專利名稱：一種磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)的制作方法
一種磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于磁控濺射領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景
目前，真空鍍膜的方式很多，包括磁控濺射、電阻蒸發(fā)、電子束、分子束外延、電弧離子鍍等多種方式，都能夠在真空狀態(tài)下，在樣品上成膜。其中，磁控濺射是成膜的一種非常常規(guī)的工作方式，具有沉積速度快，基片低溫，低損傷等優(yōu)點(diǎn)。但是，磁控濺射的靶材利用率低，工作氣體大多是通過(guò)勻氣環(huán)引導(dǎo)到靶材表面或者是樣品表面，以達(dá)到樣品鍍膜的均勻性。發(fā)明內(nèi)容
為了解決靶材利用率低的問(wèn)題，并且能夠更有效地利用工作氣體，本發(fā)明的目的在于提供一種磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)。該磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)一方面將濺射氣體引導(dǎo)到靶材表面，另一方向?qū)⒎磻?yīng)氣體引導(dǎo)到樣品表面，能夠更有效地利用工作氣體，也大大提高了成膜質(zhì)量； 同時(shí)還提高了靶材的利用率。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明包括靶座、極靴、靶材、磁鋼及屏蔽罩，其中靶座位于樣品的下方，在靶座內(nèi)設(shè)有極靴，靶座的頂部安裝有靶材，靶座及靶材外設(shè)有屏蔽罩；所述磁鋼安裝在極靴上，磁鋼的上端面沿軸向截面為斜角；在屏蔽罩與靶座之間設(shè)有濺射氣體通道，濺射氣體通過(guò)該濺射氣體通道被引導(dǎo)至靶材的上表面；在屏蔽罩的外部設(shè)有反應(yīng)氣體的進(jìn)氣管，反應(yīng)氣體通過(guò)該進(jìn)氣管被弓I導(dǎo)至樣品的下表面。
其中所述磁鋼包括圍成方環(huán)的第一磁鋼及將方環(huán)分隔成兩部分的第二磁鋼，第一磁鋼內(nèi)表面的上端為倒角，第二磁鋼的頂端的兩側(cè)分別倒角，在軸向截面上，第二磁鋼頂端的兩個(gè)斜邊分別與兩側(cè)的第一磁鋼內(nèi)表面上端的斜邊相傾斜；所述磁鋼包括第一磁鋼及第二磁鋼，第一磁鋼為圓環(huán)形，其外表面為圓柱，內(nèi)表面的底端為圓柱，頂端為錐面；所述第二磁鋼位于第一磁鋼內(nèi)的中間位置，第二磁鋼的頂端為錐臺(tái)形，在軸向截面上，第二磁鋼錐臺(tái)的兩個(gè)斜邊分別與第一磁鋼錐面的兩個(gè)斜邊相傾斜；所述靶座的底部開(kāi)有進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口的一端為進(jìn)氣端，另一端與設(shè)置在靶座內(nèi)的總管道相連，該總管道通過(guò)多個(gè)第一氣孔與濺射氣體通道連通；進(jìn)氣口為一個(gè)或多個(gè)；第一氣孔的直徑小于總管道的直徑；所述靶座的頂部設(shè)有靶座上蓋，靶材通過(guò)中間開(kāi)孔的靶材壓蓋安裝在靶座上蓋上；所述靶座的兩側(cè)分別設(shè)有固定板，每個(gè)固定板頂部的內(nèi)壁均固接有掛鉤，進(jìn)氣管安裝在掛鉤上，在進(jìn)氣管上開(kāi)有朝向樣品下表面的第二氣孔；所述靶座內(nèi)設(shè)有循環(huán)冷卻水通道。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為
1.本發(fā)明將濺射氣體引導(dǎo)至靶材的表面，將反應(yīng)氣體引導(dǎo)至樣品的表面，提高了工作氣體的利用率，也提高了鍍膜的均勻性。
2.本發(fā)明的第一磁鋼與第二磁鋼頂端之間的斜角拉平了磁力線，增加了靶材刻蝕區(qū)的寬度，提高了靶材的利用率。
3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，收益大。


圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意其中1為樣品，2為固定板，3為掛鉤，4為進(jìn)氣管，5為屏蔽罩，6為靶材壓蓋，7為靶材，8為靶座上蓋，9為靶座，10為第一磙鋼，11為第二磁鋼，12為極靴，13為進(jìn)氣口，14為進(jìn)水口，15為第一氣孔，16為濺射氣體通道，17為第二氣孔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
