[发明专利]一种利用率高的离子源溅射靶材装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子源溅射技术领域，更具体地，涉及一种利用率高的离子源溅射靶材装置及其使用方法。

背景技术

离子源溅射技术是使用离子源在真空腔室中轰击不同材料制成的靶材表面，使得靶材材料沉积到产品表面的一种技术，是近些年发展起来的制备高质量薄膜的一种非常重要的方法，它具有其它制膜技术无法比拟的优点，例如污染小，成膜条件精确可控。

但是离子源的束流方向性强，轰击到的靶材表面积太小，一般靶材利用率只有10％左右，造成大量的浪费，增加生产成本。为了提高靶材的利用率，通常采用靶材摆动的方式，但是靶材摆动会影响材料沉积速率的稳定性，而且靶材摆动幅度过大，离子束将轰击到靶材外沿污染薄膜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用率高的离子源溅射靶材装置，该装置不但能大幅度提高靶材的利用率，降低生产成本，而且能保证靶材材料沉积速率的稳定性，保证制造的薄膜不受污染。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种利用率高的离子源溅射靶材装置，包括背板及可拆卸地设于所述背板上的第一靶材、第二靶材、第三靶材及第四靶材；所述四个靶材均为矩形结构，且四个靶材呈田字形结构拼接在一起。

上述方案中，通过设置四个靶材，并将四个靶材可拆卸地呈田字形结构拼接于背板上，使得离子源第一次溅射后能重新调整四个靶材拼接时的相对位置，使用离子源再次进行溅射，重复靶材位置调整及离子源溅射的工作直至每个靶材的四个角均被使用为止。本发明一种利用率高的离子源溅射靶材装置，不但能大幅度提高靶材的利用率，降低生产成本，而且能保证靶材材料沉积速率的稳定性，保证制造的薄膜不受污染。

优选地，所述背板为矩形结构。由于四个靶材为矩形结构，将其固定于背板上时占据的面积也为矩形面积，相比于传统的圆形结构的背板，矩形结构的背板能用最小的面积来固定四个靶材，这减小了背板占用的空间面积。

优选地，四个靶材呈田字形结构拼接在一起时的尺寸与背板的尺寸相匹配；这样设置能最大程度地减小背板占用的空间面积。进一步优选地，四个靶材及背板均为正方形结构，这样设置由于靶材的长和宽相同，便于靶材的随意拼接，提高离子源溅射生产薄膜的工作效率。

优选地，背板上设有用于对四个靶材进行定位的定位结构；定位结构便于帮助工作人员定位四个靶材拼接时的中心位置，提高靶材固定的速度。进一步优选地，所述定位结构为设于背板中心的十字形定位线，将四个靶材分别固定在十字形定位线的四个直角内，实现靶材的快速精确固定；或者，所述定位结构为设于背板上的边框，将四个靶材均固定在边框内，实现靶材的快速精确固定。

优选地，四个靶材及背板上均设有金属结构，靶材与背板通过金属结构焊接连接；这样设置便于通过控制金属结构的温度的改变，实现靶材与背板的重新固定或重新脱离，金属结构为低熔点的金属结构，具体为锡金属结构、铟金属结构或铟锡合金金属结构中的任一种，例如温度较高时，靶材与背板脱离，温度较低时，靶材与背板固定连接。进一步优选地，背板上设有水路冷却系统；水路冷却系统便于使背板持续保持较低的温度，防止离子源溅射靶材生产薄膜的过程中靶材与背板脱离。

本发明的另一个目的在于提供一种利用率高的离子源溅射靶材装置的使用方法，该方法使用上述靶材装置，包括如下步骤：

S1.将第一靶材、第二靶材、第三靶材及第四靶材呈田字形结构拼接于背板上，使用离子源进行第一次溅射；

S2.溅射结束后，重新调整四个靶材的位置，使用离子源再次进行溅射；

S3.重复步骤S2，直至每个靶材的四个角均被使用为止。

本发明一种利用率高的离子源溅射靶材装置的使用方法，通过重复靶材位置调整及离子源溅射的工作，使得每个靶材的四个角均能被使用，相比于传统的圆形靶材使用方法，该方法能将靶材的利用率提高到四倍，大大降低生产成本，而且该使用方法不用摆动靶材，能保证靶材材料沉积速率的稳定性，防止靶材摆动幅度过大造成的离子束轰击到靶材外沿污染薄膜的问题出现。