具有改进结构的NiW(X)溅射靶制造技术

本发明专利技术涉及一种溅射靶，该溅射靶包含Ni、W和任选的一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属X，其具有0.4以上的归一化的峰强度比PIR＝I

【技术实现步骤摘要】
具有改进结构的NiW(X)溅射靶
本专利技术涉及一种溅射靶，该溅射靶包括Ni、W和任选的一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属X。
技术介绍
NiW靶用于电致变色应用，最近特别是用在管状形式中。例如，US2017/0003564A1公开了基于NiW(X)-氧化物的对电极用于电致变色玻璃的用途，其中X是可选的附加元素，例如Ta或Nb。AT14157U1公开了通过使用粉末冶金路线来生产NiW溅射靶，该粉末冶金路线包括在1100至1450℃下对粉末混合物进行热等静压(HIP)，并且明确地教导了由于其所谓的缺点而不再使用热喷涂。但是，套管的HIP和粘合很昂贵，而且，如果靶长度超过0.5m，则会导致分段的靶。由于NiW靶用于氧反应溅射，由于分段的靶结构而导致的粘结间隙将导致重新沉积和电弧风险。NiW(X)靶的另一种可能的制造技术是元素粉末混合物的等离子喷涂。然而，在这样的过程中，与使用HIP工艺相比，更多的氧被引入到靶中。此外，一旦超过一定厚度(通常为3至4mm)，直接喷涂工艺就会导致靶材料层裂纹。NiW(X)喷涂层中的应力很高，以至于一旦在靶层中形成裂纹，衬管就会变形为椭圆形。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种改进的NiW(X)溅射靶材料，其允许生产具有增加的厚度以便提供更长的靶寿命并由此延长溅射设备的运行时间的无裂纹靶。此外，一个目的是提供一种NiW(X)溅射靶材料，该材料允许生产具有增加的长度而没有会引起电弧问题的粘结间隙的靶。因此，本专利技术提供了一种溅射靶，该溅射靶包含Ni、W和任选的一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属X，其具有0.4以上的归一化的峰强度比PIR＝INi/IW·(AW+Ax)/ANi其中，INi是Ni(111)峰的强度，IW是W(110)峰的强度，Aw是W在靶中的原子百分比分数，Ax是一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属在靶中的总原子百分比分数，ANi是Ni在靶中的原子百分比分数，并且其中，峰的强度通过使用Cu-Kalpha照射的X射线粉末衍射测定。可以将本专利技术的溅射靶制造成增加的厚度，从而在使用时提供更长的靶寿命，并且在反应溅射期间显示出减少的电弧。此外，降低了在靶制造过程中由于裂纹产生的风险，并且使由于破裂的和报废的靶导致的生产成本增加最小化。可以通过如下所述的具有改善的沉积条件的热喷涂工艺获得本专利技术的溅射靶。使用导致本专利技术靶的PIR的改善的条件，厚度通常可以增加30％至50％，即，通过等离子体喷涂可以获得厚度大于4mm，优选大于5mm的无裂纹靶。具体实施方式在本专利技术的意义中，难熔金属是Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Hf、Ta、Re、Os和Ir。优选地，根据本专利技术的溅射靶的归一化的峰强度比为0.42以上，更优选为0.44以上，再更优选为0.45以上。对于其中溅射靶包含另外的金属X(例如Ta)，即X的分数＞0原子％的实施方式，溅射靶优选具有0.42以上，更优选0.45以上，更优选0.46以上，最优选0.49以上的归一化的峰强度比。通常，根据本专利技术的溅射靶具有不大于1.0或不大于0.80的归一化的峰强度比。溅射靶中的原子比Ni/W优选为0.5至10，更优选为0.75至9，最优选为1至8。除Ni和W之外，溅射靶中包含的任选的另外的金属X优选选自难熔金属。除Ni和W之外，溅射靶中包含的任选的另外的金属X更优选选自Ta、Nb和Mo，最优选地，X为Ta。在一个优选的实施方式中，溅射靶包括Ni、W和选自难熔金属、Sn、Al和Si的另一种金属X，或由Ni、W和选自难熔金属、Sn、Al和Si的另一种金属X组成，更优选地，溅射靶包括Ni、W和选自难熔金属的一种金属X，或由Ni、W和选自难熔金属的一种金属X组成，还更优选地，溅射靶包括Ni、W和选自Ta、Nb和Mo的一种金属X，或由Ni、W和选自Ta、Nb和Mo的一种金属X组成，最优选地，溅射靶包括Ni、W和为Ta的一种金属X，或由Ni、W和为Ta的一种金属X组成。