匀的出气。

如图8-9所示，下面结合一个具体的实施例来进行说明，本发明提供的一种提高真空镀膜气氛均匀性的辉光区气路装置及布置方法，真空腔体内辉光区长1600mm，平行于辉光区的气路总长2400mm(两端伸出辉光区各400mm)，根据辉光区长度，将辉光区等分为2段子供气区域独立供气，辉光区两端各伸出400mm的区域作为辅供气区域进行独立供气，对于每一段子供气区域以及每一段辅供气区域均设置一个气路装置。

如图8所示，对于为子供气区域进行供气的气路装置来说，气体由主进气管进入后，经2级等分后，由次级分管分级等分后进入出气管，各分级即次级分管间距为50mm，由出气管上均匀分布的、朝向腔体的、大小相同的出气孔排出进入真空腔体，出气孔间距50mm，每个最末端的次级分管均为其左右各2个出气孔供气；如图9所示，对于为辅供气区域进行供气的气路装置来说，气体由主进气管进入后，经1级等分后，由次级分管分级等分后进入出气管，各分级即次级分管间距为50mm，由出气管上均匀分布的、朝向腔体的、大小相同的出气孔排出进入真空腔体，出气孔间距50mm，每个最末端的次级分管均为其左右各2个出气孔供气，镀膜时，根据分子泵或抽气口与气路或辉光区域的相对位置，通过调节质量流量计调整总体气氛均匀性。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。