一種平面磁控濺射靶的製作方法
2023-10-05 19:40:49 1
專利名稱：一種平面磁控濺射靶的製作方法
技術領域：
發明領域本實用新型屬於真空鍍膜技術，特別涉及一種真空鍍膜技術中的平面磁控濺射靶。
背景技術：
磁控濺射廣泛應用於建築材料，電子等多種領域，磁控濺射靶在當前現有技術中，從結構上分平面磁控濺射靶及圓柱磁控濺射靶，從磁場分布上分平衡靶和非平衡靶。平面磁控濺射靶所用的靶材容易加工製造，安裝方便，適於批量生產鍍膜產品，但由於平面靶材利用率較低，約20％左右，特別是在基片上鍍制貴重金屬時，無疑生產成本比較高.現在隨著低輻射膜的大量生產，其所用靶材銀(每套)的售價一般都在幾十萬元以上，在手機上鍍靶材金，每套靶材在幾百萬元以上，這樣提高靶材利用率，就能大幅度的降低生產成本。
申請號為98120365.5的專利申請公開了一種非平衡平面磁控濺射靶，其結構為兩塊永磁鐵的N-S軸線平行於靶材靶面放置於靶材和非鐵磁性背板之間，兩塊永磁鐵的磁極相對，心部極靴放置於永磁鐵之間，……，如圖1所示，該濺射靶的磁力線如弧形，而真正對濺射做出貢獻的是平行磁場強度，這樣結構的磁控濺射靶刻蝕的靶材成V字型，造成靶材的浪費。同時由於磁場在空氣中的磁場強度衰減，造成在靶材厚度方向磁場不均勻，從而在鍍制一段時間後，隨著靶材厚度的降低，磁場加大，電壓降低，電流增大，鍍出的膜層加厚，這時為了保證不同時間鍍出的膜層一致性，需降低電流，這樣對操作工人而言，要求比較高。
專利號為90207862.3的專利申請公開的磁控濺射靶，是在平板型靶材載體上的濺射區開設若干V型槽，再將切割成V型的靶材材料放入V型槽中，這樣雖然解決了磁控濺射靶刻蝕的靶材成V字型，造成靶材浪費的缺陷，但是靶材在加工製作的過程中，由於須將靶材原材料加工成V型後再放入V型槽中，此過程會造成昂貴的靶材浪費，同時還帶來了靶材加工工藝上的難度，這同時也是一種浪費。
發明內容
本實用新型的目的在於在於克服上述平面磁控濺射靶存在的缺陷，而提供一種新型平面磁控濺射靶，該平面磁控濺射靶刻蝕的靶材成U字型，可大幅度提高靶材的利用率，而且鍍膜均勻一致。
本實用新型的技術方案如下本實用新型提供的平面磁控濺射靶，包括靶材、磁鐵、底座和水冷套，其特徵在於，磁鐵間隔地與靶材相連接，相鄰兩磁鐵的磁極相反，相鄰兩磁鐵之間的靶材裡側設置有用以冷卻靶材的帶進、出水管的水冷套，構成一體結構的靶材和磁鐵的另一端和底座相連接；磁鐵由永磁鐵和純鐵組成，純鐵間隔地與靶材相連接；所述水冷套的材質為非導磁材料；靶材的長寬比至少為3。
本實用新型提供的平面磁控濺射靶，由於是從側面引入磁場(見圖2)，使在靶面形成的磁場平行於靶面，真正對濺射做出貢獻的平行磁場強度大，垂直磁場強度很小，從而使靶材均勻刻蝕，該平面磁控濺射靶刻蝕的靶材成U字型，可大幅度提高靶材利用率；另外由於極靴用純鐵製作，純鐵的導磁率很高，基本上各個位置的磁場是一致的(特別是在靶材厚度方向)，從而避免了由於靶材厚度降低磁場加大的現象，保證了不同時間鍍出的膜層一致性。
本實用新型提供的平面磁控濺射靶採用間接水冷(靶材拼接)，只在封閉的磁力線內放置靶材，(極靴的導磁率很大，不會在極靴上形成漏磁，這樣極靴也就不會被刻蝕，從而保證不會汙染被鍍基片的膜層)，靶材的利用率也得到了提高；本實用新型提供的平面磁控濺射靶的長寬比較大(長寬比至少為3)，這樣鍍膜的均勻性得到提高。
附圖1為已有技術的磁控濺射靶的結構示意圖；附圖2為本實用新型的結構示意圖；其中磁鐵1、3、5靶材2、4永磁鐵11、31、51 純鐵12、32、52水冷通道6 輔助陽極9銅板10 鋁框1具體實施方式
