一种真空离子溅镀靶材装置的制造方法_2

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为本发明实施例一提供的靶材的结构示意图;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;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。为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0036]所述真空离子溅镀靶材装置包括:一靶材100、以及一背板200 ;其中,所述靶材100位于所述背板200上方。所述靶材100,用于在真空溅镀操作过程中,被离子撞击的所述靶材100表面的原子会被弹出而堆积在基板表面以形成薄膜;所述背板200,用于固定所述靶材100。
[0037]在本发明实施例中,当所述磁场强度分布呈波浪形状时,所述靶材100下表面呈波浪形状,所述靶材100下表面的峰顶与所述背板200接触;所述背板200的上表面也呈波浪形状,所述靶材100下表面的峰顶与所述背板200上表面的峰谷匹配接触,以使所述靶材100和所述背板200紧密结合在一起。本实施例中,由于在真空溅镀操作过程中,被离子撞击的靶材100表面会形成波浪形状,即消耗的靶材100大致呈波浪形状。因此,将所述靶材100的形状设置为波浪形状,所述靶材100的利用率相当高,基本不会存在剩余的靶材100,从而节省了成本。
[0038]作为本发明一优选实施例,所述靶材100下表面呈具有二个峰顶的波浪形状结构,所述背板200上表面呈具有二个峰谷的波浪形状结构。进一步的,所述靶材100下表面的二个峰顶分别内嵌于所述背板200上表面的二个峰谷处,以使所述靶材100和所述背板
200紧密结合在一起。
[0039]作为本发明一优选实施例,所述靶材100上表面为平面,这样设计的好处是,被离子冲击使所述100靶材的物质飞出而沉积在基板上形成的薄膜会较均匀。
[0040]作为本发明一优选实施例,所述靶材100下表面的波浪形状呈对称设置,相对应的,所述背板200上表面的波浪形状也呈对称设置,这样设计的好处是,所述靶材100两边的物质基本会同时消耗掉,而不会导致一边还余留有所述靶材100,从而提高了所述靶材的利用率。
[0041]在本发明实施例中,所述靶材100的厚度以及大小均可根据实际消耗情况来自行设定。这样便可在一次的真空溅镀操作过程消耗掉所述靶材100,不会因为所述靶材100不够而中断真空溅镀操作,重新更换一个新的靶材,也不会因为重新更换的靶材消耗不完而导致浪费的问题。本发明实施例是根据一次真空溅镀操作所需的量来进行设置的,因此有效提高所述靶材100的利用率,从而达到基本无浪费的情况,节省了成本。
[0042]在本发明实施例中,所述背板200采用铜材料制成。然而,可以理解的是,也可以采用其他金属材料制成。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
[0043]在本发明实施例中,所述靶材100可以为金属靶材,例如: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Nb、钼靶Mo、钴靶Co、铁靶Fe、锗靶Ge等。
[0044]然而,可以理解的是,所述靶材100也可以为合金靶材,例如: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TiZrJi;硅靶TiS1、钛镍靶TiN1、镍铬靶NiCr、镍铝靶NiAl、镍钒靶NiV、镍铁靶NiFe等。
[0045]在本发明实施例中,所述靶材100为一体成型的结构,所述背板200也可以是一体成型的结构。这样的制造方式,既方便生产,同时也能够节省材料。
[0046]下面详细描述真空溅镀的工作原理。
[0047]在充入少量工艺气体的容纳空间内,当极间电压很小时,只有少量尚子和电子存在,电流密度在10-15A/cm2数量极,当阴极(即靶材100)和阳极间电压增加时,带电粒子在电场的作用下加速运动,能量增加,与电极或中性气体原子相碰撞,产生更多的带电粒子,直至电流达到10-6A/cm2数量极,当电压再增加时,则会产生负阻效应,S卩“雪崩”现象。此时离子轰击阴极,击出阴极原子和二次电子,二次电子与中性原子碰撞,产生更多离子,此离子再轰击阴极,又产生二次电子,如此反复。当电流密度达到0.ΟΙΑ/cm2数量级左右时,电流将随电压的增加而增加,形成高密度等离子体的异常辉光放电,高能量的离子轰击阴极(即靶材100)产生溅射现象。溅射出来的高能量靶材粒子沉积到阳极玻璃(即基板)上,从而达到镀膜的目的。
[0048]在正交电磁场的束缚下,电子在向阳极运动的过程中做螺旋状运动,电子被正交电磁场束缚在靶材100附近,电离出更多的带正电的离子和电子。
[0049]磁控管产生磁场,由于磁场强度分布不同,所以产生的等离子体密度分布不同,进而溅射速度不同,最终在靶材100表面形成了波浪状起伏的形貌,正由于本发明实施例的靶材的形状设置为波浪形状,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。
[0050]请一并参阅图5、图6及图7,图5为本发明实施例二提供的靶材的结构示意图;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;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。为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0051]所述真空离子溅镀靶材装置包括:一靶材101、以及一背板201 ;其中,所述靶材101位于所述背板201上方。所述靶材101,用于在真空溅镀操作过程中,被离子撞击的所述靶材101表面的原子会被弹出而堆积在基板表面以形成薄膜;所述背板201,用于固定所述革巴材101。
[0052]在本发明实施例中,所述靶材101下表面呈W形状,所述背板201的上表面也呈W形状,W形状的所述靶材101与W形状的所述背板201匹配接触,以使所述靶材101和所述背板201紧密结合在一起。本实施例中,由于在真空溅镀操作过程中,被离子撞击的靶材101表面会形成波浪形状,即消耗的靶材101大致呈W形状。因此,将所述靶材101的形状设置为W形状,所述靶材101的利用率相当高,基本不会存在剩余的靶材101,从而节省了成本。
[0053]进一步的,W形状的所述靶材101内嵌于W形状的所述背板201处,以使所述靶材101和所述背板201紧密结合在一起。W形状的所述靶材101,由于两边的物质基本会同时消耗掉,而不会导致一边还余留有所述靶材101,从而提高了所述靶材的利用率。
[0054]作为本发明一优选实施例,所述靶材101上表面为平面,这样设计的好处是,被离子冲击使所述101靶材的物质飞出而沉积在基板上形成的薄膜会较均匀。
[0055]然而,可以理解的是,所述靶材101上表面也可以为非平面,例如凹凸不平的表面。
[0056]在本发明实施例中,所述靶材101的厚度以及大小均可根据实际消耗情况来自行设定。这样便可在一次的真空溅镀操作过程消耗掉所述靶材101,不会因为所述靶材101不够而中断真空溅镀操作,重新更换一个新的靶材,也不会因为重新更换的靶材消耗不完而导致浪费的问题。本发明实施例是根据一次真空溅镀操作所需的量来进行设置的,因此有效提高所述靶材101的利用率,从而达到基本无浪费的情况,节省了成本。
[0057]在本发明实施例中,所述背板201采用铜材料制成。然而,可以理解的是,也可以采用其他金属材料制成。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、
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