CN104818460A - 一种高效散热的旋转平面靶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效散热的旋转平面靶,包括：冷却池，置于冷却池内的磁钢旋转装置，固定于冷却池上的靶，用于固定连接冷却池与靶的固定装置，设于上述冷却池底部的阴极电极。本发明为了进一步提高磁场均匀性和增强磁场强度，以及进一步提高靶的冷却效果，提供一种高效散热的旋转平面靶；一方面扩大了靶的均匀溅射面积，从而进一步提高了靶材利用率和溅射速率；另一方面提高了靶表面磁场强度和靶的冷却效果，从而实现更快速的镀膜，并实现大面积均匀快速沉积薄膜，具有良好的应用前景。

Description

一种高效散热的旋转平面靶

技术领域

一种平面靶，特别是一种高效散热的旋转平面靶。

背景技术

磁控溅射装置作为一种镀膜装置已被广泛应用于各种电子、装饰等镀膜领域，其具有镀膜速率快、低温沉积、无污染等优点。

随着磁控溅射镀膜技术的发展，研究人员主要朝这两个方向努力，一是通过提高靶表面磁场的均匀分布提高靶材利用率，二是通过密排磁体增强磁场强度和提升冷却设计以提高靶的溅射速率；现有磁控溅射装置的圆形平面阴极靶磁场弱，分布均匀性和冷却效果有待提高，溅射速率和靶材利用率低；现有技术还未解决这些问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于为了进一步提高磁场均匀性和增强磁场强度，以及进一步提高靶的冷却效果，提供一种高效散热的旋转平面靶；一方面扩大了靶的均匀溅射面积，从而进一步提高了靶材利用率；另一方面提高了靶表面磁场强度和靶的冷却效果，从而实现更快速的镀膜，具有良好的应用前景。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种高效散热的旋转平面靶,包括：冷却池，置于冷却池内的磁钢旋转装置，固定于冷却池上的靶，用于固定连接冷却池与靶的固定装置，设于上述冷却池底部的阴极电极。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,冷却池包括：包裹磁钢旋转装置的冷却池本体，贯穿磁钢旋转装置的冷却水管，固定于冷却池本体上并置于磁钢旋转装置底部的冷却水出水管。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,冷却池与冷却水管接触处套接有轴封环。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,固定装置包括：套接于冷却池外周围的绝缘安装法兰，延伸于冷却池并固定连接于绝缘安装法兰的安装凸台；用于固定靶在冷却池上并覆盖在靶上的导电金属压环。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,固定装置还包括：设于靶与冷却池接触面上的第一橡胶密封圈，设于绝缘安装法兰的下横侧面与安装凸台接触面上的第二橡胶密封圈，设于绝缘安装法兰的上横侧面的第三橡胶密封圈。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,绝缘安装法兰为L形，采用聚四氟乙烯制成，厚度为5-20mm。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,导电金属压环采用紫铜或铝等导体材料制成，为倒L形。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,磁钢旋转装置包括密封腔体，置于密封腔体内部的磁靴，开于磁靴的表面上的磁钢安装槽，设于磁钢安装槽内的磁钢组。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,磁钢组内的磁钢体积依次增大。

前述的一种高效散热的旋转平面靶,冷却水管贯穿密封腔体和磁靴的中心，并焊接在密封腔体的两个圆形平面上。

本发明的有益之处在于：本发明为了进一步提高磁场均匀性和增强磁场强度，以及进一步提高靶的冷却效果，提供一种高效散热的旋转平面靶；一方面扩大了靶的均匀溅射面积，从而进一步提高了靶材利用率和溅射速率；另一方面提高了靶表面磁场强度和靶的冷却效果，从而实现更快速的镀膜，并实现大面积均匀快速沉积薄膜，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的直接水冷的旋转平面靶的结构示意图。

图2是本发明的磁钢旋转装置的结构示意图。

附图中标记的含义如下：

1冷却池，11冷却水管，121冷却水出水管，122冷却水出水管，13轴封环，14安装凸台，141安装凸台安装孔，15第一橡胶密封圈，2磁钢旋转装置，21 密封腔体，22 磁靴，23 磁钢组，231 、232、233、234 磁钢，24 磁钢安装槽，3绝缘安装法兰，31绝缘安装法兰安装孔，32第三橡胶密封圈，33第二橡胶密封圈，4靶，5导电金属压环，51导电螺钉，6 阴极电极。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种高效散热的旋转平面靶4,包括：冷却池1，置于冷却池1内的磁钢旋转装置2，固定于冷却池1上的靶4，用于固定连接冷却池1与靶4的固定装置，设于冷却池1底部的阴极电极6。

冷却池1包括：包裹磁钢旋转装置2的冷却池1本体，贯穿磁钢旋转装置2的冷却水管11，固定于冷却池1本体上并置于磁钢旋转装置2底部的冷却水出水管121、122。冷却池1与冷却水管11接触处套接有轴封环13。冷却水管11贯穿密封腔体21和磁靴22的中心，并焊接在密封腔体21的两个圆形平面上；延伸出冷却池1的冷却水与驱动杆和控制磁钢旋转装置2旋转的外部旋转装置相连接

