《具有非接合半导体特性靶的溅射阴极.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有非接合半导体特性靶的溅射阴极.pdf（15页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102420092 A (43)申请公布日 2012.04.18 C N 1 0 2 4 2 0 0 9 2 A *CN102420092A* (21)申请号 201110306609.8 (22)申请日 2011.09.27 12/892414 2010.09.28 US H01J 37/34(2006.01) H01J 37/04(2006.01) (71)申请人初星太阳能公司 地址美国科罗拉多州 (72)发明人 SD费尔德曼-皮博迪 RD戈斯曼 RW布莱克 PL奥基夫 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人柯广华 朱海煜 (54)。
2、 发明名称 具有非接合半导体特性靶的溅射阴极 (57) 摘要 本发明名称为“具有非接合半导体特性靶的 溅射阴极”。一般地提供了溅射阴极(10)。溅射 阴极(10)可包括定义溅射表面(14)和对着溅射 表面(14)的背表面(16)的半导体特性靶(12) (例如，硫化镉靶、氧化镉锡靶等)。背板(18)可 放置成面向靶(12)的背表面(16)并且不接合到 靶(12)的背表面(16)。非接合附连机制可将靶 (12)可拆卸地保持在溅射阴极(10)之内，以使得 背表面(16)在溅射期间面向背板(18)。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请。
3、 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 5 页 CN 102420104 A 1/2页 2 1.一种溅射阴极(10)，包括： 定义溅射表面(14)和背表面(16)的可拆卸靶(12)，其中，所述背表面(16)对着所述 溅射表面(12)，并且其中，所述靶(12)包含半导体特性材料； 背板(18)，放置成面向所述靶(12)的所述背表面(16)并且不接合到所述靶(12)的所 述背表面(16)；以及 非接合附连机制，可拆卸地将所述可拆卸靶(12)保持在所述溅射阴极(10)之内，以使 得所述背表面(16)在溅射期间面向所述背板(18)。 2.如权利要求1所述的溅射阴极(10)，其中，所述靶的所述溅射表。
4、面(14)在溅射期间 具有溅射温度，所述溅射阴极还包括： 温度传感器(54)，放置成测量所述靶(12)的所述溅射表面(14)的所述温度。 3.如权利要求1或2所述的溅射阴极(10)，还包括： 加热元件(17)，放置在所述背板(18)之上或之内以向所述靶(12)提供热能。 4.如以上权利要求中的任一项所述的溅射阴极(10)，其中，所述靶(12)的所述背表面 (16)与所述背板(18)接触。 5.如以上权利要求中的任一项所述的溅射阴极(10)，其中，所述靶(12)的所述背表面 (16)与所述背板(18)之间存在间隙。 6.如权利要求5所述的溅射阴极(10)，还包括： 隔离物(34)，放置在所述靶(。
5、12)的所述背表面(16)与所述背板(18)之间，以使所述 靶(12)与所述背板(18)分离从而定义所述间隙。 7.如以上权利要求中的任一项所述的溅射阴极(10)，其中，所述非接合附连机制包 括： 第一支架(20)，沿所述溅射表面(14)的第一边缘(21)放置以与所述溅射表面(14)的 一部分重叠；以及 第二支架(22)，沿所述溅射表面(14)的第二边缘(23)放置以与所述溅射表面(14)的 一部分重叠。 8.如权利要求7所述的溅射阴极(10)，还包括： 第一暗区护罩(42)，放置成防止所述第一支架(20)被溅射；以及 第二暗区护罩(44)，放置成防止所述第二支架(22)被溅射。 9.如权利要。
