CN104962870A - 一种可变可调掺杂元素的溅射靶材及其制作过程 - Google Patents

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朱慧群
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Abstract

本发明公开了一种可变可调掺杂元素的溅射靶材及其制作过程，包括本体、嵌固区，所述本体上设有多个嵌固区，所述嵌固区均匀设置在本体上，且嵌固区分布在本体上的实际溅射区域，所述每个嵌固区内分别嵌固不同数量和不同种类的掺杂元素；所述本体与嵌固区的表面持平。其制作过程，包括以下步骤：(1)在靶材的溅射区域上开出多个凹槽或者沉槽作为嵌固区；(2)在凹槽或者沉槽处嵌固所需要掺杂的元素，掺杂元素的形状与凹槽或者多个凹圆洞或者多个凹方洞必须完全相同。设计简单、合理，在一个靶材上就能够具有掺杂比例和掺杂元素可调的功能，可以免去定做多个不同掺杂比例的靶材，节省大量成本。

Description

一种可变可调掺杂元素的溅射靶材及其制作过程
技术领域
本发明属于靶材技术领域，具体涉及一种可变可调掺杂元素的溅射靶材及其制作过程。
背景技术
现有的靶材(包括金属和陶瓷)在需要掺杂其他元素物质(包括金属和陶瓷)时，只能在制造靶材时按一定比例混合掺杂物质进靶材中，然后固化成型造靶，这样制造的每块靶材的元素比例具有不可变特性。如果需要不同的混合比例，则需要制造各种混合比例的靶材，成本十分昂贵。
发明内容
本发明的目的是提出一种可变可调掺杂元素的溅射靶材及其制作过程，克服了现有技术的上述不足，其设计简单、合理，不仅具有掺杂比例和掺杂元素随时可变可调的功能，而且可以免去定做多个不同掺杂比例的靶材，节省大量成本。尤其对于较大尺寸的混合靶材，单一靶材可实现多种掺杂混合，费用大幅降低。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可变可调掺杂元素的溅射靶材，包括本体、嵌固区，所述本体上设有多个嵌固区，所述嵌固区均匀设置在本体上的实际溅射区域，所述每个嵌固区内分别嵌固不同数量和不同种类的掺杂元素；所述本体与嵌固区的表面持平。
优选地，所述多个嵌固区内分别嵌固所需要的掺杂元素或本体材料，其数量和种类可根据所需要的掺杂比例和掺杂元素设置。
优选地，所述每个嵌固区内分别嵌固相同的掺杂元素，且每个嵌固区内掺杂元素的比例不同。
优选地，所述嵌固区为凹槽或沉槽。
所述的可变可调掺杂元素的制作过程，包括以下步骤：
(1)在靶材的溅射区域的位置上开出多个凹槽或者沉槽作为嵌固区；
(2)在凹槽或者沉槽处嵌固所需要掺杂的元素，掺杂元素的形状与凹槽或者多个凹圆洞或者多个凹方洞必须完全相同。
优选地，所述每个凹槽或者沉槽处分别放置不同的掺杂元素。
优选地，所述每个凹槽或者沉槽处嵌固掺杂元素后，掺杂元素与靶材表面持平。
优选地，所述每个凹槽或者沉槽处嵌固的掺杂元素的比例根据溅射面积可调。
本发明所述的可变可调掺杂元素的溅射靶材及其制作过程的有益效果是：在一个溅射靶材上实现多种不同比例含量的掺杂实验、多种不同元素的同时掺杂、多个元素的同时掺杂并且掺杂比例可调。不仅具有掺杂比例和掺杂元素可调的功能，而且可以免去定做多个不同掺杂比例靶材，节省大量成本，保持实验的一致性。可广泛用于使用直流和射频溅射靶材的科学实验研究和工业生产等领域。
附图说明
图1是本发明所述的一种可变可调掺杂元素的溅射靶材的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
如图1所示，所述一种可变可调掺杂元素的溅射靶材，包括本体1、嵌固区2，所述本体1为圆形结构，本体1上设有四个嵌固区2，所述嵌固区2均匀设置在本体1上，且嵌固区2与本体1中心距离相同，所述每个嵌固区2内分别嵌固不同的掺杂元素；所述本体1与嵌固区2的表面持平。