在另一个优选的实施方式中，溅射靶由Ni和W组成。优选地，在根据本专利技术的溅射靶中，Ni以45至90原子％，更优选50至85原子％的量存在。在优选实施方式中，其中，溅射靶包括Ni、W和在如前所定义的任何实施方式中的一种或多种金属X，或溅射靶由Ni、W和在如前所定义的任何实施方式中的一种或多种金属X组成，Ni优选以45至85原子％的量存在，更优选以50至80原子％的量存在。在溅射靶由Ni和W组成的优选实施方式中，溅射靶中的原子比Ni/W优选为0.5至10，更优选为0.75至8，最优选为1至6。优选地，在根据本专利技术的溅射靶中，W以7至50原子％，更优选10至45原子％，还更优选12至40原子％，最优选15至35原子％的量存在。在优选实施方式中，其中，溅射靶包括Ni，W和在如前所定义的任何实施方式中的一种或多种金属X或溅射靶由Ni，W和在如前所定义的任何实施方式中的一种或多种金属X组成，W优选以7至50原子％，更优选10至40原子％，还更优选12至35原子％的量存在。在优选实施方式中，其中，溅射靶包括Ni、W和在如前所定义的任何实施方式中的一种或多种金属X，或溅射靶由Ni、W和在如前所定义的任何实施方式中的一种或多种金属X组成，X优选以3至20原子％的量存在，更优选以5至17原子％的量存在。例如，在溅射靶由Ni、W和Ta组成的优选实施方式中，Ta优选以3至20原子％的量存在，更优选以5至17原子％的量存在。本专利技术的溅射靶的厚度优选大于4mm，更优选大于5mm。通常，本专利技术的溅射靶的厚度不大于20mm，或者不大于10mm。本专利技术的溅射靶的长度优选大于1m，更优选大于1.5m。通常，本专利技术的溅射靶的长度不大于4m，或者不大于3m。通常，溅射靶是其中基质具有管状形状的管状靶。作为管状基质，通常使用非磁性不锈钢管。本专利技术的NiW(X)溅射靶可以用用于形成溅射靶的方法生产，所述方法包括在相对“冷”的条件下，例如在实施例中举例说明的，热喷涂将要在溅射靶中含有的金属的粉末混合物。因此，例如，可以使在喷涂过程中向粉末中添加的热量保持相对较小和/或为了将靶层沉积在基体上，可以将所形成的靶层的温度选择为具有较低的温度，例如40℃以下。另一方面，温度应>18℃，因为在膜沉积过程中溅射靶的使用会使得溅射力产生热。该热量导致衬管和靶层热膨胀。由于SST衬管显示出比靶层更强的热膨胀，因此如果在等离子喷涂过程中在过低的温度下沉积靶层，则会产生裂纹风险。可以相信，与没有Ni的产品的喷涂过程相比，在喷涂NiW(X)靶层的过程中，会释放大量的热量，因此现有技术的喷涂过程会在喷涂的NiW(X)靶层中产生应力，并且可能还会引入大量的金属间相。此外，相信在实施例中举例说明的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.溅射靶，其包含Ni、W和任选的一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属X，其具有0.4以上的归一化的峰强度比/nPIR＝I

【技术特征摘要】
20191125 EP 19211145.81.溅射靶，其包含Ni、W和任选的一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属X，其具有0.4以上的归一化的峰强度比
PIR＝INi/IW.(AW+Ax)/ANi
其中，
INi是Ni(111)峰的强度，
IW是W(110)峰的强度，
Aw是W在所述靶中的原子百分比分数，
Ax是一种或多种选自难熔金属、Sn、Al和Si的另外的金属在所述靶中的总原子百分比分数，
ANi是Ni在所述靶中的原子百分比分数，
并且其中，峰的强度通过使用Cu-Kalpha照射的X射线粉末衍射测定。


2.根据权利要求1所述的溅射靶，其中，所述归一化的峰强度比为0.42以上。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·舒尔特斯，M·施洛特，
申请(专利权)人：万腾荣先进材料德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE