具有優(yōu)化使用特性的濺射靶的制作方法
【專利說明】具有優(yōu)化使用特性的濺射靶
[0001]本發(fā)明涉及一種具有金屬氧化物濺射材料的濺射靶，其中所述濺射材料包含鋯和鈦?zhàn)鳛榻饘佟?br>[0002]該類型濺射靶已為人所公知(例如參見W02011/110584A1)?？蓪⑺鰹R射靶用于例如生產(chǎn)玻璃上的涂層。在該文獻(xiàn)中使用由二氧化鈦和二氧化鋯的混合物形成的濺射靶。由這種組合物形成的濺射靶具有如下所列等多種缺點(diǎn):它可包含大量堆積的非導(dǎo)電性二氧化鋯，使得在濺射過程中易于形成非期望的火花(所謂的電弧)，并對濺射工藝產(chǎn)生不利影響和損害了所形成的涂層的質(zhì)量。
[0003]另一個(gè)技術(shù)方案為使用由鈦和鋯的合金所構(gòu)成的濺射靶。然而，該方案需要采用所謂的完全反應(yīng)性濺射以產(chǎn)生所需的氧化物層。這是一個(gè)很難實(shí)現(xiàn)的工藝，在高濺射速率和高涂覆寬度時(shí)更是如此。
[0004]因此，本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)已知的缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的通過本申請獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)方案而得以實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方案在本申請從屬權(quán)利要求中限定。由于濺射材料包含至少一種混合氧化物相，因此可避免產(chǎn)生非導(dǎo)電性的材料島，這樣的材料島將引起不符合需要的火花。特別有利的是，混合氧化物相的份額在濺射靶中為至少30重量％，優(yōu)選至少50重量％和特別為至少70重量％，基于濺射材料的總重量計(jì)算。不同于氧化混合物，鋯和鈦的混合氧化物中不存在干擾性的非導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)。因此，混合氧化物相的份額越高，濺射靶的濺射行為越好。
[0006]濺射靶中混合氧化物相份額適當(dāng)?shù)貫樽钌?5重量％，基于濺射材料的總重量計(jì)算。進(jìn)一步有利的是二氧化鋯相的份額不超過5重量％，基于濺射材料的總重量計(jì)算。如此之低的二氧化鋯相使得不會產(chǎn)生任何可觀察到的干擾性火花。
[0007]進(jìn)一步有利的是，金屬部分中鋯的份額為20至30重量％。這樣可獲得良好的涂覆結(jié)果。
[0008]此外，適當(dāng)?shù)?，相對于化學(xué)計(jì)量組成而言，所述濺射材料的氧含量不足，從而提高材料的導(dǎo)電性。
[0009]可通過將兩種金屬氧化物用已知的方式彼此融合，以制造該濺射材料。在此，可將用作原材料的二氧化鋯以常規(guī)的方式穩(wěn)定化(例如使用氧化釔或氧化鈣穩(wěn)定)。在此，原材料二氧化鈦和二氧化鋯的熔化可優(yōu)選在還原條件下進(jìn)行，使得所形成的濺射材料的氧含量不足(oxygen deficit,亞化學(xué)計(jì)量氧含量)。
[0010]除了鋯和鈦之外，該濺射材料可進(jìn)一步包含技術(shù)質(zhì)量中不可避免的金屬成分(例如鉿)或通常以低于約10重量％的低含量存在的上述穩(wěn)定化材料。
[0011]例如，可將60重量％的二氧化鈦和40%的二氧化鋯的混合物一同熔化。還可一起燒結(jié)。將形成的混合氧化物碾磨并可通過噴霧工藝(例如等離子噴霧工藝)施加到濺射靶的載體結(jié)構(gòu)。該載體結(jié)構(gòu)可以是常規(guī)的載體管或載體板。所述混合氧化物粉末的粒徑為約10到90 μ m?？傮w來說，制備所使用的熔融冶金工藝或燒結(jié)工藝為常規(guī)工藝并且原則上為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
[0012]實(shí)施例1: 在電弧爐中將60% T1jP 40% ZrOj^混合物熔合在一起。在熔體冷卻之后將其碎裂、碾磨和分級以產(chǎn)生可噴霧粉末。該粉末為亞化學(xué)計(jì)算量，且T1x部分中X=L 9。通過等離子噴霧法(使有Ar/H2混合物)，將所述粉末噴射到不銹鋼管上形成靶。該靶具有高均質(zhì)性，不含有ZrO2S (這樣的島在濺射過程中將產(chǎn)生不符合需要的火花)。
[0013]實(shí)施例2:
以含水懸浮液的噴霧附聚方式，用80重量％ T1jP 20重量％ Y 203穩(wěn)定的ZrO 2的混合物來制備粉末。隨后將該粉末在1400°C下燒結(jié)4h并隨后分級為可噴霧顆粒大小。如實(shí)施例1，通過使用等離子體噴霧法(采用Ar/H2等離子)來形成管靶。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的濺射靶產(chǎn)生了非常均勻的層，所述層具有極少的結(jié)構(gòu)缺陷，從而不會產(chǎn)生火花干擾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.具有金屬氧化物濺射材料的濺射靶，其中所述濺射材料包含鋯和鈦?zhàn)鳛榻饘伲涮卣鳛?所述濺射材料包含至少一種混合氧化物相。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射靶，其特征為:所述濺射材料中的混合氧化物相的份額為至少30重量％，優(yōu)選至少50重量％，特別是至少70重量％，基于所述濺射材料的總重量計(jì)笪并ο3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射靶，其特征為:所述濺射材料中的混合氧化物相的份額為至少95重量％，基于所述濺射材料的總重量計(jì)算。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射靶，其特征為:二氧化鋯相的份額最多為5重量％，基于所述濺射材料的總重量計(jì)算。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中至少一項(xiàng)所述的濺射靶，其特征為:在所述金屬部分中鋯的份額為20到30重量％。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中至少一項(xiàng)所述的濺射靶，其特征為，相對于化學(xué)計(jì)量組成，所述濺射材料的氧含量不足。
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有金屬氧化物濺射材料的濺射靶，其中該濺射材料包含鋯和鈦?zhàn)鳛榻饘?，其中該濺射材料含有至少一種混合氧化物相。
【IPC分類】C23C14/34, C23C14/08, C03C17/245, H01J37/34
【公開號】CN105102666
【申請?zhí)枴緾N201380059275
【發(fā)明人】M.施洛特, C.C.施塔爾
【申請人】賀利氏德國有限責(zé)任兩合公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2013年10月25日
【公告號】DE102012022237A1, EP2920338A1, US20150287577, WO2014075896A1