本發(fā)明涉及磁控濺射技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)靶及磁控濺射裝置。

背景技術(shù)：

磁控濺射是物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)的一種，由于磁控濺射法能夠?qū)崿F(xiàn)高速、低溫、低損傷，因此成為沉積薄膜的常用技術(shù)。

磁控濺射法的具體過程為，電子在電場的作用下加速飛向基板，在此過程中與氬原子發(fā)生碰撞，能夠電離出氬離子和電子，氬離子在電場的作用下加速轟擊靶表面，濺射出大量的靶材原子或分子，呈中性的靶材原子或分子能夠在基板上沉積成膜。在此基礎(chǔ)上，通過在靶表面引入磁場，使電子受到磁場洛倫茲力的約束，被束縛在靠近靶材的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的氬離子來轟擊靶材，從而實現(xiàn)高沉積速率。

現(xiàn)有技術(shù)中多采用如圖1a所示的平面靶；或如圖1b所示的旋轉(zhuǎn)靶，其中該旋轉(zhuǎn)靶在濺射過程中圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’旋轉(zhuǎn)，但是無論對于上述平面靶還是旋轉(zhuǎn)靶，現(xiàn)有技術(shù)中均是先按照需要沉積薄膜的組分的比例，將不同的材料進行混合，然后制作上述平面靶或者旋轉(zhuǎn)靶，然而用于形成上述平面靶或者旋轉(zhuǎn)靶的材料價格比較昂貴，一旦進行混合成型后，無法再進行組分調(diào)整。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種旋轉(zhuǎn)靶及磁控濺射裝置，用以解決靶材混合成型后無法進行組分調(diào)整的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例一方面提供一種旋轉(zhuǎn)靶，包括多個靶單元，各個所述靶單元圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可拆卸連接構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述封閉結(jié)構(gòu)包括一個封閉子結(jié)構(gòu)，或者，包括沿所述旋轉(zhuǎn)軸線方向依次可拆卸連接的至少兩個封閉子結(jié)構(gòu)；每個所述封閉子結(jié)構(gòu)由至少兩個所述靶單元圍繞旋轉(zhuǎn)軸線依次可拆卸連接構(gòu)成，且沿所述旋轉(zhuǎn)軸線方向上，所述封閉子結(jié)構(gòu)的高度與所述靶單元的高度相同。

進一步的，各個所述靶單元的結(jié)構(gòu)相同。

進一步的，相鄰兩個所述靶單元中，其中一個所述靶單元的連接面上設(shè)有凸部，另一個所述靶單元的連接面上設(shè)有所述凹部，所述凸部可沿第一方向卡在所述凹部中，所述第一方向為所述連接面的垂線方向，以使得兩個所述連接面相接觸。

進一步的，所述凹部為燕尾槽，所述凸部為燕尾狀凸起；或者，所述凹部為T形槽，所述凸部為T形凸起。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)靶還包括位于所述封閉子結(jié)構(gòu)端部的緊箍環(huán)，以使得所述封閉子結(jié)構(gòu)中的各個所述靶單元圍繞旋轉(zhuǎn)軸線依次連接。

進一步的，所述封閉結(jié)構(gòu)為圓柱體或者圓環(huán)柱體。

進一步的，相鄰兩個所述靶單元在旋轉(zhuǎn)方向上的連接面與所述旋轉(zhuǎn)軸線平行。

進一步的，每個所述靶單元由一種材料構(gòu)成。

進一步的，在所述封閉結(jié)構(gòu)為圓環(huán)柱體的情況下，所述旋轉(zhuǎn)靶還包括支撐軸，所述支撐軸位于所述圓環(huán)柱體的中心孔中，且各個所述靶單元緊貼所述支撐軸的側(cè)面。

本發(fā)明實施例另一方面還提供一種磁控濺射裝置，包括上述任一種的旋轉(zhuǎn)靶。

本發(fā)明實施例提供一種旋轉(zhuǎn)靶及磁控濺射裝置，該旋轉(zhuǎn)靶包括多個靶單元，各個靶單元圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可拆卸連接構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。由于該旋轉(zhuǎn)靶由多個靶單元可拆卸連接，這樣一來，可以根據(jù)需要沉積的薄膜組分選擇不同材料的靶單元，并將該不同材料的靶單元沿旋轉(zhuǎn)方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸線進行組裝形成封閉結(jié)構(gòu)，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)靶，且在該旋轉(zhuǎn)靶沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的任意位置處，繞旋轉(zhuǎn)方向一周的靶單元中各材料組分相同，當該旋轉(zhuǎn)靶進行濺射時，能夠沉積形成所需組分的薄膜層。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種平面靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為本發(fā)明實施例提供的一種旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為本發(fā)明實施例提供的另一種旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2c為本發(fā)明實施例提供的一種旋轉(zhuǎn)靶的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2d為本發(fā)明實施例提供的一種旋轉(zhuǎn)靶的側(cè)面展開示意圖；

