一种旋转靶材的制作方法

1.本实用新型属于磁控溅射靶材领域，具体是涉及到一种旋转靶材。


背景技术：

2.常规的磁控溅射用的旋转靶材，一般采用内外径整体统一的直筒结构(例如专利cn201620193858.9-绑定式磁控溅射旋转靶材)。该结构随着溅射过程的进行，旋转靶材在靠近靶材两端的位置会出现明显的过刻蚀区域，过刻蚀区域的残靶厚度显著小于残靶的平均厚度。过刻蚀区域的残靶厚度限制了靶材的寿命和材料利用率。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种同时保证靶材材料利用率、磁场强度和磁场均匀性的旋转靶材。
4.本实用新型提供一种旋转靶材，包括靶管，所述靶管包括圆筒部ⅰ和设置在圆筒部ⅰ两端的圆筒部ⅱ，所述圆筒部ⅰ和圆筒部ⅱ的外径一致，所述圆筒部ⅰ的内径小于所述圆筒部ⅱ的内径。
5.更进一步地，所述圆筒部ⅰ和圆筒部ⅱ连接处的内壁平滑过渡。
6.更进一步地，本实用新型还包括背管，所述背管的外壁与所述靶管的内壁适配。
7.更进一步地，所述背管两端凸伸出所述圆筒部ⅱ的端部。
8.更进一步地，本实用新型还包括设置在背管内的磁铁,所述磁铁平行于背管轴线设置，且所述磁铁与所述靶管等长。
9.本实用新型的有益效果是，本实用新型能够很好的解决旋转靶材两端过刻蚀带来的靶材寿命短和利用率低的问题，同时由于保证了任意位置靶管外径的一致，使靶面的磁场强度和磁场均匀性均可以得到有效的保证。
附图说明
10.附图1为本实用新型的结构示意图。
11.在图中，1-靶管；11-圆筒部ⅰ；12-圆筒部ⅱ；2-背管；3-磁铁。
具体实施方式
12.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
13.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
14.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
15.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
16.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
17.如附图1所示，本实用新型提供一种旋转靶材，包括靶管1，所述靶管1包括圆筒部ⅰ11和设置在圆筒部ⅰ11两端的圆筒部ⅱ12，所述圆筒部ⅰ11和圆筒部ⅱ12的外径一致，所述圆筒部ⅰ11的内径小于所述圆筒部ⅱ12的内径。
18.本实用新型通过将靶管1分为圆筒部ⅰ11和设置在圆筒部ⅰ11两端的圆筒部ⅱ12，且圆筒部ⅱ12的筒壁厚大于圆筒部ⅰ11的筒壁厚，通过该方式增加靶管端部位置厚度，以弥补靶管1两端的过刻蚀问题。使靶管1在经过一段时间的使用后，靶管1两端过刻蚀区域的残靶厚度与靶材整体的残靶厚度基本保持一致，以此延长靶管1使用寿命和提高利用率。另外，通过将圆筒部ⅰ11和圆筒部ⅱ12的外径设置为一致，保证靶面具有较高的磁场强度和较好的磁场均匀性均，保证磁控溅射的效果。
19.在其中一个实施例中，所述圆筒部ⅰ11和圆筒部ⅱ12连接处的内壁平滑过渡，即圆筒部ⅱ12内壁截面呈弧形或者倾斜的直线，且圆筒部ⅱ12内壁靠近圆筒部ⅰ11一端部的内径，与圆筒部ⅰ11内壁靠近圆筒部ⅱ12一端部的内径相等。在靶管1在经过一段时间的使用后，保证靶管1轴线长度方向各个位置的残靶厚度较为均匀。
20.在其中一个实施例中，本实用新型还包括背管2，所述背管2用于支撑和固定靶管1，同时用于将靶管1安装到磁控溅射设备上，所述背管2的外壁与所述靶管1的内壁适配。在本实施例中，圆筒部ⅰ11和圆筒部ⅱ12根据材料也可以分段设置也可以是一体设置，其中圆筒部ⅰ11根据材料也可以设置为多段或者为一个整体。圆筒部ⅰ11和圆筒部ⅱ12则均焊接固定在背管2上。
21.在其中一个实施例中，所述背管2两端凸伸出所述圆筒部ⅱ12的端部，便于将靶管1通过背管2两端的凸伸部分安装到磁控溅射设备上。
22.在其中一个实施例中，所述背管2为管状，背管2的中部空腔用于流通冷却液以及安装磁铁3，本实用新型还包括设置在背管2内的磁铁3，所述磁铁3平行于背管2轴线设置，且所述磁铁3与所述靶管1等长，在使用时，磁铁3通过磁控溅射设备其它固定设备始终固定在设定位置，而背管2和靶管1则沿自身轴线进行转动。
23.本实用新型的具体工作原理：
24.本实用新型的靶管1固定焊接在背管2上，且通过背管2两端凸伸部分安装到磁控
溅射设备上，在磁控溅射过程中，磁铁3通过磁控溅射设备其它固定设备始终固定在设定位置，在背管2和靶管1持续旋转过程中，被镀膜产品与磁铁3之间的靶管1部分进行磁控溅射。
25.当磁控溅射一段时间后，靶管1的外壁会不断刻蚀，外径不断减小，此时，由于靠近靶管1两端的位置会出现明显的过镀刻蚀的现象，靶管1两端的外径会小于靶管1中部的外径。本实用新型通过将靶管1分为圆筒部ⅰ11和设置在圆筒部ⅰ11两端的圆筒部ⅱ12，且圆筒部ⅱ12的筒壁厚大于圆筒部ⅰ11的筒壁厚的结构设置。在磁控溅射一段时间后，虽然靶管1两端的外径仍会小于靶管1中部的外径，但是靶管1两端的壁厚与靶管1中部的壁厚基本一致，即靶管1两端过刻蚀区域的残靶厚度与靶材整体的残靶厚度基本保持一致。进而达到延长靶管1使用寿命和提高利用率的效果。另外，通过将圆筒部ⅰ11和圆筒部ⅱ12的外径设置为一致，可以保证靶面具有较高的磁场强度和较好的磁场均匀性均，保证磁控溅射的效果。最终，采用本实用新型所提供的旋转靶材的靶管利用率≥85％，靶面磁场均匀性＜1％。
26.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。


