采用热喷涂生产基于硅与锆的靶的方法技术

采用热喷涂，特别地采用等离子体法生产靶的方法，所述的靶含有至少一种不同性质原子基的化合物，它们特别选自属于族（Ｘｒ、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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还涉及通过实施所述方法得到的 耙，以及为了由所述耙得到以賊射材料为基的层而使用这样一种革巴，与 采用本专利技术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，上述这些耙 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，但涉及生产单组分輩巴，而这种耙是多组 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，本专利技术人观察到，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、 A1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 耙组成的不均匀性。-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耙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，本专利技术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 所述耙的 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 (mdange 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。在本专利技术的优选实施方式中，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，誦使用几个注入通道(canaux d，injection),才艮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耙表面处理，陽这种表面处理包括清洗该耙的这部分表面，-等离子体喷射时，该靶的这部l表面进行热、调节，一 -注入至少一种所述金属M的硅化物。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术的目的是阴极溅射设备靶，特别 地磁场增强阴极賊射设备把，所述的靶主要含有硅，其特征在于它的总 组成是SixAlyM类的，M是一种选自(Zr, Mo， Ti, Nb, Ta, Hf, Cr)的金属，其特征还在于它含有至少一种SlxMy类化合物。在本专利技术的优选实施方式中，还可以任选地采用一种和/或另一种下述安排-该耙还含有所述金属硅化物类的化合物，-该靶是平面或管状几何形状，-该靶是以用铜或铜合金制成的载体材料为基的，-该靶是涂敷铜合金-基连接层的，-该靶是以用不锈钢制成的载体材料为基的，-该靶是涂敷镍合金-基连接层的，根据本专利技术的其它特征，本专利技术的目的是含有下面定义并以质量百 分数表示的组分的该化合物组合物，因此能够生产一种靶，其特征在于 它含有-A1: 2-20%-Si: 25 - 45%-ZrSi2: 45 - 70%。由下面附图说明的作为非限制性实例所作说明，将体会到本专利技术的 其它特征与优点-图1是一个表明采用本专利技术生产方法得到的SiZrNAl耙剖面微观 结构的图，-图2是一个表明采用本专利技术生产方法得到的ZrSi2Al輩巴剖面微观结 构的图，图3是一个表明采用传统生产方法(烧结)得到的ZrSiAl靶剖面微观 结构的图。根据本专利技术目的靶的优选生产方式，它包括用铜合金不锈钢制成的 圆柱或平面载体。这种金属载体进行表面处理，这种处理主要是通过喷 射磨料颗粒喷射表面的清洁(例如粗砂36或24)，或通过机械加工实现 刮痕或条紋，以便有利于连接下层粘附。根据构成靶的载体材料性质，应使用与这个连接下层材料不同的材 料。因此，对于用钢制成的载体，该下层是用Ni-基合金制成的(例如 NiAl,其中Ni是75 - 100质量％),而对于铜-基载体板，该下层是铜-基合金，例如Cu-Al-Fe或Cu-Al类的铜-基合金(80 - 95%Cu -和5-20%A1-与0-5%Fe)，这些比例是以质量表示的。可以采用通常的等离子体喷射技术沉积这个下层。还可能采用电弧 或氧乙炔焰喷射涂敷这个下层。如果需要，采用多个喷射通道，根据在 每个通道中喷射材料独立调节这些喷射参数，这样还能够消除密度不均 匀性的这些负作用。把如此涂敷连接下层的这种载体安装在室中，开始抽真空，然后充中性气氛(例如氩气)，压力为50 - 1000毫巴。用于构成这个靶的载体相对于该等离子体喷射设备进行相对移 动，通过载热流体在金属载体处的循环进行热调节，然后注入由下述组 成粉末混合物得到的组成SiZrAl的化合物-ZrSi2 -粒度15-50, — ZrSi2密度=4.88g/cm3-Si —粒度30-90, - Si密度=2.34g/cm3曙Al -粒度45-75pm - Al密度=2.7g/cm3。3种粉末按照需要的比例进行混合，即60质量。/。ZrSi234.5质量。/oSi5.5质量y。Al。在这个实施例中，与硅以硅化物形式键合的选择金属M是锆，但当 然应能使用以选自(Zr、 Mo、 Ti、 Nb、 Ta、 Hf、 Cr)的金属M形式的组 分。Si-M-Al功能层具有由其组成主要是Si的区域与组成MaSib区域与 组成Al区域并置构成的微观结构，这些区域是均匀分布的，这些区域 的尺寸是几微米至约100微米。这种靶特别打算用于在沉积设备中真空沉积层(在惰性或反应性气 氛中磁控管，特别地采用磁场增强的阴极溅射，采用电晕放电，或采用 离子源溅射)，以便得到形成所述靶的材料基层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用热喷涂，特别地采用等离子体法生产靶的方法，所述的靶含有至少一种基于不同性质原子的化合物，该原子特别选自属于族（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，其中这些组分在等离子体推进器中是由共价键和／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化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N纳多德，D比利尔斯，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：FR[法国]