专利名称：一种高功率平面磁控溅射阴极的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于真空磁控溅射镀膜设备的高功率平面磁控溅射阴极。
背景技术：
目前，真空磁控溅射法是将待镀基片置于真空室中，并通入工作气体(氩 气、氧气和氮气等)，当在溅射阴极、阳极间通电时，让阴极为负电位，由于高 压电场的作用使气体(氩气)分子电离，形成等离子体，带正电的氩粒子将在 电场的加速下，高速向阴极靶材表面撞击，将靶材表面的金属离子击出，离子 在正交电磁场中的运动轨迹为摆线，逐渐沉积在玻璃表面形成薄膜。平面磁控
溅射阴极的工作原理参阅图2。现有的平面磁控溅射阴极其磁铁浸泡在水中，用
久了会消磁。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、可处长使用寿命的高功率平面磁控溅 射阴极。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是它由包括阴极体4、靶材l和
磁铁构成，在阴极体4的内腔内安装有磁铁，靶材1安装在阴极体4的上部， 本发明在阴极体4的内腔内设置有密闭的冷却通道2，在阴极体4内腔内其底部 与冷却通道2之间设置有磁靴5，在冷却通道2与磁靴5之间设置有磁铁3。所 述冷却通道2可由冷却通道外壳6和热传导板7构成，冷却通道外壳6为上部 敞口的槽状结构，在冷却通道外壳6上部配合设置有热传导板7。所述冷却通道 外壳6的横截面可为上宽下窄的梯形状冷却槽，在冷却通道2的外侧设置有与 冷却通道外壳6相配合的条状磁铁3。所述冷却通道外壳6的横截面也可为2个 或2个以上的上宽下窄的梯形状冷却槽，在冷却通道2的外侧设置有与冷却通 道外壳6相配合的条状磁铁3，并在冷却通道外壳6的2个梯形状冷却槽之间设 置有锥状或梯台状磁铁8。本发明的有益效果是它通过在阴极体内部设置一个独立的冷却通道，从 而使磁铁不与冷却媒介接触，避免永久磁铁被冷却媒介腐蚀；并通过设计具有 高导热性能材料制成的热传导板与靶材大面积接触，从而可使靶材得到充分的 冷却，使阴极能承受更高的功率。它可广泛应用于真空磁控溅射镀膜设备上。
图l是本发明的结构示意图。
图2是平面磁控溅射阴极的工作原理参考图。
图中l-靶材，2-冷却通道，3-磁铁，4-阴极体，5-磁靴，6-冷却通道外 壳，7-热传导板，8-锥状或梯台状磁铁，9-基片。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明如下
实施例l，本发明的主体部分分成阴极主体部分和靶材部分。由阴极体4和 磁靴5、磁铁3、冷却通道2等组成，所述冷却通道外壳6可采用金属材料制成， 靶材1安装在阴极体4的上部，在阴极体4的内腔内设置有密闭的冷却通道2， 在阴极体4内腔内其底部与冷却通道2之间设置有磁靴5，在冷却通道2与磁靴 5之间设置有磁铁3，从而在阴极体4内部成形了一个独立的冷却通道，磁铁3 可采用永久磁铁。这种结构能使本发明在工作过程中能提供大流量的冷却水、 或其它冷却液体或气体，从而可保证阴极得到冷却。磁靴5与磁铁3安装在阴 极体4的下部，磁靴5和磁铁3可固定安装，从而使磁靴5与磁铁3不与冷却 媒介接触，避免永久磁铁3被冷却媒介腐蚀。这样，磁铁3可用铝铁硼材料， 可降低阴极的制作成本。参阅图1和图2。
实施例2，本发明所述的冷却通道2可由冷却通道外壳6和热传导板7构成， 从而使阴极主体部分由阴极体4和磁靴5、磁铁3、冷却通道2、冷却通道外壳 6、热传导板7等构成，冷却通道外壳6可设计成上部敞口的槽状结构，并在冷 却通道外壳6上部配合设置有热传导板7,冷却通道外壳6上部与热传导板7之 间成密封配合，从而使冷却通道外壳6和热传导板7—起构成冷却通道2，所述热传导板7采用导热性能较好的材料制成，且其厚度尽量制得较小，从而提高 导热散热和冷却效率。是较薄的热传导板7与靶材接触，提高了靶材的冷却效 率。本发明通过具有高导热性能材料制成的热传导板7与靶材1大面积接触， 使耙材1能够得到充分的冷却，从而可使阴极能承受更高功率；它们是阴极能 承载大功率的基本前提。参阅图1和图2，其余同实施例1。
