[发明专利]金属氧化物靶及其制造方法

说明书

本发明涉及用于制造层，特别是光学层的溅射靶。本发明还涉及层，特别是光学层，和用于制造溅射靶的装置。此外，本发明涉及制造溅射靶的方法。

从US2011/0212312A1中获知用于制造防刮覆盖层的Zr靶。该US说明书描述了包含保护性ZrO₂覆盖层的层体系。

从US2007/0036986A1中获知用于制造特别稳定的层的含锆靶。US2007/0036986A1描述了包含ZrSiOxNy层（ZrSiOxNy=ZrSi-氧-氮化合物），即ZrSi氮氧化物层的红外反射性单Ag层体系。通过在含氧气和氮气的气氛中溅射ZrSi靶制造该层体系。带有所述层的层体系以改进的耐久性和耐受性为特征。

从WO2011/110584A1中获知包含具有热解层的机械耐受性和化学耐受性的TiO₂:ZrO₂层的层体系。

从US2006/0159933A1中获知靶。借助该靶制成的层是具有ZrSiOxNy层作为覆盖层和NbZrOx层作为中间层的UV阻隔性层体系。可以通过使用SiZr和NbZr靶经由溅射技术制造这些层。

从US2004/0258926A1中获知NbZr靶，其中NbZr层含有红外反射性双Ag层体系。使用NbZr靶制造该NbZr层，其中该层体系以改进的耐久性和耐受性为特征。

此外，从JP05154950B2中获知由元素Al、Si、ZrSi构成的靶。在该文中，Zr以ZrSi化合物的形式使用。

上述现有技术和相应溅射靶的缺点在于，由于在制造基于SiZr的体系时使用粉末，例如Zr或ZrSi粉末，产生归因于该粉末的放热金属性质的潜在着火和燃烧风险相关联。此外，相应粉末的制造复杂并且昂贵。

因此本发明的目的尤其是提供在操作上容易、安全并简单的溅射靶。

用包含元素Si和Al或Si-Al合金的溅射靶实现本发明的目的，其中所述溅射靶进一步包含至少一种金属氧化物或进一步包含至少一种由至少两种金属氧化物构成的组合或进一步包含合金形式或混合物形式的至少一种金属氧化物的组合，以通过元素Si和Al或其合金和通过所述至少一种金属氧化物或其组合生成具有金属氧化物成分的溅射靶。

用包含元素Si或Si合金的溅射靶进一步实现本发明的目的，其中所述溅射靶进一步包含至少一种金属氧化物或进一步包含至少一种由至少两种金属氧化物构成的组合或进一步包含合金形式或混合物形式的至少一种金属氧化物的组合，以通过Si或其合金和通过所述至少一种金属氧化物或其组合生成具有金属氧化物成分的溅射靶。

使用上述金属氧化物的一个优点在于使用金属氧化物，特别是ZrO₂作为Zr载体组分比使用Si-Zr化合物或纯的非氧化Zr粉末更便宜，因为该金属氧化物，特别是ZrO₂相当容易购得并易操作。此外，降低或通常甚至防止金属氧化物，例如ZrO₂形式的氧化粉末的潜在着火和燃烧风险。最后，在靶中使用至少一种金属氧化物成分带来与现有技术中已知的溅射层相比改进的机械强度和化学耐受性。此外，可以借助氧化Zr和/或氧化Zr化合物作为各自的合金元素制造机械和化学稳定的光学层。

在具有Si成分和Al成分的溅射靶的一个有利实施方案中，该溅射靶中的金属氧化物是选自ZrO₂、Ta₂O₅、Y₂O₃、HfO、CaO、MgO、Ce₂O₃、Al₂O₃、TiO₂或Nb₂O₅的金属氧化物。因此，在本发明的溅射靶中还可以存在多种金属氧化物的组合，例如具有TiO₂成分的ZrO₂金属氧化物。

在具有Si成分和Al成分的溅射靶的另一有利实施方案中，该金属氧化物是来自ZrO₂和Y₂O₃的组合。

在具有Si成分和Al成分的溅射靶的另一有利实施方案中，铝含量为1至35原子%，优选5至30原子%，特别优选10至20原子%或5至10原子%。

在具有Si成分和Al成分的溅射靶的另一有利实施方案中，金属氧化物含量为10至50摩尔%，优选10至20摩尔%或20至40摩尔%。