一种平面磁控溅射靶制造技术

一种平面磁控溅射靶，包括靶材、磁铁、底座和水冷套，其特征在于，磁铁间隔地与靶材相连接，相邻两磁铁的磁极相反，相邻两磁铁之间的靶材里侧设置有用以冷却靶材的带进、出水管的水冷套，构成一体结构的靶材和磁铁的另一端和底座相连接。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

专利
本技术属于真空镀膜技术，特别涉及一种真空镀膜技术中的平面磁控溅射靶。
技术介绍
磁控溅射广泛应用于建筑材料，电子等多种领域，磁控溅射靶在当前现有技术中，从结构上分平面磁控溅射靶及圆柱磁控溅射靶，从磁场分布上分平衡靶和非平衡靶。平面磁控溅射靶所用的靶材容易加工制造，安装方便，适于批量生产镀膜产品，但由于平面靶材利用率较低，约20％左右，特别是在基片上镀制贵重金属时，无疑生产成本比较高.现在随着低辐射膜的大量生产，其所用靶材银(每套)的售价一般都在几十万元以上，在手机上镀靶材金，每套靶材在几百万元以上，这样提高靶材利用率，就能大幅度的降低生产成本。申请号为98120365.5的专利申请公开了一种非平衡平面磁控溅射靶，其结构为两块永磁铁的N-S轴线平行于靶材靶面放置于靶材和非铁磁性背板之间，两块永磁铁的磁极相对，心部极靴放置于永磁铁之间，……，如图1所示，该溅射靶的磁力线如弧形，而真正对溅射做出贡献的是平行磁场强度，这样结构的磁控溅射靶刻蚀的靶材成V字型，造成靶材的浪费。同时由于磁场在空气中的磁场强度衰减，造成在靶材厚度方向磁场不均匀，从而在镀制一段时间后，随着靶材厚度的降低，磁场加大，电压降低，电流增大，镀出的膜层加厚，这时为了保证不同时间镀出的膜层一致性，需降低电流，这样对操作工人而言，要求比较高。专利号为90207862.3的专利申请公开的磁控溅射靶，是在平板型靶材载体上的溅射区开设若干V型槽，再将切割成V型的靶材材料放入V型槽中，这样虽然解决了磁控溅射靶刻蚀的靶材成V字型，造成靶材浪费的缺陷，但是靶材在加工制作的过程中，由于须将靶材原材料加工成V型后再放入V型槽中，此过程会造成昂贵的靶材浪费，同时还带来了靶材加工工艺上的难度，这同时也是一种浪费。
技术实现思路
本技术的目的在于在于克服上述平面磁控溅射靶存在的缺陷，而提供一种新型平面磁控溅射靶，该平面磁控溅射靶刻蚀的靶材成U字型，可大幅度提高靶材的利用率，而且镀膜均匀一致。本技术的技术方案如下本技术提供的平面磁控溅射靶，包括靶材、磁铁、底座和水冷套，其特征在于，磁铁间隔地与靶材相连接，相邻两磁铁的磁极相反，相邻两磁铁之间的靶材里侧设置有用以冷却靶材的带进、出水管的水冷套，构成一体结构的靶材和磁铁的另一端和底座相连接；磁铁由永磁铁和纯铁组成，纯铁间隔地与靶材相连接；所述水冷套的材质为非导磁材料；靶材的长宽比至少为3。本技术提供的平面磁控溅射靶，由于是从侧面引入磁场(见图2)，使在靶面形成的磁场平行于靶面，真正对溅射做出贡献的平行磁场强度大，垂直磁场强度很小，从而使靶材均匀刻蚀，该平面磁控溅射靶刻蚀的靶材成U字型，可大幅度提高靶材利用率；另外由于极靴用纯铁制作，纯铁的导磁率很高，基本上各个位置的磁场是一致的(特别是在靶材厚度方向)，从而避免了由于靶材厚度降低磁场加大的现象，保证了不同时间镀出的膜层一致性。本技术提供的平面磁控溅射靶采用间接水冷(靶材拼接)，只在封闭的磁力线内放置靶材，(极靴的导磁率很大，不会在极靴上形成漏磁，这样极靴也就不会被刻蚀，从而保证不会污染被镀基片的膜层)，靶材的利用率也得到了提高；本技术提供的平面磁控溅射靶的长宽比较大(长宽比至少为3)，这样镀膜的均匀性得到提高。