CN115261807A - 一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材及其制备方法，所述靶材包括背板框架以及至少2个靶材单元，所述靶材单元连接于所述背板框架，所述靶材单元为六边形，所述靶材单元成阵列排布。所述靶材可实现在曲面基材上大面积均匀镀膜，提高镀膜的均匀性，同时提高靶材的性能。
Description
技术领域
本发明属于靶材制造领域，涉及一种靶材及其制备方法，尤其涉及一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材及其制备方法。
背景技术
目前半导体、太阳能行业使用的靶材一般为圆形靶材、矩形平面靶材、圆筒形旋转靶材，这些靶材能够在平面基材上均匀镀膜，但无法满足曲面基材上制备膜厚均匀、光电性能均匀的膜层。本发明通过设计靶材形状为正六边形，通过多个小型靶材的拼接组装来实现曲面靶材结构，实现在曲面基材上制备均匀膜层。
溅射镀膜技术是用离子轰击靶材表面，把靶材的原子被击出的现象称为溅射。溅射产生的原子沉积在基体表面成膜称为溅射镀膜。而目前常规使用的溅射靶材主要有以下3种，分别为圆筒形旋转靶材、矩形平面靶材、圆形靶材。这3种靶材对于平面基材溅射镀膜均能适用，能够制备均匀的平面膜层。但是对于曲面基材镀膜，这3种靶材均无法较好的制备出大面积膜厚均匀的膜层。
CN114105631A提供了一种超导靶材的制备方法，包括以下步骤：将碳酸钡、氧化铜、氧化钇和造孔剂混合后进行第一压制成型，得到坯体；或者将碳酸钡、氧化铜和氧化钇混合后进行第二压制成型，得到蜂窝状坯体；将所述坯体或蜂窝状坯体在氧气气氛中进行预烧结后破碎，得到粉体；将所述粉体进行第三压制成型和烧结，得到超导靶材。本发明将预烧结的块体制备成蜂窝状，或者加入造孔剂，在预烧结时形成多孔结构，增加氧气交换面积，使碳酸钡充分分解成氧化钡和二氧化碳，转化为Y1Ba2Cu3O7相，有效降低了可逆反应的进行，提高了超导相比例，再配合后续的压制成型和烧结，提高了超导靶材的致密度。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材及其制备方法，所述靶材可实现在曲面基材上大面积均匀镀膜，提高镀膜的均匀性，同时提高靶材的性能。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明目的之一在于提供一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材，所述靶材包括背板框架以及至少2个靶材单元，所述靶材单元连接于所述背板框架，所述靶材单元为六边形，所述靶材单元成阵列排布
本发明中，所述靶材单元的个数可以是3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个或100个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，将靶材形状设计为六边形，通过多个六边形靶材按照设计好的背板框架进行拼接组装，所述靶材的结构的特点在于靶材采用正六边形状焊接在以一定曲率设计的背板框架，组合成为一个整体曲面的靶材和结构，可根据需要的设计背板率，且可根据需求镀膜精度设计六边形靶材尺寸，满足曲面镀膜需求。
本发明中，每个靶材单元的形状、面积及厚度均相同，所述阵列排布即所述靶材单元按照一定的逻辑进行有序排布，具体排布方式可根据实际镀膜需要进行选择，在此不做具体限定。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材单元为正六边形。
作为本发明优选的技术方案，所述背板框架包括曲面背板框架。
本发明中，背板框架的大小及曲率可根据实际镀膜需要进行选择，在此不做具体限定。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材单元焊接于所述背板框架。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材单元分别独立地连接有控制组件。
作为本发明优选的技术方案，所述控制组件包括控制芯片以及外控制器。
本发明中，每个所述靶材单元都连接有控制组件，通过对每个靶材单元进行单独调控，可以实现对镀膜的某一部位的膜厚度进行进行精确控制，确保镀膜的均匀性。
本发明目的之二在于提供一种上述可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材的制备方法，所述制备方法包括：
将靶坯加工为六边形靶材单元；
按照尺寸要求机加工得到所述背板框架；
对所述靶材单元以及背板框架进行清洗和干燥，并进行组装，得到所述可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材。
作为本发明优选的技术方案，所述组装后将所述靶材单元分别独立地与控制组件相连。
作为本发明优选的技术方案，所述清洗包括超声清洗，所述干燥包括真空干燥。
本发明中，清洗以及干燥的参数可根据靶材制备的需要进行适应性调整，在此不做具体限定。
作为本发明优选的技术方案，所述组装的方法包括焊接。
本发明中，焊接的参数可根据靶材制备的需要进行适应性调整，在此不做具体限定。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材及其制备方法，所述靶材可实现在曲面基材上大面积均匀镀膜，提高镀膜的均匀性，同时提高靶材的性能。
附图说明
