CN102906300B

CN102906300B - 溅射靶到背衬材料的非连续接合

Info

Publication number: CN102906300B
Application number: CN201180025119.9A
Authority: CN
Inventors: 辛钟源; N·马尔加丹; K·利特纳
Original assignee: Umicore NV SA
Current assignee: Vital Thin Film Materials Guangdong Co Ltd
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2031-05-23
Also published as: KR20180006464A; US20130118898A1; TW201204856A; JP2013529253A; CN102906300A; EP2572013A1; WO2011144759A1; TWI544099B; US9932667B2; KR20130113955A; JP5840679B2; EP2572013B1

Abstract

一种靶组件，包括一个支撑体，该支撑体具有一个承载表面；一个溅射靶，该溅射靶具有一个附接表面，所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间；以及一种接合材料，该接合材料被布置在该中间空间中，用于使所述附接表面结合至所述承载表面，其中所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个的特征区域被选择性地进行表面处理以增强所述特征区域中所述接合材料的接合强度。

Description

溅射靶到背衬材料的非连续接合

技术领域

本发明涉及用于薄膜产品的溅射靶。此类靶可以是平面或圆柱形的并且具有呈现板或管形状的背衬体，即所谓的支撑物，陶瓷或金属靶材料被接合至该背衬体。

背景技术

在溅射期间，靶暴露于离子轰击以及随后较高的热负荷，并且因此背衬体被水冷却。大的溅射靶通常由其上接合有一个或多个靶区段的背衬管或背衬板组成，即，这些靶区段通过一种接合材料被附接到背衬体，该接合材料可以是熔化温度较低的金属或金属合金，又称为金属焊料，或其他任一种类的导电和导热粘合剂，例如，填充弹性体。

支撑物的功能是向冷却水提供电能传递（electricalpowertransfer）、机械强度以及热传递，并且它允许将靶安置在溅射源中。由于呈现板或圆柱体形状的靶区段经常通过焊接被接合在支撑物上，因此在大多数情况下，靶材料与支撑物材料之间的热膨胀系数存在错配，这导致在焊层上及在靶区段与焊料之间以及焊料与背衬体之间的界面上产生热应力，尤其是在靶接合或焊接后的冷却期间，而且还在溅射过程中靶的使用期间。此外，当焊料凝固时，它的体积可能会收缩，这也导致产生界面收缩应力。

累积的热和收缩应力常常导致焊层从背衬体或靶区段材料或从这两者强烈且不受控制地脱层。在存在较大表面积脱层的情况下，从靶区段到支撑物的散热是最小的，这导致局部过热，从而引起更不均匀的热应力，并最终在溅射期间使靶区段开裂。

为了克服之前引述的问题，在US2009/0152108中，由一种补偿了靶和背衬材料两者的变形的可塑性变形的补偿装置替代了靶到背衬体的粘合剂接合。在一个实施方案中，该补偿装置由使靶和承载构件彼此部分地接合的局部受限焊桥形成。在承载构件中，以螺旋形或环形槽的方式提供切出部，其中焊料在发生接合之前保留。在焊料加热并液化后，转动靶和承载构件以使得液态焊料通过离心力移出切出部以填充靶与承载构件之间的间隙并形成焊桥，但不是在切出部的高度处。该专利申请中针对应力问题给出的解决方案仍然是相当复杂的。

鉴于上文引述的脱层问题，需要一种更简单且更可靠的接合系统。

发明内容

从第一方面看，本发明可以提供一种靶组件，包括一个具有承载表面的背衬体或支撑体以及一个具有背侧表面或附接表面的溅射靶，所述承载表面面向所述背侧表面，由此界定携带一种接合材料的一个中间空间，该接合材料使所述背侧表面结合至所述承载表面，其特征在于所述背侧表面和所述承载表面中的任一个或两个的特征区域（distincearea）被选择性地进行表面处理，以便增强所述特征区域中所述接合材料的接合强度。

在本发明的另一方面，一种靶组件包括一个具有承载表面的支撑体；一个具有附接表面的溅射靶，所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定在所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间；以及布置在该中间空间中用于使所述附接表面结合至所述承载表面的接合材料，其中所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个的特征区域被选择性地进行表面处理，以增强所述特征区域中所述接合材料的接合强度。

在此方面的一个实施方案中，所述接合材料以液体形式被引入到所述中间空间中。在另一个实施方案中，对特征区域进行处理包括增强所述特征区域的润湿特征以使得接合材料牢固地粘附至其上。在另外一个实施方案中，支撑体和溅射靶是圆柱形形状并被相对彼此同中心地安排。

在又一个实施方案中，支撑体具有外径D1并且溅射靶具有内径D2，这样使得中间空间具有厚度D=(D2-D1)/2（很显然，D>0）。接合材料可以包括一种低熔点焊料。该低熔点焊料可以是铟。

