专利名称：一种可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于真空磁控溅射镀膜设备的平面磁控溅射阴极。
背景技术：
目前，在磁控溅射镀膜技术应用领域，广泛使用的平面磁控溅射阴极，一
般是由阴极体外壳5、磁靴6、磁铁3、冷却通道2、耙材1等组成，参阅图l。 在工作过程中，平行于靶材表面的磁场强度分布参阅图2，在溅射过程中，磁场 强度越强，溅射速率越高，靶材的消耗也就越大，溅射一段时间后，靶材1表 面就会呈现出如图1所示的溅射沟槽4。溅射沟槽最深处，对应磁场最强的地方。 溅射沟槽深到一定程度，靶材l就需要更换，否则，会击穿靶材l，进入阴极水 道，真空遭到破坏。 一般而言，平面阴极的靶材利用率通常只有20%_28%，在镀 膜成本中，靶材的成本所占较高。比例如何提高平面阴极靶材利用率是我们必 须面对的一个重要问题。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、且可有效节约生产成本的可提高 靶材利用率的平面磁控溅射阴极。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它由包括阴极体外壳5、
磁靴6、磁铁3、冷却通道2和靶材1构成，并在靶材1和冷却通道2之间设置 有调整磁场的金属薄片7,所述金属薄片7为导磁金属材质。所述金属薄片7可 与耙材1的底部固联。并可在靶材1的底部设置一凹槽，金属薄片7嵌装在靶 材l的底部设置的凹槽内。
本实用新型所述金属薄片7也可成活动配合设置在靶材1的底部。 本实用新型也可在金属薄片7与靶材1之间设置导热性能好的过渡层。 本实用新型所述金属薄片7可为一整片金属，也可是2片或2片以上的金 属薄片。本实用新型的有益效果是它是在现有阴极的基础上，在耙材和冷却通道 的接口处设置一块调整磁场的金属薄片，使靶材表面的水平方向的磁场在更大 范围内达到均匀，从而提高靶材利用率，它可使靶材利用率由通常的20%-28%， 提高到35%-38%。它可广泛应用于磁控溅射镀膜技术领域。
图1是现有平面阴极的结构示意图。
图2是现有平面阴极工作过程中在靶材表面的磁场强度分布示意图。 图3是本实用新型的结构示意图。
图4是本实用新型工作中在靶材表面的磁场强度分布示意图。
图中l-靶材，2-冷却通道，3-磁铁，4-溅射沟槽,5-阴极体外壳，6-磁靴，
7-金属薄片。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明如下
实施例l，本实用新型是由包括阴极体外壳5、磁靴6、磁铁3、冷却通道2 和靶材1等构成，并在靶材1和冷却通道2之间设置有调整磁场的金属薄片7， 所述金属薄片7为导磁金属材质。所述金属薄片7可与靶材1的底部固联。并 可在靶材1的底部设置一凹槽，金属薄片7嵌装在靶材1的底部设置的凹槽内。
本实用新型是在现有阴极的基础上，为提高耙材利用率，在耙材和冷却通 道的接口处，插入一块调整磁场的金属薄片7，所述金属薄片7可采用导磁性能 较好、且可耐高温的金属材质，使靶材表面的水平方向的磁场在更大范围内达 到均匀，磁场强度分布曲线变得平坦，如图4所示。这样，在溅射过程中，靶 材1在较大的范围内具有相同的刻蚀速率，靶材1的溅射沟槽4变得平坦，如 图3所示，从而使靶材利用率得到有效的提高，靶材利用率可由通常的20%-28% 提高到35%-38%。
传统的平面阴极，随着溅射时间的增长，耙材的有效溅射宽度逐步变窄， 必须随时增加溅射功率，才能保证所须的溅射速率。利用本专利的方法后，靶材的溅射沟槽宽度随时间的变化较少，能维持稳定的溅射速率，使得溅射过程 更加稳定。该方法不需改变原有的阴极结构，只需在必要时改变靶材的外形，
如在靶材的背面加工一长方体的小槽，嵌入约3mm的金属薄片。嵌入的金属薄 片的尺寸可根据阴极的尺寸和结构而定。参阅图1至图4。
实施例2，本实用新型所述金属薄片7也可成活动配合设置在耙材1的底部， 以方便调整磁场强度分布曲线。参阅图1至图4，其余同实施例l。
实施例3，为改善冷却效果，本实用新型也可在金属薄片7与靶材1之间设 置导热性能好的过渡层。参阅图1至图4，其余同上述实施例。
很显然，本实用新型所述金属薄片7可为一整片金属，也可是2片或2片 以上的金属薄片。
权利要求1、一种可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极，它由包括阴极体外壳(5)、磁靴(6)、磁铁(3)、冷却通道(2)和靶材(1)构成，其特征是在靶材(1)和冷却通道(2)之间设置有调整磁场的金属薄片(7)，所述金属薄片(7)为导磁金属材质。
2、 根据权利要求1所述的可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极，其特 征是所述金属薄片(7)与靶材(1)的底部固联。
3、 根据权利要求2所述的可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极，其特 征是在耙材(l)的底部设置一凹槽，金属薄片(7)嵌装在耙材(1)的底部设置 的凹槽内。
4、 根据权利要求1所述的可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极，其特征是金属薄片(7)成活动配合设置在靶材(1)的底部。
5、 根据权利要求1所述的可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极，其特征是在金属薄片(7)与靶材(1)之间设置导热性能好的过渡层。
6、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述的可提高靶材利用率的平面磁控溅 射阴极，其特征是所述金属薄片(7)为一整片金属。
7、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述的可提高靶材利用率的平面磁控溅 射阴极，其特征是所述金属薄片(7)为2片或2片以上的金属薄片。
专利摘要一种可提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极，它属于一种平面磁控溅射阴极。它主要是解决现有平面阴极的靶材利用率相对较低等技术问题。其技术方案要点是它由包括阴极体外壳(5)、磁靴(6)、磁铁(3)、冷却通道(2)和靶材(1)构成，并在靶材(1)和冷却通道(2)之间设置有调整磁场的金属薄片(7)，所述金属薄片(7)为导磁金属材质。所述金属薄片(7)与靶材(1)的底部固联。在靶材(1)的底部设置一凹槽，金属薄片(7)嵌装在靶材(1)的底部设置的凹槽内。它可使靶材表面的水平方向的磁场在更大范围内达到均匀，从而提高靶材利用率，它可使靶材利用率由通常的20％-28％，提高到35％-38％。它可广泛应用于磁控溅射镀膜技术领域。
文档编号C23C14/35GK201301340SQ20082015880
公开日2009年9月2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