圖3a為本發(fā)明實施例提供的一種封閉子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b為本發(fā)明實施例提供的一種包括多個封閉子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種包括連接結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a為本發(fā)明實施例提供的一種包括凸部的靶單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b為本發(fā)明實施例提供的一種包括凹部的靶單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5c為本發(fā)明實施例提供的一種包括凹部的靶單元以及包括凸部的靶單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的又一種旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)靶的磁控濺射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：

01-旋轉(zhuǎn)靶；02-旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；03-基板；10-靶單元；100-封閉子結(jié)構(gòu)；200-連接結(jié)構(gòu)；201-凸部；202-凹部；300-緊箍環(huán)；400-支撐軸；R-旋轉(zhuǎn)方向；O-O’-旋轉(zhuǎn)軸線。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種旋轉(zhuǎn)靶，如圖2a所示，該旋轉(zhuǎn)靶01包括多個靶單元10，各個靶單元10圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’可拆卸連接構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。

此處需要說明的是，第一，上述旋轉(zhuǎn)靶01包括多個靶單元10是指，該旋轉(zhuǎn)靶01包括兩個或兩個以上的靶單元10。

第二，上述各個靶單元10圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’可拆卸連接是指，如圖2a所示，沿旋轉(zhuǎn)靶01旋轉(zhuǎn)方向R多個靶單元10依次可拆卸連接；以及，沿旋轉(zhuǎn)軸線的方向A-A’，多個靶單元10可拆卸連接。

第三，所述封閉結(jié)構(gòu)是指，沿旋轉(zhuǎn)靶01旋轉(zhuǎn)方向R多個靶單元10首尾依次緊密連接，且第一個靶單元10起始端和最后一個靶單元10末尾端相連接構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實施例提供一種旋轉(zhuǎn)靶包括多個靶單元，各個靶單元圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可拆卸連接構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。由于該旋轉(zhuǎn)靶由多個靶單元可拆卸連接，這樣一來，可以根據(jù)需要沉積的薄膜組分選擇不同材料的靶單元，并將該不同材料的靶單元沿旋轉(zhuǎn)方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸線進行組裝形成封閉結(jié)構(gòu)，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)靶，且在該旋轉(zhuǎn)靶沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的任意位置處，繞旋轉(zhuǎn)方向一周的靶單元中各材料組分相同，當該旋轉(zhuǎn)靶進行濺射時，能夠沉積形成所需組分的薄膜層。

在此基礎(chǔ)上，為了使得旋轉(zhuǎn)靶01表面任意位置處在旋轉(zhuǎn)過程中，單位時間內(nèi)掃過的面積相同，從而實現(xiàn)均勻的濺射，本發(fā)明優(yōu)選的，上述封閉結(jié)構(gòu)可以如圖2a所示為圓柱體，或者如圖2b所示為圓環(huán)柱體。

進一步的，為了便于拆卸和安裝，本發(fā)明優(yōu)選的，如圖2a和2b所示，相鄰兩個靶單元10在旋轉(zhuǎn)方向R上的連接面與旋轉(zhuǎn)軸線O-O’平行。

另外，對于需要沉積的薄膜包括多種組分時，例如該薄膜由8種組分構(gòu)成時，本發(fā)明中，可以根據(jù)本領(lǐng)域中組分常規(guī)的組合方式，將多組分中的兩種或三種進行分別混合成型靶單元10，然后將不同混合組分的多個靶單元10組裝成旋轉(zhuǎn)靶01。當然為了使得各成型的靶單元10能夠適應(yīng)于任意一種組分的薄膜，本發(fā)明優(yōu)選的，每個靶單元10由一種材料構(gòu)成，這樣一來，可以根據(jù)需要沉積的薄膜組分直接選擇不同的靶單元10，并進行組裝。

