[實(shí)用新型]一種磁控濺射靶槍

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920164909.9
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN210560702U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳麗娜;劉榮華;都有為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)深圳研究院
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐紹焜

本實(shí)用新型公開了一種磁控濺射靶槍，包括基座(1)、陶瓷絕緣板(2)和磁靶(3)；所述磁靶(3)設(shè)置在所述基座(1)上，所述陶瓷絕緣板(2)安裝在所述基座(1)與所述磁靶(3)之間；本實(shí)用新型體積小，磁場(chǎng)足夠大到可以濺射磁性材料的圓形磁控濺射靶槍，減小靶槍制造成本，可以在有限真空腔內(nèi)裝載多個(gè)靶槍，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，磁場(chǎng)均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種磁控濺射靶槍，尤其涉及一種可以在超高真空腔體使用的磁控濺射靶槍。

背景技術(shù)

磁控濺射鍍膜是一種物理氣相沉積濺射的鍍膜方法。可制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體，磁性和非磁性等各種材料的薄膜，且具有設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、易于控制、鍍膜速度快、均勻性好、密度高和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種十分有效的薄膜物理沉積方法，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，特別是半導(dǎo)體行業(yè)和下一代新型自旋電子學(xué)器件領(lǐng)域。

磁控濺射需要在真空腔內(nèi)充入氬氣或反應(yīng)氣體，基片放置在靶材正上方。在靶槍的陰陽極之間施加高壓(500～1000V)，氬氣或反應(yīng)氣體在高壓下被電離成帶電離子，這些帶電的離子在電場(chǎng)的作用下加速后高速地轟擊靶材，靶材受到這類高速離子的轟擊后其表面材料以微小粒子被濺射出來，沉積在基片上成膜。磁控指的是在靶陰極表面引入具有平行磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電離子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。根據(jù)靶材的形狀，磁控濺射靶可分為圓形磁控濺射靶、平面磁控濺射靶和柱狀磁控濺射靶。高校、研究所和一些高新科技公司的科研部都是采用小型圓形靶。

目前基于電磁鐵產(chǎn)生局域磁場(chǎng)設(shè)計(jì)出來的大型磁控濺射靶槍，可以滿足工業(yè)上大面積的物理沉積鍍膜的要求。但是對(duì)于這類電磁鐵型磁控濺射靶槍，由于多扎電磁線圈的使用，導(dǎo)致其裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需輔助儀表電源及真空配件增多，安裝體積增大，這不僅造成了整套鍍膜設(shè)備的制造成本升高，還導(dǎo)致了設(shè)備的使用和維護(hù)成本的增加。另外，由于高校和研究所等科研單位是從事前沿的科學(xué)探索研究，不需要大面積鍍膜，實(shí)驗(yàn)室一般都是使用1～2英尺左右的靶材；但是需要探索各種不同特性的功能材料，所以需要在有限的真空腔內(nèi)裝載盡可能多磁控靶腔來滿足各種探索性實(shí)驗(yàn)的要求。除此之外，隨著各類電子產(chǎn)品的智能化擴(kuò)張和下一代新型自旋電子學(xué)器件的興起，各種基于磁性薄膜的傳感器、存儲(chǔ)器和邏輯器件的需求日益增長(zhǎng)。這些磁性功能器件都是基于各類強(qiáng)鐵磁材料薄膜基礎(chǔ)之上加工和制備，但由于鐵磁材料具有高磁導(dǎo)率特性，磁控濺射靶產(chǎn)生的磁場(chǎng)大部分從鐵磁性靶材內(nèi)部通過，此類磁性靶材的磁屏蔽將會(huì)極大地減弱靶材上表面的磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致磁控濺射靶槍無法起輝進(jìn)行濺射鍍膜，或者濺射效率極低等問題。目前國(guó)內(nèi)的大尺寸電磁鐵型濺射靶槍無法安裝到各科科研單位實(shí)驗(yàn)室所擁有的小型高端鍍膜儀和超高真空腔室上，另外，目前國(guó)內(nèi)也存在一些小尺寸磁控濺射靶，但不是超高真空一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)存在磁場(chǎng)強(qiáng)度不夠，無法濺射強(qiáng)鐵磁材料等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：現(xiàn)有技術(shù)中一般磁控濺射靶槍大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以濺射磁性物質(zhì)。本實(shí)用新型技術(shù)克服以上問題，提供一種體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受熱影響小，使用方便，磁場(chǎng)足夠大到可以濺射磁性材料的圓形磁控濺射靶槍，減小靶槍制造成本，可以在有限真空腔內(nèi)裝載多個(gè)靶槍。

技術(shù)方案：

一種磁控濺射靶槍，包括基座、絕緣板和磁靶；所述磁靶設(shè)置在所述基座上，所述絕緣板安裝在所述基座與所述磁靶之間；

所述基座包括無氧銅水冷頭、不銹鋼管以及法蘭；所述法蘭焊接在所述不銹鋼管中部位置，所述不銹鋼管的底部連接有冷卻水進(jìn)水口，在所述不銹鋼管的側(cè)面位于所述法蘭下方位置設(shè)置有冷卻水出水口；所述法蘭為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述不銹鋼管穿過所述法蘭；在所述法蘭上設(shè)置有真空電極，所述真空電極下端連接高壓電源；在所述不銹鋼管頂部焊接有無氧銅水冷頭，在所述無氧銅水冷頭設(shè)有若干通孔，在所述通孔中穿有螺絲桿，所述螺絲桿與所述通孔之間通過陶瓷絕緣端子絕緣；其中一所述螺絲桿與所述法蘭上設(shè)置的所述真空電極上端通過導(dǎo)線連接；