6、求8所述的溅射阴极(10)，其中，所述靶(12)的所述溅射表面(14)在溅 射期间具有溅射温度，所述溅射阴极(10)还包括： 温度传感器(54)，放置在所述第一暗区护罩(42)的背表面并放置成监测所述靶(12) 的所述溅射表面(14)的所述溅射温度。 10.如权利要求7至9中的任一项所述的溅射阴极(10)，还包括： 第一隔离物，连接到所述第一支架并放置在所述靶的所述背表面与所述背板之间；以 及 第二隔离物，连接到所述第二支架并放置在所述靶的所述背表面与所述背板之间。 11.如权利要求7至10中的任一项所述的溅射阴极(10)，还包括： 所述背板(18)与所述靶(12)之间的偏置构件(19)，以将。
7、所述靶(12)推向靠着所述第 一支架(20)和所述第二支架(22)。 权 利 要 求 书CN 102420092 A CN 102420104 A 2/2页 3 12.如权利要求7至11中的任一项所述的溅射阴极(10)，其中，第一悬垂凸缘(24)从 所述第一支架(20)延伸并与所述靶(12)的所述溅射表面(14)的第一部分重叠，并且其 中，第二悬垂凸缘(26)从所述第二支架(22)延伸并与所述靶(12)的所述溅射表面(14) 的第二部分重叠，其中所述第一悬垂凸缘和所述第二悬垂凸缘(24)、(26)中的每一个分别 从所述靶(12)的第一边缘(21)和第二边缘(23)延伸，在所述溅射表面(14)的。
8、约0.5到 约5上方延伸。 13.如权利要求7至12中的任一项所述的溅射阴极(10)，其中，所述第一支架(20)、 所述第二支架(22)、及所述背板(18)定义滑轨(28)，用于在它们之间可拆卸地接收多个靶 (12)。 14.如权利要求13所述的溅射阴极(10)，还包括： 可拆卸端支架，其中，所述可拆卸端支架在溅射期间将所述靶固定在所述滑轨内并允 许在耗尽时更换所述靶。 15.如权利要求7至14中的任一项所述的溅射阴极(10)，其中，所述溅射阴极(10)定 义基本互相平行放置的第一滑轨(60)和第二滑轨(62)，所述溅射阴极(10)还包括： 中间隔栏(64)，放置在所述第一滑轨(60)与所述第。
9、二滑轨(62)之间。 权 利 要 求 书CN 102420092 A CN 102420104 A 1/7页 4 具有非接合半导体特性靶的溅射阴极 技术领域 0001 一般来说，本文公开的主题涉及非接合的半导体特性靶及它们在基片上溅射半导 体特性层期间的使用。更具体来说，本文公开的主题涉及使用非接合硫化镉靶用于在基于 碲化镉的薄膜光伏器件的制造期间溅射硫化镉层。 背景技术 0002 基于搭配硫化镉(CdS)作为光反应组件的碲化镉(CdTe)的薄膜光伏(PV)模块 (也称作“太阳电池板”)正在产业中获得广泛接受和兴趣。CdTe是一种具有特别适合将太 阳能转换成电力的特性的半导体材料。例如，CdT。
10、e具有约1.45eV的能量带隙，这使得相比 历来用于太阳能电池应用的较低带隙半导体材料(例如，硅为约1.1eV)，它能够从太阳光 谱转换更多的能量。另外，与较低带隙的材料相比，CdTe可在较低或漫射光条件下转换辐 射能量，因此与其它传统材料相比，它在一天的过程中或多云条件下具有更长的有效转换 时间。 0003 一般来说，n型层和p型层的结负责CdTe PV模块暴露到光能(例如，阳光)时电 位和电流的生成。具体来说，碲化镉(CdTe)层和硫化镉(CdS)形成p-n异质结，其中CdTe 层充当p型层(即正的、电子接受层)，而CdS层充当n型层(即负的、电子施予层)。自由 载流子对由光能量产生，然后。
11、由p-n异质结分离以产生电流。 0004 CdS层连同其它层(例如，氧化镉锡的透明传导氧化物层)可经由溅射过程(也称 作物理汽相沉积)形成，其中，源材料从半导体特性靶(例如，硫化镉、氧化镉锡等)供给。 通常，硫化镉半导体特性靶接合到水冷却的背板，然后置于执行溅射动作的磁控管(阴极) 中。半导体特性靶通常使用铟焊料或传导环氧树脂接合到背板。接合在半导体特性靶和水 冷却背板之间提供了良好的热接触和电接触。因此，半导体特性靶的对侧上的等离子体产 生的热量能够由水冷却背板从靶耗散或带走。 0005 在半导体特性靶被溅射时，从靶侵蚀出半导体特性材料。随着半导体特性靶受到 侵蚀，一段时间后在靶表面上形成小。
