[发明专利]溅射靶材的绑定材料及绑定方法

说明书

本发明提供一种溅射靶材的绑定材料，属于溅射镀膜技术领域。所述绑定材料为在硅胶中掺入碳纳米管形成CNT硅胶，加入导电分散剂后机械搅拌得到。本发明还提供绑定靶材的绑定方法，将绑定材料涂布在背板及靶材的结合面，使结合面相互接触并施以压力，在25℃～100℃温度下掺入碳纳米管的硅胶充分固化实现靶材的绑定。本发明将碳纳米管掺入到硅胶中，利用碳纳米管的导电、导热性能使原本不具导电且导热不佳的硅胶，变成导热且导电的硅胶，并将具备导电导热的硅胶用于靶材的绑定。采用本发明绑定材料，使平面靶、旋转靶、厚靶材、薄靶材、金属、非金属、氧化物陶瓷靶材及含硫族难绑定的靶材都可以得到稳定、安全、低温的绑定。

技术领域

本发明属于溅射镀膜技术领域，涉及一种绑定材料，具体为一种溅射靶材的绑定材料及绑定方法。

背景技术

溅射工艺是一种制作薄膜的方法，通过溅射可以使得靶材的化合物镀在预设的物体上面，得到的薄膜厚度均匀且环保，所以溅射经常用在半导体镀膜特别是薄膜厚度在10nm-5000nm之间的半导体镀膜。例如，在一片平整的玻璃上镀膜，要镀金、银、铜、或其他金属或氧化物的化合物，只要安装了金、银、铜、或其他金属或氧化物的化合物的靶材在真空腔体的靶座(Sputter cathode)上，施加以适当的电流、电压在靶座及配合适当的氩气气氛，就可以得到所需的镀膜。

靶材在被溅射时，通常是需要黏结在铜背板上的，然后铜背板与靶材安装在靶座上。靶材与铜背板之间的黏结就叫做绑定，实现黏结所用的材料叫做绑定材料，有绑定的靶材在实际生产中比较好操作，并有利于后续的整理，同时还能节省靶材的材料费。当然也有不需要绑定的靶材，例如价格比较低廉的金属铜、铝、钼等，直接加工成与靶座的尺寸配合，靶材与背板一体成型。

绑定材料最基础的要求是具有导热性和导电性，同时要求具有热稳定性，在真空腔体内溢气少，不能与靶材发生化学反应，绑定材料与靶材发生化学反应容易导致绑定失效而脱靶或掉靶。

根据靶材材料的不同，靶材绑定存在一定的难易区别，一般金属材料及贵重金属靶材容易绑定，但靶材尺寸太大，贵重金属靶材的厚度极薄会变得不容易绑定；一般的化合物材料容易绑定，但玻璃体的靶材不容易绑定，因为玻璃体靶材无法施加温度与压力，否则靶材容易裂靶、断靶；硫族化合物的靶材很难绑定。靶材的几何形状也对绑定的难易程度有一定影响，平面靶绑定相对容易，旋转靶比平面靶复杂，且绑定时间很长，高温长时间操作容易引起靶材及绑定材料的氧化问题。

传统的绑定材料是金属铟In，或锡Sn等低熔点的金属，低熔点具有节省能源与好操作的优点。但传统的铟In作为绑定材料具有以下缺点：

使用铟作爲绑定材料需要将背板及靶材加热至铟的熔点157℃以上，温度越高(例如180～200℃)铟的流动性及粘合力越佳，但是长时间的高温对铟的氧化及靶材都是不利的，并且增加了热预算成本。

无法绑定硫族化合物靶材，硫族元素化合物开关材料在制成溅射靶材之后，需要将其绑定到相关的溅射机器的背板上。溅射的背板材料通常是铜或者铜合金所制。在绑定的加热过程中，如果靶材是具有极差的导热性能，很容易在该材料内部产生温度梯度，这个温度梯度就会产生相应的热应力。当该热应力达到足够大时，就会导致材料的断裂。因此，极差的导热性能靶材的绑定工艺，其加热速率和降温速率必须控制在很低的水平，以避免出现高的热应力。另外一种解决方案，就是采用所需温度较低的绑定介质，例如不用传统的铟材料，而是采用新的绑定介质Elastomer。该种Elastomer通常是在接近室温的条件下固化72小时。不管采用那种方案，这道工序因为材料的物理特征，总体来说其良率比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绑定材料及绑定方法，可以很容易解决上述传统铟绑定存在的问题，能实现传统靶材及难绑定靶材的绑定。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种溅射靶材的绑定材料，所述绑定材料包括硅胶和碳纳米管。