一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及薄膜的物理制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法，其特征在于：包括旋轉(zhuǎn)圓柱靶管及中心靜止不動(dòng)的磁鐵，所述旋轉(zhuǎn)圓柱靶管由不同形狀的摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元以不同的形式分布在圓筒形支撐襯底上，摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元兩者按照一定的排布規(guī)律分布。本發(fā)明將需要共濺射和共摻雜的靶材單元制作成不同的形狀，以不同的形式分布在圓筒形支撐襯底上，而圓筒形支撐襯底的中心放置靜止不動(dòng)的磁鐵，慢速轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)磁控濺射，達(dá)到高均勻性共摻雜的目的，其靶材利用率也比較高。
【專利說(shuō)明】一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及薄膜的物理制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù)之一，工作氣體在電場(chǎng)作用下發(fā)生電離并在電磁場(chǎng)作用下加速成離子束，高速離子束轟擊固體表面產(chǎn)生原子、離子、分子并沉積在基板表面從而形成高均勻性的薄膜。被高速離子束轟擊的固體稱為派射祀材，派射祀材有合金祀材、陶瓷靶材等，按照靶材的構(gòu)成可分為復(fù)合靶材、共濺射靶材等。復(fù)合靶材將需要摻雜的成份與本體成份混合分散經(jīng)燒結(jié)制成，而共濺射靶材則是摻雜成份與本體成份是分開(kāi)的。復(fù)合靶材有利于摻雜成份在薄膜中的均勻分布，但是這種靶材制造工藝復(fù)雜，制造成本高，靶材燒結(jié)中容易出現(xiàn)摻雜成份偏析導(dǎo)致?lián)诫s不均勻的現(xiàn)象。共濺射靶材由于摻雜成份與本體成份是分體靶材，只需要單獨(dú)制備成靶材即可，這種靶材制造工藝簡(jiǎn)單，但是如何提高薄膜的摻雜均勻性是個(gè)需要深入研究的課題。
[0003]為了保證沉積薄膜的均勻性，磁控濺射一般采取的是靶材與基板“面對(duì)面”的形式進(jìn)行沉積，因此這種沉積方法很難實(shí)現(xiàn)原子尺度的高均勻性共濺射摻雜。為解決共摻雜的問(wèn)題，目前一些專利申請(qǐng)了采用多個(gè)靶材同時(shí)濺射的方式，但是這種方式只適合研發(fā)階段應(yīng)用，在生產(chǎn)線中靶材尺寸大，很難實(shí)現(xiàn)多靶材長(zhǎng)期穩(wěn)定的共濺射沉積。還有專利公開(kāi)了將小的靶材粘到大的靶材的表面，實(shí)現(xiàn)共同濺射和共同摻雜，但是這種方式比較粗糙，難保證摻雜的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高均勻性摻雜、穩(wěn)定可靠的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，并公開(kāi)其制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:包括旋轉(zhuǎn)圓柱靶管及中心靜止不動(dòng)的磁鐵，所述旋轉(zhuǎn)圓柱靶管由不同形狀的摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元以不同的形式分布在圓筒形支撐襯底上，摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元兩者按照一定的排布規(guī)律分布。
[0007]本發(fā)明所述的磁鐵包括中心極靴及外圍永磁體。
[0008]本發(fā)明共濺射旋轉(zhuǎn)靶材制備方法如下:
[0009]A、將摻雜成份和本體成份分別制備成分體的靶材；
[0010]B、將摻雜成份和本體成份靶材按照需要摻雜的濃度比例和形狀切割靶材單元；
[0011]C、將切割后的靶材單元安裝在圓筒形支撐襯底上，而圓筒形支撐襯底的中心放置靜止不動(dòng)的磁鐵，制成共濺射靶材旋轉(zhuǎn)靶管；
[0012] D、當(dāng)磁控濺射工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)靶材帶動(dòng)了不同的靶材單元轉(zhuǎn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)共濺射和共摻雜。
[0013]本發(fā)明將需要共濺射和共摻雜的靶材單元制作成不同的形狀，以不同的形式分布在圓筒形支撐襯底上，而圓筒形支撐襯底的中心放置靜止不動(dòng)的磁鐵，慢速轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)磁控濺射，達(dá)到高均勻性共摻雜的目的，其靶材利用率也比較高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明共濺射旋轉(zhuǎn)靶材的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為水平層狀旋轉(zhuǎn)靶材單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為斜向?qū)訝钚D(zhuǎn)靶材單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為豎直層狀旋轉(zhuǎn)靶材單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5本發(fā)明共濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法示意圖。