12、结(nodule)，这可能改变溅射期间的沉积速率并可能 影响所得薄膜的特性。此外，这些小结可引起在溅射室中形成电弧。这些在溅射很长时间 后产生的变量可在大规模的制造环境(例如，在基于碲化镉的薄膜光伏器件的商业制造期 间)中导致沉积半导体特性层的薄膜不一致。 0006 因此，需要更均匀的溅射过程以便于基本均匀层的沉积。 发明内容 0007 本发明的方面和优点将在下面的描述中部分阐述，或者通过描述是显而易见的， 或者可通过实施本发明来学习到。 0008 一般地提供了溅射阴极。该溅射阴极可包括：定义溅射表面的半导体特性靶(例 如，硫化镉靶、氧化镉锡靶等)和对着溅射表面的背表面。背板可放置成面向靶的背。
13、表面并 且不接合到靶的背表面。非接合附连机制能够可拆卸地将靶保持在溅射阴极之内，以使得 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 2/7页 5 背表面在溅射期间面向背板。 0009 参照以下描述和所附权利要求，将会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面 和优点。结合在本说明书中并组成其一部分的附图示出本发明的实施例，并且与描述一起 用于说明本发明的原理。 附图说明 0010 在参照附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的、包括其最佳模式的本 发明的全面的和使能性公开，在附图中： 0011 图1示出包括多个非接合半导体特性靶的示范溅射阴极的透视图； 0012 图2。
14、示出图1的示范溅射阴极的一个实施例的截面图； 0013 图3示出图1的示范溅射阴极的另一个实施例的截面图； 0014 图4示出图1的示范溅射阴极的又一个实施例的截面图； 0015 图5示出图1的示范溅射阴极的又一个实施例的截面图； 0016 图6示出在多轨配置中包括多个非接合半导体特性靶的另一个示范溅射阴极的 透视图；以及 0017 图7示出图6的示范溅射阴极的一个实施例的截面图。 0018 溅射阴极10 0019 非接合靶12 0020 溅射表面14 0021 背表面16 0022 背板18 0023 加热元件17 0024 温度传感器54 0025 护罩42、44 0026 第一支架20 。
15、0027 第二支架22 0028 第一边缘21 0029 第二边缘23 0030 前边缘25、27 0031 滑轨28 0032 侧边缘30、32 0033 第一悬垂凸缘24 0034 第二悬垂凸缘26 0035 第一隔离物34 0036 第二隔离物36 0037 螺栓38、40 0038 偏置构件19 0039 第一暗区护罩42 0040 第二暗区护罩44 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 3/7页 6 0041 侧护罩46、48 0042 冷却板50 0043 液膜52 0044 第一端支架55 0045 第二端支架56 0046 第一轨60 0047 。
16、第二轨62 0048 中间隔栏64 0049 第三悬垂凸缘66 0050 第四悬垂凸缘68 具体实施方式 0051 现在详细参照本发明的实施例，在附图中示出它们的一个或多个示例。各示例作 为本发明的说明而不是对本发明的限制来提供。实际上，本领域技术人员清楚地知道，能够 在本发明中进行多种修改和变更，而没有背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例 的一部分示出或描述的特征能够与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本 发明意在包含落入所附权利要求及其等效物的范围之内的这类修改和变更。 0052 一般提供了非接合半导体特性靶，连同结合此类非接合靶的溅射阴极。非接合靶 相对它们的接合对。