固定装置包括：套接于冷却池1外周围的绝缘安装法兰3，延伸于冷却池1并固定连接于绝缘安装法兰3的安装凸台14；用于固定靶4在冷却池1上并覆盖在靶4上的导电金属压环5，导电金属压环5与冷凝池本体之间通过导电螺钉5151连接固定；安装凸台1414的外侧开有安装孔141。固定装置还包括：设于靶4与冷却池1接触面上的第一橡胶密封圈15，设于绝缘安装法兰3的下横侧面与安装凸台14接触面上的第二橡胶密封圈33，设于绝缘安装法兰3的上横侧面的第三橡胶密封圈32；第三橡胶密封圈32用于与真空设备形成密封安装，绝缘安装法兰3横侧边的外侧开有安装孔31。作为一种优选,绝缘安装法兰3为L形，采用聚四氟乙烯制成，厚度为5-20mm；导电金属压环5采用紫铜或铝等导体材料制成，为倒L形。

磁钢旋转装置2包括密封腔体21，置于密封腔体21内部的磁靴22，开于磁靴22的表面上的磁钢安装槽24，设于磁钢安装槽24内的磁钢组23。作为一种优选, 密封腔体21为圆柱体不锈钢密封腔体21。磁钢组23由大小不一的磁钢231、磁钢232、磁钢233、磁钢234组成, 磁钢为立方体磁钢，磁钢组23除图中显示外也可包含更多立方体磁钢；磁钢231至磁钢234的体积依次增大，以N极都朝上或S极都朝上的相同极性排列。圆柱体不锈钢密封腔体21的壁厚为0.1 - 1 mm。磁靴22采用纯铁等铁磁性材料制成，所述磁钢安装槽24比磁钢组23的体积略大，间隙为0.5– 1 mm，磁钢组23放入磁钢安装槽24后与磁靴22的上表面平齐。磁钢安装槽24可以为1条或者多条均匀地分布在磁靴22的上表面上。 

本发明的旋转平面靶4的工作过程如下，磁控溅射时，磁钢旋转装置2在外部旋转装置驱动力的作用下旋转扫描圆形平面的靶4，形成较宽的环形蚀刻跑道，与传统旋转圆形平面靶4相比，一方面扩大了靶4的均匀溅射面积，进一步地提高靶4材利用率；另一方面通过靶4、冷却水和磁组件之间的直接接触，增加了磁场和导热效果，从而实现更快速的溅射。

本发明为了进一步提高磁场均匀性和增强磁场强度，以及进一步提高靶4的冷却效果，提供一种高效散热的旋转平面靶4；一方面扩大了靶4的均匀溅射面积，从而进一步提高了靶4材利用率和溅射速率；另一方面提高了靶4表面磁场强度和靶4的冷却效果，从而实现更快速的镀膜，并实现大面积均匀快速沉积薄膜，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，包括：冷却池，置于上述冷却池内的磁钢旋转装置，固定于上述冷却池上的靶，用于固定连接上述冷却池与靶的固定装置，设于上述冷却池底部的阴极电极。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述冷却池包括：包裹上述磁钢旋转装置的冷却池本体，贯穿上述磁钢旋转装置的冷却水管，固定于上述冷却池本体上并置于上述磁钢旋转装置底部的冷却水出水管。

3.根据权利要求1所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述冷却池与冷却水管接触处套接有轴封环。

4.根据权利要求1所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述固定装置包括：套接于上述冷却池外周围的绝缘安装法兰，延伸于上述冷却池并固定连接于上述绝缘安装法兰的安装凸台；用于固定靶在冷却池上并覆盖在上述靶上的导电金属压环。

5.根据权利要求4所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述固定装置还包括：设于上述靶与冷却池接触面上的第一橡胶密封圈，设于上述绝缘安装法兰的下横侧面与安装凸台接触面上的第二橡胶密封圈，设于上述绝缘安装法兰的上横侧面的第三橡胶密封圈。

6.根据权利要求4所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述绝缘安装法兰为L形，采用聚四氟乙烯制成，厚度为5-20mm。

7.根据权利要求4所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述导电金属压环采用紫铜或铝等导体材料制成，为倒L形。

8.根据权利要求1所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述磁钢旋转装置包括密封腔体，置于上述密封腔体内部的磁靴，开于上述磁靴的表面上的磁钢安装槽，设于上述磁钢安装槽内的磁钢组。

9.根据权利要求8所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上述磁钢组内的磁钢体积依次增大。

10.根据权利要求8所述的一种高效散热的旋转平面靶,其特征在于，上诉冷却水管贯穿密封腔体和磁靴的中心，并焊接在上述密封腔体的两个圆形平面上。