如圖1所示，本發(fā)明包括固定板2、屏蔽罩5、靶材壓蓋6、靶材7、靶座上蓋8、靶座 9、磁鋼及極靴12，其中靶座9為長(zhǎng)方體，內(nèi)部中空，其內(nèi)部設(shè)有極靴12 ；在極靴12上安裝有磁鋼，本發(fā)明的磁鋼可為矩形或圓環(huán)形，當(dāng)磁鋼為矩形時(shí)、包括圍成方環(huán)的第一磁鋼10及將方環(huán)分隔成兩部分的第二磁鋼11，極靴12將第一、二磁鋼10、11的磁場(chǎng)連接，第一磁鋼 10內(nèi)表面的上端為倒角，第二磁鋼11的頂端的兩側(cè)分別倒角，在軸向截面上，第二磁鋼11 頂端的兩個(gè)斜邊分別與兩側(cè)的第一磁鋼10內(nèi)表面上端的斜邊相傾斜(形成喇叭口形)；當(dāng)磁鋼為圓環(huán)形時(shí)、包括第一磁鋼10及第二磁鋼11，第一磁鋼10為圓環(huán)形，其外表面為圓柱， 內(nèi)表面的底端為圓柱，頂端為錐面；第二磁鋼位于第一磁鋼10內(nèi)的中間位置，第二磁鋼11 的頂端為錐臺(tái)形，在軸向截面上，第二磁鋼11錐臺(tái)的兩個(gè)斜邊分別與第一磁鋼10錐面的兩個(gè)斜邊相傾斜，用以拉寬拉平磁場(chǎng)，來(lái)增加靶材刻蝕區(qū)的寬度，提高靶材的利用率。靶座9 的頂部設(shè)有靶座上蓋8、與靶座9形成一個(gè)密封的腔體；靶材7位于靶座上蓋8上、通過(guò)靶材壓蓋6壓緊固定。在靶材壓蓋6及靶座9的外部設(shè)有屏蔽罩5，該屏蔽罩5即可起屏蔽作用，還可用于遮擋濺射氣體，將濺射氣體引導(dǎo)至靶材7的表面；屏蔽罩5及靶材壓蓋6的中間分別開(kāi)有孔。在靶座9的兩側(cè)與屏蔽罩5之間及靶材壓蓋6上表面與屏蔽罩5之間設(shè)有濺射氣體通道16，靶座9的底部開(kāi)有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 13，進(jìn)氣口 13為一個(gè)時(shí)，一端為進(jìn)氣端，另一端與總管道18相連；進(jìn)氣口 13為多個(gè)時(shí)，各個(gè)進(jìn)氣口 13的一端為進(jìn)氣端，另一端匯聚至總管道18，該總管道18設(shè)置在靶座9內(nèi)，兩端封閉，總管道18通過(guò)多個(gè)第一氣孔 15與濺射氣體通道16相連通；第一氣孔15的直徑小于總管道18的直徑，以減緩濺射氣體的流速。在靶座9內(nèi)還設(shè)有循環(huán)冷卻水通道，冷卻水能進(jìn)水口 14進(jìn)入，對(duì)第一、二磁鋼10、 11冷卻降溫。靶座9的兩側(cè)分別設(shè)有固定板2，每個(gè)固定板2頂部的內(nèi)壁均固接有掛鉤3， 進(jìn)氣管4安裝在掛鉤3上，在進(jìn)氣管4上開(kāi)有朝向樣品1下表面的第二氣孔17。濺射氣體通過(guò)濺射氣體通道16被引導(dǎo)至靶材7的上表面，反應(yīng)氣體通過(guò)進(jìn)氣管4被引導(dǎo)至樣品1的下表面，以提高氣體的利用率，提高鍍膜的均勻性。
本發(fā)明的工作原理為
當(dāng)磁控靶工作時(shí)，第一磁鋼10和第二磁鋼11為磁控靶提供磁場(chǎng)，第一磁鋼10的頂端與第二磁鋼11的頂端之間相傾斜(斜角)的結(jié)構(gòu)，將磁力線拉平，平加了刻蝕區(qū)的寬度，提高了靶材7的利用率。濺射氣體由進(jìn)入口 13進(jìn)入，經(jīng)過(guò)總管道18、第一氣孔15進(jìn)入濺射氣體通道16，再被引導(dǎo)至靶材7的上表面，即圖1中的A區(qū)域，圖1中的箭頭C方向即為獬射氣體的流向；反應(yīng)氣體通過(guò)進(jìn)氣管4由第二氣孔17射出，被引導(dǎo)至樣品1的下表面， 即圖1中的B區(qū)域，圖1中的箭頭D方向即為反應(yīng)氣體的流向；滅射氣體在電場(chǎng)與磁場(chǎng)的作用下不斷轟擊靶材7，完成在樣品1上的均勻鍍膜。
權(quán)利要求
1.一種磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于包括靶座(9)、極靴(12)、靶材(7)、磁鋼及屏蔽罩(6)，其中靶座(9)位于樣品⑴的下方，在靶座(9)內(nèi)設(shè)有極靴(12)，靶座(9)的頂部安裝有靶材(7)，靶座(9)及靶材(7)外設(shè)有屏蔽罩(6)；所述磁鋼安裝在極靴(12)上，磁鋼的上端面沿軸向截面為斜角；在屏蔽罩(5)與靶座(9)之間設(shè)有濺射氣體通道(16)，濺射氣體通過(guò)該濺射氣體通道(16)被引導(dǎo)至靶材(7)的上表面；在屏蔽罩(5)的外部設(shè)有反應(yīng)氣體的進(jìn)氣管G)，反應(yīng)氣體通過(guò)該進(jìn)氣管(4)被引導(dǎo)至樣品(1)的下表面。
