基于银合金的溅射靶制造技术

本发明专利技术涉及一种溅射靶，其包含银合金，所述银合金基于银合金的总量包含5至25‑重量％的钯，并且具有在25至90μm范围内的平均颗粒尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于银合金的溅射靶本专利技术涉及一种包含银合金的溅射靶以及用于所述溅射靶的制备方法。银由于其良好的反射性能而成为光学数据存储器、显示器应用以及在光电领域中的常用的涂层材料。根据使用环境和相邻层的不同，银容易被腐蚀，这会导致反射性能的损伤乃至构件的失灵。已知的是，当银中加入合金元素时能够改进抗腐蚀性能。例如在EP2487274A1描述了一种银合金，所述银合金包含最高1.5-重量％的铟并且具有150-400μm范围内的平均颗粒尺寸。在文献US7,767,041描述了含铋的银合金。文献JP2000-109943描述了一种银合金，其包括0.5-4.9原子百分比的钯。文献EP1736558描述了一种用作反射涂层的银合金。该银合金包含至少两个合金元素，其中，第一合金元素是铝、铟或锡，并且第二合金元素可以选自其他多种元素。加入的合金元素的量越多，尽管一方面抗腐蚀性越高，然而另一方面对反射性能产生负面影响的风险越大。原则上这种反射层能够通过多种不同的涂层方法涂覆在基材上。一种优选的方法是溅射，其中使用溅射靶。如本领域技术人员已知的，溅射靶是指阴极溅射设备的待溅射的材料。在溅射靶的化学组成方面应该考虑待制备的涂层的期望的性质。如果例如应该通过溅射工艺在银基上制备具有高耐腐蚀性的反射涂层，则这样可以由具有抗腐蚀的合金元素的银合金构成所述溅射靶。溅射靶通常所应该满足的一个重要标准在于，非常均匀的溅射速率，以便能够实现具有尽可能低的层厚波动的涂层。此外，通过高的层厚波动还会不利地影响银涂层的反射特性。此外，通过均匀的溅射特性还会带来充分的靶利用和进而较高的过程效率。此外，合适的溅射靶还应该在尽可能低的电弧速率(Arc-Rate)的情况下实现沉积。“电弧化(Arcing)”表示在溅射靶上的局部的火花放电。通过火花放电使溅射靶材料局部地熔化，并且该熔化材料的少量飞溅会到达待涂覆的基材上并且会在该处形成瑕疵或缺陷。因此必须提供这样的溅射靶材料，从而使其一方面满足待涂覆的涂层的期望的最终性质(例如在尽可能高耐腐性的情况下良好的反射性能)，然而另一方面具有均匀的溅射速率和尽可能低的火花放电，以便使层厚波动和涂层中瑕疵的数量最小化。对其中一个方面的改进(例如根据所计划的应用优化层性质)不应该在牺牲第二方面(尽可能良好的溅射性质)的情况下完成。然而在实践中通常表现为，很难同时考虑两个方面。因此本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种溅射靶，利用所述溅射靶能够以较小的层厚波动并且在低电弧速率的情况下在银基上制备尽可能抗腐蚀的反射层。本专利技术所要解决的另一技术问题在于，提供一种用于制备这种溅射靶的方法。所述技术问题通过一种溅射靶解决，其包含银合金，-所述银合金包含基于银合金的总量的5至25-重量％的钯，并且具有-在25至90μm范围内的平均颗粒尺寸。鉴于在银合金中相对较高份额的钯，利用根据本专利技术的溅射靶能够制备具有较高抗腐蚀性的反射涂层。在本专利技术的范畴内令人惊喜地发现，尽管在溅射靶的银合金中的较高份额的钯，但当银合金具有在25-90μm范围内的平均颗粒尺寸时，仍旧能够在沉积的涂层中实现非常均匀的溅射速率和进而非常低的层厚波动。优选地，银合金包含量为7至23-重量％、优选9至21-重量％的钯。在一种优选的实施方式中，银合金包含量为7至13-重量％的钯。作为备选还优选的是，银合金包含量为17至23-重量％的钯。钯的该数量规定是分别基于银合金的总量而言的。可选地，银合金还可以包含其他合金元素作为不可避免的杂质。所述不可避免的杂质可以是金属杂质。优选地，所述不可避免的杂质保持得尽可能低并且总量上优选量为小于0.5-重量％、优选小于0.05-重量％。这在例如用于制造银合金的原料金属已经具有足够高的纯度时可以得到确保。在一种优选的实施方式中，银合金包含5至25-重量％的钯，而银合金中的其他金属元素(例如作为不可避免的杂质)的总和在数量上小于0.5-重量％、优选小于0.05-重量％或甚至小于0.01-重量。该数量规定是基于银合金的总重量而言的。在一种优选的实施方式中，银合金的平均颗粒尺寸在30-85μm的范围内、还优选在35-70μm的范围内。当银合金的颗粒具有确定的轴长比时，银合金的溅射性质可以被进一步优化。