專利名稱：一種平面矩形磁控濺射靶裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子機械技術領域，涉及一種在磁控濺射系統(tǒng)中用的平面矩形 靴，特別是一種能夠改善磁場均勻性、增加靶面刻蝕均勻性，從而延長靶材壽命，提高靶材 利用率的平面矩形磁控濺射靶裝置。
背景技術：
磁控濺射技術目前是一種應用十分廣泛的薄膜沉積技術，濺射技術上的不斷發(fā)展 和對新功能薄膜的探索研究，使磁控濺射應用延伸到許多生產和科研領域，在電子、光學、 表面功能薄膜、薄膜發(fā)光材料等許多方面都有廣泛的應用。特別是用磁控濺射技術制備的 透明導電玻璃目前廣泛應用于平板顯示器、太陽能電池、建筑玻璃(Low-Ε玻璃)、微波與射 頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。磁控濺射技術已發(fā)展成為工業(yè)鍍膜生產中最主要的技術之一，在批量鍍膜生產中 特別關注靶材利用率、膜層均勻性、沉積速率以及濺射過程穩(wěn)定性等方面的問題。在磁控濺 射鍍膜設備中，采用的是不均勻的磁場，因此會使等離子體產生局部收縮效應。同時，會使 靶上局部位置的濺射刻蝕速率極大，其結果是在較短時間內靶上就會產生顯著的不均勻刻 蝕，靶材的利用率一般僅在20% 30%。為了提高靶材的利用率，人們采取了各種各樣的 措施，如改善磁場形狀及分布、使磁鐵在陰極內部移動等等。因此，磁場的分析研究十分重 要，相關問題的研究將具有重要的學術和實踐價值。靶材利用率不高有以下不足首先，造成靶材的浪費，使產品的成本居高不下；其 次，換靶周期縮短，使得設備的開機率降低，影響整個生產線的產能。靶材利用率不高是因為磁場分布不均勻，濺射跑道窄且端部容易先刻穿。磁場分 布與陰極的磁場設計有關，只有改變磁場設計，將磁力線與靶平面吻合的越多，刻蝕的面積 越大，靶材的利用率越高。現(xiàn)有技術中通過以下措施來提高靶材利用率1.采用旋轉靶，利用率約為 70% _85%，陰極結構復雜，靶材也需要相應的做成圓柱狀，目前國內靶材制造的工藝相對 落后，很多材料尚無法做成圓柱狀，大部分需要國外進口，且價格昂貴，給旋轉靶的推廣帶 來了諸多不便。2.矩形平面靶采用移動陰極，利用率可達35%-40%，靶陰極的磁極做成可 以移動式的，整個靶材表面的磁場均勻性有所改善，靶材的刻蝕會更加均勻，但是陰極設計 的結構相對復雜，成本較高，維護不便。3.將靶材切成若干小塊，用拼接的方式固定，這樣 濺射后只需要更換刻蝕跑道的靶材即可，靶材利用率可以提高，但是在實際的生產過程中 操作起來相對麻煩，需經常跟換，時間浪費很長，經濟性不高。4.矩形平面靶改善陰極磁極 設計，增強靶表面的磁場均勻性，利用率約為25-30%。該方法只是對陰極的磁極設計做調 整，實施比較方便，成本低廉。傳統(tǒng)的平面矩形靶，雖然靶的兩個端部也有磁鐵，但是端部磁場強度僅為中部磁 場強度的30% 40%。由于端部磁場強度與中部磁場強度存在著差異，所以靶的兩個端部 的濺射刻蝕與中間部位也有著差異，稱之為“端部效應”。

發(fā)明內容為了提高靶面磁場的均勻性、刻蝕的均勻性、靶材的利用率，設計了一種平面矩形 磁控濺射靶裝置，有效地解決了 “端部效應”，增大了刻蝕面積、提高了靶面磁場的均勻性及 靶材的利用率。本實用新型采用的技術方案是一種平面矩形磁控濺射靶裝置，上述裝置的結構 中包括導磁基板、定位在導磁基板上、借助PVC隔板隔開的外圍磁鋼和內磁鋼，以及在外 圍磁鋼和內磁鋼的上端面依次設置的銅背板和靶材，關鍵是所述的外圍磁鋼的兩個端頭 設置為圓弧狀。在PVC隔板上增設連接在外圍磁鋼與內磁鋼之間的導磁片。本實用新型的有益效果是增強了靶表面的磁場均勻性，消除了 “端部效應”，提高 了濺射溝道深度的均勻性，消除端部拐彎處刻蝕嚴重的現(xiàn)象，增加了靶面橫向刻蝕區(qū)域的 寬度，相對延長了靶的壽命，使得靶材的一次利用率提高30%左右。