实施例3，本发明所述冷却通道外壳6的横截面可为上宽下窄的梯形状冷却 槽，在冷却通道2的外侧设置有与冷却通道外壳6相配合的条状磁铁3，本发明 通过设计冷却通道2，从而可改变磁铁形状和安装部位；不同部位的磁铁3可根 据工作参数要求设计成不同形状和按不同角度或位置进行安装。参阅图1和图2， 其余同上述实施例。
实施例4，本发明所述冷却通道外壳6的横截面也可为2个或2个以上的上 宽下窄的梯形状冷却槽，在冷却通道2的外侧设置有与冷却通道外壳6相配合 的条状磁铁3，并在冷却通道外壳6的梯形状冷却槽之间设置有锥状或梯台状磁 铁8，外侧的磁铁3可采用长方体或条状磁铁，并使磁铁的充磁方向与耙材表面 成一角度，角度的大小可根据靶材的宽度进行设计；设置在中间的锥状或梯台 状磁铁8尽量使其充磁方向与耙材表面垂直。通过使安装角度的偏转和磁铁形 状的改变，从而可保证靶材表面磁场强度平行分量的均匀性，由此产生了三个 方面的好处 一是使得溅射沟槽变得平坦，可有效地提高靶材利用率；二是縮 小了耙材非溅射区的面积，避免靶材中毒，减少异常打弧，提高溅射过程的稳 定性；三是减少了非导电颗粒的积累，避免颗粒掉落在基片的镀膜表面，形成 针眼的可能性，有效的提高镀膜产品的质量。参阅图1和图2，其余同上述实施 例。
本发明除耙材1夕卜，阴极主体的其余部分可制成一个整体，需更换靶材1 时，只需松开阴极与靶材1的固定件，即可拿下旧靶材，装上新靶材后，紧固 固定件即可，操作简单。
权利要求
1、一种高功率平面磁控溅射阴极，它由包括阴极体(4)、靶材(1)和磁铁构成，在阴极体(4)的内腔内安装有磁铁，靶材(1)安装在阴极体(4)的上部，其特征是在阴极体(4)的内腔内设置有密闭的冷却通道(2)，在阴极体(4)内腔内其底部与冷却通道(2)之间设置有磁靴(5)，在冷却通道(2)与磁靴(5)之间设置有磁铁(3)。
2、 根据权利要求1所述的高功率平面磁控溅射阴极，其特征是所述冷 却通道(2)由冷却通道外壳(6)和热传导板(7)构成，冷却通道外壳(6)为上部敞 口的槽状结构，在冷却通道外壳(6)上部配合设置有热传导板(7)。
3、 根据权利要求2所述的高功率平面磁控溅射阴极，其特征是所述冷 却通道外壳(6)的横截面为上宽下窄的梯形状冷却槽，在冷却通道(2)的外侧设 置有与冷却通道外壳(6)相配合的条状磁铁(3)。
4、 根据权利要求2所述的高功率平面磁控溅射阴极，其特征是所述冷 却通道外壳(6)的横截面为2个或2个以上的上宽下窄的梯形状冷却槽，在冷 却通道(2)的外侧设置有与冷却通道外壳(6)相配合的条状磁铁(3)，并在冷却 通道外壳(6)的2个梯形状冷却槽之间设置有锥状或梯台状磁铁(8)。
全文摘要
一种高功率平面磁控溅射阴极，它属于一种双银层低辐射膜。它主要是解决现有的平面磁控溅射阴极其磁铁浸泡在水中，用久了会消磁等技术问题。其技术方案要点是它由包括阴极体(4)、靶材(1)和磁铁构成，靶材(1)安装在阴极体(4)的上部，在阴极体(4)的内腔内设置有密闭的冷却通道(2)，在阴极体(4)内腔内其底部与冷却通道(2)之间设置有磁靴(5)，在冷却通道(2)与磁靴(5)之间设置有磁铁(3)。它通过在阴极体内部设置一个独立的冷却通道，从而使磁铁不与冷却媒介接触，避免永久磁铁被冷却媒介腐蚀；并通过设计具有高导热性能材料制成的热传导板与靶材大面积接触，从而可使靶材得到充分的冷却，使阴极能承受更高的功率。它可广泛应用于真空磁控溅射镀膜设备上。
文档编号C23C14/35GK101418432SQ20081014334
公开日2009年4月29日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者李国强, 理 陈 申请人:湖南玉丰真空科学技术有限公司