2.按權(quán)利要求1所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述磁鋼包括圍成方環(huán)的第一磁鋼(10)及將方環(huán)分隔成兩部分的第二磁鋼(11)，第一磁鋼(10)內(nèi)表面的上端為倒角，第二磁鋼(11)的頂端的兩側(cè)分別倒角，在軸向截面上，第二磁鋼(11)頂端的兩個(gè)斜邊分別與兩側(cè)的第一磁鋼(10)內(nèi)表面上端的斜邊相傾斜。
3.按權(quán)利要求1所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述磁鋼包括第一磁鋼(10)及第二磁鋼(11)，第一磁鋼(10)為圓環(huán)形，其外表面為圓柱，內(nèi)表面的底端為圓柱，頂端為錐面；所述第二磁鋼位于第一磁鋼(10)內(nèi)的中間位置，第二磁鋼(11)的頂端為錐臺(tái)形，在軸向截面上，第二磁鋼(11)錐臺(tái)的兩個(gè)斜邊分別與第一磁鋼(10)錐面的兩個(gè)斜邊相傾斜。
4.按權(quán)利要求1所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述靶座(9)的底部開(kāi)有進(jìn)氣口(13)，該進(jìn)氣口(13)的一端為進(jìn)氣端，另一端與設(shè)置在靶座(9)內(nèi)的總管道(18)相連， 該總管道(18)通過(guò)多個(gè)第一氣孔(1 與濺射氣體通道(16)連通。
5.按權(quán)利要求3所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述進(jìn)氣口(13)為一個(gè)或多個(gè)；第一氣孔(15)的直徑小于總管道(18)的直徑。
6.按權(quán)利要求1所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述靶座(9)的頂部設(shè)有靶座上蓋(8)，靶材(7)通過(guò)中間開(kāi)孔的靶材壓蓋(6)安裝在靶座上蓋⑶上。
7.按權(quán)利要求1所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述靶座(9)的兩側(cè)分別設(shè)有固定板O)，每個(gè)固定板( 頂部的內(nèi)壁均固接有掛鉤(3)，進(jìn)氣管(4)安裝在掛鉤(3)上， 在進(jìn)氣管(4)上開(kāi)有朝向樣品(1)下表面的第二氣孔(17)。
8.按權(quán)利要求1所述的磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，其特征在于所述靶座(9)內(nèi)設(shè)有循環(huán)冷卻 7jC通道。
全文摘要
本發(fā)明屬于磁控濺射領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種磁控靶布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，包括靶座、極靴、靶材、磁鋼及屏蔽罩，其中靶座位于樣品的下方，在靶座內(nèi)設(shè)有極靴，靶座的頂部安裝有靶材，靶座及靶材外設(shè)有屏蔽罩；所述磁鋼安裝在極靴上，磁鋼的上端面沿軸向截面為斜角；在屏蔽罩與靶座之間設(shè)有濺射氣體通道，濺射氣體通過(guò)該濺射氣體通道被引導(dǎo)至靶材的上表面；在屏蔽罩的外部設(shè)有反應(yīng)氣體的進(jìn)氣管，反應(yīng)氣體通過(guò)該進(jìn)氣管被引導(dǎo)至樣品的下表面。本發(fā)明提高了靶材和工作氣體的利用率，提高了鍍膜的均勻性，降低了成本，提高收益。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102534521SQ20101058511
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者佟輝, 佟雷, 馮彬, 劉定文, 安赟, 張以忱, 徐剛, 楊穎 , 王福同, 郭東民 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)科學(xué)儀器研制中心有限公司, 中科能(青島)節(jié)能工程有限公司, 南車四方車輛有限公司