在此基礎(chǔ)上，對于上述同一種材料的靶單元10在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’進行組裝時，如圖2c(靶單元10的俯視圖)所示，將該同一種材料的各靶單元10圍繞旋轉(zhuǎn)方向R均勻分布，以及如圖2d(靶單元10沿側(cè)面的展開示意圖)所示，將該同一種材料的各靶單元10在沿旋轉(zhuǎn)軸線方向A-A’上均勻分布，從而能夠使得沉積的薄膜中各組分能夠均勻混合。

具體的，例如，需要沉積的薄膜中鉬(Mo)和釹(Nb)的組分為1:1，則沿圍繞旋轉(zhuǎn)方向R間隔均勻分布，沿旋轉(zhuǎn)軸線方向A-A’也間隔均勻分布，從而使得濺射過程中形成的膜層中Mo和Nb均勻分布。

另外，為了便于組裝拆卸，如圖3a所示，上述封閉結(jié)構(gòu)可以包括獨立的封閉子結(jié)構(gòu)100，該封閉子結(jié)構(gòu)100由至少兩個靶單元10圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’依次可拆卸連接構(gòu)成，且沿旋轉(zhuǎn)軸線方向A-A’上，封閉子結(jié)構(gòu)100的高度與靶單元10的高度相同。在此情況下，該封閉結(jié)構(gòu)可以僅由一個封閉子結(jié)構(gòu)100組成，此時，圖3a所示的一個封閉子結(jié)構(gòu)100構(gòu)成旋轉(zhuǎn)靶01。

另外，對于上述由一個封閉子結(jié)構(gòu)100構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)靶01而言，由于當旋轉(zhuǎn)靶01在濺射的過程中，容易出現(xiàn)氬離子轟擊不均勻造成旋轉(zhuǎn)靶01中部分區(qū)域的靶材消耗殆盡，而部分區(qū)域仍然存在一定量的靶材，在此情況下需要更換旋轉(zhuǎn)靶01，而更換后的旋轉(zhuǎn)靶01無法再進行使用，從而造成資源的浪費，以及成本的上升。

為了解決該技術(shù)問題，可以如圖3b所示，上述封閉結(jié)構(gòu)可以包括沿旋轉(zhuǎn)軸線O-O’方向依次可拆卸連接的至少兩個封閉子結(jié)構(gòu)100(圖3b是以三個封閉子結(jié)構(gòu)100為例進行示意的)，這樣一來，當旋轉(zhuǎn)靶01在旋轉(zhuǎn)濺射的過程中，如果出現(xiàn)部分區(qū)域的封閉子結(jié)構(gòu)100中的靶材過渡消耗，可以僅更換該位置處的封閉子結(jié)構(gòu)100，而并不需要更換整個旋轉(zhuǎn)靶01，從而能夠避免對資源的浪費，并降低制作成本。

此處需要說明的是，對于圖3b中的多個封閉子結(jié)構(gòu)100，不同的封閉子結(jié)構(gòu)100中靶單元10沿旋轉(zhuǎn)軸線方向A-A’上的高度可以相同也可以不同，為了便于制作加工，本發(fā)明優(yōu)選的，所有的封閉子結(jié)構(gòu)100中靶單元10的結(jié)構(gòu)相同，即形狀、大小、高度均一致。

進一步的，各個靶單元10圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’可拆卸連接可以為，如圖4所示，相鄰兩個靶單元10在連接面處設(shè)置連接結(jié)構(gòu)200，具體的，該連接結(jié)構(gòu)200為相鄰兩個靶單元10中，其中一個靶單元10的連接面上，如圖5a所示設(shè)有凸部201，另一個靶單元10的連接面上，如圖5b所示設(shè)有凹部202，凸部201可沿第一方向卡在凹部202中，該第一方向為連接面的垂線方向，以使得兩個連接面相接觸。

其中，圖5a和圖5b是以旋轉(zhuǎn)靶01的旋轉(zhuǎn)方向R上，相鄰的兩個靶單元10在連接面處，凹部202與凸部201均沿垂直旋轉(zhuǎn)軸線O-O’的方向設(shè)置，當然也可以如圖5c中(1)和(2)所示，凹部202與凸部201均沿平行旋轉(zhuǎn)軸線O-O’的方向設(shè)置，本發(fā)明對此不做限定。另外，對于沿旋轉(zhuǎn)軸線方向A-A’上相鄰的兩個靶單元10在連接面處的連接方式與圖5a、圖5b和圖5c的連接方式相似，此處不再進行贅述。

