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圆形平面磁控溅射靶材结构

浏览数量:7     作者:本站编辑     发布时间: 2017-07-17      来源:本站

圆形平面磁控溅射靶材结构

圆形平面靶采用螺钉或钎焊方式紧紧固定在由永磁体(包括环形磁铁和中心磁柱)、水冷套和靶外壳等组成的阴极体上。

圆形平面磁控溅射靶的结构为:

1—冷却水管;2—轭铁;3—真空室;4—环形磁铁;5—水管;6—磁柱; 7—靶子;8—螺钉;9—压环;10—密封圈;11—靶外壳;12—屏蔽罩;13—螺钉;14—绝缘垫;15—绝缘套;16—螺钉

通常,溅射靶接500-600V负电压;真空室接地;基片放置在溅射靶的对面,其电位接地、悬浮或偏压。因此,构成基本上是均匀的静电场。永磁体或电磁线圈在靶材表面建立如下图的曲线形静磁场:

圆形平面磁控靶的磁力线为:

1—阴极;2—极靴;3—永久磁铁;4—磁力线

该磁场是以圆形平面磁控靶轴线为对称轴的环状场。从而实现了电磁场的正交和对等离子体区域的封闭的磁控溅射所必备的条件。由磁场形状决定了异常辉光放电等离子区的形状,故而决定了靶材刻蚀区是一个与磁场形状相对称的圆环。

冷却水的作用是控制靶温以保证溅射靶材处于合适的冷却状态。温度过高将引起靶材熔化,温度过低则导致溅射速率的下降。

屏蔽罩的设置,是为了防止非靶材零件的溅射,提高薄膜纯度。并且该屏蔽罩接地,还能起着吸收低能电子的辅助阳极的作用。其位置,可以通过合理设计屏蔽罩与阴极体之间的间隙来确定,其值应小于二次电子摆线轨迹的转折点距离dt,一般≤3mm。

磁控溅射的磁场时由磁路结构和永久磁体的剩磁(或电磁线圈的安匝数)所决定的。最终表现为溅射靶表面的磁感应强度B的大小及分布。通常,圆形平面磁控溅射靶表面磁感应强度的平行分量B1为0.02-0.05T,其较好值为0.03T左右。因此,无论磁路如何布置,磁体如何选材,都必须保证上述B1要求。


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