[发明专利]富铝的AlTiN基膜

权利要求书

1.一种涉及通过PVD工艺沉积AlTiN基膜的方法，所述AlTiN基膜具有按照原子百分比对应于化学式(Al_aTi_b)(N_cAr_d)_y的化学组成，其中，0≤d0.02，1≥c0.98，a+b＝1，c+d＝1并且a0.75，其中，a、b、c和d分别是铝、钛、氮和氩的原子浓度分数，并且0.8≤y≤1.2，其中：

-含有铝和钛的至少一个靶被用作用于提供金属元素以形成所述AlTiN基膜的材料源，

-所述至少一个靶在含有作为反应气体的氮气的气氛中被溅射，

-在所述至少一个靶中的与钛含量相关的铝含量按原子百分比计为76％或更高，

-涂覆参数被选择从而在基材表面的所述AlTiN基膜的形成中所牵涉到的原子的迁移能力被如此降低，即在所述AlTiN基膜的晶体学立方相中的铝的亚稳态溶解度被提高，由此合成出所述AlTiN基膜，其显示出结晶学立方相和内压缩应力并且未显示出对应于Al-N的纤锌矿晶的X射线峰，

-所述涂覆参数包含将基材温度维持在150-300℃之间的值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，0.76≤a≤0.96。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个靶在含有作为反应气体的氮气的气氛中利用高功率脉冲磁控溅射HiPIMS技术被溅射。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个靶中的与钛含量相关的铝含量按原子百分比计为80％或更高。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个靶中的与钛含量相关的铝含量按原子百分比计为76％和96％之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：

在待涂覆基材上施加负偏压，其中，所述偏压的值在-40V和-200V之间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：

在待涂覆基材上施加负偏压，其中，所述偏压的值在-120V和-200V之间。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：

将基材温度维持在200-300℃之间的值。

9.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：

将基材温度维持在200-250℃之间的值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：

调整在过渡模式中发生靶溅射的氮气分压。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述氮气分压在0.1Pa与0.14Pa之间的范围内。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述氮气分压在0.11Pa与0.13Pa之间的范围内。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，如此选择涂覆参数HiPIMS PVD工艺的“功率密度”，即该HiPIMS PVD工艺以高达3kW/cm2的高功率密度来运行。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，采用高达100ms的脉冲长度。

15.一种涂层，包含至少一个通过PVD工艺沉积的AlTiN基膜，其中，所沉积的所述至少一个AlTiN基膜包含按原子百分比计高于75％的与钛含量相关的铝含量，并且其中，该AlTiN基膜只显示出晶体学立方相和内压缩应力，其中，所述至少一个AlTiN基膜显示出在1GPa至6GPa范围内的内压缩应力。