[发明专利]溅射靶和生产溅射靶的方法有效

专利信息
申请号: 201880013575.3 申请日: 2018-02-19
公开(公告)号: CN110536974B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 皮特·波尔契克;西拉德·科洛兹瓦里;保罗·梅尔霍夫;赫尔穆特·里德尔 申请(专利权)人: 普兰西复合材料有限公司
主分类号: C23C14/06 分类号: C23C14/06;C23C14/34;C22C32/00
代理公司: 北京市万慧达律师事务所 11111 代理人: 李翠;王蕊
地址: 德国滨湖*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 溅射 生产 方法
【说明书】:

发明涉及一种用于物理气相沉积方法的靶材,其具有由选自铝基材料、钛基材料和铬基材料及其全部组合的复合材料组成的基质,其中所述基质是用掺杂元素掺杂的,并且所述掺杂元素是作为陶瓷化合物或者铝合金的成分而嵌入所述基质中的,以及所述掺杂元素选自镧系元素:La、Ce、Nb、Sm和Eu。本发明还涉及一种生产这样的靶材的方法和这样的靶材在物理气相沉积方法中的用途。

本发明涉及一种用于物理气相沉积方法的靶材,一种粉末冶金法生产用于物理气相沉积方法的靶材的方法以及这样的靶材在物理气相沉积方法中的用途。

在现有技术中,物理气相沉积法(PVD)广泛用于生产多个层。归因于这样的层的宽的使用范围,必须能够沉积不同类型的涂覆材料。

不同的方法例如气化,阴极雾化(溅射沉积)或者电弧气化(阴极电弧沉积或者电弧源气化技术)可用于物理气相沉积。

靶材是适用于PVD方法来在基底材料上沉积层,其提供来用于这个目的。就本发明而言,术语“靶材”具体指的是溅射靶和用于电弧沉积的靶材(也称作电弧阴极)。

取决于材料,所述靶材是通过不同的技术生产的。在粉末冶金法和熔融冶金法之间可以进行原则上的区分。在粉末冶金法的情况中,存在许多不同的可能性,其必须根据靶材的组成,考虑整合的元素的性能来选择。在此通过例子可以提及压制、烧结、热等静压(HIP)、锻造、轧制、热压(HP)或者火花等离子体烧结(SPS),包括它们的组合。在进行涂覆时,靶材(也称作涂层源或者简称源)在涂覆室中经历了等离子体、电弧和最后但并非最不重要的加热产生的热应力。为了避免涂层源的过度加热,将它们从后侧冷却。这种冷却可以通过直接水冷却所述靶材的后侧或者通过硬质铜垫板或者柔性铜膜的间接冷却来进行。

具有不同组成的靶材是现有技术已知的。

因此,JP3084402公开了组成为AlxTi1-x-y-zMyRz的AlTi靶材,其中

-M是选自从W和Mo中的一种或多种元素,

-R表示选自Y,Ce,La和混合稀土金属中的稀土元素,并且0.05≤x≤0.7,0.02≤y≤0.25且0.0005≤z≤0.05。

CN104480444描述了一种靶材组成,其包含10-50原子%的Ti,40-90原子%的Al以及如下含量的Co,Cr,Ta,W,Nb,Mo,Zr,V,B,Si,Y,La,Se和Ce:0.1-10原子%的Co,0.1-20原子%的Cr,0.1-10原子%的Ta,0.1-10原子%的W,0.1-10原子%的Nb,0.1-10原子%的Mo,0.1-10原子%的Zr,0.1-10原子%的V,0.1-10原子%的B,0.1-20原子%的Si,0.1-10原子%的Y,0.01-5原子%的La,0.01-5原子%的Ce,0.01-5原子%的Se。

对于经济使用PVD技术来说最重要的参数之一是涂覆速率,其描述了所述层在基底上发生增长时的速率。采用一级近似,所述涂覆速率取决于下面的参数:

·PVD技术的类型(例如电弧气化,溅射,HIPIMS,…)

·施加到涂层源上的功率

·靶材的数目

·镀膜设备的尺寸

·靶材和基底的间距

·靶材前面的基底的转速

·基底预应力(偏应力)

靶材本身的组成也对涂覆速率具有很大影响。

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