附图说明附图1为已有技术的磁控溅射靶的结构示意图；附图2为本技术的结构示意图；其中磁铁1、3、5靶材2、4永磁铁11、31、51 纯铁12、32、52水冷通道6 辅助阳极9铜板10 铝框1具体实施方式图2为本技术的结构示意图，由图2可知，本技术提供的平面磁控溅射靶，包括靶材2、4、磁铁1、3、5、底座6和水冷套7，磁铁1、3、5间隔地与靶材2、4相连接，相邻两磁铁的磁极相反，相邻两磁铁之间的靶材里侧设置有用以冷却靶材的带进、出水管(图中未示出)的水冷套7，构成一体结构的靶材和磁铁的另一端和底座6相连接；磁铁由永磁铁和纯铁组成，即磁铁1由纯铁11和永磁铁12组成，磁铁3由纯铁31和永磁铁32组成，磁铁5由纯铁51和永磁铁52组成，纯铁11、31、51间隔地与靶材相连接；所述水冷套7的材质为非导磁材料；靶材2、4的长宽比至少为3。图3示出了本技术一具体实施例，由图3可知，在相邻两磁铁之间的靶材里侧设置用以冷却靶材的带进、出水管(图中未示出)的水冷套7，水冷套7和靶材之间设有铜板10，铜板10采用厚0.5mm薄铜板(材质为紫铜T1制作)，间接冷却靶材，由于他的延展性好，当真空室为真空时，铜板10受到水压的作用，和靶材接触性好，提高靶材的水冷效果。纯铁(极靴)11、31和51用工业纯铁制造，而且它们构成一个封闭的等离子体约束回路，水冷框7用无磁不锈钢(1Cr18Ni9Ti)制造，用于冷却铜板10，间接冷却靶材。底座6使用碳钢(Q235-A)，因为导磁性好，而且造价低廉。在永磁铁12和52的外侧设有铝框13，铝框13用工业纯铝(LY11)，因为它的溅射率低，同时起支撑的作用，避免磁铁被压坏。永磁铁12、32和52磁铁采用钕铁硼材料。铝框13及永磁铁12和52放置在底座6上，导磁框放置在铝框13上，用螺钉将导磁框及底座6固定，同时也将铝框13和永磁铁压紧。将磁铁52放置在底座6的中部，再将水冷框放置在底座6上，用螺钉将底座6与水冷框7固定，同时也将纯铁(极靴)31及磁铁32压紧。极靴11及极靴31将靶材2及铜板10固定在导磁框上。辅助阳极12通过绝缘板固定在底座6上。以上所有的零件均用酒精擦洗后方可装配，测表面磁场强度达到300-800高斯，固定在真空室内即可。权利要求1.一种平面磁控溅射靶，包括靶材、磁铁、底座和水冷套，其特征在于，磁铁间隔地与靶材相连接，相邻两磁铁的磁极相反，相邻两磁铁之间的靶材里侧设置有用以冷却靶材的带进、出水管的水冷套，构成一体结构的靶材和磁铁的另一端和底座相连接。2.按权利要求1所述的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述磁铁由永磁铁和纯铁组成，纯铁间隔地与靶材相连接。3.按权利要求1所述的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述水冷套的材质为非导磁材料。4.按权利要求1所述的平面磁控溅射靶，其特征在于，所述靶材的长宽比至少为3。专利摘要本技术涉及的平面磁控溅射靶，包括靶材、磁铁、底座和水冷套，其特征在于，磁铁间隔地与靶材相连接，相邻两磁铁的磁极相反，相邻两磁铁之间的靶材里侧设置有用以冷却靶材的带进、出水管的水冷套，构成一体结构的靶材和磁铁的另一端和底座相连接；磁铁由永磁铁和纯铁组成，纯铁间隔地与靶材相连接；所述水冷套的材质为非导磁材料；靶材的长宽比至少为3；本技术具有提高靶材利用率的优点，特别对于贵重金属(金银等)靶材优点更为突出，而且可提高镀膜的均匀性。文档编号C23C14/35GK2565842SQ0224012公开日2003年8月13日 申请日期2002年7月11日 优先权日2002年7月11日专利技术者马利民, 王太宏, 张德安 申请人:中国科学院物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马利民，王太宏，张德安，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：