在另外一个实施方案中，对特征区域的处理包括大气或低压真空等离子体处理、电晕处理、研磨、喷砂或干冰喷射。在另一个实施方案中，对特征区域的处理包括通过等离子体喷涂、经由掩模溅射、或高能辅助焊接来施加金属层。在一个具体实施方案中，所述金属层包括上文描述的所述低熔点焊料。高能辅助焊接可以包括超声波焊接。在另一个实施方案中，对特征区域的处理包括施加机械摩擦，例如，刷涂或摩搓。

在又一个实施方案中，特征区域包括所述附接表面和所述承载表面中的任一个或两个的总表面的33%与95%之间。在另一个实施方案中，特征区域存在于所述附接表面和所述承载表面两者之上。在本实施方案中，在所述附接表面上的所述特征区域和在所述承载表面上的所述特征区域中的至少一部分彼此不对齐。在多个实施方案中，支撑体可以具有比所述溅射靶更高的热膨胀系数（CTE）。

在本发明的另一方面，一种用于控制靶组件中接合材料的脱层的方法，该靶组件包括一个具有承载表面的支撑体、一个具有附接表面的溅射靶，所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定在所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间，用于使所述附接表面结合至所述承载表面的该接合材料被布置在该中间空间中，该方法包括对所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个的特征区域选择性地进行表面处理以增强所述特征区域中接合材料的接合强度，由此在接合材料的凝固和/或靶的溅射期间控制接合材料的脱层。

在一个实施方案中，对特征区域进行处理包括增强所述特征区域的润湿特征以使得接合材料牢固地粘附至其上。在另一个实施方案中，对特征区域进行处理包括大气或低压真空等离子体处理、电晕处理、研磨、刷涂、摩搓、喷砂或干冰喷射。在另外一个实施方案中，对特征区域进行处理包括通过等离子体喷涂、经由掩模溅射、或高能辅助焊接来施加金属层。高能辅助焊接可以包括超声波焊接。

在本发明的另一方面，一种用于控制靶组件中热应力的方法，该靶组件包括一个具有承载表面的支撑体、一个具有附接表面的溅射靶，所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定在所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间，用于使所述附接表面结合至所述承载表面的该接合材料被布置在该中间空间中，该方法包括对所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个的特征区域选择性地进行表面处理以增强所述特征区域中接合材料的接合强度，由此控制在溅射靶与接合材料以及在支撑体与接合材料之间的界面中的热应力。

附图说明

图1a是说明圆柱体的接合原理的示意性表示（前视图）；

图1b是说明圆柱体的接合原理的示意性表示（俯视图）；

图2是展示现有技术的脱层方案的现有技术的靶组件的俯视图示意性表示；

图3a、图3b以及图3c是说明在溅射期间在使用中的示例性靶组件的示意性表示；并且

图4是说明具有润湿层图案的背衬管的示例性安排的前视图示意性表示。

具体实施方式

利用对支撑物的承载表面和/或靶(区段)的后侧材料的选择性处理，在靶/接合层/背衬体组件的最后冷却以及由此引起的接合期间，靶组件通过控制上述应力并通过在接合层中建立选好的空隙来阻止接合材料大面积脱层。该选择性处理包括一种润湿或供能过程，用来通过改变支撑物材料和靶材料中的一种或两种的表面能来使焊接材料或接合材料粘贴在支撑物材料和/或靶材料上。本领域普通技术人员将认识到，有若干方式可以改变表面材料的表面能。实例包括，但不限于，大气或低压真空等离子体处理（使用惰性气体或反应活性气体）；电晕处理；通过研磨、刷涂、摩搓、喷砂或干冰喷射对表面的机械预处理；薄金属层的电化学沉积；通过等离子体喷涂、经由掩模溅射或高能辅助焊接技术，例如超声波焊接，来沉积薄金属层。通过选择性地控制润湿过程，可以界定焊料粘合良好（牢固）的特征区域，并且因此也可以界定焊料粘合较差（薄弱）的区域。这些特征区域可以包括背侧表面和承载表面中的任一个或两个的总表面的33%与95%之间。

在示例实施方案中，靶组件包括一个具有承载表面的支撑体和一个具有附接表面的溅射靶。该承载表面和该附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定在这两个表面之间的一个中间空间。一种接合或焊接材料被引入到该中间空间中，用于使附接表面结合至承载表面。然而在此之前，附接表面和承载表面中的一个或两个的特征区域被选择性地进行表面处理以增强这些特征区域中接合材料的接合强度。据认为，接合材料的润湿特征在这些特征区域中得到了增强。在一个实施方案中，附接表面的特征区域可以不面向或对齐（即，可以偏离）承载表面的特征区域。在特征区域仅被提供在附接表面和承载表面中的一个表面上时，另一个表面可以按相同的方式在其完整的表面上（非选择性）进行处理，以便在该表面上产生一个完全（连续）的润湿层和接合材料的整体良好润湿。

