磁控溅射铁磁性靶材的主要方法

磁控溅射铁磁性靶材的主要方法

由于磁控溅射铁磁性靶材的难点是靶材表面的磁场达不到正常磁控溅射时要求的磁场强度，因此解决的思路是增加铁磁性靶材表面剩磁的强度，以达到正常溅射工作对靶材表面磁场大小的要求。实现的途径主要有以下几种：

a、靶材设计与改进

b、增强磁控溅射阴极的磁场

c、降低靶材的导磁率

d、设计新的磁控溅射系统

e、设计新的溅射阴极装置

f、靶材与溅射阴极装置的综合设计

(1) 靶材的设计改进

将铁磁性靶材的厚度减薄是解决磁控溅射铁磁材料靶材的最常见方法。如果铁磁性靶材足够薄，则其不能完全屏蔽磁场，一部分磁通将靶材饱和，其余的磁通将从靶材表面通过，达到磁控溅射的要求。这种方法的最大缺点是靶材的使用寿命过短，同时靶材的利用率很低。而且薄片靶材的另一个缺点是溅射工作时，靶材的热变形严重，往往造成溅射很不均匀。

一种对铁磁性靶材进行的改进设计是在靶材表面刻槽，槽的位置在溅射环两侧(见图1) 。这种设计的靶材适用于具有一般导磁率的铁磁性靶材，例如镍。但对具有高导磁率的靶材料效果较差。虽然靶材的这种改进增加了靶材的成本，但这种措施无需对溅射阴极进行改动，能在一定程度上满足溅射铁磁性材料的需求。

图1 经过刻槽改进的靶材

图2给出了一种间隙型刻槽改进靶材。该靶所用的阴极是平面磁控溅射型的。靶磁场由置于靶的铜背板下方的水冷却的永磁体产生。在两个磁极之间的中心位置处和不带靶材的阴极表面上，其磁场强度为0.145 T。靶材可以为铁、镍等导磁材料，将靶材粘在铜背板上