阅读说明：本技术 一种高利用率高速率的靶材 (Target material with high utilization rate and high speed ) 是由 施玉良 徐文斌 于 2019-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高利用率高速率的靶材,所述的靶材结构包括靶材端头板和中间板,所述的靶材端头板比中间板厚。与现有技术相比,本发明结构简单且可以有效节约生产成本,在不影响生产工艺、产品质量下立竿见影的提高靶材利用率。(The invention relates to a target with high utilization rate and high speed, which comprises a target end plate and a middle plate, wherein the target end plate is thicker than the middle plate. Compared with the prior art, the invention has simple structure, can effectively save the production cost, and can improve the utilization rate of the target material in a real time without influencing the production process and the product quality.)

一种高利用率高速率的靶材

技术领域

本发明属于磁控溅射镀膜领域，尤其是玻璃镀膜领域，涉及一种提高靶材利用率的靶材结构。

背景技术

磁控溅射靶可以分为圆柱靶和平面靶两类，其中平面靶磁控溅射技术的主要原理就是：同时应用一定强度的磁场(～50-200mT，能显著影响电子运动但不影响离子的运动)和电场(负偏压，约几百V)，可以将等离子体 (主要是电子)约束在靶面附近(形成非均匀等离子体)，增加碰撞几率，提高了离化效率，因而能在较低的工作气压(～0.1-10Pa)和电压下就能起弧 /维持辉光放电，而且同时减少了电子对基片的轰击，利于实现低温沉积；另一方面，这种非均匀等离子体也本质上决定了靶面的非均匀刻蚀以及沉积粒子流量(大致表现为薄膜沉积速率)和能量分布的空间非均匀性，但这可以通过优化磁控靶结构构造、磁场位形强度分布和移动基片等措施，在一定程度上予以改善弥补或尽量达到所需参数。

磁控阴极前闭合磁场使得等离子体约束在闭合磁力线以下，这本征上决定了平面靶材表面的非均匀刻蚀，即较低的平面靶材利用率，随之溅射出的沉积粒子流量和能量的空间不均匀分布，导致沉积薄膜厚度和性能的空间不均匀分布。

一般而言，平面阴极的靶材利用率通常只有20％～25％，在磁控溅射镀膜成本中，靶材所占成本比较高，如何提高靶材的利用率是我们需要解决的问题。

图1所示为目前广泛使用的平面阴极的靶材结构，其厚度均匀，经过非均匀等离子体对靶面的非均匀刻蚀后，最终靶材使用完后的残靶如图2 所示，导致靶材的大量浪费。

通过对磁控溅射镀膜更换下的平面残靶分析后发现，位于平面靶材两头的端头板比中间板更快刻蚀穿透，无法继续使用，但是占靶材绝大部分重量的中间板仍有5～7mm的厚度可使用，最终造成整副平面靶材无法使用。

中国专利200310105218.5公开了一种可提高靶材利用率的磁控溅射靶，采用移动磁体技术，通过对普通磁控溅射平面靶磁体的该进，使其磁体在溅射镀膜过程中能够移动，从而使靶材表面的刻蚀区域更宽，它在一定程度上能够提高平面靶材的利用率，但该技术不易控制且容易影响溅射的均匀性，结构比较复杂，不易广泛推广。

中国专利200920204040.2公开了一种磁控溅射镀膜设备中的靶材结构，将传统的平面靶材更改为中间厚，两边薄，靶材的中间做成平面，两侧做成斜面，它在一定程度上能够提高平面靶材的利用率，但是它仍未能解决平面靶材两头的端头板比中间板更快刻蚀穿透的问题，实际应用中，因为该形状靶材不易加工，需要增加40％～50％的加工费，而且更换操作复杂，故而不易广泛推广。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单且可以有效节约生产成本，在不影响生产工艺、产品质量下立竿见影的提高靶材利用率的靶材结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种提高靶材利用率的靶材结构，所述的靶材结构包括靶材端头板和中间板，其特征在于，所述的靶材端头板比中间板厚。

所述的靶材端头板比中间板厚0.1～10mm。

所述的靶材端头板与中间板采用斜面过渡连接。

所述的斜面过渡的角度为30～90度。

所述的斜面过渡的角度为45度。

与现有技术相比，本发明增加平面靶材两头的端头板的厚度，结构简单，容易加工，使得端头板与中间板同时消耗完，采用这种结构的靶材进行磁控溅射镀膜，靶材利用率高，能使得平面靶材的利用率由20％～25％提高至30％～35％，它可广泛应用于磁控溅射镀膜领域。

附图说明

图1为现有技术提供的靶材端头板结构图；

图2为现有技术提供的靶材中间板结构图

图3为现有技术提供的靶材进行磁控溅射镀膜后的端头板结构图；

图4为现有技术提供的靶材进行磁控溅射镀膜后的中间板结构图；

图5为本发明提供的靶材端头板结构图；

图6为本发明提供的靶材中间板结构图；

图7为本发明提供的靶材进行磁控溅射镀膜后的端头板结构图；

图8为本发明提供的靶材进行磁控溅射镀膜后的中间板结构图；

图中，1为端头板，2为中间板，3为加厚部分，4为剩余部分。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图3所示一种磁控溅射镀膜设备中的靶材结构，所述靶材端头板比中间板厚，端头板与中间板连接处采用斜面过渡，所述斜面过渡角度为30～90度，优选地，所述斜面过渡角度为45度。

本发明的优点在于：与现有技术中的均匀等厚的靶材结构相比，本发明增加平面靶材两头的端头板1的厚度，使得端头板1与中间板2同时消耗完，采用这种结构的靶材进行磁控溅射镀膜，靶材利用率高，能使得平面靶材的利用率由20％～25％提高至30％～35％，它可广泛应用于磁控溅射镀膜领域。

实施例1

将经过充分溅射，消耗透的现有技术中的均匀等厚的靶材取下，测量端头板1与中间板2溅射后跑道中间最薄的地方的厚度，如图2所示，两者的厚度差作为端头板增加的厚度部分，在本实施例中该加厚部分3的厚度为2mm，实际使用过程中，可以根据靶材消耗的速率，适当调整增加或减少端头板厚度部分的尺寸，以其使得端头板与中间板同时消耗完，如图 3所示，端头板与中间板连接处采用斜面过渡，所述斜面过渡角度为45度。

实施例2

将经过充分溅射，消耗透的现有技术中的均匀等厚的靶材取下，测量端头板与中间板溅射后跑道中间最薄的地方的厚度，如图2所示，两者的厚度差作为端头板增加的厚度部分，在本实施例中该加厚部分3的厚度为10mm，实际使用过程中，可以根据靶材消耗的速率，适当调整增加或减少端头板厚度部分的尺寸，以其使得端头板与中间板同时消耗完，如图3所示，端头板与中间板连接处采用斜面过渡，所述斜面过渡角度为90度。

实施例3

端头板与中间板连接处采用斜面过渡，所述斜面过渡角度为30度，在本实施例中该加厚部分3的厚度为0.1mm。

在实际的使用中，平面靶材两头的端头板增加的厚度可以根据需要自由调整，以其使得端头板与中间板同时消耗完，本发明可用于任何使用平面靶材的磁控溅射镀膜系统并有效的提高平面靶材的利用率。