CN111575662A - 一种靶材装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种靶材装置及其制作方法，所述靶材装置包括靶材本体、背板、以及位于所述靶材本体和所述背板之间的绑定层；所述背板内设有多个冷却管路；所述绑定层中掺杂有导热颗粒。本申请通过在绑定层中掺杂导热颗粒，提高了绑定层的导热效果，有利于提高靶材本体的降温速度，从而降低了靶材本体在磁控溅射过程中脱靶和开裂的风险，且有利于提高溅射功率，从而提高了生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及磁控溅射技术领域，尤其涉及一种靶材装置及其制作方法。
背景技术
以集成电路、信息存储、液晶显示器、激光存储器、电子控制器为主的信息产业开始进入高速发展时期，磁控溅射进入工业化规模生产应用领域；磁控溅射是物理气相沉积的一种，通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，因为是在低气压下进行高速溅射，必须有效的提高气体的离化率，实现了溅射高速度、低温度和低损伤。
靶材做为磁控溅射的原料，也得到快速发展。在溅射靶材生产过程中会有发出大量的热量，如果不及时进行冷却，容易造成靶材局部烧焦或呈现晶粒化现象，因此，一块完整的靶材包括靶材本体和背板，背板内分布冷却管路，对靶材本体进行冷却；靶材本体和背板通过绑定层绑定在一起。
对于导热能力较差的靶材，当溅射靶材生产过程中的温度高于绑定层的熔点时，靶材本体有脱靶风险，并且，部分靶材本体由于延展性较差，当温度过高，在热胀冷缩作用下，靶材本体容易开裂。通常，对于导热能力较差的靶材，只能将溅射功率控制在较低范围，以防止靶材温度过高导致的脱靶和靶体开裂风险，但是，降低溅射功率会导致生产效率较低。
发明内容
本申请提供一种靶材装置及其制作方法，通过在绑定层中掺杂导热颗粒，提高了绑定层的导热效果，有利于提高靶材本体的降温速度，从而降低了靶材本体在磁控溅射过程中脱靶和开裂的风险，且有利于提高溅射功率，从而提高了生产效率。
本申请提供一种靶材装置，包括靶材本体、背板、以及位于所述靶材本体和所述背板之间的绑定层；所述背板内设有多个冷却管路；
所述绑定层中掺杂有导热颗粒。
可选的，所述绑定层的材料包括金属铟。
可选的，所述导热颗粒包括石墨烯纳米颗粒。
可选的，所述石墨烯纳米颗粒的直径小于1微米。
可选的，所述绑定层的厚度范围为10微米至1000微米。
可选的，所述靶材本体包括陶瓷靶材。
本申请还提供一种靶材装置的制作方法，包括以下步骤：
提供背板，所述背板内设有多个冷却管路；
在所述背板上覆盖掺杂有导热颗粒的绑定层；
在所述绑定层远离所述背板的一侧设置靶材本体。
可选的，所述在所述背板上覆盖掺杂有导热颗粒的绑定层，包括以下步骤：
将绑定材料熔融；
将导热颗粒均匀的分散在熔融的所述绑定材料中；以及
将分散有所述导热颗粒的熔融的绑定材料覆盖在所述背板上，形成绑定层。
可选的，所述绑定材料包括金属铟。
可选的，所述导热颗粒包括石墨烯纳米颗粒。
本申请提供的靶材装置及其制作方法中，绑定层用于将靶材本体固定在背板上，以利于将靶材本体在溅射过程中放出的热量通过背板和设置在背板中的冷却管路进行冷却，从而对靶材本体降温，而绑定层中掺杂有导热颗粒，提高了绑定层的导热效果，有利于提高靶材本体的降温速度，从而降低了靶材本体在磁控溅射过程中从背板上剥离以及开裂的风险；并且，由于绑定层中掺杂的导热颗粒可以加快靶材本体的降温速度，在溅射过程中可以提高溅射功率，增加溅射沉积速率，从而提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的一种靶材装置的截面结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种靶材装置的制作方法的流程示意图。
图3为本申请实施例提供的一种靶材装置的制作方法的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本申请实施例提供了一种靶材装置1，靶材装置1包括靶材本体2、背板3、以及位于靶材本体2和背板3之间的绑定层4；背板3内设有多个冷却管路6；绑定层4中掺杂有导热颗粒5。
具体的，绑定层4的材料包括金属铟；导热颗粒5包括石墨烯纳米颗粒；石墨烯纳米颗粒除了具有高导、高透和高致密性等特征，还具有高导热性特征，可以有效的提高靶材本体2在工作过程中的降温速度(散热速度)。
具体的，绑定层4中的石墨烯纳米颗粒的直径小于1微米；且绑定层4的厚度范围为10微米至1000微米。
具体的，背板3中的冷却管路6可以是多个并排设置的管路，也可以是曲折连通的连续管路，此处不做限制；背板3的材料也可以是具有高导热性的材料，从而进一步增强靶材本体2的降温速度。
具体的，靶材本体2包括陶瓷靶材，陶瓷靶材包括ITO(铟锡氧化物)靶材、IZO(铟锌氧化物)靶材、ZTO(锌锡氧化物)靶材和IGZO(铟镓锌氧化物)靶材中的任意一种，陶瓷靶材的种类不限于此。