17、应物可存在几个独特优势。例如，溅射非接合靶可减少或基本消除在靶 的溅射表面中形成的小结。因此，在沉积过程期间非接合靶可更均匀地溅射并可导致在单 个基片上和整个制造过程中(即，从基片到基片)都形成更均匀的薄膜层(例如，硫化镉薄 膜层、氧化镉锡层等)。 0053 图1示出包括多个非接合靶12的示范溅射阴极10。每个靶12定义一溅射表面14 以及对着溅射表面14的背表面16。每个靶的背表面16与放置在溅射阴极10之内并面向 每个靶12的背表面16的背板18保持非接合。本文所使用的术语“非接合”是指靶12没 有靶12的背表面16与背板18之间的任何附连力(即，在靶12的背表面16之间没有焊剂 (wel。
18、ding)、焊料、粘合剂或其它附连材料)。因此，靶12可相对于背板18自由移动。 0054 由于靶12未接合到背板18，它们之间的热传导可被禁止，特别是在溅射期间存在 的较低真空压力的溅射气氛中(例如，约1mTorr到约50mTorr)。因此，靶12会因溅射室中 的等离子体和/或溅射室内的辐射热源而变热。对于任何基本恒定的溅射过程(即，具有 基本恒定的磁控管功率、溅射压力和/或溅射温度)，在沿溅射表面14吸收的热能基本等于 从靶12的背表面16辐射到背板18的热能时，靶12能够达到较稳定的溅射温度。例如，取 决于使用的具体溅射参数，靶12的溅射温度可为约100到约1,000。 0055 在一个。
19、具体实施例中，在溅射之前(例如，在形成等离子体场之前)，可经由背板 18之中或之上的加热元件17预加热靶12。例如，图2、4和5示出背板内的加热元件17，而 图3示出在面向靶12的背板表面上的加热元件17。因此，靶12可加热到溅射温度，其可在 整个溅射过程中被基本保持，以提供均匀的溅射参数。在靶12的溅射期间，由于加热靶12 的等离子体和/或加热元件17(当存在时)，能够保持靶12的溅射温度。 0056 在一个具体实施例中，溅射阴极10之上或之内包含温度传感器54，以监测靶12的 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 4/7页 7 溅射表面14的温度。例如，温度。
20、传感器54可以是诸如高温计的非接触式温度传感器。如 图所示，温度传感器54可包含在溅射阴极10之内、在护罩42、44的背面上，以保护它免于 溅射期间的等离子体影响。但是，温度传感器54可位于溅射室内的任何适当位置。可使用 多个温度传感器54来监测溅射表面14的不同区域的溅射温度，以确保跨过表面14保持基 本恒定的温度。 0057 由于溅射期间等离子体加热靶12，因此可以减少和/或甚至全部消除加热元件17 提供的热量的量。因此，在一个实施例中，靶12可因等离子体提供的热量而在溅射期间保 持其溅射温度，而无需加热元件17向靶12提供额外的热能。但是，如果溅射温度下降到所 需温度以下，则加热元件17。
21、可向靶12提供额外的热能，以按需要升高其溅射温度。 0058 靶12的这些较高的溅射温度将靶12的材料限制于能够耐受这些溅射温度和穿过 靶12的厚度形成的任何潜在的温度梯度而基本不会破裂或熔化的那些材料。在一个具体 实施例中，非接合靶可包含：用于经由溅射在基片上形成硫化镉层的方法中使用的的硫化 镉，例如用于在基于碲化镉的薄膜光伏器件中使用。在使用硫化镉构成时，非接合硫化镉靶 还能以相比其它方面相同但接合的靶通常所需更低的功率设定来进行溅射，同时仍达到基 本相同的沉积速率。此外，非接合硫化镉靶可在耗尽时容易地互换，导致极大的时间节省和 成本节省。备选地，靶12的材料可包含氧化镉锡，例如用于在基片。
22、上形成透明传导氧化层， 例如用于在基于碲化镉的薄膜光伏器件中使用。 0059 靶12可经由支架或其它非接合附连机制(一种或多种)保持在背板18之上或附 近。图2-4示出分别沿靶12的相对边缘21、23(即，第一边缘21和第二边缘23)放置的第 一支架20和第二支架22。第一支架20和第二支架22均定义从它们各自前边缘25、27延 伸的悬垂凸缘24、26。这样，第一支架20和第二支架22形成了一滑轨28，用于在溅射阴极 10内的支架之间可拆卸地接收靶12。滑轨28分别由从相应支架20、22延伸的每个悬垂凸 缘24、26的内表面；第一支架20和第二支架22的侧边缘30、32；以及背板18作为边界。。
