[發(fā)明專利]磁水分離型平面磁控濺射靶

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110276844.5
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102330061A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李云輝;李云松;華冬輝
• 申請（專利權(quán)）人: 衡陽市真空機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務(wù)所 43101
• 代理人: 楊代禎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新材料領(lǐng)域的真空磁控濺射鍍膜裝置，特別是一種磁水分離型平面磁控濺射靶。

背景技術(shù)

磁控濺射技術(shù)自從20世紀(jì)70年代誕生以來，在高速制備金屬、半導(dǎo)體和介電薄膜方面取得了巨大進(jìn)步，廣泛用于半導(dǎo)體器件、集成電路微型化和光學(xué)器件等領(lǐng)域。所涉及的太陽能利用能效薄膜，不論是全玻璃真空集熱管、全金屬平板集熱器、以及作為太陽能熱發(fā)電核心元件的高溫集熱管，在研發(fā)過程中都完全使用了磁控濺射制膜技術(shù)，而其中一種關(guān)鍵裝備就是園柱型和平面型磁控濺射靶。由于熱發(fā)電的高溫集熱管所使用的耐高溫吸收膜系（多層膜稱膜系或膜堆），有的靶材（薄膜的源料）難于獲得管材，就得放棄園柱靶，而板材就容易獲取，故高溫集熱管鍍膜機(jī)就采用靶材是板材的平面磁控濺射靶。

平面磁控濺射靶根據(jù)被鍍工件的尺寸，有平面圓型靶和平面矩型靶，原理完全一樣，把平面圓型靶沿直徑方向拉長，就是平面矩型靶?，F(xiàn)有平面磁控濺射靶的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示（省略陽極屏蔽絕緣和水管緊固結(jié)構(gòu)），其包括冷卻進(jìn)水管1、冷卻出水管2、導(dǎo)磁板3、陰極體4、靶材壓環(huán)5、螺釘6、靶材7、中心極靴8、中心永磁塊9、邊極靴10、邊永磁塊11和上、下密封圈12、13，導(dǎo)磁板3上有冷卻進(jìn)水管1和冷卻出水管2通過的通孔，其位于陰極體4的上面，靶材壓環(huán)5和靶材7位于陰極體4的下面，導(dǎo)磁板3、陰極體4和靶材壓環(huán)5通過螺釘6固定，上密封圈12位于導(dǎo)磁板3與陰極體4之間，下密封圈13位于陰極體4與靶材7之間，陰極體4中心為一通孔，冷卻進(jìn)水管1、冷卻出水管2、中心極靴8、中心永磁塊9、邊極靴10和邊永磁塊11位于陰極體4中心的通孔內(nèi)，且中心永磁塊9和邊永磁塊11之間用隔條14隔開，冷卻進(jìn)水管1和冷卻出水管2向上穿過導(dǎo)磁板3并用水管密封圈15與導(dǎo)磁板3形成密封。

工作時，靶材7的背面的中心永磁塊9、邊永磁塊11產(chǎn)生的磁力線B從中心永磁塊9的N極出發(fā)，穿過靶材7，回到邊永磁塊11的S極，磁場形狀如同在靶材7前面“搭建”起一個環(huán)形磁力線“棚子”。當(dāng)同時充當(dāng)電極的冷卻進(jìn)水管1和冷卻出水管2接上磁控濺射電源300～700伏負(fù)極時，電場的方向如電力線E所示，靶材7前面形成交叉的電磁場，在0.2Pa～2Pa的壓強(qiáng)下，產(chǎn)生氣體輝光放電形成等離子體，由于離子和電子遷移率的差別，在陰極區(qū)正離子從等離子體分離出來，并被加速轟擊靶材7，導(dǎo)致靶材7濺射，使固體靶材7原子脫離靶材7表面飛濺到靶面前方的工件表面形成膜層的同時，部分能量使靶材7升溫，所以必須采用循環(huán)水冷卻。由于其中心永磁塊9和邊永磁塊11與循環(huán)水是相通的，而中心永磁塊9和邊永磁塊11是一種稀土釹鐵硼（NdFeB）合金，雖然其磁性能優(yōu)良，但其缺點(diǎn)是耐蝕性差，盡管表面鍍有鎳層保護(hù)，但在磁路裝配過程中，永磁塊的邊角或局部表面鎳層有微小破損，造成永磁塊局部腐蝕，時間長了，永磁塊整塊粉末化，使靶面前方磁場崎變，造成濺射鍍膜不均勻，不得不重新更換永磁塊；同時，粉末化了的永磁塊粉末也易堵塞水道，造成水流不暢，冷卻效果變差，嚴(yán)重的可能燒壞靶材7和下密封圈13而造成事故。由于稀土元素是一種越來越少的資源，價(jià)格很高，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本（經(jīng)濟(jì)成本、時間成本）高，鍍膜質(zhì)量差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種磁水分離型平面磁控濺射靶。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種磁水分離型平面磁控濺射靶，包括冷卻進(jìn)水管、冷卻出水管、導(dǎo)磁板、陰極體、靶材壓環(huán)、螺釘、靶材、中心極靴、中心永磁塊、邊極靴、邊永磁塊和下密封圈，導(dǎo)磁板上有冷卻進(jìn)水管和冷卻出水管通過的通孔，其位于陰極體的上面，靶材壓環(huán)和靶材位于陰極體的下面，導(dǎo)磁板、陰極體和靶材壓環(huán)通過螺釘固定，下密封圈位于陰極體與靶材之間，陰極體上有矩形槽，其中心有盲孔，陰極體上還有冷卻進(jìn)水管和冷卻出水管通過的通孔，冷卻進(jìn)水管和冷卻出水管向上穿過導(dǎo)磁板和陰極體上的通孔，并用水管密封圈與陰極體形成密封，中心極靴和中心永磁塊位于盲孔內(nèi)，邊極靴和邊永磁塊位于矩形槽內(nèi)。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是:?導(dǎo)磁板、陰極體、靶材壓環(huán)和靶材均為長方形，陰極體上的矩形槽為長方形，其中心的矩形槽為長條形。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案也可以是:?導(dǎo)磁板、陰極體、靶材壓環(huán)和靶材均為圓形，陰極體上的矩形槽為圓環(huán)形，其中心盲孔為圓形。

本發(fā)明再進(jìn)一步的技術(shù)方案是：圓環(huán)形矩形槽的圓心與圓形盲孔的圓心重合。