图1为本发明提供的可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材的组装和结构示意图，用于矩形曲面均匀镀膜；
图2为本发明提供的可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材的组装和结构示意图，用于圆形曲面均匀镀膜；
图3为本发明具体实施方式部分对应用例1进行厚度均匀性测试的取片方式示意图；
图4为本发明具体实施方式部分对应用例2进行厚度均匀性测试的取片方式示意图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本发明提供一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材的制备方法，所述制备方法包括：
将靶坯加工为正六边形靶材单元，靶材单元的个数为57，边长132mm；
按照尺寸要求机加工得到所述背板框架，背板框架的曲率为250mm-1；
对所述靶材单元以及背板框架进行超声清洗和真空干燥，并进行焊接组装，靶材单元的排列方式如图1；
组装后将所述靶材单元分别独立地与控制组件相连，得到所述可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材。
实施例2
本发明提供一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材的制备方法，所述制备方法包括：
将靶坯加工为正六边形靶材单元，靶材单元的个数为19，边长43mm；
按照尺寸要求机加工得到所述背板框架，背板框架的曲率为2000mm-1；
对所述靶材单元以及背板框架进行超声清洗和真空干燥，并进行焊接组装，靶材单元的排列方式如图2；
组装后将所述靶材单元分别独立地与控制组件相连，得到所述可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材。
实施例1-2提供的靶材中靶材单元的材质为铜，背板框架的材质为不锈钢。
应用例1
使用实施例1提供的靶材进行溅射镀膜，溅射镀膜的具体条件为：采用PVD溅射镀膜；真空腔室真空值0.5Pa；工艺气体为氩气，气流量按实际情况设置；基材采用曲率250mm-1尺寸2000mm*900mm的矩形曲面玻璃板。
应用例2
使用实施例2提供的靶材进行溅射镀膜，溅射镀膜的具体条件为：采用PVD溅射镀膜；真空腔室真空值0.5Pa；工艺气体为氩气，气流量按实际情况设置；基材采用曲率2000mm-1尺寸半径为155mm的圆形曲面玻璃板。
对比应用例1
使用矩形平面靶材进行溅射镀膜，其条件与应用例1相同。
对比应用例2
使用旋转靶材进行溅射镀膜，其条件与应用例1相同。
对比应用例3
使用圆形平面靶材进行溅射镀膜，其条件与应用例2相同。
对应用例1-2以及对比应用例1-3制备得到的镀膜的厚度均匀性进行测试，其结果如表1所示。
厚度均匀性进行测试：分别按如图3和图4所示方法取片并测试厚度，通过台阶仪测试膜层厚度，按以下公式计算膜厚均匀度。膜厚均匀度Ud＝(dmax-dmin)/(2*dmax+2*dmin)*100％。
表1
| 厚度均匀性 | |
| 应用例1 | 2.0％ |
| 应用例2 | 2.5％ |
| 对比应用例1 | 8.0％ |
| 对比应用例2 | 7.5％ |
| 对比应用例3 | 10.0％ |
从表1的测试结果可以看出，本发明应用例1和应用例2采用本发明提供的可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材的制备方法制备得到的靶材进行溅射镀膜得到的镀膜的厚度更为均匀。而对比例1-3分别才有跟传统的矩形平面靶材、旋转靶材以及圆形平面靶材进行溅射镀，镀膜的厚度均匀性较差。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材，其特征在于，所述靶材包括背板框架以及至少2个靶材单元，所述靶材单元连接于所述背板框架，所述靶材单元为六边形，所述靶材单元成阵列排布。
2.根据权利要求1所述的靶材，其特征在于，所述靶材单元为正六边形。
3.根据权利要求1或2所述的靶材，其特征在于，所述背板框架包括曲面背板框架。
4.根据权利要求1-3任一项所述的靶材，其特征在于，所述靶材单元焊接于所述背板框架。
5.根据权利要求1-4任一项所述的靶材，其特征在于，所述靶材单元分别独立地连接有控制组件。
6.根据权利要求5所述的靶材，其特征在于，所述控制组件包括控制芯片以及外控制器。
7.一种权利要求1-6任一项所述的靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将靶坯加工为六边形靶材单元；
按照尺寸要求机加工得到所述背板框架；
对所述靶材单元以及背板框架进行清洗和干燥，并进行组装，得到所述可实现在曲面基材上均匀镀膜的靶材。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述组装后将所述靶材单元分别独立地与控制组件相连。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述清洗包括超声清洗，所述干燥包括真空干燥。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述组装的方法包括焊接。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |