靶及靶的生产方法

技术领域

本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于物理气相沉积的靶(涂层源)和具有权利要求9的特征的用于生产靶的方法。

背景技术

在现有技术中，物理气相沉积的方法被大量使用以生产各种各样的层。由于这种层的应用范围广泛，不同类型的涂层材料必须能够被沉积。

在此，在物理气相沉积中使用了各种技术，例如蒸发、阴极雾化(溅射沉积(sputter deposition))或电弧蒸发(阴极电弧沉积(cathodic arc deposition)或电弧源(Arc-Source)蒸发技术)。

靶适用于在PVD(physical vapor deposition，物理气相沉积)工艺中使用，以将层沉积到为此设置的衬底材料上。就本发明而言，术语靶应理解为是指溅射靶或电弧阴极。

根据材料，通过不同的技术来生产靶。在此，基本上可以区分为粉末冶金工艺和熔融冶金工艺。在粉末冶金技术中有许多不同的选择，这必须根据靶的成分考虑合成元素的特性来选择。在此例如可以列举压制、烧结、热等静压(HIP)、锻造、轧制，热压(HP)或火花等离子烧结(SPS)以及也包括它们彼此间的组合。

这种靶和方法在WO2008/96648A1，JP05195199，JP55128560和WO2011/137472A1中被描述。

特别地，JP55128560描述了一种具有至少两种不同的二硼化物的烧结体的生产，其中强制性地将硼化物形式的金属例如镍、铁和钴用作粘合剂和烧结助剂，以补偿在相对较低的烧结温度下生产孔隙率低的缺点。不利的是，当将烧结体用作靶时，这些金属会损害沉积层的纯度。

还已知，利用共溅射生产二硼化钽(TaB

发明内容

本发明的任务是提供一种靶和用于生产靶材的方法，该靶具有高密度，利用该靶可以生产出高纯度的、化学均匀的层并且该靶材具有精细且各向同性的微观结构。

该任务由具有权利要求1特征的靶和具有权利要求9特征的方法来解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中定义。对于在物理气相沉积方法(PVD)中用于在衬底上沉积薄层的根据本发明的靶的使用，也需要保护。

本发明在不使用粘合剂或烧结助剂例如镍、钴或铁作为粉末状添加剂的情况下进行处理，因为根据本发明的用于生产靶的方法在相对较高的温度下进行。但是这不可避免地导致：该结构在这些高温下会非常强烈地粗化，这反过来不利于用作靶。本发明通过使用由至少两种不同相构成的粉末来避免这种粗化，即二硼化钽(TaB

根据本发明，以下化合物中的至少两种化合物的混合物的总和为至少99.8摩尔％：二硼化钽(TaB

可用于根据本发明的方法的粉末配料包括：

-95摩尔％至100摩尔％的二硼化钽(TaB

-以及必要时0.01摩尔％至5摩尔％的碳(C)

由于二硼化钽(TaB

具体实施方式

在本发明的一个实施例中规定，碳(C)以石墨形式存在。

对于TaB

-粒度的d50值为2.5微米的TaB

-粒度的d50值为9.4微米的WB

-粒度小于6微米的石墨粉末。

粉末是以TaB

在本发明的一个实施例中规定，二硼化钽(TaB

在本发明的一个实施例中规定，在对靶的X射线照相检查中可以识别出没有优选的晶体学晶粒取向的各向同性结构，其中由二硼化钽(TaB

在本发明的一个实施例中规定，只有二硼化钽(TaB

在本发明的一个实施例中规定，靶的HV30维氏硬度大于1800HV30、优选大于2300HV30。

关于该方法，在本发明的一个实施例中规定，热压或火花等离子体烧结(SPS)在至少20MPa、优选至少30MPa的压力下进行。

关于该方法，本发明的一个实施例中规定，热压或火花等离子体烧结(SPS)在真空或惰性保护气体环境中进行。