接合材料可以呈液体形式被引入中间空间中。接合材料可以是一种低熔点焊料，例如，铟。

背衬体或支撑物可以是具有外径D1的圆柱形并且外部溅射靶也可以是具有内径D2的圆柱形。背衬管和靶可以被同中心地安排，从而将中间空间界定为具有厚度D=(D2-D1)/2（D很显然>0）。

焊接材料或接合材料的接合强度在已被润湿或供能的区域中得到了增强。选择性润湿过程导致在接合期间接合材料从非润湿表面的脱层受到控制，从而以受控方式降低并潜在性地缓解在接合过程期间所形成的热应力。在接合期间的受控脱层减少并潜在性地避免了在未来的不受控脱层。通过控制脱层，在接合层中特意地、选择性地形成空隙。因此，形成了粘合良好和粘合较差的交替区域，从而借助于导热焊接材料或其他接合材料导致在靶区段的整个区域上的热传递均匀分布。这样，避免了可能会导致产生过高的应力并最终在溅射过程期间使溅射靶开裂的有害的局部过热点。通过使用受控润湿或脱层的方法，能够在内在应力最小的情况下使靶区段材料与支撑物材料接合，这导致与具有非均匀并且不受控的脱层区分布的溅射靶相比，接合的溅射靶能够经受更高的热负荷。

例如对于由一个背衬管和一个或多个圆柱形靶区段组成的旋转靶，并且例如对于其中该背衬管具有比靶区段更高的热膨胀系数（CTE）的情况，上述靶组件是有用的。背衬管与靶区段之间的这个CTE差（或ΔCTE）可以引起从进行接合的温度开始冷却时，在系统中产生足够的热应力，以至于在接合系统中的任何界面可能出现不受控制的脱层。

靶/背衬管组件的实例为：不锈钢上的Al:ZnO（掺铝的氧化锌）、不锈钢上的硅、不锈钢上的Si:SiO₂、不锈钢上的ITO（铟锡氧化物）、铝上的AZO等。

有其他方法可以减少ΔCTE。举个例子，CTE较低的背衬管是可用的，例如，由金属（例如，Ti和Mo）组成。CTE较低的管比普通的背衬管材料（例如，不锈钢AISI304、不锈钢AISI316(L)、Al6060、Cu）要贵得多。选择由贵得多的材料制成的背衬管会给产品带来竞争劣势。

所提议方法的另外一个作用是，可以减少每个靶所需的焊料合金的体积。由于接合金属（合金）是一种昂贵的材料，减少每个靶所需合金的体积是有利的。所提议的方法使得溅射靶具有成本优势。

对于旋转靶来说，非连续润湿区的区域外观可以具有不同的图案，例如，点、长条或短条、在任何方向上（水平或垂直或对角线）的螺旋。

非润湿区与润湿区的表面积的比取决于靶和支撑材料的热膨胀系数以及焊料的类型，以及还有在焊接材料被引入并开始冷却时靶区段和支撑材料的温度。靶区段和支撑材料这两个部分的温度可以是不同的，这取决于所选择的加热和/或冷却技术。

如上所述，结构化的、受控的润湿或金属化（metallisation）导致局部接合误差或空隙受到控制（例如，焊料从背衬管或靶区段的较小脱层）。与没有缺陷的润湿区域或特征区域的等效面积相比，每个局部空隙将具有特征区域相对较小的面积，这样使得在溅射期间充分散热是可能的。实际上，这可以意味着在1/20与2/1之间的空隙/没有缺陷的润湿区域，或以mm表达时，这可以是在1mm:20mm到10mm:5mm之间的空隙长度或未处理区域的长度:处理的或润湿的区域的长度。在多个实施方案中，空隙可能以或多或少有规律的图案出现，与良好接合、无空隙的区域交替，其中一个局部空隙到下一个局部空隙具有一定距离。这些空隙在接合后的冷却过程期间（低于焊料的熔点）通过焊料的内聚力以及界面处的粘合力和剪切力的作用自动形成。

在接合后可以主动或自然地完成组件的冷却（可以应用自然的和受控的冷却）并且可以是从内侧或从外侧或从两侧都是主动的。

将参考所提供的附图来描述靶组件。应当理解的是，附图仅仅是说明性的并且决不对本发明的范围造成限制。

图1a和图1b说明了接合一个旋转靶的已知原理。将一个靶区段（TS）插入在背衬管（BT）上，随后将焊接材料或接合材料（BM）（熔化的铟或另一种低熔化温度的合金）倒入被加热到（并可能超过）接合材料熔点的两个管之间的中间空间中。此后，将靶组件冷却至室温。

