[实用新型]一种高性能溅射靶材组件的结构

说明书

技术领域

本实用新型属于靶材制造领域，特别涉及一种高性能溅射靶材组件的结构。

背景技术

在平面磁控溅射过程中，由于正交电磁场对溅射离子的作用关系，溅射靶在溅射过程中将产生不均匀冲蚀现象，从而造成溅射靶材的利用率普遍低下，一般只有30%左右，使用寿命较低。靶材的材料成本高、加工制造复杂，成品价格高。因此需要提出一种设计来提高靶材利用率，增大使用寿命，降低成本。

在溅射过程中，靶材组件作为阴极，首先应具有优良的导电性，同时为了排放高能态离子高速轰击靶材表面产生的热量，靶材组件也要具有优良的导热性。因此，靶材与背板的连接既要有一定的结合强度，以避免溅射靶在工作中的脱落、脆裂等问题，又要有高的热传导率和电传导率，靶材与背板连接的常用技术包括：机械咬合、钎焊、扩散焊等。在焊接前靶材与背板间结合处气体应完全排出，保证靶材与背板的焊接强度和焊合率。

CN1849408A公开了一种溅射靶材的制作方法，它采用锥形嵌入的方法制备靶坯和背板的组合件。该方法的主要缺陷为无法完全控制溅射的区域，通常溅射最深区域不在靶坯心部，而是在靠近靶坯外侧，因而有可能打穿溅射靶，从而影响溅射寿命。特别在焊接过程中，焊接结合处的晶粒极易长大，靶坯外侧薄而微观组织又可能会受焊接影响，从而影响溅射质量。此外，该组合件的加工量大，容易变形。因此，设计一种保证高质量焊接性能与使用性能且方便加工的长寿命靶材是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种性能优异的长寿命靶材，能够显著的提高靶材利用率，靶材的使用寿命提高了至少30%，采用本实用新型制备靶材可降低薄膜制备成本，降低更换靶材的时间。

为实现上述技术目标，本实用新型提供了一种高性能溅射靶材组件的结构。

一种高性能溅射靶材组件的结构，其背板其中1个表面上设置有环形凹槽，环形凹槽的圆心部分是设置在背板上的中心凸台，在靶坯的对应表面设置相应的环形凸台和心部凹槽，靶坯与背板通过焊接复合成组件。

所述靶坯背面和背板表面的凸台和凹槽分别相互配合，对于组件的焊接结合部位，环形凸台嵌入环形凹槽中的厚度H1和凸台嵌入心部凹槽中的厚度H2值均在0.5mm～10mm之间。

所述背板中心加工出的中心凸台的高度大于靶坯中心加工出的心部凹槽深度，差值为0.1mm～1mm。

所述靶坯的溅射面为平面或具有凹槽结构。

所述靶坯溅射面具有凹槽结构时，其凹槽深度为0.5mm～5mm。

所述靶坯的溅射表面能够加工出凹槽结构。

本实用新型的有益效果为：

1.靶坯背面的圆环凸台，能够增加靶坯的溅射厚度，因此，在溅射过程中靶材利用率得到显著提高，使用寿命增加；

2.焊接前靶坯背面心部凹槽与背板上的凸台有少量高度差，便于焊接前气体的快速排出，提高靶材焊接性能；

3.在靶坯溅射面通过增加凹槽，提高溅射面表面积，有利于靶材溅射过程中的均匀消耗，提高靶材的成膜质量，延长使用寿命。

附图说明

图1是常规靶材组件的轴向剖面图；

图2是本实用新型的靶材组件的轴向剖面图，其中靶坯溅射面为平面结构；

图3是图2所示靶材组件焊接前靶坯和背板各自的轴向剖面图；

图4是图3所示靶坯和背板在焊接前组合在一起，但是尚未焊接成一体时的轴向剖面图；

图5是本实用新型的靶材组件的轴向剖面图，其中靶坯溅射面为带凹槽的结构；

图6是本实用新型靶材溅射使用后的轴向剖面示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种高性能溅射靶材组件的结构，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

本专利主要通过在靶坯3和背板4上分别设置环形凸台31与环形凹槽41，靶坯3与背板4加工处配合间隙，便于焊合前的气体排出，提高焊接结合性能。同时由于靶坯3总体厚度增加和环形凸台31的存在，靶材在溅射过程中的最大消耗量增加，从而提高了整个靶材的使用寿命。为了进一步提高靶材的利用率，在靶坯3的表面加工出凹槽结构，通过增加其溅射表面积，提高镀膜质量，增加溅射寿命。

一种高性能溅射靶材组件的结构，其背板4其中1个表面上设置有环形凹槽41，环形凹槽41的圆心部分是设置在背板4上的中心凸台42，在靶坯3的对应表面设置相应的环形凸台31和心部凹槽32，靶坯3与背板4通过焊接复合成组件。