23、 0060 分别从第一支架20和第二支架22延伸的第一悬垂凸缘24和第二悬垂凸缘26各 放置成沿靶12的相应边缘(即，第一边缘21和第二边缘23)与溅射表面14的一部分重叠。 各悬垂凸缘24、26覆盖的溅射表面14的重叠部分足以将靶12保持在溅射阴极内和背板18 附近。但是，由悬垂凸缘24、26覆盖的溅射表面14的重叠部分优选地为最低限度的，从而 避免浪费靶材料，因为沿靶12的第一边缘21和第二边缘23的重叠部分在沉积过程中将被 禁止溅射。例如，各悬垂凸缘24、26可覆盖从靶12的第一边缘21和第二边缘23延伸的溅 射表面14的约0.5到约5，例如溅射表面14的约1到约4。 0061 第一支架。
24、20和第二支架22能够将靶12(一个或多个)保持和固定在溅射阴极10 之内，以使得背表面16在溅射期间面向背板18。因此，靶12的背表面16可靠近或直接接 触背板18。然而，由于背表面16未接合到背板18，因此靶可在滑轨28的限制内相对于背 板18自由移动。 0062 在一个具体实施例中，可调整靶12的大小以固定安置在滑轨28内，基本仅允许靶 沿滑轨28的长度移动。例如，第一支架20和第二支架22的相对侧边缘30、32之间的间 距可分别为第一边缘21和第二边缘23之间定义的靶12的宽度的约100.1到约105， 例如，约100.5到约104，以及具体为约101到约103。同样，悬垂凸缘24、2。
25、6与背 板18之间的间距可为溅射表面14与背表面16之间定义的靶12的厚度的约100.1到约 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 5/7页 8 110，例如，约100.5到约105，以及具体为约101到约103。因此，靶12的溅射表 面14的90到约99.8能够保持暴露和可用于溅射，例如约92到约99，以及具体为 约96到约98。 0063 滑轨28内的额外空间能够允许靶12在室温时(例如，约20到约25)较容易 地移动但仍将固定靶12以防在阴极垂直安装或颠倒时脱落。例如，额外空间允许在升高的 溅射温度(例如，约100或更高)处靶的热膨胀，同时防止靶12破裂，。
26、因为它在其热膨胀 范围内没有机械限制。 0064 图2示出图1的溅射阴极10的一个实施例，其中靶12的背表面16与背板18直接 接触。在这个实施例中，背表面16与背板18之间不存在其它材料。例如，悬垂凸缘24、26 与背板18之间的间距可为溅射表面14与背表面16之间定义的靶12的厚度的约100.1 到约102，例如，约100.2到约101.5，以及具体为约100.5到约101。因此，只有 很少的空间供靶12在悬垂凸缘24、26与背板18之间移动，特别是在靶12经加热导致膨胀 时。 0065 在一个实施例中，面向靶12的背板18的表面上可包含介电材料(例如，硫化镉) 的层。这个介电材料的层可防。
27、止背板18在靶12耗尽时受到溅射。在一个实施例中，介电 材料的层可包含与靶12基本相同的材料(例如，具有基本相同的构造)。例如，介电材料的 层和靶12均可包含硫化镉。 0066 图3示出图1的溅射阴极10的一备选实施例，其中，靶12的背表面16与背板18 之间存在间隙。在这个实施例中，允许靶12在背板18与第一支架和第二支架20、22的悬 垂凸缘24、26之间做少量的浮动。例如，悬垂凸缘24、26与背板18之间的间距可为溅射表 面14与背表面16之间定义的靶12的厚度的约102到约105。这个配置可允许靶12 在滑轨28之内容易地滑动，以实现较容易的可互换性。 0067 在溅射阴极10的又一个。
28、备选实施例中，可在靶12的背表面16与背板18之间放 置隔离物，以使得背表面16与背板18之间存在间隙。例如，图4示出靶12的背表面16与 背板18之间的、分别连接到第一支架20和第二支架22的第一隔离物34和第二隔离物36。 在示出的实施例中，第一隔离物和第二隔离物34、36定义分别从第一支架20和第二支架22 的侧边缘30、32延伸的第二凸缘，以防止靶12的背表面16与背板18之间的接触。第一隔 离物和第二隔离物34、36的大小可按需要控制，以便控制背表面16与背板18之间的距离。 0068 当靶12的背表面16与背板18之间存在间隙时，可调整该间隙以控制溅射过程期 间靶12的平衡溅射温度。
29、，这可导致对沉积速率和/或沉积均匀度的控制。在某些实施例中， 该间隙可为约100m到约1cm，例如约200m到约0.5cm。 0069 第一支架和第二支架20、22与背板18之间的间距可根据靶12的厚度和滑轨28 中存在的所需浮动量按需要调整。例如，在图2-4中示出的实施例中，包括了一对螺栓38、 40来调整分别从第一支架20和第二支架22延伸的、悬垂凸缘24、26到背板18的距离。 0070 图5示出包括位于背板18与靶12之间的偏置构件19、以提供将靶12推向靠着支 架20、22的力的实施例。虽然在图5中显示为弹簧片(fingerstock)，但偏置构件19可以 是使靶12朝向支架20、2。
30、2偏置的任何配置，例如，弹簧等。在一个具体实施例中，偏置构件 19是由铍铜制成的弹簧片。 0071 在一个实施例中，第一支架和第二支架20、22可由非磁性材料制成，以避免对溅 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 6/7页 9 射期间形成的磁场造成任何影响。例如，第一支架和第二支架20、22可由非磁性金属材料 (例如，诸如304型不锈钢或316型不锈钢的不锈钢)制成。在一个具体实施例中，在支架 20、22于沉积过程期间被溅射的情况下，第一支架和第二支架20、22的暴露表面可涂敷镉。 第一支架和第二支架20、22的表面上的镉层可防止支架20、22自身的溅射，从而防。
31、止污染 溅射室(以及结果的沉积膜)。 0072 图1-5的实施例中示出溅射阴极10的第一支架和第二支架20、22由第一暗区护 罩和第二暗区护罩42、44提供针对溅射等离子体的保护，并且由侧护罩46、48提供针对溅 射室剩余部分的保护。因此，支架20、22的材料免于受到溅射，从而防止支架20、22的材料 对沉积薄膜层的污染。 0073 背板18可连接到冷却系统。图2-5的实施例示出背板连接到包含冷却板50和液 膜52的液体冷却系统。液膜52配置成提供和携带冷却液体(例如，水)的连续流至冷却 系统，以在加热和溅射期间从背板18移除热量。提供冷却板50以帮助从背板18收集热能 并将该热能传输到液膜5。
32、2。 0074 在一个具体实施例中，靶12为矩形以便具有基本平行的侧边。例如，图1中示出 的靶12为正方形。这种矩形配置可允许靶12跨过溅射阴极10内的多个靶容易地形成基 本均匀的溅射表面。这样，相邻靶12之间的间隙可以避免，防止在溅射过程期间溅射到下 面的背板18。另外，矩形配置可允许使用滑轨28容易地更改和替换靶12。 0075 可通过移除第一端支架55和/或第二端支架56，从而允许通过沿滑轨28的长度 朝向开放端(一个或多个)滑动靶而将靶12从滑轨28移除出去，容易地更换溅射后耗尽 的靶12。然后，替换靶12可通过开放端(一个或多个)插入滑轨28，以为溅射过程提供新 鲜的源材料。第一端支。
33、架55和第二端支架56能够通过任何机制(例如，螺栓连接)可拆 卸地附连到溅射阴极10。 0076 图1-5的实施例在示范溅射阴极10中示出接收溅射靶12的单个轨。但是，在备 选实施例中，溅射阴极10中可包含多个轨道。例如，图6的实施例与图1的设计相似，除了 溅射阴极10中包含两个轨60、62。轨60、62沿各轨60、62的长度基本互相平行，并且由放 置在第一轨60与第二轨62之间的中间隔栏64分离。中间隔栏64用于通过定义第三悬垂 凸缘66和第四悬垂凸缘68将靶12保持在各轨60、62之内。具体来说，在第一支架20的 第一悬垂凸缘26与中间隔栏64的第三悬垂凸缘66之间定义第一轨60。同样，在。
