[發明專利]包括保護裝置的管狀靶材

在審

• 申請號: 201280017348.0
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN103518002A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 克里斯汀·林克;曼弗萊德·蘇利克;馬丁·卡特賴因
• 申請（專利權）人: 普蘭西歐洲股份公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01J37/34
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;張杰

技術領域

本發明涉及一種用于陰極霧化的管狀靶材，其不具有背襯管并且由鉬或鉬含量至少為50at.%的鉬合金制成，所述管狀靶材具有濺射表面以及至少在某些區域中與冷卻介質接觸的內表面。

背景技術

由純鉬以及例如Mo-Na等鉬合金制成的管狀靶材，用于通過陰極霧化，例如磁控濺射來使含鉬層沉積，包括在基于Cu(In_x,Ga_1-x)(Se_y,S_1-y)₂（含Ga為CIGS，不含Ga為CIS）的薄膜太陽能電池或用于TFT-LCD的薄膜晶體管的生產過程中。在這種情況下，含鉬層的厚度為數納米至數微米。濺射所需的起始材料（陰極）稱為濺射靶材，并且根據涂布系統的設計可以在平面幾何形狀或管狀幾何形狀下使用。在操作過程中，管狀濺射靶材（也稱為管狀靶材），圍繞著布置在靶材內部的靜態或移動的磁系統而旋轉。與平面濺射靶材相比，管狀濺射靶材具有以下優點：實現材料的均勻移除以及因此更高的材料產量。尤其對于生產復雜的昂貴材料而言，管狀濺射靶材已獲得了認可。在陶瓷和易碎材料的情況下，管狀靶材至少形成為兩部分，從而使用于固持和移動管狀靶材所需的力不會作用于該易碎材料以及因此易斷的濺射材料上。在這種情況下，由濺射材料制成的管或多個管區段被接合到例如由非磁性鋼或鈦制成的背襯管上。在接合過程中，使用的是焊接工藝，此焊接工藝使用低熔點焊料，例如銦或銦合金。

在濺射過程中引入的能量有75%以上作為熱量引入濺射靶材中。通過高能離子撞擊濺射靶材表面而產生的熱能，需用充分有效的方式來驅散，從而防止濺射靶材和/或焊接材料過熱。因此，濺射靶材的冷卻具有決定性的意義。在管狀靶材的情況下，濺射靶材的內表面在整個表面積上或在某些區域中通過流過的冷卻介質而得以冷卻。在這種情況下，根據管狀靶材的設計，冷卻介質與濺射材料或與背襯管直接接觸。

由鉬或鉬合金制成的管狀靶材通常與背襯管一起使用。這具有以下缺點：濺射材料與背襯管的接合較為復雜；以及熱量驅散被固態的背襯管和焊接材料阻礙。因此，鋼的導熱性能比鉬差得多。

因此，如果由鉬或鉬合金制成的管狀靶材形成之后不帶背襯管，那么冷卻介質與靶材直接接觸。鉬和鉬合金在常規冷卻介質的長期作用下會腐蝕。在這種情況下，腐蝕速率達到每年若干1/10毫米，這取決于冷卻介質的成分和性質以及使用條件。通過與冷卻介質發生接觸而引起的鉬分解，以及在該過程中形成的腐蝕產物（主要是鉬酸鹽或混合的鉬酸鹽），將導致冷卻介質性能發生變化。因此，例如，冷卻介質的pH值可能大大降低并且因此在冷卻電路中使用的其他材料（例如銅、黃銅、優質鋼）可能遭受到增加的腐蝕性攻擊。通過向冷卻劑添加有機或無機的抑制劑，鉬以及冷卻電路中其他材料的腐蝕可以減少，但不能完全避免。用于鉬的腐蝕抑制劑在例如US4,719,035(A)中描述。另外，只可能定期地檢查冷卻介質的狀態并且在必要時補充添加劑，這樣系統支出增加。

使用的冷卻介質性能的示例性概述在表1中給出。

表1

還應考慮到，鉬的物價非常高。使用的鉬制濺射靶材通常不回收，而是以緊湊的形式用作合金金屬以產生鋼和超合金。在這方面，單一型廢料（不含其他金屬的混合物）的價格比Mo廢料高得多，所述Mo廢料中含有與常規鋼合金的類型不同的元素。因此，包括背襯管的鉬管狀靶材首先需去焊，并且常規上與鋼合金的類型不同的焊接材料需用復雜的方式移除。

發明內容

因此，本發明的目標是提供一種管狀靶材，其由鉬或鉬合金制成并且不具有現有技術中提到的缺點。確切地說，在這方面應強調，需確保熱驅散達到充分的程度，在管狀靶材的整個服務壽命中盡可能地避免腐蝕，并且使用的濺射靶材可以容易地用作鋼鐵工業的合金材料。

該目標是通過獨立權利要求的描述部分來實現的。根據本發明的實施例可靠地避免了腐蝕并且不會不可接受地損害熱驅散。另外，使用的管狀靶材可以在無需復雜的分離或清潔的情況下用作合金廢料以生產鋼，因為就鉬比例而言，保護裝置的數量比例較小。