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申请/专利权人：中国科学院电工研究所

摘要：本发明提供一种基于变磁场磁控溅射镀膜装置的永磁体选区镀膜方法。所述的变磁场磁控溅射镀膜装置为圆形平面或矩形平面变磁场磁控溅射镀膜装置；永磁体样品为圆柱形、圆环形、片状或瓦片状结构；变磁场磁控溅射镀膜装置主要由变磁场磁控溅射阴极、基板和真空腔体构成；钕铁硼磁体安装在基板上；变磁场磁控溅射阴极包括平面靶材、水冷背板、外永磁体、内永磁体、内电磁线圈、外电磁线圈、外磁轭、内磁轭、中磁轭和底磁轭构成；所述的外电磁线圈安装在中磁轭和外磁轭之间；所述的内电磁线圈安装在内磁轭和中磁轭之间；所述的外永磁体和内永磁体的安装极性相反；通过控制内电磁线圈和外电磁线圈的电流方向，可以使刻蚀跑道位于变磁场磁控溅射阴极靶材的内侧或外侧，从而实现对不同形状和尺寸永磁体的选区镀膜。

主权项：1.一种基于变磁场磁控溅射镀膜装置的永磁体选区镀膜方法，其特征在于：所述的变磁场磁控溅射镀膜装置为圆形平面或矩形平面变磁场磁控溅射镀膜装置；变磁场磁控溅射镀膜装置包括靶材1、水冷背板2、外永磁体3、内永磁体4、内电磁线圈5、外电磁线圈6、外磁轭7、内磁轭8、中磁轭9、底磁轭10和基板11；基板11位于靶材1的上方，水冷背板2安装在靶材1的下方；外永磁体3安装在水冷背板2下方；外磁轭7安装在外永磁体3的下方；底磁轭10安装在外磁轭7的下方；内磁轭8安装在底磁轭10中间位置的上方；内永磁体4安装在内磁轭8的上方；中磁轭9安装在内磁轭8和外磁轭7之间；所述的外电磁线圈6安装在中磁轭9和外磁轭7之间；所述的内电磁线圈5安装在内磁轭8和中磁轭9之间；所述的靶材1通过电源线连接到阴极电源；待选区镀膜的永磁体样品12为烧结钕铁硼材料，形状为圆柱形、圆环形、片状或瓦片状结构，永磁体样品12安装在基板11的下方；根据永磁体样品12的形状和尺寸，通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6的电流方向，能够使刻蚀跑道位于变磁场磁控溅射阴极靶材1的内侧或外侧，从而实现对不同形状和尺寸永磁体样品12的选区镀膜；所述的外磁轭7、内磁轭8和底磁轭10采用铁磁性材料制作；所述的中磁轭9为完整的铁磁环，或者采用部分铁磁环与无磁不锈钢环复合的方式；所述的外永磁体3和内永磁体4的安装极性相反；通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6电流的大小和方向，能够实现阴极靶材表面磁场强度和非平衡度的变化，从而调节溅射速率、增加靶材利用率；所述的内电磁线圈5为一闭合线圈，采用跑道形或圆形结构；外电磁线圈6为一闭合线圈，采用跑道形或圆形结构；将待镀膜的永磁体样品12安装在磁控溅射镀膜装置真空腔室内的基板11底部；以镝靶或铽靶为溅射靶材；磁控溅射镀膜装置真空腔室真空制备，通过分子泵将真空腔室的真空度抽至10-4量级；在磁控溅射装置的腔室内通入起辉气体氩气，调节气体流量，控制真空腔室内的压强在10-2Pa-10-1Pa量级；内永磁体4和外永磁体3产生磁控溅射阴极的主磁场；使用两台独立的直流电源分别为内电磁线圈5和外电磁线圈6供电，产生磁控溅射阴极的所需要的辅助磁场；在靶材1与基板11之间施加电压，形成等离子体区域，产生氩离子轰击靶材1，使阴极靶材1发生溅射，中性的重稀土原子沉积在永磁体样品12上形成薄膜；通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6的电流大小和方向以调整辅助磁场，从而改变刻蚀跑道的位置，进而实现对永磁体样品12的选区镀膜；所述方法包括如下情况：情况1：永磁体样品12的形状为圆柱形，安装于基板11的底部，采用圆形磁控溅射镀膜装置，所述的靶材1为圆形，通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6电流方向，使刻蚀跑道位于圆形磁控溅射阴极靶材1外侧，实现对单个圆柱形永磁体样品12外圆周的选区镀膜；或者情况2：永磁体样品12的形状为圆环形，安装于基板11的底部，采用圆形磁控溅射镀膜装置，所述的靶材1为圆形，通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6电流方向，使刻蚀跑道位于圆形磁控溅射阴极靶材1的内侧和外侧，实现对单个圆环形永磁体样品12内圆周和外圆周的选区镀膜；或者情况3：永磁体样品12的形状为片状，安装于基板11的底部，采用矩形磁控溅射镀膜装置，所述的靶材1为矩形，通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6电流方向，使刻蚀跑道位于矩形磁控溅射阴极靶材1的内侧和外侧，实现对片状钕铁硼磁体两侧的选区镀膜；采用矩形磁控溅射镀膜装置一个批次能够同时实现多个片状永磁体样品12的选区镀膜；或者情况4：永磁体样品12的形状为瓦片状，安装于基板11的底部，采用矩形磁控溅射镀膜装置，所述的靶材1为矩形，通过控制内电磁线圈5和外电磁线圈6电流方向，使刻蚀跑道位于矩形磁控溅射阴极靶材1的内侧和外侧，实现对瓦片状永磁体样品12两侧的选区镀膜；采用矩形磁控溅射镀膜装置一个批次能够同时实现多个瓦片状永磁体样品12的选区镀膜。

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