图2说明了现有技术中焊料脱层的原理。在现有技术的实例中，具有承载表面的支撑管的热膨胀系数（CTE）大于具有背侧表面的靶区段的热膨胀系数（CTE）。待溅射的一种示例靶材料为具有特定组成变化的掺杂Al或掺杂Al₂O₃的ZnO（AZO）。靶区段具有的外径为163mm并且内径为135mm。将外部靶表面机械地研磨至这些尺寸。可以通过机械研磨或以其他任何适合的方式，例如，化学蚀刻获得该内径。实例Al:ZnO（AZO）靶材料在20°C到200°C的温度范围内具有的CTE为大约5.5＊10^-6/K。一种具有承载表面的示例背衬管由不锈钢制成。该背衬管具有的外径为133mm并且内径为125mm。外部表面可以被机械地打磨或研磨。示例背衬管（例如，不锈钢AISI304）在20°C到200°C的温度范围内具有的CTE为大约15＊10^-6/K。当制造一个旋转Al:ZnO（AZO）靶时，将靶/背衬管组合加热到大约180°C（如果焊接材料是铟），并且将焊接材料或接合材料倒入靶与不锈钢背衬管（SST）之间的环形中间空间或接合间隙中。该环形空间具有的厚度为0.3-1.5mm（例如，0.7mm）（参见左下图）。然而，当冷却至室温（RT）时，环形空间或间隙由于CTE的差异而变宽至1mm。在上图说明这一变宽情形。在右下图示出后果。在冷却期间，焊料的体积收缩与接合间隙的体积扩展相组合引起最弱链（weakestlink）（例如，氧化物或空隙）被破坏，而有利于更牢固的接合区域。

在示例靶组件中，与现有技术相反，为了在承载表面与焊接材料之间以及在背侧表面与焊接材料之间获得有保证的接合强度，可以先行通过适合的供能技术对图2中的实例的两个表面进行处理。

在这个实例中，AZO靶区段的内壁，换言之即背侧表面，具有薄的金属层，该金属层然后允许接合材料良好地润湿到AZO陶瓷表面上。在一个实施方案中，该薄的金属层，进一步被称为“润湿材料”，是与焊接材料相同的材料。

该润湿材料也可以是对于焊接材料，例如，铟或铟合金、锡或锡合金、银或银合金来说具有良好润湿特性的任何其他金属合金。此类合金可以包括一定量的其他金属元素以改进润湿特性和接合强度或以降低熔点或作为污染物。Ti、Zn、Cu、Ni、Ga、Ce、Bi、Sb、Si可以是此类元素。润湿层可以在没有任何中间层的情况下被直接施加在AZO背侧表面上，或润湿层可以通过使用允许润湿层更坚固地粘合到AZO背侧表面的一个或多个中间层而间接施加。该中间层可以是对于焊接材料，例如，铟或铟合金、锡或锡合金、银或银合金、金或金合金来说具有良好润湿特性的任何其他金属合金。此类合金可以包括一定量的其他金属元素以改进润湿特性和接合强度或以降低熔点或作为污染物。Ti、Zn、Cu、Ni、Ga、Ce、Bi、Sb、Si可以是此类元素。

靶区段的背侧表面上的中间层和/或润湿层可以通过电化学沉积或基于空化原理的超声波处理或溅射涂布技术或机械刷涂或热处理来施加。超声波空化现象用于通过产生导致刷涂效果的微振动的强超声波源的影响来除去待润湿的表面上的氧化层。背侧表面可以在其全部表面区域上或仅仅部分地被润湿。

可以通过使用用于电化学沉积、热处理、溅射涂布或机械刷涂或超声波处理的掩模而经由选择性润湿来实现在背侧表面上的润湿层的直接图案化。

对于选择性超声波润湿而言，可以通过超声波设备的不连续处理，例如，重复接通和切断或者以可变的馈送率不同地移动超声波振子来实现图案化。为了实现这一点，使清洗后的靶区段在加热炉中固定在一个水平位置上并沿其轴线旋转。将炉温设置为超过润湿材料的熔化温度的温度。如果表面温度高到足以处理该液态材料，则将它施加到旋转的背侧表面上。通过使用机械装置，例如，刷涂使该液态材料铺展开来。使该材料保持液态并且将超声波振子引入到圆柱形靶区段的内部空间中。在该靶区段在炉中的旋转期间，将超声波振子如此安置在靶背侧表面上，使得在所述背侧表面与超声波振子的尖端之间有轻微的接触。借此，将至少有几个mm的超声波振子尖端浸在液态润湿材料中。超声波振子尖端从前面（靶区段的顶部或底部）朝向靶区段的另一端向前、或从背面到前面向后以某个前进速率移动，例如，通过重复停止和继续移动而移动使得通过超声波焊接形成环形的润湿层。在某些所选择的位置处，超声波振子对背侧表面进行处理而不向前或向后移动，从而由润湿材料润湿至少一个圆周环形的靶表面区域。然后，超声波振子进一步移动一定距离并且重复进行上述处理。超声波振子也可以按定义的前进速率连续移动，以便获得螺旋形的图案而不是环形的图案。

一种在靶区段的背侧表面上制造非连续润湿层的替代性方法是施加预先图案化的中间层，这样使得仅仅针对预先图案化的区域保证润湿层的充分粘合。可以通过使用用于电化学沉积或热处理或溅射涂布的掩模来实现中间层的图案化。在中间层预先图案化后，在加热炉中旋转靶区段。将炉温设置为超过润湿材料的熔化温度的温度。如果表面温度高到足以处理润湿材料，则将该润湿材料放在旋转的背侧表面上。借助于机械工具，例如，刷涂使润湿材料铺展开来。包括中间层的润湿层具有的厚度典型地小于0.1mm。

