[实用新型]一种磁控溅射圆柱靶

说明书

技术领域

本实用新型涉及制备薄膜的磁控溅射技术领域，尤其是磁控溅射圆柱靶。

背景技术

所谓磁控溅射，就是除在靶上施加一个电场外(电力线垂直于靶表面)，再造一个磁场，要求平行于靶表面的磁感应强度分量在30～50毫特斯拉，在这种条件下形成的辉光放电，被磁场约束在靠近靶面的等离子体区域内，电子受洛仑兹力的影响，作摆线和螺旋线状的复合运动，路径大大延长，放电的等离子体密度大大提高，随之正离子的数量也大大增加，形成一个等离子体区域，因而，溅射产量加大，提高了镀膜的生产效率。

现有技术中的磁控溅射圆柱靶的结构及磁路分布如附图1、2所示，它包括靶芯1、冷却水流道2、极靴3、环形永磁铁4、靶材5、磁环6等，其环形永磁铁4的组合方式是相邻路环形永磁铁的极性朝向相反，即采用平衡磁场NSNS方式。其不足之处是：

1、溅射区域小、效率低：磁路在圆形靶管的表面形成闭合的磁力线拱状”跑道”，即等离子体区域10，且每路环形永磁铁只有1个溅射区，溅射效率低，且在靶材上与每个环形永磁铁磁场强度最强的区域形成刻蚀的环形沟道11，溅射不均匀，从而造成膜层不均匀；

2、靶材两端的刻蚀速度快，靶材利用率低，磁路复杂：由于在极靴的两端各有个磁环，使靶管两端的刻蚀速度比中间快，即不能同速率消耗靶材，导致靶材利用率低，且磁路复杂。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种磁控溅射圆柱靶，它形成的等离子体区域面积大，溅射均匀，提高了靶材的利用率、避免靶材的浪费。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种磁控溅射圆柱靶，包括靶芯、冷却水流道、靶材，所述靶芯的外圆周面上沿轴向设有多条凹槽；各凹槽内分别设有一磁条，所述磁条由多个条形磁铁依次排列形成；每个磁条的条形磁铁的磁极沿靶芯的径向设置，且当所述凹槽条数为奇数时，所述各条形磁铁沿靶芯径向朝外的磁极同为N极或同为S极；当所述凹槽条数为偶数时，间隔一个凹槽的凹槽内的条形磁铁沿靶芯径向朝外的磁极同为N极或S极，且相邻凹槽内的条形磁铁沿靶芯径向朝外的磁极相反。

作为本实用新型的进一步的技术方案：

在该磁控溅射圆柱靶中，所述靶芯外圆周面上的凹槽及凹槽内的磁条分别绕靶芯的轴线均匀分布。

在该磁控溅射圆柱靶中，所述靶芯外圆周面上的凹槽设有三条。

在该磁控溅射圆柱靶中，所述靶芯外圆周面上的凹槽设有四条。

在该磁控溅射圆柱靶中，沿靶芯轴线方向，位于每个磁条两端的两块或四块条形磁铁为弱磁铁。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型通过去掉两端磁环，改用小型条形磁铁代替，采用条形磁铁组成磁条代替环形永磁铁，结构更为简单，冷却效果更好，并采用非平衡磁场安装方式，改变磁路，磁路更简单但形成的等离子体区域面积增大，特别降低靶材两端溅射速率，解决靶材两端溅射后出现凹槽的缺陷，且磁场强度更均匀，不易在靶材上出现刻蚀的环形沟道，提高靶材利用率，也使溅射形成的膜层更为均匀。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

图1为现有技术的磁控溅射圆柱靶的结构示意图；

图2为现有技术的磁控溅射圆柱靶及磁路分布正视图；

图3为本实用新型实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一靶芯、磁条、靶材之间的安装结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的磁条排列及磁路分布示意图；

图6为本实用新型实施例二的磁条排列及磁路分布示意图；

图中：1靶芯，2冷却水流道，3极靴，4环形永磁铁，5靶材，6磁环，7磁条，8条形磁铁，9弱磁铁，10等离子体区域，11刻蚀的环形沟道。

具体实施方式

实施例一：如图3、4、5所示，该磁控溅射圆柱靶包括靶芯1、冷却水流道2、靶材5，靶芯1的外圆周面上沿轴向设有3条凹槽；各凹槽内分别设有一磁条7。凹槽及凹槽内的磁条7分别绕靶芯1的轴线均匀分布。

磁条7由多个条形磁铁8依次排列形成；每个磁条的条形磁铁8的磁极沿靶芯1的径向设置，且如图5所示各条形磁铁8沿靶芯1径向朝外的磁极同为N极(也可以同为S极)。

该磁控溅射圆柱靶中，沿靶芯1轴线方向，位于每个磁条7两端的两块或四块条形磁铁为弱磁铁9。

所述条形磁铁，优选尺寸为长25mm、宽12mm、高11mm或长49mm、宽12mm、高11mm。所述弱磁铁，优选尺寸为长为20mm、宽为12mm、高为11mm。