在此基礎(chǔ)上，上述連接結(jié)構(gòu)200中，凸部201可以為圖5a所示的燕尾狀凸起結(jié)構(gòu)，凹部202可以為圖5b所示的燕尾槽結(jié)構(gòu)；或者，凸部為T形凸起結(jié)構(gòu)，凹部202為T形槽結(jié)構(gòu)。本發(fā)明對此不作限定，只要能夠保證相鄰的兩個靶單元10在連接面處，沿該連接面的垂線方向相互卡合連接即可。

另外，當旋轉(zhuǎn)靶01包括封閉子結(jié)構(gòu)100的情況下，如圖6所示，可以在該封閉子結(jié)構(gòu)100的端部設(shè)置緊箍環(huán)300，以使得封閉子結(jié)構(gòu)100中的各個靶單元10圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’依次連接。其中該緊箍環(huán)300可以僅在封閉子結(jié)構(gòu)100的一個端部設(shè)置，也可以如圖6所示，在封閉子結(jié)構(gòu)100的兩個端部設(shè)置。

此處需要說明的是，相對于將緊箍環(huán)300設(shè)置于封閉子結(jié)構(gòu)100沿旋轉(zhuǎn)軸線O-O’方向的中間位置，會使得通過該封閉子結(jié)構(gòu)100濺射沉積的薄膜，由于緊箍環(huán)300的遮擋作用，使得沉積的薄膜在對應(yīng)緊箍環(huán)300位置不均勻或者出現(xiàn)斷裂。因此，本發(fā)明優(yōu)選的，將緊箍環(huán)300設(shè)置于封閉子結(jié)構(gòu)100的端部，能夠提高沉積的薄膜的均勻性。

在此基礎(chǔ)上，當封閉結(jié)構(gòu)為圓環(huán)柱體的情況下，為了對圍繞旋轉(zhuǎn)軸線O-O’的各個靶單元10提供一定的支撐作用，可以如圖6所示，在旋轉(zhuǎn)靶01位于圓環(huán)柱體的中心孔中設(shè)置支撐軸400，各個靶單元10緊貼支撐軸400的側(cè)面。

本發(fā)明實施例還提供一種磁控濺射裝置，包括上述任一種的旋轉(zhuǎn)靶，具有與前述實施例提供的旋轉(zhuǎn)靶相同的結(jié)構(gòu)和有益效果。由于前述實施例已經(jīng)對旋轉(zhuǎn)靶的結(jié)構(gòu)和有益效果進行了詳細的描述，此處不再贅述。

具體的，在實際的濺射過程中，如圖7所示，可以根據(jù)需要沉積薄膜的大小，選擇適應(yīng)尺寸的基板03，并將多個并列設(shè)置旋轉(zhuǎn)靶01安裝至旋轉(zhuǎn)機構(gòu)02中，通過該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)02驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)靶01進行旋轉(zhuǎn)，其中每個旋轉(zhuǎn)靶01的旋轉(zhuǎn)速度可以進行單獨控制。

需要說明的是，第一，在將多個并列設(shè)置旋轉(zhuǎn)靶01安裝至旋轉(zhuǎn)機構(gòu)02中時，可以將不同的旋轉(zhuǎn)靶01的濺射面(即旋轉(zhuǎn)靶01朝向基板03的側(cè)面)進行調(diào)整，以使得至少相鄰兩個不同的旋轉(zhuǎn)靶01位于濺射面處的靶單元10的組分不同，這樣一來，在同一時刻，不同組分的靶材能夠同時濺射至基板03上，從而使得沉積的膜層中各組分能夠混合的更均勻。

第二，在正常的濺射過程中多個并列設(shè)置旋轉(zhuǎn)靶01一般為勻速旋轉(zhuǎn)過程，當然，為了對沉積薄膜的中的組分進行調(diào)整，可以在濺射的過程中通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)02對旋轉(zhuǎn)靶01的速度進行微調(diào)整，例如，當某一組分的靶單元10旋轉(zhuǎn)至濺射面時，此時可以降低旋轉(zhuǎn)速度，以使得該組分能夠較長時間濺射至基板03上，以實現(xiàn)對沉積薄膜的各組分比例的微調(diào)整。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。