本實用新型涉及一種平面陰極，具體是一種提高靶材利用率的新型平面陰極。

背景技術(shù)：

普通的磁控靶的刻蝕面為一條很窄的跑道，靶材利用率非常低。

為了提高靶材的利用率，在靶的磁體組合結(jié)構(gòu)上加上運動部件，使磁體沿著靶背面水平往復(fù)運動，使其產(chǎn)生的平行磁場也在靶面來回運動，從而使靶的刻蝕變?yōu)橐粋€動態(tài)過程；磁場在平面靶內(nèi)平行移動的陰極靶結(jié)構(gòu)可使放電區(qū)內(nèi)跑道擴展，對靶材濺射均勻，尤其是在多種復(fù)合靶材料濺射靶利用率從20%提高到40%-50%以上，膜層均勻性也得到改善。

但是這種靶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增架了靶的制造難度和成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種提高靶材利用率的新型平面陰極，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種提高靶材利用率的新型平面陰極，包括平面陰極本體；所述平面陰極本體主要是由靶座、冷卻水管、絕緣墊、磁鋼座底板、水槽板、上壓條、磁體、陰極靶陽極罩和陽極基片構(gòu)成，所述絕緣墊頂部表面設(shè)置有磁鋼座底板，磁鋼座底板表面開設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)部設(shè)置有磁靴；所述磁靴頂部設(shè)置有水槽板，所述水槽板頂部固定連接有陰極靶，陰極靶兩端通過上壓條固定，所述靶座兩側(cè)固定連接有陽極罩，所述陽極罩頂部中間固定連接有陽極基片，所述磁靴表面兩側(cè)固定連接有外側(cè)磁鋼N極和外側(cè)磁鋼S極，磁靴中間位置固定連接有中磁鋼S極和中磁鋼N極；且中磁鋼S極和中磁鋼N極兩端固定連接有端磁鋼弧面N極和端磁鋼弧面S極。

作為本實用新型進(jìn)一步的方案：所述平面陰極本體底部設(shè)置有靶座，靶座上表面固定連接有絕緣墊，絕緣墊采用橡膠材質(zhì)制成。

作為本實用新型再進(jìn)一步的方案：所述水槽板底部空腔內(nèi)固定連接有磁體，磁體與磁靴固定連接；所述水槽板頂部設(shè)置有水槽，水槽與冷卻水管連通。

作為本實用新型再進(jìn)一步的方案：所述陽極罩以螺栓固定的方式對稱連接與靶座兩側(cè)。

作為本實用新型再進(jìn)一步的方案：所述陰極靶底部為靶面，陰極靶底部位于靶面上為刻蝕區(qū)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：該平面陰極改變了傳統(tǒng)磁體的分布，平行磁場的水平分量大大增強，使靶面附近的磁場呈現(xiàn)較為平滑的分布，高能電子被約束在一個較寬的區(qū)域內(nèi)，從而使靶材較均勻的刻蝕，大大提高了靶材的利用率，且刻蝕時產(chǎn)生的熱量可有效被冷卻水管吸收，降低了陰極靶的損壞率。

附圖說明

圖1為提高靶材利用率的新型平面陰極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為提高靶材利用率的新型平面陰極中磁體分布圖。

圖3為提高靶材利用率的新型平面陰極組合磁場濺射刻蝕剖面圖。

圖中：1-平面陰極本體；2-靶座；3-冷卻水管；4-絕緣墊；5-磁鋼座底板；6-水槽板；7-上壓條；8-磁體；9-陰極靶；10-陽極罩；11-陽極基片；12-外側(cè)磁鋼N極；13-外側(cè)磁鋼S極；14-中磁鋼S極；15-中磁鋼N極；16-端磁鋼弧面N極；17-端磁鋼弧面S極；18-靶面；19-刻蝕區(qū)；20-磁靴。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1～3，本實用新型實施例中，一種提高靶材利用率的新型平面陰極，包括平面陰極本體1；所述平面陰極本體1主要是由靶座2、冷卻水管3、絕緣墊4、磁鋼座底板5、水槽板6、上壓條7、磁體8、陰極靶9陽極罩10和陽極基片11構(gòu)成；所述平面陰極本體1底部設(shè)置有靶座2，靶座2上表面固定連接有絕緣墊4，絕緣墊4采用橡膠材質(zhì)制成；所述絕緣墊4頂部表面設(shè)置有磁鋼座底板5，磁鋼座底板5表面開設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)部設(shè)置有磁靴20；所述磁靴20頂部設(shè)置有水槽板6，水槽板底部空腔內(nèi)固定連接有磁體8，磁體8與磁靴20固定連接；所述水槽板6頂部設(shè)置有水槽，水槽與冷卻水管3連通；所述水槽板6頂部固定連接有陰極靶9，陰極靶9兩端通過上壓條7固定，所述靶座2兩側(cè)通過螺栓固定方式對稱固定連接有陽極罩10，所述陽極罩10頂部中間固定連接有陽極基片11。

所述磁靴20表面兩側(cè)固定連接有外側(cè)磁鋼N極12和外側(cè)磁鋼S極13，磁靴20中間位置固定連接有中磁鋼S極14和中磁鋼N極15；且中磁鋼S極14和中磁鋼N極15兩端固定連接有端磁鋼弧面N極16和端磁鋼弧面S極17；所述陰極靶9底部為靶面18，陰極靶9底部位于靶面18上為刻蝕區(qū)19。

本實用新型的工作原理是：根據(jù)洛侖磁力理論，電子在磁場中同時參與兩種運動，電子速度垂直于磁場方向的分量，所對應(yīng)的洛倫茲分力，將使電子繞磁場作圓周運動，電子速度平行于磁場方向的分量 所對應(yīng)的洛倫茲分力，將使粒子作直線運動，兩個分運動合成為螺旋線運動，電子圓周運動增加了高能電子碰撞氬原子的概率，氬原子受碰撞失去電子成為帶電正離子,在外加電場作用下撞擊靶材,引起濺射；由此可知在濺射過程中，永磁體所產(chǎn)生磁場方向的水平分量最大值處電子碰撞氬原子的概率也最大，生成氬離子最多，形成刻蝕跑道谷底。

依據(jù)靜態(tài)磁場具疊加性，所述磁靴20表面兩側(cè)固定連接有外側(cè)磁鋼N極12和外側(cè)磁鋼S極13，磁靴20中間位置固定連接有中磁鋼S極14和中磁鋼N極15；且中磁鋼S極14和中磁鋼N極15兩端固定連接有端磁鋼弧面N極16和端磁鋼弧面S極17；使磁場分布在整個靶面范圍內(nèi)均勻分布，盡量增強靶面范圍內(nèi)各處磁場的水平分量，提高其均勻性，從而提高靶材的利用率，氬原子受碰撞時產(chǎn)生的熱量通過冷卻水管3冷卻吸收，避免了陰極靶9的溫度身高，大大降低了陰極靶9的損壞。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。