在一种优选的实施方式中，银合金的颗粒具有至少60％、优选至少70％或至少75％或甚至至少85％的平均轴长比。优选地，颗粒的轴长比为最大100％。如以下还要在测量方法的描述中所阐述的，为了确定平均颗粒轴长比，要确定颗粒的高度(颗粒在溅射靶的厚度方向(也即垂直于溅射表面)上的最大尺寸)和宽度(颗粒垂直于厚度方向或平行于溅射表面的最大尺寸)。针对所述颗粒分别计算颗粒高度与颗粒宽度的比值并且最终计算该比值的平均值(为了以％形式表示而分别乘以100)。在垂直于溅射表面的薄片上确定各个颗粒的轴长比(也即各个颗粒的高度和宽度的比值)。所述溅射表面是通过高能颗粒的轰击而释放出原子的平面。此外，当银合金的颗粒具有尽可能小的颗粒尺寸变化(以％计)时，可以实现对银合金的溅射性质的进一步优化。优选地，溅射靶的银合金具有小于15％、优选11％、更优选小于9％或甚至小于7％的颗粒尺寸的变化。因为溅射靶的银合金是结晶材料，在X射线衍射中相应地示出X射线衍射峰。各个X射线衍射峰的强度描述了在合金的晶格和结构中的优先取向。在一种优选的实施方式中，第二强的X射线衍射峰的强度相对于最强的X射线衍射峰的强度的比例的变化为小于35％、优选小于25％。已经示出，满足该条件的银合金具有特别有利于均匀的溅射速率的颗粒取向。优选地，溅射靶的银合金具有小于100-重量ppm、优选小于50-重量ppm、还优选小于30-重量ppm的氧含量。优选地，溅射靶由上述银合金构成。根据应用的不同而改变溅射靶的几何形状。溅射靶可以例如是平面状(例如呈圆盘或板形式)或管状的。根据所计划的应用还可以在宽泛的范围内改变溅射靶的尺寸。例如平面状的溅射靶可以具有0.5m2至0.8m2范围内的面积。管状的溅射靶可以例如具有0.5至4m范围内的长度。如果有必要，溅射靶还可以敷设在基材上，例如敷设在背板上。溅射靶在基材上的连接(“结合(bonding)”)可以例如借助钎焊(例如铟)完成。还能够形状配合地连接在背板上。这对于本领域技术人员来说基本上是已知的。在另一方面，本专利技术还涉及一种用于制备上述溅射靶的方法，使包含银和钯的熔体在所述溅射靶上凝固，以便得到成形体，所述成形体被加热到至少200℃的变形温度并且随后经历至少一个变形步骤，并且所述成形体此外还经历至少一次再结晶(或称为重结晶)。包含银和钯的熔体可以通过本领域技术人员已知的一般方法、例如熔炼炉(例如在感应熔炼炉中、尤其在真空感应熔炼炉中)中形成。为此，银金属和钯金属可以以适当的量(也即为了得到具有5至25-重量％的Pd份额的银合金)加入熔炼炉中并且熔化。作为原材料还可以使用已经包含作为合金元素的钯的银合金。为了使不期望的杂质的量保持得尽可能低，有利的是，使用已经具有足够高纯度的原料金属。例如可以使用分别具有至少99.5％的纯度的银和钯。熔化过程通常在真空下和/或惰性气体氛围(例如氩)中实施。随后熔体在模具或铸模(例如石墨铸模)中倾出。当熔体在该模具中冷却并凝固时，就得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射靶，其包含银合金‑所述银合金基于银合金的总量包含5至25‑重量％的钯，并且‑具有在25至90μm范围内的平均颗粒尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 DE 102014214683.61.一种溅射靶，其包含银合金-所述银合金基于银合金的总量包含5至25-重量％的钯，并且-具有在25至90μm范围内的平均颗粒尺寸。2.根据权利要求1所述的溅射靶，其中，所述银合金具有小于15％的颗粒尺寸的变化，和/或所述银合金的颗粒具有至少为60％的平均轴长比。3.根据上述权利要求中任一项所述的溅射靶，其中，所述银合金所具有的第二强的X射线衍射峰与最强的X射线衍射峰之间的强度比的变化小于35％，和/或所述银合金具有小于100-重量ppm的氧含量。4.根据上述权利要求中任一项所述的溅射靶，其中，如果在银合金中存在其他金属元素，则所述其他金属元素的总和在数量上小于0.5-重量％。5.一种用于制造根据权利要求1至4中任一项所述溅射靶的方法，其中，-包含银和钯的熔体在所述溅射靶上凝固，以便得到成形体，-所述成形体被加热到至少200℃的变形温度并且随后经历至少一个变形步骤，并且所述成形体此外还经历至少一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：M施洛特，A赫佐格，T肖勒，U科尼茨卡，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE