[实用新型]一种组合式磁控溅射靶材

说明书

技术领域

本实用新型公开一种提高利用率的可拆卸的组合式靶材结构，广泛应用于薄膜太阳能电池低温沉积导电膜层，属于太阳能磁控溅射设备技术领域。

背景技术

硅基薄膜太阳能电池应用物理气相沉积PVD（PHYSICAL  VAPOR DEPOSITION）技术，即磁控溅射镀膜技术，在基片上沉积硅基薄膜太阳能电池的背电极金属氧化物AZO导电薄膜层。常规的磁控溅射镀膜技术，通过在靶材背面放置磁极提供磁场，通过对靶材施加负高压，以靶材作为阴极，基片作为阳极，在靶材与基片之间形成电场。磁控溅射镀膜是利用磁场与电场交互作用，使电子在靶面上螺旋状运行，并不断撞击氩气产生离子，所产生的离子在电场作用下撞向靶面溅射出靶材，沉积在基片上获得所需的导电薄膜层。在使用矩形平面靶材做磁控溅射镀膜时，由于磁场产生的磁力线在靶面分布不均，在磁力线集中的地方，等离子体最强，对应的靶面上由于溅射形成“V”型沟道，此处靶材消耗最快、整个靶不能再使用，成了易损件，出现的问题靶材利用率不高。尤其受阴极端头效应影响，在阴极端头表面离子体的均匀性受等离子体电子跑道转弯处影响，在靶面对角线端部区域，等离子体强靶材消耗多，而在靶材直道区域，靶材消耗较少，这就形成了靶材端部区域和直道区域溅射沟道深度不均匀现象。特别对较昂贵的溅射金属靶材，利用率直接影响到产品成本上升。因此，提高靶材利用率成为需要解决的课题，目前解决办法主要有三种形式：一是采用旋转靶技术，旋转靶能在离子轰击靶材时均匀消的消耗靶材。问题是旋转靶材制造复杂，设备成本较高，并不是所有多材料都能制成旋转靶，使应用受限；二是采用移动靶或移动磁场技术，如中国专利申请号201110033285.3《一种高利用率的平面磁控溅射靶》公开了通过移动机构带动靶材移动，使溅射位置跟着变化，拉宽了靶溅射区域，但无法解决靶端头效应，靶材溅射沟道深度不均匀的问题；三是将靶材表面制成异形，在溅射损耗大的区域位置制成凸台，如中国专利申请号201020552221.7《一种长寿命溅射靶材》公开的是一个整体结构的靶材，不能拆卸，，使用时需要不同的模具制造，仍然给靶材和靶的利用率留出待改进的空间。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种适用性强，利用率高，可以拆卸和组合的靶材结构，以实现靶材利用的最大化，结构简单、成本低、适用性好。

本实用新型的原理是对靶材溅射消耗的轨道位置和对不同的溅射深度区域一一分区，采用不同厚度的靶材，然后将其组合形成一个完整的靶材，且更换时只需更换消耗尽的靶材即可，实现靶材的最大利用率。

本实用新型根据以上原理提出的技术解决方案是，可拆卸组合式靶材结构，包括两头端部靶材和中间直道靶材、金属板衬垫和背板，其特征在于：靶的两头端部还包括溅射轨道沟槽最深的区域，中间直道靶材区域还有溅射轨道沟槽部分，靶的两头端部靶材和中间直道靶材相互衔接的面是个斜面，靶的两头端部靶材斜面压在中间直道靶材的斜面，通过螺栓固定在背板上。

所述的靶的两头端部，其靶材厚度大于或等于中间直道区域其靶材厚度。中间直道区域，其靶材至少是一块可以拆卸的靶材或由多块拼接而成。靶的两头端区域，其靶材厚度大于中间直道区域的靶材厚度。直道靶材的其直道靶材的背部垫装金属板衬垫，使其直道靶材的表面与两头端部靶材的表面平齐。或由中间区域的直道靶材所对应中的间区域的背板与中间直道靶材的接触面增高，使中间直道靶材表面与两头端部靶材的表面平齐。靶材的背板上还设有冷却装置。

本实用新型靶材结构可以任意拆卸和组合，其靶材结构适合磁控溅射平面固定靶或平面移动靶。

实施本实用新型所产生的有益效果：由于对靶材进行了分区组合，因此只需更换消耗掉的靶材。杜绝了仅因靶材部分消耗殆尽就做整体靶材报废的浪费处理。节约并提高了靶材的利用率，同时对中间区域采用条块拼接还可进一步提高靶材的利用率，结构简单，安装更换方便。

附图说明

    以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的内容。

图1、是已有技术矩形平面靶材磁控溅射靶材沟道剖面消耗示意图。

图２、是本实用新型实施例1靶材的剖面示意图。

图3、是图2中A向视图。

图4、是本实用新型实施例2靶材的剖视示意图。

图5、是图4中B向视图.