[發明專利]一種旋轉濺射靶及其制作方法

無效

• 申請號: 200910155145.8
• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN101709454A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 王琦
• 申請（專利權）人: 王琦
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 寧波市天晟知識產權代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠

技術領域

本發明涉及物理氣相沉積磁控濺射薄膜技術，具體地說是一種旋轉濺射靶及其制作方法。

背景技術

旋轉圓筒形靶材以其高的圓筒形靶材利用率、放電穩定、使用功率高、鍍膜效率高而受到磁控濺射鍍膜業界的青睞。起先使用的主要是金屬旋轉圓筒形靶材，采用在較高熔點金屬圓筒上澆鑄圓筒形靶材金屬的方法獲得金屬旋轉靶。

發明專利名稱：一種旋轉磁控濺射靶，申請號：200710022277.4，公開了一種旋轉磁控濺射靶，包括極靴、永磁體及中空圓柱圓筒形靶材，永磁體沿中空圓柱圓筒形靶材的軸向嵌于極靴內，所述極靴沿圓周方向在朝基體一側120度范圍內均勻設置三排永磁體，所述永磁體包括長永久磁條和短永久磁條，其中間位置布置短永久磁條，兩側位置各為一長永久磁條，所述中空圓柱圓筒形靶材的外周安裝有屏蔽罩，所述屏蔽罩在永磁體面向基體的一面開有濺射口；所述長短磁條的極性相反，極化方向垂直于濺射陰極中心軸線，極靴兩端的磁環與長短永久磁條構成閉合跑道形磁力線；工作放電時，朝向基體一側的120度范圍內構成一個封閉的沿軸向的跑道形放電軌跡對基體進行鍍膜，背向基體的一側無磁場控制。

上述專利公開的技術方案無法實現中空圓柱圓筒形靶材的制作。由于對膜性能提高的要求，在許多情況下，只有采用化合物陶瓷靶才可以取得更好的膜性能，更高的鍍膜效率，更穩定、更均勻的膜層，更好的產品品質。然而對于陶瓷鍍膜材料，因其導電、導熱性能相對較差，材料呈脆性，易碎裂，必須用軟金屬將其粘接到金屬陰極襯底上才能進行鍍膜。因為操作上的難度，一般的陶瓷圓筒形靶材只能采用平面背板作為陶瓷圓筒形靶材的襯底，現有的發明多采用平面濺射圓筒形靶材結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供一種旋轉濺射靶及其制作方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種旋轉濺射靶的制作方法，包括底座、豎直放置在底座上金屬內筒和套設在金屬內筒外的圓筒形靶材，圓筒形靶材與底座之間相密封；在金屬內筒內設置有將金屬內簡加熱到低熔點金屬熔化溫度的第一加熱器，在圓筒形靶材外套設有將圓筒形靶材加熱到低熔點金屬熔化溫度的第二加熱器；在金屬內筒和圓筒形靶材達到低熔點金屬的熔化溫度后，在金屬內筒與圓筒形靶材之間填充熔融狀態的低熔點金屬，然后冷卻圓筒形靶材。

上述的第一加熱器位于金屬內筒的內部，第二加熱器套設在需加熱圓筒形靶材的外部，使第一加熱器和第二加熱器對應需加熱的位置，通過第一加熱器和第二加熱器加熱金屬內筒和圓筒形靶材直至達到低熔點金屬的熔點溫度，便于金屬內筒、圓筒形靶材和低熔點金屬更好地粘接。在加熱后的圓筒形靶材與金屬內筒之間填充熔化的低熔點金屬液體，然后冷卻旋轉濺射靶使低熔點金屬凝固，使金屬內筒與圓筒形靶材可靠地粘接。

在具體操作過程中，也可先將第二加熱器遠離金屬內筒，單獨加熱圓筒形靶材至合適溫度后，將高溫的圓筒形靶材套上金屬內筒。然后在金屬內筒與圓筒形靶材之間注入熔化的低熔點金屬；第一加熱器與圓筒形靶材的位置是相對的，它可移動或固定，其目的是使金屬內筒達到所需的粘接溫度。

通過上述方法，可沿金屬內筒的軸線粘接多段圓筒形靶材。在上述的金屬內筒上粘接一段圓筒形靶材后，在該段圓筒形靶材片的上方排列下一段圓筒形靶材并密封下一段圓筒形靶材的下端。使第一加熱器和第二加熱器處于下一段圓筒形靶材對應的位置，并加熱使下一段圓筒形靶材和金屬內筒的溫度高于低熔點金屬的熔點溫度，在下一段圓筒形靶材與金屬內筒之間填充熔化的低熔點金屬液體，通過加熱器使金屬內筒與圓筒形靶材可靠地粘接，冷卻后下一段圓筒形靶材即粘接在金屬內筒的外表面。

通過上述方法制作的一種旋轉濺射靶，包括金屬內筒和與其同軸心的圓筒形靶材以及設置在金屬內筒和圓筒形靶材之間的低熔點金屬粘接層；沿金屬內筒的軸線，在金屬內筒外表面粘接有至少一段圓筒形靶材。

為優化上述技術方案，采取的措施還包括：

上述的低熔點金屬為熔點低于600℃的金屬或者熔點低于600℃的金屬合金；上述的金屬內筒為熔點高于600℃的金屬或熔點高于600℃的合金；所述的圓筒形靶材為熔點高于600℃的金屬、陶瓷或熔點高于600℃的合金。

上述的低熔點金屬為銦、錫、鋅中的一種金屬或幾種金屬的合金。

上述的圓筒形靶材為摻雜鋁、鍺、鎵、硼、錫中一種金屬、金屬氧化物或幾種金屬氧化物的氧化鋅。

上述的圓筒形靶材為摻雜氧化錫的三氧化二銦。

上述的圓筒形靶材為氧化物陶瓷圓筒或非氧化物陶瓷圓筒。

上述的圓筒形靶材可為多個氧化物陶瓷靶材。