[发明专利]采用热喷涂生产基于硅与锆的靶的方法

说明书

本发明涉及一种采用溅射或采用离子源生产靶的方法，该靶打算用 于在中性或反应性气氛中的真空沉积方法，特别地采用磁场增强的阴极 溅射的真空沉积方法。

根据本发明的另一个方面，本发明还涉及通过实施所述方法得到的 靶，以及为了由所述靶得到以溅射材料为基的层而使用这样一种靶，与 采用本发明目方法能够生产所述靶的化合物组合物。

人们知道由粉末混合物成型生产靶的各种技术。因此，上述这些靶 可以由所述混合物铸造、烧结方法得到，或少数由热喷涂技术，更特别 地由等离子体炬的喷射技术得到。

热喷涂技术是令人满意的，但涉及生产单组分靶，而这种靶是多组 分-基的，这种靶一般具有结构多相性，它们导致在沉积层的不均匀性。

更特别地，本发明人观察到，对于密度明显不同的粉末混合物，例 如含有硅(密度＝2.34)、铝(密度＝2.7)和密度可能为5-10的其它组分M的 粉末-基混合物，一方面Si、Al与另一方面M的密度差会造成下述问题：

-偏析危险，因此注入前在粉末混合物中的不均匀性，因此最后导致 靶组成的不均匀性。

-不同密度粉末在等离子体管中每个种类的不同轨迹，造成微粒束 按照不同密度水平分离成许多数(按照该混合物中存在种类或组分，分别 地分离成许多束)。这些分离的束因此造成在该靶中微观结构的多相性， 这种微观结构因此是多层类型的(层A与B叠置)。

采用溅射制备薄层时，该靶中的这些多相性诱发负作用(寄生弧现 象、薄层组成的不均匀性)。这样还可能因在该靶中不同区域的溅射效率 不同而引起靶表面粗糙度增加。这种粗糙度增加在这些极端情况下表现 在出现大尺寸凸起物(直径/高度为几mm)，因此导致在表面出现弧(尖 端效应增强电场)。

另外，应该与一些组分混合的某些种类有高工业危险性，在等离子 体溅射所需要的粒度范围内，它们以粉状纯金属形式存在时尤其如此(高 比表面)(由于某些粉状金属因其极高亲合力而有爆炸的危险)。

因此，本发明的目的是提出一种采用热喷涂生产靶的方法，特别地 采用等离子体方法克服这些缺陷，该方法能够得到均匀微观结构的靶， 尽管组成起始混合物的每种种类的各自密度不相同。

为此，采用热喷涂，特别地采用等离子体法生产靶的方法，即本发 明的目的，所述的靶含有至少一种基于不同性质原子的化合物，它们特 别选自属于族(Zr、Mo、Ti、Nb、Ta、Hf、Cr)的组分M和硅，其特征 在于注入至少一部分所述的化合物，它的这些组分在等离子体推进器 (propulseur plasma)中是由共价键和/或离子键和/或金属键连接的，所述 的等离子体推进器将所述化合物的这些组分喷射到该靶上，以便达到在 所述靶的一部分表面上沉积所述的化合物。

借助在等离子体管中喷射合金类化合物(或具有原子的紧密混合物 (mélange intime des atoms))，在沉积材料中在所述化合物的组成原子 之间不再有不均匀性的危险。

在本发明的优选实施方式中，还可以任选地采用一种和/或另一种下 述安排：

-另一部分所述的化合物以粉末混合物形式注入，

-根据它们的各自密度调节构成该混合物的每种粉末粒度，以便它们 的各自平均质量应尽可能接近，

-使用几个注入通道(canaux d’injection)，根据每个通道中的注入 材料，独立地调节这些注入通道的注入参数，

-在抽真空预先净化后，在充满中性气氛的室(enceinte)中进行喷 射化合物，

-在已真空净化的室中，再充满中性气体直到压力可以达到50-1000 毫巴，进行喷射化合物，

-在靶与等离子体之间进行相对移动，

-在沉积所述化合物之前进行靶表面处理，

-这种表面处理包括清洗该靶的这部分表面，

-这种表面处理包括在该靶的这部分表面沉积连接材料层，

-等离子体喷射时，该靶的这部分表面进行热调节，

-注入至少一种所述金属M的硅化物。