在另一个实例中，为了在承载表面（作为背衬管的外部表面）上制造环形或螺旋形图案的润湿层，将被机加工至最终尺寸的清洗好的背衬管加热到润湿材料熔化的温度，并且该温度必须高到足以使润湿材料在表面处理期间保持液体状态。一旦达到上述温度，背衬管开始旋转并且将超声波振子施用于润湿材料。超声波润湿集中在一个位置以便在旋转的背衬管的承载表面上形成至少一个（圆周）环形粘合层。在对一个环形润湿层进行处理后，超声波振子的尖端移到下一个位置，从而在接合区域的整个长度上使两个环形润湿层之间保持一定的距离。借此，通过在接合区域的整个长度上承载表面的处理与未处理的交替来获得非连续润湿层（换言之，选择性润湿层），如图4中所示。

图4示出了具有承载表面的背衬管的一部分的前视图，其中可以清楚看到，通过对表面的交替超声波处理而以环形的方式在背衬管的外部表面上获得选择性润湿层（浅色）。

该选择性润湿也可以按螺旋形施加。在这种情况下，超声波振子在旋转的背衬管上以定义的前进速率连续移动，以使得获得没有完全润湿的承载表面。选择性润湿还可以通过电化学沉积或溅射涂布或热喷涂或喷砂来制备，从而使用掩模来形成润湿层的非连续图案。

在选择性润湿完成后，并且如图1a和图1b中所示，其背侧表面具有完全（连续）或部分（非连续）润湿层的靶区段被同中心地安置在其承载表面具有完全（连续）或部分（非连续）润湿层的背衬管的表面外部。接合间隙的底部由高温密封材料密封。靶区段和背衬管这两个部分被加热到焊接材料，例如，铟或铟合金、锡或锡合金、银或银合金的熔点以上。此类合金可以包括一定量的其他金属元素以改进润湿特性和接合强度或以降低熔点或作为污染物。Ti、Zn、Cu、Ni、Ga、Ce、Bi、Sb、Si可以是此类元素。

当靶区段的表面温度达到充分高的温度时（典型地超过焊接材料的熔化温度20°C至30°C），将液态焊料引入到接合间隙中。一旦接合间隙用熔化的焊料完全填满，停止加热并且靶区段和背衬管以及焊料开始冷却。冷却时，焊料在低于其熔化温度的情况下凝固并且接合间隙如上所述地增加。由于凝固的焊接材料无法补偿增加的接合间隙，界面中的最弱链将会破坏。背侧表面与焊料和/或承载表面与焊料之间的界面中的这个最弱的结合点如上所述是位于不存在选择性非连续润湿层之处。可预见的脱层或空隙的形成可以被局限在这个狭窄的范围内，这导致产生最小的接合误差。这允许在随后的溅射过程期间充分散热。

图3a展示了使用中的一个旋转靶组件的示例安排的一部分的横截面（前视图）。在溅射期间，由流入背衬管中（左箭头）的水W对其进行冷却，同时等离子体P对靶进行加热（右边）。热量（如黑色小箭头所示）在溅射期间穿过AZO层和铟焊料接合层到背衬管消散。在此实例中，背衬管-焊料和AZO-焊料的接触面偏离或没有被设在相应的高度。由于在这两个接触区域中存在精细分布的小空隙而不是由于预定义的润湿误差而引起的较大脱层区域，获得了充分并受到控制的散热。

图3b说明了其中仅仅靶区段的背侧表面被处理以便形成充分粘合的非不连续润湿层（润湿层的图案化）的示例安排。图3c说明了其中仅仅背衬管的承载表面被处理以便形成充分粘合的非不连续润湿层的示例安排。

图3a至图3c中在靶区段的背侧表面与接合层之间或在接合层与背衬管的承载表面之间或它们二者的中间空间展示了焊料与背侧表面或承载表面之间的空隙空间或部分脱层的空间或较弱接合。

在下文对使用如上所述处理的AZO靶组件的实例进行说明。在CIGS或薄膜硅太阳能电池的情况下，此类靶可以用于薄膜光伏产业中以沉积Al:ZnO前窗接触层。对于任何陶瓷靶材料而言，市场希望将沉积速率最大化，以减少制造成本（即，涂布成本）并提高生产率。这仅仅当能够在靶上使用高功率负荷时才是可能的。目前，旋转AZO上的可允许功率负荷已经受到接合技术的限制。

对于标准旋转AZO尺寸，即，由内径125mm的不锈钢背衬管和直径135mm并且壁厚14mm的AZO旋转圆柱体构成，获得了18-20kW/m的典型DC功率负荷。只有单件式、经过喷涂的旋转AZO靶已被报告为维持功率负荷在25kW/m以上并且甚至高达32kW/m。后者的靶具有受限的Al:ZnO壁厚（典型地仅9mm）并且具有仅仅大约90%的密度。这样，它们存在其他缺点。

