一种真空离子溅镀靶材装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及真空离子溅镀领域，特别涉及一种真空离子溅镀靶材装置。
【【背景技术】】
[0002]在现有技术中，利用真空溅镀的工作原理如下:主要是利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击革E材(target)表面，革E材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好，但是，镀膜速度却比蒸镀慢很多。一般金属镀膜大都采用直流溅镀，而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀，基本的原理是在真空中利用辉光放电(glow discharge)将氩气(Ar)离子撞击革E材(target)表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。
[0003]目前，真空溅镀的靶材形状通常呈矩形，而新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化，造成靶材与氩气离子间的撞击机率增加，提高溅镀速率，因此，被离子撞击的靶材表面会形成波浪形状，导致靶材的利用率相当低，一般只有15%左右，从而造成非常大的浪费。
[0004]如图1所示，真空溅镀的靶材形状呈矩形，被离子撞击的靶材表面会形成波浪形状，即图1中的阴影部分为靶材消耗的部分10，这样靶材的剩余部分则留下很多，即图1中的空白部分为靶材的剩余部分20，由图可看出，该矩形的靶材会造成非常大的浪费，导致靶材的利用率相当低。又如，当靶材剩余的某一部分接近铜背板时，即黑色部分为铜背板30，而靶材别的区域的剩余部分则留下很多，但还是需要报废该靶材，需要更换一个新的矩形靶材继续进行真空溅镀操作，从而造成非常大的浪费，导致靶材的利用率相当低。
[0005]故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
【
【发明内容】
】
[0006]本发明的目的在于提供一种真空离子溅镀靶材装置，其能解决现有技术中存在的由于采用矩形靶材作为溅镀材料，会造成靶材的利用率低的问题。
[0007]为解决上述问题，本发明的技术方案如下:
[0008]一种真空离子溅镀靶材装置，所述真空离子溅镀靶材装置包括:一容纳空间、设置于所述容纳空间内的一基板、一磁控管、一靶材、以及一背板，所述靶材位于所述背板上方，所述磁控管设置于所述背板下方，所述基板设置于所述靶材上方；其中，所述靶材的形状是根据磁场强度分布而进行设定；
[0009]其中，在真空溅镀操作过程中，所述磁控管在所述靶材和所述基板之间产生磁场，在所述容纳空间内设置有等离子时，所述等离子在电场的作用下加速轰击所述靶材，溅射出大量的所述靶材原子，所述靶材原子在所述基板上沉积形成薄膜。
[0010]优选的，所述磁场强度大对应区域的所述靶材厚度大，所述磁场强度小对应区域的所述靶材厚度小。
[0011]优选的，当所述磁场强度分布呈波浪形状时，所述靶材下表面呈波浪形状，所述背板上表面呈波浪形状，所述靶材下表面的峰顶与所述背板上表面的峰谷匹配接触，以使所述靶材和所述背板紧密结合在一起。
[0012]优选的，所述靶材下表面呈具有二个峰顶的波浪形状结构，所述背板上表面呈具有二个峰谷的波浪形状结构；所述靶材下表面的二个峰顶分别内嵌于所述背板上表面的二个峰谷处，以使所述靶材和所述背板紧密结合在一起。
[0013]优选的，所述靶材上表面为平面。
[0014]优选的，所述靶材下表面的波浪形状呈对称设置。
[0015]优选的，所述靶材的厚度以及大小均可根据实际消耗情况来自行设定。
[0016]优选的，所述靶材为金属靶材，包括:钛靶T1、铝靶Al、锡靶Su、铪靶Hf、铅靶Pb、镍靶N1、银靶Ag、砸靶Se、铍靶Be、碲靶Te、碳靶C、钒靶V、锑靶Sb、铟靶In、硼靶B、钨靶W、锰靶Mn、铋靶B1、铜靶Cu、硅靶S1、钽靶Ta、锌靶Zn、镁靶Mg、锆靶Zr、铬靶Cr、不锈钢靶材S-SJj^E Nb、钼靶Mo、钴靶Co、铁靶Fe、或锗靶Ge。
[0017]优选的，所述靶材为合金靶材，包括:铁钴靶FeCo、铝硅靶AlS1、钛硅靶TiS1、铬硅靶CrS1、锌铝靶ZnAl、钛锌靶材TiZn、钛铝靶TiAl、钛锆靶TiZr、钛硅靶TiS1、钛镍靶TiN1、镍铬靶NiCr、镍铝靶NiAl、镍钒靶NiV、或镍铁靶NiFe。
[0018]优选的，所述靶材为一体成型的结构。
[0019]相对现有技术，本发明提供的靶材的形状是根据磁场强度分布而进行设定，如通过将靶材的形状设置为波浪形状，如W型，由于在真空溅镀操作过程中，被离子撞击的靶材表面会形成波浪形状，即消耗的靶材大致呈波浪形状。因此，将所述靶材的形状设置为波浪形状，所述靶材的利用率相当高，基本不会存在剩余的靶材，从而节省了成本。本发明实施例提供的波浪形状的靶材，有效解决了现有技术中存在的由于采用矩形靶材作为溅镀材料，会造成靶材的利用率低的问题。
[0020]为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【【附图说明】】
[0021]图1为现有技术提供的靶材溅镀后的形貌结构示意图；
[0022]图1A为本发明实施例提供的真空离子溅镀靶材装置的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例一提供的靶材的结构示意图；
[0024]图3为本发明实施例一提供的靶材溅镀前的形貌结构示意图；
[0025]图4为本发明实施例一提供的靶材溅镀后的形貌结构示意图；
[0026]图5为本发明实施例二提供的靶材的结构示意图；
[0027]图6为本发明实施例二提供的靶材溅镀前的形貌结构示意图；
[0028]图7为本发明实施例二提供的靶材溅镀后的形貌结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0029]本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。
[0030]在本发明中，本发明提供的靶材的形状是根据磁场强度分布而进行设定，如通过将靶材的形状设置为波浪形状，如W型，由于在真空溅镀操作过程中，被离子撞击的靶材表面会形成波浪形状，即消耗的靶材大致呈波浪形状。因此，将所述靶材的形状设置为波浪形状，所述靶材的利用率相当高，基本不会存在剩余的靶材，从而节省了成本。本发明提供的波浪形状的靶材，有效解决了现有技术中存在的由于采用矩形靶材作为溅镀材料，会造成靶材的利用率低的问题。
[0031]请参阅图1A，为本发明实施例提供的真空离子溅镀靶材装置的结构示意图；为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。本发明提供的一种真空离子溅镀靶材装置，所述真空离子溅镀靶材装置包括:一容纳空间300、设置于所述容纳空间300内的一基板301、一磁控管302、一靶材303、以及一背板304，所述靶材303位于所述背板304上方，所述磁控管302设置于所述背板304下方，所述基板301设置于所述靶材303上方；其中，所述靶材303的形状是根据磁场强度分布而进行设定。
[0032]其中，在真空溅镀操作过程中，所述磁控管302在所述靶材303和所述基板301之间产生磁场，在所述容纳空间300内设置有等离子时，所述等离子在电场的作用下加速轰击所述靶材303，溅射出大量的所述靶材原子，所述靶材原子在所述基板301上沉积形成薄膜。
[0033]优选的，所述磁场强度大对应区域的所述靶材厚度大，所述磁场强度小对应区域的所述靶材厚度小。
[0034]为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0035]请一并参阅图2、图3及图4，图2