一种二极溅射靶枪制造技术

本实用新型专利技术提供一种二极溅射靶枪，包括一绝缘板，绝缘板设置在无氧铜靶座和基座之间，无氧铜靶座与绝缘板相互贴合的端面之间以及基座与绝缘板相互贴合的断面之间均设有被紧压于端面之间的至少一真空密封圈，本实用新型专利技术提供的二极溅射靶枪，真空密封性好，适用于超真空环境。真空环境。真空环境。

【技术实现步骤摘要】
一种二极溅射靶枪


[0001]本技术涉及溅射镀膜
，具体而言，涉及一种二极溅射靶枪。

技术介绍

[0002]溅射镀膜是一种常见的物理气相沉积镀膜方法，常见的方式有磁控溅射和离子束溅射。其基本原理是在真空环境下通过施加电场产生氩离子或者其他反应气体离子，并在电场的作用下这些离子轰击靶材，通过动能交换和级联碰撞的方式溅射出靶材表面的原子，并在基片上沉积成膜。
[0003]随着电子信息领域的快速发展，目前的微电子器件对薄膜材料的控制精度和物理性能都提出了更高的要求，特别是对大尺寸单晶外延薄膜的制备技术要求越来越高。
[0004]在科研和工业领域，目前主要使用的是溅射镀膜方法为磁控溅射，磁控溅射可以通过在靶材表面增加环形磁场而提高工作气体的离化效率，从而可以提高等离子密度的同时降低溅射工作气压，进而增加了从靶材表面箭射出的原子的动能，提高了薄膜的生长速率。然而面对大尺寸高质量单晶外延薄膜的生长，磁控溅射方式并不适用。一方面，薄膜的单晶外延生长一般需要很高的基片温度和较低的生长速率，从而使靶材原子在基片表面有足够的时间迁移，形成层状生长模式，过高的生长速率无法给予沉积原子足够的弛豫时间，过高的靶材原子动能会刻蚀薄膜表面，引入大量的缺陷；另一方面，磁控溅射镀膜的靶材利用率较低。
[0005]二极溅射能够克服上述缺点和不足，但是目前的二极溅射靶枪难以满足超高真空环境的要求，且存在结构复杂，换靶困难，不便维护等问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种适用于超高真空环境的二极溅射靶枪。
[0007]为实现上述目的，本技术提供一种二极溅射靶枪，包括一无氧铜靶座、一基座和一绝缘板，绝缘板固定于无氧铜靶座和基座之间，无氧铜靶座与绝缘板相互贴合的端面之间以及基座与绝缘板相互贴合的端面之间均设有被紧压于端面之间的至少一真空密封圈，以使二极溅射靶枪适于超高真空环境。
[0008]进一步地，绝缘板通过螺钉固定于无氧铜靶座和基座之间，无氧铜靶座的下端设有数个均匀分布的下螺纹孔，绝缘板和基座上设有数个与下螺纹孔对应的绝缘板通孔和基座通孔，基座通孔内设有用于将螺钉和基座绝缘的绝缘端子，螺钉穿过绝缘端子、绝缘板通孔固定在无氧铜靶座的下螺纹孔上，绝缘端子防止了无氧铜靶座和基座通过螺钉的电连接，起到了较好的绝缘效果。
[0009]进一步地，无氧铜靶座与绝缘板相互贴合的端面上以及基座与绝缘板相互贴合的端面上均设有用于容纳真空密封圈的密封槽，密封槽设置于下螺纹孔或基座通孔的内侧，密封槽能够防止真空密封圈位置发生移动，进一步增强了真空密封效果。
[0010]进一步地，无氧铜靶座上设有一冷水槽，冷水槽设置于密封槽的内侧，绝缘板上设
有与冷水槽对应的通水孔，通水孔内设有不锈钢宝塔头，外接水管连接于宝塔头上实现冷却水在冷水槽内的循环流动，冷却水的循环流动能够调控靶枪溅射时的温度。
[0011]进一步地，无氧铜靶座下端中心位置具有一阴极螺孔，绝缘板中心位置对应设有一阴极通孔，连接阴极导线的阴极螺钉穿过阴极通孔螺纹固定在无氧铜靶座上，从而将无氧铜靶座电连接于阴极，将负电势施加给无氧铜靶座和靶材。
[0012]进一步地，无氧铜靶座和绝缘板之间相互贴合的端面上设有一防水密封圈，防水密封圈环绕在阴极螺钉的外侧位置，防水密封圈能够防止阴极螺钉被冷却水腐蚀影响导电性能。
[0013]进一步地，二极溅射靶枪还包括一靶材，靶材包括靶坯和无氧铜背板，靶坯与无氧铜背板通过焊接或粘接的方式固定在一起，无氧铜背板的中心位置具有一体成型的外螺纹柱，无氧铜靶座上端中心对应位置具有一上螺纹孔，靶材通过外螺纹柱螺纹固定方式可拆卸地安装于无氧铜靶座上表面，通过旋转靶材即可实现靶材与无氧铜靶座的快速分离或旋紧，使靶材的安装和拆卸简单快捷，换靶更容易。
[0014]进一步地，二极溅射靶枪还包括一屏蔽罩，屏蔽罩的内侧具有内螺纹，基座外侧具有外螺纹，屏蔽罩通过螺纹固定于基座上，将靶材、无氧铜靶座和绝缘板套设于屏蔽罩与基座之间，基座的直径大于绝缘板的直径，绝缘板的直径大于靶材和无氧铜靶座的直径，靶材和无氧铜靶座的直径相同。由此可见，靶材、无氧铜靶座和绝缘板的外周不与屏蔽罩内表面接触，屏蔽罩能够防止电离产生的高能离子对靶材及靶枪本体的轰击，起到保护作用，屏蔽罩通过螺纹固定方式可拆卸地安装于基座上，通过旋转屏蔽罩即可实现屏蔽罩与基座的快速分离或压紧，使屏蔽罩的安装和拆卸简单快捷，同时，屏蔽罩通过螺纹固定方式能够调整固定在基座上的位置，以改变屏蔽罩的上侧内表面到靶材上表面的距离，以使靶枪适用不同工作环境。