在一个实施方案中，与图3c中的展示相应，通过如之前所述施用超声波处理来利用铟使AZO靶的背侧表面完全润湿。将背衬管的承载表面部分润湿以便获得如图4中所示的图案（利用环形的选择性润湿层），其中通过使用超声波振子法来利用铟层使60%与80%之间的承载表面选择性地润湿。每个润湿环的宽度在6与20mm之间，每个未处理表面环的宽度在2与6mm之间。在施加了这个选择性润湿后，在AZO靶上成功地处理27,27kW/m的DC功率负荷，这比对于利用现有技术水平的技术所产生的接合的旋转AZO靶来说要高得多。

本发明也可以通过下面的条目来说明：

1.一种靶组件，包括一个具有承载表面的背衬体和一个具有背侧表面的溅射靶，所述承载表面面向所述背侧表面，由此界定携带一种接合材料的一个中间空间，该接合材料使所述背侧表面结合至所述承载表面，其特征在于所述背侧表面和所述承载表面中的任一个或两个的特征区域被进行表面处理，以便增强所述特征区域中所述接合材料的接合强度。

2.根据条目1所述的靶组件，其特征在于所述接合材料以液体形式被引入所述中间空间中，并且在所述经过表面处理的区域中，所述接合材料的润湿特征得到了增强。

3.根据条目1或2所述的靶组件，其特征在于所述靶组件包括一个具有外径D1的内部圆柱形背衬体和一个具有内径D2的外部溅射靶，所述背衬管和所述靶是同中心的并界定所述中间空间具有厚度D=(D2-D1)/2。

4.根据条目1至3的任一项所述的靶组件，其特征在于所述接合材料是一种低熔点焊料，例如，铟。

5.根据条目1至4的任一项所述的靶组件，其特征在于所述经过表面处理的区域是通过大气或低压真空等离子体处理、电晕处理、研磨、喷砂以及干冰喷射中的任一种而获得的。

6.根据条目1至5的任一项所述的靶组件，其特征在于所述经过表面处理的区域是通过施加金属层而获得的,该施加是通过等离子体喷涂、经由掩模溅射或机械摩擦（例如，刷涂或摩搓）或高能辅助焊接（例如，超声波焊接）。

7.根据条目1至6的任一项所述的靶组件，其特征在于所述背侧表面和所述承载表面各自的所述特征区域包括所述背侧表面和所述承载表面中的一个或两个的总表面的33%与95%之间。

8.根据条目6或7的任一项所述的靶组件，其特征在于所述背侧表面是通过经由超声波焊接施加金属层进行表面处理的，从而这些特征区域包括所述背侧表面的总表面的90%与100%之间，并且在于所述承载表面是通过经由超声波焊接施加金属层进行表面处理的，从而这些特征区域包括所述承载表面的总表面的60%与80%之间。

9.根据条目1至7的任一项所述的靶组件，其特征在于所述背侧表面和所述承载表面都被进行表面处理，并且所述背侧表面和所述承载表面两者的经过处理的区域不是彼此面对的。

10.根据条目1至9的任一项所述的靶组件，其特征在于所述背侧表面具有比所述溅射靶更高的热膨胀系数（CTE）。

11.一种靶组件，包括：

一个支撑体，该支撑体包括承载表面；

一个溅射靶，该溅射靶包括附接表面；

一个中间空间，该中间空间在该承载表面与附接表面之间，其中该中间空间包括一种接合材料；以及

该承载表面和/或该附接表面上接合强度增强的所选择且特征性的区域。

12.如权利要求11所述的靶组件，其中该接合材料以液体形式被引入到该中间空间中。

13.如权利要求11至12的任一项所述的靶组件，其中所选择且特征性的区域已经

增强了润湿特征，以使得该接合材料粘附至所选择且特征性的区域。

14.如权利要求11所述的靶组件，其中所选择且特征性的区域的表面能已被改变，以使得该接合材料粘附至所选择且特征性的区域。

15.如权利要求11所述的靶组件，其中该支撑体和该溅射靶是圆柱形形状并被相对彼此同中心地安排。

16.如权利要求15所述的靶组件，其中该支撑体具有外径D1并且该溅射靶具有内径D2，这样使得该中间空间具有厚度D=(D2-D1)/2。

17.如权利要求11所述的靶组件，其中该接合材料包括一种低熔点焊料。

18.如权利要求17所述的靶组件，其中该低熔点焊料为铟。

19.如权利要求11所述的靶组件，其中所选择且特征性的区域已通过一种选自下组的方法进行处理，该组由以下各项组成：大气或低压真空等离子体处理、电晕处理、研磨、刷涂、摩搓、喷砂以及干冰喷射。