34、第二支架 22的第二悬垂凸缘28与中间隔栏64的第四悬垂凸缘68之间定义第二轨62。 0077 可以控制中间支架64的大小以在将溅射的区域中暴露靶12的溅射表面14，具体 地，沿传统磁控管溅射期间所见的传统、椭圆跑道形耗尽区。这样，中间隔栏64基本不会阻 碍溅射过程并仍提供用于溅射的源材料。 0078 图7示出图6的溅射阴极10的一个实施例，其中靶12的背表面16与背板18直 接接触。但是，可放置第一支架和第二20、22及中间隔栏64的悬垂凸缘66、68并调整其大 小，以在靶12的背表面16与背板18之间提供间隙，例如图3-5中相对于图1的单轨实施 例中示出的那样。例如，图7的双轨实施例可包含。
35、在靶12的背表面16与背板18之间从中 间隔栏64延伸的第三隔离物和第四隔离物(未示出)，以与从第一支架和第二支架20、22 延伸的第一隔离物和第二隔离物(未示出)协作，从而在靶12的背表面16与背板18之间 产生间隙(类似于图4中相对于图1的单轨实施例示出的那些)。另外，图7的双轨实施例 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 7/7页 10 可包含使靶12朝向第一支架和第二支架20、22与中间隔栏64的悬垂凸缘66、68偏置的弹 簧片(一个或多个)，如图5中示出的那样。 0079 溅射阴极10可与任何溅射过程一起使用。溅射沉积一般涉及通过使用等离子体 接触靶，。
36、从作为材料源的靶喷射材料。然后，喷射的材料可沉积在基片上以形成膜。DC溅射 一般涉及将电压施加到放置在溅射室之内的基片(即，阳极)附近的金属靶(即，阴极)， 以便形成直流放电。溅射室能够具有在金属靶与基片之间形成等离子体场的活性气氛(例 如，氧气氛、氮气氛、氟气氛)。活性气氛的压力可介于用于磁控管溅射的约1mTorr与约 20mTorr之间。当施加电压而从靶释放金属原子时，金属原子能够与等离子体起反应，并且 沉积到基片表面上。例如，当气氛包含氧时，从金属靶释放的金属原子能够在基片上形成 金属氧化层。相反，RF溅射一般涉及通过在靶(例如，陶瓷源材料)与基片之间施加交流 (AC)或射频(RF)信号。
37、来激发电容放电。溅射室可具有惰性气氛(例如，氩气氛)，并且可 具有较低的溅射压力(例如，约1mTorr和约20mTorr)。 0080 在一个具体实施例中，靶12包含硫化镉，以使得溅射阴极10可用于在基片上沉积 硫化镉层。如上所述，非接合半导体特性靶可插入溅射阴极中(可选地经由加热元件预加 热到溅射温度)，并且之后，与等离子体接触以从靶的溅射表面喷射原子。在某些实施例中， 可通过放置在溅射阴极之内的温度传感器遍及靶的加热和溅射地监测溅射温度(例如，约 100到约1000)，并通过增大或减小加热元件的输出按需要进行调整。 0081 本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术。
38、人员能 够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明可取得 专利的范围由权利要求来定义，并可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它 示例具有与权利要求的字面语言无差别的结构要素，或如果它们包括具有与权利要求的字 面语言无实质不同的等同结构要素，则它们规定为在权利要求的范围内。 说 明 书CN 102420092 A CN 102420104 A 1/5页 11 说 明 书 附 图CN 102420092 A CN 102420104 A 2/5页 12 说 明 书 附 图CN 102420092 A CN 102420104 A 3/5页 13 图5 说 明 书 附 图CN 102420092 A CN 102420104 A 4/5页 14 图6 说 明 书 附 图CN 102420092 A CN 102420104 A 5/5页 15 图7 说 明 书 附 图CN 102420092 A 。