包括保护装置的管状靶材的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于阴极雾化的管状靶材（1），其不具有背衬管并且由钼或钼合金制成，具有至少在某些区域中与冷却介质接触的内表面（3），其中所述内表面（3）中至少一个区域通过至少一个保护装置（4）与所述冷却介质隔开。作为实例，所述保护装置（4）可以采用聚合物层的形式。所述管状靶材（1）具有极好的长期稳定性。
【专利说明】包括保护装置的管状靶材
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于阴极雾化的管状靶材，其不具有背衬管并且由钥或钥含量至少为50at.%的钥合金制成，所述管状靶材具有溅射表面以及至少在某些区域中与冷却介质接触的内表面。
【背景技术】
[0002]由纯钥以及例如Mo-Na等钥合金制成的管状靶材，用于通过阴极雾化，例如磁控溅射来使含钥层沉积，包括在基于Cu(Inx，Ga1J (Sey, S1^2 (含Ga为CIGS，不含Ga为CIS)的薄膜太阳能电池或用于TFT-LCD的薄膜晶体管的生产过程中。在这种情况下，含钥层的厚度为数纳米至数微米。溅射所需的起始材料(阴极)称为溅射靶材，并且根据涂布系统的设计可以在平面几何形状或管状几何形状下使用。在操作过程中，管状溅射靶材(也称为管状靶材)，围绕着布置在靶材内部的静态或移动的磁系统而旋转。与平面溅射靶材相比，管状溅射靶材具有以下优点:实现材料的均匀移除以及因此更高的材料产量。尤其对于生产复杂的昂贵材料而言，管状溅射靶材已获得了认可。在陶瓷和易碎材料的情况下，管状靶材至少形成为两部分，从而使用于固持和移动管状靶材所需的力不会作用于该易碎材料以及因此易断的溅射材料上。在这种情况下，由溅射材料制成的管或多个管区段被接合到例如由非磁性钢或钛制成的背衬管上。在接合过程中，使用的是焊接工艺，此焊接工艺使用低熔点焊料，例如铟或铟合金。
[0003]在溅射过程中引入的能量有75%以上作为热量引入溅射靶材中。通过高能离子撞击溅射靶材表面而产生的热能，需用充分有效的方式来驱散，从而防止溅射靶材和/或焊接材料过热。因此，溅射靶材的冷却具有决定性的意义。在管状靶材的情况下，溅射靶材的内表面在整个表面积上或在某些区域中通过流过的冷却介质而得以冷却。在这种情况下，根据管状靶材的设计，冷却介质与溅射材料或与背衬管直接接触。
`[0004]由钥或钥合金制成的管状靶材通常与背衬管一起使用。这具有以下缺点:溅射材料与背衬管的接合较为复杂；以及热量驱散被固态的背衬管和焊接材料阻碍。因此，钢的导热性能比钥差得多。
[0005]因此，如果由钥或钥合金制成的管状靶材形成之后不带背衬管，那么冷却介质与靶材直接接触。钥和钥合金在常规冷却介质的长期作用下会腐蚀。在这种情况下，腐蚀速率达到每年若干1/10毫米，这取决于冷却介质的成分和性质以及使用条件。通过与冷却介质发生接触而引起的钥分解，以及在该过程中形成的腐蚀产物(主要是钥酸盐或混合的钥酸盐)，将导致冷却介质性能发生变化。因此，例如，冷却介质的PH值可能大大降低并且因此在冷却电路中使用的其他材料(例如铜、黄铜、优质钢)可能遭受到增加的腐蚀性攻击。通过向冷却剂添加有机或无机的抑制剂，钥以及冷却电路中其他材料的腐蚀可以减少，但不能完全避免。用于钥的腐蚀抑制剂在例如US4，719，035 (A)中描述。另外，只可能定期地检查冷却介质的状态并且在必要时补充添加剂，这样系统支出增加。
[0006]使用的冷却介质性能的示例性概述在表1中给出。
【权利要求】
1.一种用于阴极雾化的管状靶材(1)，其不具有背衬管并且由钥或钥含量至少为50at.%的钥合金制成，所述管状靶材包括溅射表面(2)以及至少在某些区域中与冷却介质接触的内表面(3)，特征在于，所述内表面(3)中至少一个区域通过至少一个保护装置(4)与所述冷却介质隔开。
2.根据权利要求1所述的管状靶材(1)，特征在于，所述保护装置(4)与所述内表面(3)处于区域性接触。
3.根据权利要求1或2所述的管状靶材(1)，特征在于，所述保护装置(4)的厚度为0.0005mm 至 1mm。
4.根据权利要求3所述的管状靶材(1)，特征在于，所述保护装置(4)的厚度为0.0005mm 至 0.1mm。
5.根据权利要求1至4中一项所述的管状靶材(1)，特征在于，所述保护装置(4)是单层的或多层的层。
6.根据权利要求1至5中一项所述的管状靶材(I)，特征在于，所述保护装置(4)是一个膜。
7.根据权利要求1至6中一项所述的管状靶材(I)，特征在于，与所述冷却介质接触的全部所述内表面通过至少一个保护装置(4)与所述冷却介质隔开。
8.根据权利要求1至7中一项所述的管状靶材(I)，特征在于，所述保护装置(4)至少由含有以下项的群组中的一种材料组成:聚合`物、金属、陶瓷和玻璃。
9.根据权利要求1至8中一项所述的管状靶材(1)，特征在于，所述保护装置(4)包括至少一种聚合物。
10.根据权利要求9所述的管状靶材(I)，特征在于，所述聚合物是导热的和/或导电的。
11.根据权利要求9或10所述的管状靶材(I)，特征在于，所述聚合物具有一种填料。
12.根据权利要求11所述的管状靶材(1)，特征在于，所述填料包括由陶瓷、石墨和金属组成的群组中的至少一种材料。
13.根据权利要求9至12中一项所述的管状靶材(I)，特征在于，所述保护装置(4)由至少一种聚合物组成。
14.根据权利要求9至13中一项所述的管状靶材(1)，特征在于，所述聚合物是由以下项组成的群组中的一种聚合物:环氧树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚亚安酯、聚氯乙烯、聚酯、乙烯基酯以及含氟弹性体。
15.一种用于生产根据权利要求1至14中一项所述的管状靶材(I)的方法，特征在于，所述保护装置(4)是通过由以下项组成的群组中的工艺而被引入的:膜的湿式涂布、喷涂和插入。
【文档编号】C23C14/34GK103518002SQ201280017348
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年4月5日 优先权日:2011年4月8日
【发明者】克里斯汀·林克, 曼弗莱德·苏利克, 马丁·卡特赖因 申请人:普兰西欧洲股份公司