圖2為本實用新型的結構示意圖，由圖2可知，本實用新型提供的平面磁控濺射靶，包括靶材2、4、磁鐵1、3、5、底座6和水冷套7，磁鐵1、3、5間隔地與靶材2、4相連接，相鄰兩磁鐵的磁極相反，相鄰兩磁鐵之間的靶材裡側設置有用以冷卻靶材的帶進、出水管(圖中未示出)的水冷套7，構成一體結構的靶材和磁鐵的另一端和底座6相連接；磁鐵由永磁鐵和純鐵組成，即磁鐵1由純鐵11和永磁鐵12組成，磁鐵3由純鐵31和永磁鐵32組成，磁鐵5由純鐵51和永磁鐵52組成，純鐵11、31、51間隔地與靶材相連接；所述水冷套7的材質為非導磁材料；靶材2、4的長寬比至少為3。圖3示出了本實用新型一具體實施例，由圖3可知，在相鄰兩磁鐵之間的靶材裡側設置用以冷卻靶材的帶進、出水管(圖中未示出)的水冷套7，水冷套7和靶材之間設有銅板10，銅板10採用厚0.5mm薄銅板(材質為紫銅T1製作)，間接冷卻靶材，由於他的延展性好，當真空室為真空時，銅板10受到水壓的作用，和靶材接觸性好，提高靶材的水冷效果。
純鐵(極靴)11、31和51用工業純鐵製造，而且它們構成一個封閉的等離子體約束迴路，水冷框7用無磁不鏽鋼(1Cr18Ni9Ti)製造，用於冷卻銅板10，間接冷卻靶材。底座6使用碳鋼(Q235-A)，因為導磁性好，而且造價低廉。在永磁鐵12和52的外側設有鋁框13，鋁框13用工業純鋁(LY11)，因為它的濺射率低，同時起支撐的作用，避免磁鐵被壓壞。永磁鐵12、32和52磁鐵採用釹鐵硼材料。
鋁框13及永磁鐵12和52放置在底座6上，導磁框放置在鋁框13上，用螺釘將導磁框及底座6固定，同時也將鋁框13和永磁鐵壓緊。將磁鐵52放置在底座6的中部，再將水冷框放置在底座6上，用螺釘將底座6與水冷框7固定，同時也將純鐵(極靴)31及磁鐵32壓緊。極靴11及極靴31將靶材2及銅板10固定在導磁框上。輔助陽極12通過絕緣板固定在底座6上。
以上所有的零件均用酒精擦洗後方可裝配，測表面磁場強度達到300-800高斯，固定在真空室內即可。
權利要求1.一種平面磁控濺射靶，包括靶材、磁鐵、底座和水冷套，其特徵在於，磁鐵間隔地與靶材相連接，相鄰兩磁鐵的磁極相反，相鄰兩磁鐵之間的靶材裡側設置有用以冷卻靶材的帶進、出水管的水冷套，構成一體結構的靶材和磁鐵的另一端和底座相連接。
2.按權利要求1所述的平面磁控濺射靶，其特徵在於，所述磁鐵由永磁鐵和純鐵組成，純鐵間隔地與靶材相連接。
3.按權利要求1所述的平面磁控濺射靶，其特徵在於，所述水冷套的材質為非導磁材料。
4.按權利要求1所述的平面磁控濺射靶，其特徵在於，所述靶材的長寬比至少為3。
專利摘要本實用新型涉及的平面磁控濺射靶，包括靶材、磁鐵、底座和水冷套，其特徵在於，磁鐵間隔地與靶材相連接，相鄰兩磁鐵的磁極相反，相鄰兩磁鐵之間的靶材裡側設置有用以冷卻靶材的帶進、出水管的水冷套，構成一體結構的靶材和磁鐵的另一端和底座相連接；磁鐵由永磁鐵和純鐵組成，純鐵間隔地與靶材相連接；所述水冷套的材質為非導磁材料；靶材的長寬比至少為3；本實用新型具有提高靶材利用率的優點，特別對於貴重金屬(金銀等)靶材優點更為突出，而且可提高鍍膜的均勻性。
文檔編號C23C14/35GK2565842SQ0224012
公開日2003年8月13日 申請日期2002年7月11日 優先權日2002年7月11日
發明者馬利民, 王太宏, 張德安 申請人:中國科學院物理研究所