[发明专利]用于制造吸光层的溅射靶材

说明书

已知一种用于制造吸光层的溅射靶材，该靶材由一种靶材材料组成，该材料包含氧化物相并且相比较化学计量的组成具有减少的含氧量，为此，提供一种溅射靶材，该溅射靶材包含导电相并且避免充电和形成颗粒，根据本发明建议，靶材材料包含由钼组成的金属相(Mo相)，并且氧化物相包含氧化锌(ZnO相)和分子式为MNO_n‑x的混合氧化物相，其中，M代表主要成分锌(Zn)，并且N代表至少一种副成分铌(Nb)和/或钛(Ti)，并且其中，x大于0并且n表示混合氧化物相的化学计量组成的氧原子数量。

技术领域

本发明涉及一种用于制造吸光层的溅射靶材，该溅射靶材由靶材材料组成，该材料包含氧化物相并且与化学计量组成相比具有减少的氧含量。

吸光层用作单层或者用作层系统例如在太阳能热应用中用于吸热或者用作用于覆盖液晶显示的导体电路的所谓的“黑矩阵层”。

这种层或者层系统例如通过借助于阴极溅射分离连续的层来产生。在此，原子或者化合物通过以高能离子(通常是稀有气体离子)照射而从固体(溅射靶材)溶解出并且过渡到气相中。处于气相中的原子或者分子最后通过凝结沉淀在位于溅射靶材附近的基体上并且在那里形成层。

在太阳能吸收层中，层结构典型地包括至少一个金属陶瓷层和在其下的金属终止层，该金属终止层用作选择性反射器。内含到金属陶瓷层中的有传导能力的粒子或者金属粒子具有典型的5纳米到30纳米的直径。

用在液晶显示中的“金属陶瓷层系统”经常具有吸收层，在该吸收层中，由金属相组成的部分嵌入在氧化基质中。

为了在高质量情况下经济地溅射层，提供“直流电压溅射”或者“直流电流溅射”(直流溅射)。在此，在作为阴极插入的靶材与阳极(经常是设备外壳)之间施加直流电压。通过惰性气体原子的碰撞电离在排空的气体空间中形成低压等离子，该低压等离子的带正电的组成部分通过施加的直流电压作为持续的粒子流朝靶材的方向加速并且在冲击时从靶材冲出微粒，该微粒再次朝基体的方向运动并且在那里沉淀成层。直流电流溅射需要可导电的靶材材料，这是因为要不如此的话，靶材由于带电微粒的持续的电流而充电并且由此平衡直流电压场。这也适用于技术上相似的中频(MF)溅射，在该中频溅射中，两个溅射靶材相互以kHz周期接通成阴极和阳极。

背景技术

层最终的结构通常通过湿法蚀刻或者干法蚀刻来实现。然而，金属陶瓷层系统难以腐蚀，因为，氧化物和内含的金属微粒需要不同的蚀刻剂。因此希望一种层结构，该层结构在可见光谱范围内表现高的吸收作用和低的反射，而该层结构可以不形成有毒物质并且同时在使用简单的稀释酸情况下无微粒残余地腐蚀。

为此，专利文献提供不同的方法。文献DE 10 2012 112 739 A1和文献DE 10 2012112 742 A1建议一种金属陶瓷层，该金属陶瓷层包含耐火金属和其氧化物。文献DE 102013 103 679 A1描述了特别有利的解决方案，该方案基于具有低于化学计量的氧含量和由钼组成的嵌入的金属微粒的氧化锌和氧化铌。在此，金属钼的份额处在25重量％与50重量％之间的范围，这按照剩余的层组成成分的密度通常与少于30％的金属钼相的体积百分比相对应。

氧化物和具有高密度的金属微粒(例如钼)在靶材材料中均匀的分布证明为困难的，尤其当合金组成成分的微粒大小是不同的时候。然而，均匀分布对于稳定的溅射过程是相当重要的，尤其当单独相或者组分导电不良时，如这在许多氧化物情况中一样。

不考虑此，不可能利用已知的解决方案可重现地保证靶材材料的所希望的导电性。因为足够的导电性大多仅能经由连续的金属相，例如钼相来实现。为此，导电相的最少需要的体积百分比为30％甚至更高，因为在其它情况下不会形成渗透网络。该最少份额适用于典型的金属相部分或导电微粒的尺寸(Abmessung)；该份额越高，该尺寸越小。