[发明专利]制备复合材料的可组装靶材、其制造、修复和改装方法

说明书

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，涉及一种可组装靶材，尤其涉及一种用于制备复合材料的可组装靶材；本发明还涉及上述可组装靶材的制造方法；此外，本发明进一步涉及上述可组装靶材的修复和改装方法。

背景技术

复合材料是现今应用广泛的材料，它是由两种以上的材料复合而成，与合金材料内成份均匀相比，复合材料内部是由明显的多种材料畴组成，这种特殊的结构具有特殊的性能，材料内各组份之间取长补短，因此，复合材料往往综合了材料内复合的多种材料的性能，最终得到比单一材料更强的性能，在各个领域都发挥着重要的作用。例如现今的铁电和铁磁的复合就吸引了很多研究人员的目光，有望得到有广泛的应用；在很多合金的应用中也是如此。在另外一个领域相变存储器中，有研究人员提出了一种纳米复合的相变材料的概念，在这种材料中，具有相变能力的相变材料颗粒与不具备相变能力的功能材料颗粒彼此分开，于是相变材料颗粒的尺寸得到抑制，在相变过程中，因为复合的作用，相变区域变小，相变的功耗较低，数据保持能力也更好，基于纳米复合相变材料的存储器件具有更好的性能。在另一方面，一些金属材料的复合也是有着举足轻重的作用。

虽然复合材料在各个领域都发挥着重要的作用，复合材料薄膜的制备一直是个难题，目前主要的方法是先制备复合材料靶材，随后通过物理沉积工艺得到，但是，因为材料的特性，复合材料靶材的制备工艺复杂，成品率较低，因此成本极高。即便在随后的薄膜生产过程中，因为靶材生命周期较短，且同一靶材前后制备的组分可能以为复合材料靶材成分的漂移存在较大的差别，造成薄膜性能的差异和器件性能的不可控。为了制备某一组分的复合材料薄膜必须要制备对应组分的靶材，对复合材料进行成分的微调成了一种奢望。此外，在物理沉积过程中，靶材上不同区域材料的消耗与所施加的磁场有很大的关系(磁场影响到能量束的分布密度)，往往在靶材上方某些区域会形成很深的沟槽(例如圆形靶材上方往往形成环状的深沟)，沟槽深度到达底座的上方时，价格昂贵的靶材就此报废，综上所述，因为各方面的原因，制备复合材料薄膜的平均价格就很高，效率较低，一定程度上限制了复合材料产品的大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于制备复合材料的可组装靶材，用于方便地制备复合材料薄膜，并且降低薄膜制备的成本，提升靶材的利用率。

本发明还提供上述可组装靶材的制造方法，用于方便地制备复合材料薄膜，并且降低薄膜制备的成本，提升靶材的利用率。

此外，本发明进一步提供上述可组装靶材的修复和改装方法，用于方便地制备复合材料薄膜，并且降低薄膜制备的成本，提升靶材的利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于制备复合材料的可组装靶材，其特征在于具有第一材料基底，基底上方具有多个凹槽，凹槽中填充有至少一种非第一材料。

作为本发明的一种优选方案，制造上述靶材的步骤如下：在第一材料基底靶材上形成槽结构，填充至少一种非第一材料的粉末或者熔液，经烧结、冷却和平坦化得到。在靶材部分消耗后，还可通过对靶材的消耗部分的修复实现靶材的重复充分利用，提高利用率。

作为本发明的一种优选方案，填充非第一材料的槽结构的深度小于或等于第一材料基底的厚度；填充非第一材料的槽结构的形状、深度、面积、以及在基座上的排布彼此之间相同或者不同；第一材料基底占组装后复合材料靶材的总表面积的比例在百分之三十三到百分之九十九之间；靶材包含基座。

作为本发明的一种优选方案，在同等的条件下，可组装靶材上第一材料区域的消耗速度小于非第一材料区域的消耗速度。基底和至少一种非第一材料区域的靶材消耗后可进行修复。

作为本发明的一种优选方案，在消耗后形成的凹槽中填充至少一种非第一材料粉末，后进行烧结和平坦化；特征还在于消耗后形成的凹槽中填充至少一种非第一材料液态材料，在惰性气体保护下进行冷却凝固，后进行平坦化。

所述的可组装复合材料靶材的制造、修复的过程中的气氛为真空、或为氮气、或为惰性气体，或为空气。

一种用于制备复合材料的可组装靶材，其特征在于第一材料靶材作为基底，基底上方覆盖有具有一定镂空面积的至少一种非第一材料靶材。更换不同的非第一材料镂空结构靶材可得到不同类型的复合材料组份；非第一材料镂空结构靶材放置的位置可以调整，使得第一材料靶材不同区域通过镂空区域暴露而被使用。