技术特征：
1.一种旋转靶材，其特征是，包括靶管(1)，所述靶管(1)包括圆筒部ⅰ(11)和设置在圆筒部ⅰ(11)两端的圆筒部ⅱ(12)，所述圆筒部ⅰ(11)和圆筒部ⅱ(12)的外径一致，所述圆筒部ⅰ(11)的内径小于所述圆筒部ⅱ(12)的内径。2.如权利要求1所述的旋转靶材，其特征是，所述圆筒部ⅰ(11)和圆筒部ⅱ(12)连接处的内壁平滑过渡。3.如权利要求1所述的旋转靶材，其特征是，还包括背管(2)，所述背管(2)的外壁与所述靶管(1)的内壁适配。4.如权利要求3所述的旋转靶材，其特征是，所述背管(2)两端凸伸出所述圆筒部ⅱ(12)的端部。5.如权利要求3所述的旋转靶材，其特征是，还包括设置在背管(2)内的磁铁(3),所述磁铁(3)平行于背管(2)轴线设置，且所述磁铁(3)与所述靶管(1)等长。

技术总结
本实用新型属于磁控溅射靶材领域，具体是涉及到一种旋转靶材，包括靶管，所述靶管包括圆筒部Ⅰ和设置在圆筒部Ⅰ两端的圆筒部Ⅱ，所述圆筒部Ⅰ和圆筒部Ⅱ的外径一致，所述圆筒部Ⅰ的内径小于所述圆筒部Ⅱ的内径，本实用新型能够很好的解决旋转靶材两端过刻蚀带来的靶材寿命短和利用率低的问题，同时由于保证了任意位置靶管外径的一致，使靶面的磁场强度和磁场均匀性均可以得到有效的保证。匀性均可以得到有效的保证。匀性均可以得到有效的保证。


技术研发人员：来华杭 王正安 郭峰 刘杰 麻春雷
受保护的技术使用者：杭纳半导体装备（杭州）有限公司
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/3/30