CN105714259A - 磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本技术提供一种能够使得阴极表面气体密度分布均匀，进而保证镀膜厚度在阴极靶的长度方向上基本相同的磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置。它包括位于屏蔽罩内的阴极靶，在正对阴极靶的屏蔽罩面板上开有中间宽度一致，两端宽度逐渐变小的腰形溅射孔，腰形溅射孔的长度方向与阴极靶的长度方向一致。

Description

磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置及方法
技术领域
本技术涉及磁控溅射镀膜技术，具体地说，是柔性、连续型磁控溅射多阴极沉积装置中阴极表面气体密度分布控制技术，广泛应用于柔性显示器件、柔性智能触摸屏、柔性薄膜太阳能电池的制造中。
背景技术
磁控溅射阴极沉积中，阴极靶位于屏蔽罩内，在正对阴极靶的屏蔽罩面板上开有矩形溅射孔，溅射孔的长度方向与阴极靶的长度方向一致。磁控溅射装置工作时，电子撞击氩气产生离子，所产生的离子在电场作用下撞向阴极靶面从而溅射出靶原子，靶原子穿过溅射孔而附着在基材上，完成对基材的镀膜。可能是由于阴极靶两端的磁场、以及工作（反应）气体密度供给分布不均匀的缘故，使得阴极靶两端溅射沉积速率与中间部分有较大差异，越靠近两端差异越大。从而导致溅射镀膜在基底上形成的薄膜厚度均匀性差，与阴极靶中间部分相对应的膜层厚度基本一致，而与阴极靶两端相对应的膜层厚度较大。
发明内容
本技术的目的是提供一种能够使得阴极靶长度方向上阴极表面气体密度分布均匀，进而保证镀膜厚度在阴极靶的长度方向上基本相同的磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置。
本技术的磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置，包括位于屏蔽罩内的阴极靶，在正对阴极靶的屏蔽罩面板上开有中间宽度一致，两端宽度逐渐变小的腰形溅射孔，腰形溅射孔的长度方向与阴极靶的长度方向一致。
上述的控制装置，腰形溅射孔的两端是半圆弧。
上述的控制装置，腰形溅射孔的两端是两根或以上的线段组成的折线。
上述的控制装置，在屏蔽罩面板上开有长方形孔，长方形孔的四个内角处分别设置有遮挡板，长方形孔除去被遮挡板遮挡的部分而形成所述腰形溅射孔。
上述的控制装置，在每个内角处的遮挡板是一块、两块或两块以上。
本技术同时提供了一种使得阴极表面气体密度分布均匀，保证镀膜厚度在阴极靶的长度方向上基本相同的磁控溅射阴极表面气体密度分布控制方法，该方法是通过在正对阴极靶的屏蔽罩面板上开有中间宽度一致，两端宽度逐渐变小的腰形溅射孔，使得阴极表面气体密度分布均匀。在长度方向上阴极表面气体密度分布均匀，保证了磁控溅射镀膜薄膜厚度一致性。
本技术的有益效果：本技术把阴极靶材表面上方的长方形溅射孔改为腰形溅射孔，使得阴极靶材表面长度方向上气体密度分布均匀，调节了氩离子在腰形溅射孔两端区域氩离子的数量及向阴极靶面移动的氩离子数量，控制（阻隔）溅射的靶材向基底运动的数量，从而实现对各区域沉积率的控制，使得基材上的镀膜厚度在阴极靶的长度方向上基本相同。
附图说明
图1是屏蔽罩面板上开有矩形溅射孔时，基材上的镀膜薄膜厚度在阴极靶长度上的变化图。
图2是屏蔽罩面板上开有腰形溅射孔时，基材上的镀膜薄膜厚度在阴极靶长度上的变化图。
图3是磁控溅射镀膜薄膜厚度一致性控制的俯视图。
图4是图3剖视图。
具体实施方式
参见图3、4所示的柔性、连续型磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置，屏蔽罩1包括面板11和周边板12，阴极靶2位于屏蔽罩1内。周边板12上开有工作（反应）气体喷射口5。
在屏蔽罩面板上开有长方形孔13，在面板上部的长方形孔13四个内角部均依次叠放有两块遮挡板3、4，各内角处的两块遮挡板3、4遮挡住了各内角。这样，长方形孔13除去被遮挡板遮挡的四个内角131部分而形成腰形溅射孔14。腰形溅射孔的长度方向与阴极靶的长度方向一致。腰形溅射孔的两端是五根线段组成的折线。腰形溅射孔14的中间141宽度相同，两端142宽度逐渐变小。
图1是采用传统的矩形溅射孔，进行溅射后，对基材上的镀膜薄膜厚度进行检测后结果。图2是采用本实施例的腰形溅射孔（其他条件与采用传统的矩形溅射孔溅射条件相同），进行溅射后，对基材上的镀膜薄膜厚度进行检测后结果。图1、2中，纵坐标表示基材的宽度（即阴极靶的长度），单位是mm。纵坐标表示镀膜薄膜厚度，单位是nm。
从图1可以看出沉积膜层厚度,边缘两端膜层厚度较中间区域厚度较厚，从图2可以看出，两端沉积膜厚与中间区域相当。采用腰形溅射孔，磁控溅射镀膜后形成的阴极靶长度方向各区域薄膜厚度一致性较好。
当然，在每个内角处的遮挡板也可以一块，或者三块。腰形溅射孔的两端是也可以是弧形、弧形加线段、或者弧形加折线等等。腰形溅射孔的两端形状可根据区域沉积状况的需要进行调整，实现连续变化，保证阴极靶长度方向各区域沉积率不发生突变。
本发明提供一种柔性、连续型磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置，通过控制磁控溅射阴极靶长度方向的腰形溅射孔,从而实现磁控溅射阴极靶长度方向各区域的溅射沉积率，控制基底上镀膜膜层厚度的一致性。

Claims (6)

1.磁控溅射阴极表面气体密度分布控制装置，包括位于屏蔽罩内的阴极靶，其特征是：在正对阴极靶的屏蔽罩面板上开有中间宽度一致，两端宽度逐渐变小的腰形溅射孔，腰形溅射孔的长度方向与阴极靶的长度方向一致。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征是：腰形溅射孔的两端是半圆弧。
3.如权利要求1所述的控制装置，其特征是：腰形溅射孔的两端是两根或以上的线段组成的折线。
4.如权利要求1、2或3所述的控制装置，其特征是：在屏蔽罩面板上开有长方形孔，长方形孔的四个内角处分别设置有遮挡板，长方形孔除去被遮挡板遮挡的部分而形成所述腰形溅射孔。
5.如权利要求4所述的控制装置，其特征是：在每个内角处的遮挡板是一块、两块或两块以上。
6.磁控溅射阴极表面气体密度分布控制方法，其特征是：通过在正对阴极靶的屏蔽罩面板上开有中间宽度一致，两端宽度逐渐变小的腰形溅射孔，使得阴极表面气体密度分布均匀。
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