[0015]进一步地，绝缘板的外周到屏蔽罩内表面的距离小于2mm，屏蔽罩的上侧内表面到靶材上表面距离为1
‑
2mm，靶材和无氧铜靶座的直径均为2英尺，屏蔽罩与无氧铜靶座之间保持一定的距离，避免了屏蔽罩与无氧铜靶座之间产生电离辉光，防止了无氧铜靶座的溅射损伤。
[0016]进一步地，基座上设有内螺纹孔，阳极导线连接阳极螺钉螺纹固定在基座上，将正电势施加于基座和屏蔽罩。
[0017]本技术具有以下有益效果：
[0018]1、本技术的通过在无氧铜靶座与绝缘板相互贴合的端面上以及基座与绝缘板相互贴合的端面上设置用于超高真空密封的真空密封圈，设计简单，真空密封性好。
[0019]2、本技术中的无氧铜靶座、不锈钢基座和蓝宝石绝缘板均可通过抛光的方式提高表面的光滑度，与全氟醚真空密封圈配合进一步保证了真空密封的可靠性。
[0020]3、本技术在无氧铜靶座和基座之间设有一绝缘板，绝缘板采用蓝宝石材料，既可以与全氟醚真空密封圈配合，保证密封性能；又可以较好实现无氧铜靶座与基座之间的绝缘；还可以将通水孔设置其上，实现冷却水的循环流动。
[0021]4、本技术的采用螺纹旋转方式固定靶材和屏蔽罩，拆卸时只需要旋转即可使实现分离或固定的目的，方便换靶，方便维修。
附图说明
[0022]图1为本技术一优选二极溅射靶枪的剖视图。
[0023]图2为本技术上述优选二极溅射靶枪的无氧铜靶座仰视图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1、屏蔽罩；2、靶材；21、靶坯；22、无氧铜背板；23、外螺纹柱；3、无氧铜靶座；31、下螺纹孔；32、上螺纹孔；33、阴极螺孔；34、冷水槽；4、绝缘板；41、绝缘板通孔；42、通水孔；43、阴极通孔；5、基座；51、基座通孔；52、阳极螺孔；6、防水密封圈；7、全氟醚真空密封圈；8、阴极螺钉；9、阴极导线；10、阳极螺钉；11、阳极导线；12、螺钉；13、绝缘端子；14、宝塔头；15、水管。
具体实施方式
[0026]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二极溅射靶枪，其特征在于，包括一无氧铜靶座（3）、一基座（5）和一绝缘板（4），所述绝缘板（4）固定于无氧铜靶座（3）和基座（5）之间， 所述无氧铜靶座（3）与所述绝缘板（4）相互贴合的端面之间以及所述基座（5）与所述绝缘板（4）相互贴合的端面之间均设有被紧压于端面之间的至少一真空密封圈（7）。2.根据权利要求1所述的二极溅射靶枪，其特征在于，所述绝缘板（4）通过螺钉（12）固定于所述无氧铜靶座（3）和所述基座（5）之间，所述无氧铜靶座（3）的下端设有数个均匀分布的下螺纹孔（31），所述绝缘板（4）和所述基座（5）上设有数个与所述下螺纹孔（31）对应的绝缘板通孔（41）和基座通孔（51），所述基座通孔（51）内设有用于将所述螺钉（12）和所述基座（5）绝缘的绝缘端子（13），所述螺钉（12）穿过所述绝缘端子（13）、所述绝缘板通孔（41）固定在所述无氧铜靶座（3）的所述下螺纹孔（31）上。3.根据权利要求2所述的二极溅射靶枪，其特征在于， 所述无氧铜靶座（3）与所述绝缘板（4）相互贴合的端面上以及所述基座（5）与所述绝缘板（4）相互贴合的端面上均设有用于容纳所述真空密封圈（7）的密封槽，所述密封槽设置于所述下螺纹孔（31）或所述基座通孔（51）的内侧。4.根据权利要求3所述的二极溅射靶枪，其特征在于，所述无氧铜靶座（3）上设有一冷水槽（34），所述冷水槽（34）设置于所述密封槽的内侧，所述绝缘板（4）上设有与所述冷水槽（34）对应的通水孔（42），所述通水孔（42）内设有不锈钢宝塔头（14），外接水管（15）连接于所述宝塔头（14）上实现冷却水在所述冷水槽（34）内的循环流动。5.根据权利要求1所述的二极溅射靶枪，其特征在于，所述无氧铜靶座（3）下端中心位置具有一阴极螺孔（33），所述绝缘板（4）中心位置对应设有一阴极通孔（43），连接阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏冠华，曹彦伟，张如意，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：新型
国别省市：