圖1是本實用新型的機構示意圖。圖2是圖1的A-A向截面圖。附圖中，1是外圍磁鋼，3是內磁鋼，4是導磁片，5是PVC板，6是靶材，7是銅背板， 8是導磁基板。
具體實施方式
一種平面矩形磁控濺射靶裝置，上述裝置的結構中包括導磁基板8、定位在導磁 基板8上、借助PVC隔板5隔開的外圍磁鋼1和內磁鋼3，以及在外圍磁鋼1和內磁鋼3的 上端面依次設置的銅背板7和靶材6，重要的是所述的外圍磁鋼1的兩個端頭設置為圓弧 狀。圓弧狀的設計，提高靶面磁場的均勻性，降低端部拐彎處刻蝕嚴重的現(xiàn)象。在PVC隔板5上增設連接在外圍磁鋼1與內磁鋼3之間的導磁片4。導磁片4使 磁力線水平區(qū)域范圍增加，從而提高濺射溝道深度的均勻性。所述的導磁片4的寬度是25-35mm，厚度為1_1. 5mm。所述的內磁鋼3的高度是18-25mm，寬度是20_24mm。所述的外圍磁鋼1的高度是18_25mm。所述的外圍磁鋼1的圓弧狀端頭的寬度是20-24mm，其余部位的寬度為12_15mm。本實用新型在具體實施時，導磁基板8的長度為596mm、寬度為136mm、厚度為 IOmm0考慮到磁鋼寬度對靶面磁場的影響，外圍磁鋼1的圓弧狀端頭的寬度是20mm，其余部 位的寬度為12. 5mm,內磁鋼3的寬度是20mm ；考慮到磁鋼高度對靶面磁場的影響，外圍磁場 1與內磁鋼3的高度是20mm。首先，外圍磁鋼1的兩個端頭設置為圓弧狀，在導磁基板8上 定位外圍磁鋼1和內磁鋼3，外圍磁鋼1與內磁鋼3借助PVC隔板5隔開、定位，在外圍磁鋼 1與內磁鋼3之間的PVC隔板5上用螺絲固定設置導磁片4，導磁片4的寬度是30mm，厚度 是1mm，然后在外圍磁鋼1與內磁鋼3的上端面依次設置銅背板7和靶材6。外圍磁場1的 兩個端頭為圓弧狀磁鋼，增強了靶面磁場強度的均勻性，放置導磁片4后，磁力線水平區(qū)域范圍增加，從而提高濺射溝道深度的均勻性，可以消除端部拐彎處刻蝕嚴重的現(xiàn)象，增加靶 面橫向刻蝕區(qū)域寬度，進而延長靶的壽命，靶材的一次使用率可以提高30% -35%。
權利要求1.一種平面矩形磁控濺射靶裝置，上述裝置的結構中包括導磁基板(8)、定位在導磁 基板⑶上、借助PVC隔板(5)隔開的外圍磁鋼(1)和內磁鋼(3)，以及在外圍磁鋼(1)和 內磁鋼(3)的上端面依次設置的銅背板(7)和靶材(6)，其特征在于所述的外圍磁鋼(1) 的兩個端頭設置為圓弧狀。
2.根據權利要求1所述的一種平面矩形磁控濺射靶裝置，其特征在于在PVC隔板(5) 上增設連接在外圍磁鋼(1)與內磁鋼(3)之間的導磁片0)。
3.根據權利要求2所述的一種平面矩形磁控濺射靶裝置，其特征在于所述的導磁片 (4)的寬度是25-35mm，厚度為1-1. 5mm。
4.根據權利要求1所述的一種平面矩形磁控濺射靶裝置，其特征在于所述的內磁鋼 (3)的高度是18-25_，寬度是20-24mm。
5.根據權利要求1所述的一種平面矩形磁控濺射靶裝置，其特征在于所述的外圍磁 鋼(1)的高度是18-25mm。
6.根據權利要求1所述的一種平面矩形磁控濺射靶裝置，其特征在于所述的外圍磁 鋼(1)的圓弧狀端頭的寬度是20-24mm，其余部位的寬度為12_15mm。
專利摘要一種平面矩形磁控濺射靶裝置，上述裝置的結構中包括導磁基板、定位在導磁基板上、借助PVC隔板隔開的外圍磁鋼和內磁鋼，以及在外圍磁鋼和內磁鋼的上端面依次設置的銅背板和靶材，關鍵是所述的外圍磁鋼的兩個端頭設置為圓弧狀，在PVC隔板上增設連接在外圍磁鋼與內磁鋼之間的導磁片。本實用新型的有益效果是增強了靶表面的磁場均勻性，消除了“端部效應”，提高了濺射溝道深度的均勻性，消除端部拐彎處刻蝕嚴重的現(xiàn)象，增加了靶面橫向刻蝕區(qū)域的寬度，相對延長了靶的壽命，使得靶材的一次利用率提高30％左右。
文檔編號C23C14/35GK201924073SQ201020692008
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者李兆廷, 邢麗芬 申請人:成都泰軼斯太陽能科技有限公司, 河北東旭投資集團有限公司