20.如权利要求17所述的靶组件，其中一个金属层已通过一种选自下组的方法被施加于所选择且特征性的区域，该组由以下各项组成：等离子体喷涂、经由掩模溅射以及高能辅助焊接，其中该金属层包括该低熔点焊料。

21.如权利要求20所述的靶组件，其中高能辅助焊接包括超声波焊接。

22.如权利要求11所述的靶组件，其中所选择且特征性的区域包括

该附接表面的总表面的约33%与约95%之间或

该承载表面的总表面的约33%与约95%之间。

23.如权利要求11所述的靶组件，其中所选择且特征性的区域存在于

该附接表面与该承载表面两者上，且其中这些特征区域包括

该附接表面的约33%与约95%之间的总表面以及

该承载表面的约33%与约95%之间的总表面。

24.如权利要求23所述的靶组件，其中在该附接表面上所选择且特征性的区域以及在该承载表面上所选择且特征区域中的至少一部分彼此不对齐。

25.如权利要求11所述的靶组件，其中该支撑体具有比该溅射靶更高的热膨胀系数（CTE）。

26.一种用于控制靶组件中接合材料的脱层的方法，该方法包括：

在一个支撑体的承载表面与一个溅射靶的附接表面之间形成一个中间空间；

对该承载表面、该附接表面和/或这二者上的特征区域选择性地进行处理，其中该选择性处理增强了这些特征区域处接合材料的接合强度；

将一种接合材料引入到该中间空间中，由此使该承载表面和该附接表面结合，其中该承载表面和该附接表面上该接合材料的脱层通过对这些特征区域的选择性处理而得到控制。

27.如权利要求26所述的方法，其中该接合材料以液体形式引入到该中间空间中。

28.如权利要求26所述的方法，其中对这些特征区域进行处理包括增强这些特征区域的润湿特征以使得该接合材料牢固地粘附至这些特征区域。

29.如权利要求26所述的方法，其中该支撑体和该溅射靶是圆柱形形状并被相对彼此同中心地安排。

30.如权利要求29所述的方法，其中该支撑体具有外径D1并且该溅射靶具有内径D2，这样使得该中间空间具有厚度D=(D2-D1)/2。

31.如权利要求26所述的方法，其中该接合材料包括一种低熔点焊料。

32.如权利要求31所述的方法，其中该低熔点焊料为铟。

33.如权利要求26所述的方法，其中对这些特征区域进行处理包括通过以下方法对这些特征区域进行处理，即：大气或低压真空等离子体处理、电晕处理、

研磨、刷涂、摩搓、喷砂或干冰喷射。

34.如权利要求31所述的方法，其中对这些特征区域进行处理包括通过等离子体喷涂、经由掩模溅射或高能辅助焊接来施加金属层，且其中所述金属层包括该低熔点焊料。

35.如权利要求34所述的方法，其中高能辅助焊接包括超声波焊接。

36.如权利要求26所述的方法，其中这些特征区域包括该附接表面和该承载表面中任一个或两个的总表面的约33%与约95%之间。

37.如权利要求26所述的方法，其中这些特征区域存在于该附接表面和该承载表面两者上。

38.如权利要求37所述的方法，其中在该附接表面上所述特征区域以及在该承载表面上这些特征区域中的至少一部分彼此不对齐。

39.如权利要求26所述的方法，其中该支撑体具有比该溅射靶更高的热膨胀系数（CTE）。

40.一种用于控制如权利要求1所述的靶组件中热应力的方法，该方法包括：

对该附接表面和该承载表面中一个或两个的特征区域选择性地进行表面处理

以增强这些特征区域处的该接合材料的接合强度，

由此控制在该溅射靶与该接合材料以及在该支撑体与该接合材料之间的界面处的热应力。

41.如权利要求11所述的靶组件，其中该承载表面和该附接表面是彼此面对的。

42.如权利要求26所述的靶组件，其中该承载表面和该附接表面是彼此面对的。

43.一种已通过根据权利要求26所述的方法产生的靶，其中该靶仅在这些特征区域含有脱层区域。

44.一种靶组件，包括：

一个支撑体，该支撑体包括承载表面；

一个溅射靶，该溅射靶包括附接表面；

增强该承载表面和/或该附接表面的特征区域处的接合强度的装置。

尽管以上已经展示和描述了本发明的具体实施方案和/或细节来说明本发明的原理的应用，但应理解在不背离这些原理的情况下，本发明可以如在权利要求中更全面描述的、或者如本领域普通技术人员已知的其他方式（包括任何以及全部的等效物）进行实施。

Claims

1.一种靶组件，包括

一个支撑体，该支撑体具有一个承载表面；

一个溅射靶，该溅射靶具有一个附接表面，所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间；以及

一种接合材料，该接合材料被布置在该中间空间中，用于使所述附接表面结合至所述承载表面，

其中所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个区域被选择性地进行表面处理以形成表面处理区域，以增强所述表面处理区域中所述接合材料的接合强度，

