[發明專利]一種制備薄膜材料的靶材托

無效

• 申請號: 201110393960.5
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN103132035A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 楊海剛;秦瑞平;蔣玉榮;李新強;張計才;張基東;宋桂林
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備薄膜材料的靶材托。所發明的制備薄膜材料的靶材托，屬于薄膜材料的制備領域。

背景技術

薄膜材料是指利用特殊的技術手段制備、厚度在幾納米到幾百納米之間、具有特定性能與用途的材料。薄膜材料可以具有塊體材料相同或相近的性能，其用料卻是塊體材料的幾十分之一甚至幾千分之一，一方面大大節約了原料成本，同時具有輕薄短小等特點。同時薄膜材料由于具有很薄的厚度，且具有較大的比表面積，有時也會表現出塊體材料所不具備的優異的性能。因此，薄膜材料具有性能優異、用料少、成本低廉等特點，其廣泛應用于電子、光學、機械、能源、建筑等領域。為了得到薄膜材料，就需要先將靶材料或源材料氣化(也可以用氣體或液體原材料)，然后沉積在基底上，對于不同的薄膜制備技術，對靶材料或源材料的要求不同。薄膜材料的制備技術有熱蒸鍍、磁控濺射、電子束蒸發、脈沖激光蒸發、化學氣相沉積、分子束外延等，其中磁控濺射具有工藝參數可控性好、薄膜致密性佳、適合于大面積生產等優勢，成為制備薄膜材料產業化最重要的技術方式之一。對于磁控濺射制備薄膜材料，所用的靶材為固體靶材，并且對靶材本身的性能有一定的要求，但有些材料難于滿足常規靶材料的需求，大大限制了薄膜材料的制備、研究及其應用。如有些金屬靶源材料熔點較低(小于300℃)，如果用該材料作為磁控濺射鍍膜的靶材，在鍍膜過程中，由于濺射離子對靶材料的連續轟擊，導致靶材溫度的上升，就會導致靶材變軟甚至融化，最終導致薄膜沉積的中斷，甚至導致濺射電源的短路而損壞鍍膜設備；對于陶瓷靶，由于陶瓷靶的導熱性差，且比較脆，在薄膜制備過程中很容易開裂，影響鍍膜的正常進行，并且會引入雜質成分。針對于目前這些問題，本發明提供了一種靶材托，能夠很好的解決目前所面臨的一些問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種制備薄膜材料的靶材托，能夠實現一些低熔點材料的濺射鍍膜，并且能夠避免陶瓷靶開裂導致薄膜引入雜質，也可以實現在原材料較少的情況下采用磁控濺射制備薄膜材料。

1、本發明涉及一種制備薄膜材料的靶材托，該靶材托所采用的材質為導電和導熱性能較好的金屬銅，也可以為不銹鋼或其它金屬材料。

2、該靶材托的形狀與實際的鍍膜設備所要求的靶材形狀相一致，外部尺寸略大于所應用的靶材1-6mm，厚度為2-5mm；中間開一個凹槽，凹槽的尺寸和所用靶材一致，凹槽深度為1-4mm，凹槽的作用是盛放靶材。

附圖說明

圖1為適用于直徑為60mm，厚度為3mm的靶材的靶材托結構設計圖；

圖2為適用于直徑為60mm，厚度為1mm的靶材的靶材托結構設計圖。

實施方案

實施例1

采用磁控濺射制備硒薄膜，由于金屬硒的熔點較低(231.9℃)，如果直接用金屬硒靶濺射鍍膜，硒靶在持續濺射過程中溫度升高，會導致硒靶的融化。這樣一方面導致薄膜制備不能繼續，還會污染裝靶的裝置，也有可能導致靶源的電極短路損壞電源。通過使用本發明的靶材托，可以有效的解決上述一些問題。如對于磁控濺射系統所用的靶材是直徑為60mm，厚度為4mm的圓形靶，靶材托的具體形狀和尺寸為：直徑為62mm，厚度為4mm的圓形銅板，之間為一個直徑為60mm，厚度為3mm的凹槽。具體形狀和尺寸見附圖1。

采用本發明的靶材托，將直徑為60mm，厚度為3mm的硒靶，放在本發明的靶材托凹槽中，采用下列工藝參數，成功制備了硒薄膜材料。

靶材：Se靶；濺射類型：射頻濺射；靶-基距：6cm；基片溫度：150℃；

濺射功率：30W。

實施例2

采用磁控濺射制備陶瓷薄膜，由于陶瓷靶材導電和導熱性能較差，陶瓷靶在持續濺射過程中溫度升高，會導致靶材的開裂，使靶材無法繼續使用。通過使用本發明的靶材托，可以有效的解決上述一些問題。如對于磁控濺射系統所用的靶材是直徑為60mm，厚度為4mm的圓形靶，靶材托的具體形狀和尺寸為：直徑為62mm，厚度為4mm的圓形銅板，之間為一個直徑為60mm，厚度為3mm的凹槽。具體形狀和尺寸見附圖1。

采用本發明的靶材托，將直徑為60mm，厚度為3mm的氧化鋅靶，放在本發明的靶材托凹槽中，采用下列工藝參數成功制備了氧化鋅薄膜。

靶材：ZnO靶；濺射類型：射頻濺射；靶-基距：6cm；基片溫度：300℃；

濺射功率：50W。

實施例3