对于ITO靶材、IZO靶材和ZTO靶材等延展性较差的靶材，温度过高时，在热胀冷缩作用下，靶材本体容易开裂；针对该问题，本申请实施例中，绑定层中掺杂有具有高导热性的石墨烯纳米颗粒，可以有效的将靶材本体的热量导出，从而有效的降低靶材本体的温度，避免了靶材本体开裂。
对于ITO靶材和IGZO靶材等导热能力较差的靶材，通常只能将溅射功率控制在较低范围，以防止靶材温度过高导致的脱靶和靶体开裂风险，故生产效率较低；针对该问题，本申请实施例中，绑定层中掺杂有具有高导热性的石墨烯纳米颗粒，提高了靶材本体的降温速度，降低了脱靶和靶体开裂风险，因此，采用本实施例中的靶材装置进行磁控溅射时，可以提高溅射功率，从而增加溅射沉积速率，提高了生产效率。
因此，本申请实施例提供的靶材装置1中，绑定层4用于将靶材本体2固定在背板3上，以利于将靶材本体2在溅射过程中放出的热量通过背板3和设置在背板3中的冷却管路6进行冷却，从而对靶材本体2降温，而绑定层4中掺杂有导热颗粒5，提高了绑定层4的导热效果，有利于提高靶材本体2的降温速度，从而降低了靶材本体2在磁控溅射过程中从背板3上剥离以及开裂的风险；并且，由于绑定层4中掺杂的导热颗粒5可以加快靶材本体2的降温速度，在溅射过程中可以提高溅射功率，增加溅射沉积速率，从而提高了生产效率。
结合图2和图3所示，本申请实施例还提供了一种靶材装置的制作方法，包括以下步骤：
步骤S201：提供背板，背板内设有多个冷却管路。
具体的，背板3中的冷却管路6可以是多个并排设置的管路，也可以是曲折连通的连续管路，此处不做限制；背板3的材料也可以是具有高导热性的材料，从而进一步增强靶材本体2的降温速度。
步骤S202：在背板上覆盖掺杂有导热颗粒的绑定层；
具体的，步骤S202包括以下步骤：
将绑定材料熔融；
将导热颗粒均匀的分散在熔融的绑定材料中；以及
将分散有导热颗粒的熔融的绑定材料覆盖在背板上，形成绑定层。
具体的，绑定材料包括金属铟；导热颗粒5包括石墨烯纳米颗粒；石墨烯纳米颗粒除了具有高导、高透和高致密性等特征，还具有高导热性特征。
具体的，绑定层4中的石墨烯纳米颗粒的直径小于1微米；且绑定层4的厚度范围为10微米至1000微米。
步骤S203：在绑定层远离背板的一侧设置靶材本体。
具体的，靶材本体2设置在绑定层4上后，对绑定层4进行冷却，使靶材本体2和背板3牢固地绑定在一起。
具体的，靶材本体2包括陶瓷靶材，陶瓷靶材包括ITO(铟锡氧化物)靶材、IZO(铟锌氧化物)靶材、ZTO(锌锡氧化物)靶材和IGZO(铟镓锌氧化物)靶材中的任意一种，陶瓷靶材的种类不限于此。
本实施例中，绑定层4用于将靶材本体2固定在背板3上，以利于将靶材本体2在溅射过程中放出的热量通过背板3和设置在背板3中的冷却管路6进行冷却，从而对靶材本体2降温，而绑定层4中掺杂有导热颗粒5，提高了绑定层4的导热效果，有利于提高靶材本体2的降温速度，从而降低了靶材本体2在磁控溅射过程中从背板3上剥离以及开裂的风险；并且，由于绑定层4中掺杂的导热颗粒5可以加快靶材本体2的降温速度，在溅射过程中可以提高溅射功率，增加溅射沉积速率，从而提高了生产效率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种靶材装置及其制作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种靶材装置，其特征在于，包括靶材本体、背板、以及位于所述靶材本体和所述背板之间的绑定层；所述背板内设有多个冷却管路；
所述绑定层中掺杂有导热颗粒。
2.如权利要求1所述的靶材装置，其特征在于，所述绑定层的材料包括金属铟。
3.如权利要求1所述的靶材装置，其特征在于，所述导热颗粒包括石墨烯纳米颗粒。
4.如权利要求3所述的靶材装置，其特征在于，所述石墨烯纳米颗粒的直径小于1微米。
5.如权利要求1所述的靶材装置，其特征在于，所述绑定层的厚度范围为10微米至1000微米。
6.如权利要求1所述的靶材装置，其特征在于，所述靶材本体包括陶瓷靶材。
7.一种靶材装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供背板，所述背板内设有多个冷却管路；
在所述背板上覆盖掺杂有导热颗粒的绑定层；
在所述绑定层远离所述背板的一侧设置靶材本体。
8.如权利要求1所述的靶材装置的制作方法，其特征在于，所述在所述背板上覆盖掺杂有导热颗粒的绑定层，包括以下步骤：
将绑定材料熔融；
将导热颗粒均匀的分散在熔融的所述绑定材料中；以及
将分散有所述导热颗粒的熔融的绑定材料覆盖在所述背板上，形成绑定层。
9.如权利要求8所述的靶材装置的制作方法，其特征在于，所述绑定材料包括金属铟。
10.如权利要求8所述的靶材装置的制作方法，其特征在于，所述导热颗粒包括石墨烯纳米颗粒。
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