具體實(shí)施例
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作一詳細(xì)闡述:
[0020]如圖1所示，一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:包括旋轉(zhuǎn)圓柱靶管I及中心靜止不動(dòng)的磁鐵，所述旋轉(zhuǎn)圓柱靶管I由不同形狀的摻雜成份靶材單元11和本體成份靶材單元12以不同的形式分布在圓筒形支撐襯底上。
[0021]本發(fā)明所述的磁鐵包括中心極靴2及外圍永磁體3，極靴2位于圓柱中心位置，永磁鐵3均勻安裝于極靴2的外圍，圓柱靶管I安裝在極靴2的外圍。
[0022]本發(fā)明所述摻雜成份靶材單元11和本體成份靶材單元12可以由多種形狀構(gòu)成，如水平層狀結(jié)構(gòu)(如圖2所示)、斜向?qū)訝?如圖3所示)、豎直層狀(如圖4所示)等。
[0023]如圖5所示，本發(fā)明共濺射旋轉(zhuǎn)靶材具體制備方法如下:
[0024]A、將摻雜成份和本體成份分別采用澆注燒結(jié)或真空燒結(jié)的方法制備成分體的靶材，兩種靶材單元具有相同的內(nèi)徑。
[0025]B、將摻雜成份和本體成份靶材按照需要摻雜的濃度比例和形狀切割成摻雜成份靶材單元11和本體成份靶材單元12 ;切割時(shí)確保摻雜成份靶材單元11和本體成份靶材單元12切割位置形成互補(bǔ)關(guān)系，以保證兩種靶材單元安裝到一起之后形成完整的旋轉(zhuǎn)靶材，而不會(huì)留下沒(méi)有靶材的空位。
[0026]C、將切割后的摻雜成份靶材單元11和本體成份靶材單元12靶材單元安裝在圓筒形支撐襯底上，而圓筒形支撐襯底的中心放置靜止不動(dòng)的磁鐵，磁鐵包括中心極靴2及外圍永磁體3，極靴2位于圓柱中心位置，永磁鐵3均勻安裝于極靴2的外圍，圓柱靶管I安裝在極靴2的外圍，從而制成共濺射靶材旋轉(zhuǎn)靶管；
[0027]D、當(dāng)磁控濺射工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)靶材帶動(dòng)了不同的靶材單元轉(zhuǎn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)共濺射和共摻雜。
【權(quán)利要求】
1.一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:包括旋轉(zhuǎn)圓柱靶管及中心靜止不動(dòng)的磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)圓柱靶管由不同形狀的摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元以不同的形式分布在圓筒形支撐襯底上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:所述的磁鐵包括中心極靴及外圍永磁體，極靴位于圓柱中心位置，永磁鐵均勻安裝于極靴的外圍，圓柱靶管安裝在極靴的外圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元以由多種形狀構(gòu)成，包括水平層狀結(jié)構(gòu)、斜向?qū)訝睢⒇Q直層狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材，其特征在于:摻雜成份靶材單元和本體成份革El材單兀兩者按照一定的排布規(guī)律分布。
6.一種共濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其特征在于: A、將摻雜成份和本體成份分別制備成分體的靶材； B、將摻雜成份和本體成份靶材按照需要摻雜的濃度比例和形狀切割靶材單元； C、將切割后的靶材單元安裝在圓筒形支撐襯底上，而圓筒形支撐襯底的中心放置靜止不動(dòng)的磁鐵，制成共濺射靶材旋轉(zhuǎn)靶管； D、當(dāng)磁控濺射工作時(shí)，旋轉(zhuǎn) 靶材帶動(dòng)了不同的靶材單元轉(zhuǎn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)共濺射和共摻雜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其特征在于:步驟A所述靶材將摻雜成份和本體成份分別采用澆注燒結(jié)或真空燒結(jié)的方法制備，兩種靶材單元具有相同的內(nèi)徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共濺射旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其特征在于:步驟B切割時(shí)確保摻雜成份靶材單元和本體成份靶材單元切割位置形成互補(bǔ)關(guān)系，以保證兩種靶材單元安裝到一起之后形成完整的旋轉(zhuǎn)靶材，而不會(huì)留下沒(méi)有靶材的空位。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK103938173SQ201410181267
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】黃常剛, 李京波, 李慶躍, 吳宗澤, 李凱, 汪林望, 吳海虹, 李樹(shù)深, 夏建白, 王臻 申請(qǐng)人:浙江東晶電子股份有限公司