所述嵌固区2为凹槽或沉槽。
进一步实施中，所述每个嵌固区2内分别嵌固相同的掺杂元素，且每个嵌固区2内掺杂元素的比例不同，从而实现溅射面积可调的目的。
一种可变可调掺杂元素的溅射靶材的制作过程，具体步骤如下：
(1)在靶材的溅射环的位置上开出多个凹槽或者沉槽，沉槽的深度不限，一般1mm以上为宜，深度尺寸选择以防止脱落和防止溅射时热变形或打火为原则；
(2)在凹槽或者沉槽处嵌固所需要掺杂的元素，掺杂元素的形状与凹槽或者多个凹圆洞或者多个凹方洞必须完全相同；
根据需要在每个凹槽或者沉槽处分别放置不同的掺杂元素，根据溅射面积计算掺杂比例，如果凹槽或者沉槽处没有全部放满掺杂元素，可以同时嵌上本体元素，达到调节掺杂比例的目的。
所述多个凹槽或者沉槽处嵌固的掺杂元素放置可根据溅射面积调节掺杂比例。
所述每个凹槽或者沉槽处嵌固掺杂元素后，掺杂元素与靶材表面持平。
所述凹槽或者沉槽的形状尺寸与嵌固体需要高度一致。即凹槽或者沉槽的深度、形状和面积，应与放置在其中的嵌固体高度、形状和面积完全相同，保证材料表面的平整度和完全充填凹槽。
所述嵌固体放置在在凹槽或者沉槽上即可，十分方便取换。嵌固体的形状尺寸可根据材料的特性(软硬等)进行选择，所以设计嵌固体的深度与表面积尺寸大小应以掺杂比例、防止脱落和防止溅射时热变形或打火为原则。例如，我们制作的掺杂少量钨的钒靶材如图1所示：溅射环上有4个圆凹槽，每个圆凹槽的直径为10cm，深度1mm。对应的每个嵌固体为钨金属圆片和钒金属圆片，尺寸与圆凹槽高度一致，即厚度1mm，直径10mm。根据溅射面积计算，需要掺钨2.75％时，则放置1个钨圆片和钒金属圆片3个。需要掺杂钨、钼两种元素时，则放置钨、钼圆片各1个、钒金属圆片2个。以此类推，类似通过设计凹槽面积和凹槽个数，达到调节掺杂量和掺杂元素的目的，均属保护的范围内。
这种可活动的镶嵌的方法能够保持靶材表面的平整度，不会出现靶材表面有异物而引起的打火现象，从而在一个靶材上实现多种不同比例的掺杂溅射实验、多种不同元素的同时掺杂、多个元素的同时掺杂并且掺杂比例可调。改进传统掺杂靶材中掺杂元素不可调、掺杂量也不可调的缺点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可变可调掺杂元素的溅射靶材，其特征在于：包括本体、嵌固区，所述本体上设有多个嵌固区，所述嵌固区均匀设置在本体上的实际溅射区域，所述每个嵌固区内分别嵌固不同数量和不同种类的掺杂元素；所述本体与嵌固区的表面持平。
2.根据权利要求1所述的可变可调掺杂元素的溅射靶材，其特征在于：所述多个嵌固区内分别嵌固所需要的掺杂元素或本体材料，其数量和种类可根据所需要的掺杂比例和掺杂元素设置。
3.根据权利要求1所述的可变可调掺杂元素的溅射靶材，其特征在于：所述嵌固区为凹槽或沉槽。
4.根据上述任意一项权利要求所述的可变可调掺杂元素的制作过程，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在靶材的溅射区域的位置上开出多个凹槽或者沉槽作为嵌固区；
(2)在凹槽或者沉槽处嵌固所需要掺杂的元素，掺杂元素的形状与凹槽或者多个凹圆洞或者多个凹方洞必须完全相同。
5.根据权利要求4所述的可变可调掺杂元素的溅射靶材的制作过程，其特征在于：所述每个凹槽或者沉槽处分别放置不同的掺杂元素。
6.根据权利要求5所述的可变可调掺杂元素的溅射靶材的制作过程，其特征在于：所述每个凹槽或者沉槽处嵌固掺杂元素后，掺杂元素与靶材表面持平。
7.根据权利要求6所述的可变可调掺杂元素的溅射靶材的制作过程，其特征在于：所述每个凹槽或者沉槽处嵌固的掺杂元素的比例根据溅射面积可调。
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