并且其中该支撑体和该溅射靶是圆柱形形状并被相对彼此同中心地安排。

2.如权利要求1所述的靶组件，其中对这些表面处理区域进行处理包括增强所述表面处理区域的润湿特征以使得该接合材料粘附至其上。

3.如权利要求1所述的靶组件，其中对这些表面处理区域进行处理包括改变这些表面处理区域的表面能以使得该接合材料粘附至其上。

4.如权利要求1所述的靶组件，其中该支撑体具有外径D1并且该溅射靶具有内径D2，这样使得该中间空间具有厚度D＝(D2-D1)/2。

5.如权利要求1所述的靶组件，其中所述接合材料包括一种低熔点焊料。

6.如权利要求5所述的靶组件，其中该低熔点焊料为铟。

7.如权利要求1所述的靶组件，其中所述表面处理区域包括所述附接表面的总表面的33％与95％之间或所述承载表面的总表面的33％与95％之间。

8.如权利要求1所述的靶组件，其中所述表面处理区域存在于所述附接表面和所述承载表面两者上，并且所述表面处理区域包括所述附接表面的总表面的33％与95％之间以及所述承载表面的总表面的33％与95％之间。

9.如权利要求8所述的靶组件，其中在所述附接表面上的所述表面处理区域以及在所述承载表面上的所述表面处理区域中的至少一部分是彼此不对齐的。

10.如权利要求1所述的靶组件，其中所述支撑体具有比所述溅射靶更高的热膨胀系数CTE。

11.如权利要求1所述的靶组件，其中所述表面处理区域与未被表面处理的区域交替出现以提高接合强度。

12.如权利要求11所述的靶组件，其中未经表面处理的区域的区域外观具有图案。

13.如权利要求1所述的靶组件，其中局部接合误差以规则的图案出现。

14.一种用于控制靶组件中接合材料的脱层的方法，该靶组件包括：

一个支撑体，该支撑体具有一个承载表面，

一个溅射靶，该溅射靶具有一个附接表面,所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间，以及

用于使所述附接表面结合至所述承载表面的该接合材料，该接合材料被布置在该中间空间中，

该方法包括对所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个区域选择性地进行表面处理以形成表面处理区域，以增强所述表面处理区域中该接合材料的接合强度，由此控制该接合材料的脱层，

其中该支撑体和该溅射靶是圆柱形形状并被相对彼此同中心地安排。

15.如权利要求14所述的方法，所述方法包括使未经表面处理的区域与所述表面处理区域交替出现以增强接合强度。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述控制接合材料的脱层使得形成的局部接合误差以规则的图案出现。

17.如权利要求14所述的方法，所述方法包括使未经表面处理的区域与所述表面处理区域交替出现以增强接合强度，其中所述未经表面处理的区域的区域外观具有图案。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述接合材料以液体形式引入到所述中间空间中。

19.如权利要求14所述的方法，其中对所述表面处理区域进行处理包括增强所述表面处理区域的润湿特征以使得该接合材料牢固地粘附至其上。

20.如权利要求14所述的方法，其中该支撑体具有外径D1并且该溅射靶具有内径D2，这样使得该中间空间具有厚度D＝(D2-D1)/2。

21.如权利要求14所述的方法，其中所述接合材料包括一种低熔点焊料。

22.如权利要求21所述的方法，其中该低熔点焊料为铟。

23.如权利要求14所述的方法，其中对所述表面处理区域进行处理包括大气或低压真空等离子体处理、电晕处理、研磨、刷涂、摩搓、喷砂或干冰喷射。

24.如权利要求21所述的方法，其中对所述表面处理区域进行处理包括通过等离子体喷涂、经由掩模溅射、或高能辅助焊接来施加金属层，且其中所述金属层包括所述低熔点焊料。

25.如权利要求24所述的方法，其中高能辅助焊接包括超声波焊接。

26.如权利要求14所述的方法，其中所述表面处理区域包括所述附接表面和所述承载表面中任一个或两个的总表面的33％与95％之间。

27.如权利要求14所述的方法，其中所述表面处理区域存在于所述附接表面和所述承载表面两者上。

28.如权利要求27所述的方法，其中在所述附接表面上的所述表面处理区域以及在所述承载表面上的所述表面处理区域中的至少一部分是彼此不对齐的。

29.如权利要求14所述的方法，其中所述支撑体具有比所述溅射靶更高的热膨胀系数CTE。

30.一种用于控制靶组件中热应力的方法，该靶组件包括一个具有承载表面的支撑体、一个具有附接表面的溅射靶，所述承载表面和所述附接表面被以彼此面对的关系安排，由此界定所述承载表面与所述附接表面之间的一个中间空间，用于使所述附接表面结合至所述承载表面的接合材料被布置在该中间空间中；该方法包括对所述附接表面和所述承载表面中的一个或两个区域选择性地进行表面处理以形成表面处理区域，以增强所述表面处理区域中该接合材料的接合强度，由此控制在该溅射靶与该接合材料以及在该支撑体与该接合材料之间的界面中的热应力。