[實用新型]一種磁控濺射用陰極

有效

• 申請號: 201120040063.1
• 申請日: 2011-02-17
• 公開（公告）號: CN202148349U
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 陳曦;陸志豪
• 申請（專利權）人: 上海德化機電科技有限公司
• 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

本實用新型涉及一種磁控濺射鍍膜裝置，更具體地涉及一種磁控濺射用陰極。

背景技術

磁控濺射是一種廣泛應用于機械、電子、半導體等領域的鍍膜方式，其工作原理為：電子在電場作用下飛向基片，在此過程中與惰性氣體原子發生碰撞，使惰性氣體原子電離產生出惰性氣體正離子和新的電子；惰性氣體正離子在電場作用下加速飛向陰極，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發生濺射，濺射出的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜。新產生的電子在電場和磁場作用下，以近似擺線形式在靶表面做圓周運動，這些電子的運動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內繼續碰撞惰性氣體原子，新產生的惰性氣體正離子不斷轟擊靶材，從而提高了沉積速率。

傳統的磁控濺射裝置中，固定靶材主要有兩種方法：

1.第一種方法是直接用內六角螺栓等通過壓靶條將靶材固定在磁軛上(如圖2所示)，這種方式通常使得靶材的厚度受到限制，不能低于某一定值；另一方面，由于采用內六角螺栓通過壓靶條固定靶材，濺射時壓靶條材料也會一同被濺射并沉積到基片上，使得基片上所濺射的膜層被引入雜質，降低所鍍薄膜的純度和質量；此外，濺射物質還會沉積到螺孔附近使螺孔堵塞，造成更換靶材時靶材難以取下。

第二種方法是采用專用夾具，例如用“[”形夾具將背板固定在磁軛上(如圖3所示)，采用這一方式看似簡單，但對“[”形夾具的材質和加工能力要求極高，需用高錳鋼鑄造成型，制造過程復雜、成本高，目前國內還不具備此類材料的生產和加工技術能力。另外，采用“[”形夾具的張緊調節如果不當容易導致夾具變形而使靶材脫落。通常需要在陰極內部安裝復雜的張緊調節機構，但如此一來，相關成本又會進一步地增加。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提出以下解決方案：

種磁控濺射用陰極，包括磁軛、軟鐵、磁體、背板和靶材。其中，軟鐵位于磁軛內，與磁軛連接，磁體也位于磁軛內，與軟鐵連接；磁軛邊緣豎直方向上開有通孔，背板邊緣部分開有與所述通孔對應的螺紋孔，背板與磁軛通過螺栓連接；背板底面與靶材連接；靶材遮蔽背板上的螺紋孔。

優選的，所述螺紋孔未貫穿背板。

優選的，所述背板底面與靶材通過焊接方式連接。

優選的，所述磁軛與背板之間采用密封圈和不銹鋼墨與石墨膜進行密封。

本實用新型的有益效果是：

(1)采用螺栓連接背板來代替壓靶條或專用夾具，大大簡化陰極結構；

(2)靶材能有效遮蔽固定部位(本實用新型為螺栓)，確保整個濺射面均為靶材，避免了鍍膜過程中引入雜質；

(3)可以非常方便地根據實際需要設計靶材的尺寸和厚度，尤其是可以顯著減小靶材厚度，降低靶材投入和鍍膜成本。

附圖說明

圖1：本實用新型的結構示意圖。

圖2：現有技術中使用螺栓通過壓靶條將靶材固定至磁軛的陰極的結構示意圖。

圖3：現有技術中使用“[”形夾具將背板固定至磁軛的陰極的結構示意圖。

附圖標記：

1.靶材

2.磁體

3.軟鐵

4.磁軛

5.壓靶條

6.背板

7.“[”形夾具

8.張緊調節機構

9.螺栓

10.密封圈

11.不銹鋼墨與石墨膜

12.密封條

13.張緊調節螺釘

14.基板

具體實施方式

如圖1所示的本實用新型的實施方式中，磁控濺射用陰極包括磁軛4、磁體2、軟鐵3、背板6和靶材1。其中，軟鐵3位于磁軛4內，與磁軛4連接，磁體2也位于磁軛4內，與軟鐵3連接；磁軛4四周邊緣豎直方向上開有通孔，背板6四周邊緣部分開有與磁軛4的通孔對應的螺紋孔，背板6通過螺栓9與磁軛4螺紋連接；背板6底面與靶材1連接；靶材1與背板6底面連接后遮蔽背板6上的螺紋孔。

在一個優選的實施方式中，背板6的螺紋孔未貫穿背板6；在另一個優選的實施方式中，背板6的底面與靶材1通過焊接方式連接。

以上實施方式中，磁軛4與背板6之間均采用密封圈10和不銹鋼墨與石墨膜11進行密封。

與圖2所示的直接使用螺栓9通過壓靶條5和密封條12將靶材1固定至磁軛4的陰極結構相比，本實用新型的陰極結構可有效避免鍍膜時引入雜質；與圖3所示的使用“[”形夾具7配合基板14、張緊調節機構8以及張緊調節螺釘13將靶材1固定至磁軛4的陰極結構相比，本實用新型采用螺栓9代替對材質和加工要求極高的專用高錳鋼鑄造而成的“[”形夾具7，可顯著簡化陰極的內部結構，從而降低鍍膜成本。