薄层沉积方法技术

本发明专利技术涉及用于获得一种基材的方法，这种基材在它的至少一部分表面上涂覆有至少一个金属M的氧化物层，该氧化物层的物理厚度小于或等于30nm，所述氧化物层不被包括在含至少一个银层的层堆叠体中。所述方法包括以下步骤：通过阴极溅射沉积至少一个由选自以下的材料制成的中间层：金属M、金属M氮化物、金属M碳化物和金属M的亚化学计量氧的氧化物，所述中间层不沉积在基于二氧化钛的层的上面或者下面，所述中间层的物理厚度小于或等于30nm；使用热处理氧化所述中间层的至少一部分表面，在该热处理期间使所述中间层与氧化性气氛，特别地与空气直接接触，在所述热处理期间所述基材的温度不超过150℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及无机薄层，特别沉积在基材上的无机薄层的领域。沉积在基材上的薄层通常基于金属、氧化物或者氮化物。在工业规模上通常用于薄层沉积(特别地在玻璃基材上)的一种方法是阴极溅射，特别地磁场增强的阴极溅射，在这种情况下被称为“磁控管”方法。在这种方法中，等离子体在高真空中在包含待沉积的化学元素靶附近产生。等离子体的活性物质，通过轰击该靶，使所述元素脱离，该元素在基材上沉积，形成期望的薄层。当层由从靶脱离的元素和包含在等离子体中的气体之间的化学反应产生的材料构成时，这种方法被称为“反应性“方法。这种方法的主要优点在于通过使基材在各种靶之下顺序行进(这通常在同一个装置中)，在同一操作线上沉积很复杂的层堆叠体的可能性。例如已知使用由金属钛制成的靶在包含氧的等离子体中沉积二氧化钛层。包含在等离子体中的氧然而具有在表面上氧化金属靶的缺点，以致于通过阴极溅射的沉积速率被大大地降低。通常，已经注意到通过溅射沉积氧化物层的速率比金属或氮化物或碳化物的沉积速率低得多。本专利技术的目的是通过阴极溅射以高沉积速率获得金属氧化物层。为此目的，本专利技术一个主题是用于获得一种基材的方法，这种基材在它的至少部分表面上涂覆有至少一个金属M的氧化物层，该氧化物层的物理厚度小于或等于30nm，所述氧化物层不被包括在包含至少一个银层的层堆叠体中，所述方法包括以下步骤-通过阴极溅射沉积至少一个由选自以下的材料制成的中间层金属M、金属M氮化物、 金属M碳化物或金属M的亚化学计量氧的氧化物，所述中间层不沉积在基于二氧化钛层的上面或者下面，所述中间层的物理厚度小于或等于30nm ；-使用热处理氧化所述中间层的至少一部分表面，在该热处理期间使所述中间层与氧化性气氛(特别地与空气)直接接触，在所述热处理期间所述基材的温度不超过150°C。根据本专利技术，该氧化物因此分两步获得首先沉积相应金属、氮化物或者碳化物的步骤，后面是使用热处理的氧化步骤。与所有预期相反，当该中间层与氧化性气氛(特别地空气)接触时，局部加热该中间层显示出能够氧化具有相对大的厚度的薄层。通常，该中间层的厚度至少80%被氧化，在某些情况下甚至整个层被氧化。氧化性气氛优选地是空气，特别地在大气压下。必要时，可以提高该气氛的氧含量以进一步地促进中间层的氧化。与退火或者淬火处理相反，热处理此外具有不显著地加热玻璃的特征。因此，不需要在切割或者保存该玻璃之前进行该基材的缓慢受控冷却。这种方法还可以将加热装置集成到已有的连续生产线中，更特别地在位于该磁控管作业线的真空沉积室的出口和用于以堆积形式储存该玻璃的装置之间的空间中。在某些情况下还可以在当前的真空沉积室内进行根据本专利技术的处理。该基材优选地是由玻璃、玻璃-陶瓷或者有机聚合物材料制成的板。它优选地是透明的、无色的(它这时是明亮的或极明亮玻璃)或有色的，例如蓝色、绿色、灰色或者青铜色的。该玻璃优选地是钠-钙-硅类型玻璃，但是它还可以是硼硅酸盐或者硼硅酸铝类型玻璃。优选的有机聚合物材料是聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯甚至聚对苯二酸亚乙酯(PET)。 该基材有利地具有至少一个大于或等于lm，甚至2m，甚至: 的尺寸。该基材的厚度通常为 0. 5-19毫米，优选地0. 7-9毫米，特别地2-8毫米，甚至4_6毫米。该基材可以是平面或弯曲的，甚至是挠性的。玻璃基材优选地是浮法类型玻璃，即，能够已通过其在于将熔融玻璃倾倒在熔融锡浴(“漂浮"浴)上的方法获得。在这种情况下，待处理的层可以同样好地被沉积在该基材的“锡”面上或者在“大气”面上。措辞“大气”和“锡“面表示已经分别地与在漂浮浴中的反应性气氛接触和与熔融锡接触的基材面。锡面包含低的表面量的已经扩散进入玻璃结构中的锡。该玻璃基材还可以通过在两个辊之间的辊压获得，这种技术特别地允许在该玻璃表面中印刷图案。该金属M优选地选自钛、锡、锆、锌、钨、钽、铌、钼、铬、镍、硅或铝。这些金属，或者必要时它们的氮化物或者碳化物，在近红外线区中具有高吸收，以致于由这种金属形成的层在激光处理或者火焰处理(这些技术将在下文中更详细描述)情况下非常快速地被加热。金属M还可以是合金，特别地上述金属的二元合金，例如锡和锌的合金或者镍和铬的合^^ ο根据优选的实施方案，该中间层用钛制成，在热处理之后获得的氧化物层这时是光催化二氧化钛层。这种方法是特别有利的，因为，在目前二氧化钛光催化层通过用阴极溅射沉积二氧化钛步骤获得(并因此以特别慢的沉积速率)，然后是用于使二氧化钛结晶的热处理步骤以便使它是光催化的。在根据本专利技术的方法的情况下，金属钛层以很高的沉积速率进行沉积和热处理可以在单步中将钛氧化为二氧化钛并且获得光催化的层(并因此至少部分地结晶的层)。该二氧化钛层优选地至少部分地以锐钛矿形式结晶，但是还可以任选地存在金红石相。这种光催化层还可以通过使氮化钛层、碳化钛层或者亚化学计量氧的二氧化钛层氧化获得。后者被标记为TiOx。X的值优选地是小于或等于1.8，使得中间层吸收激光辐射是足够的。氧化锆可以例如通过使由金属锆或者氮化锆制成的中间层氧化获得。氧化锌特别地可以通过使金属锌的中间层氧化获得。金属M可以是纯的或者用其它原子掺杂。举例来说，可以使用过渡金属(例如W、 Mo、V、Nb)、镧系元素离子或贵金属(如，例如钼或钯)或用氮或碳原子掺杂钛。一旦钛已经被氧化为二氧化钛，这些由掺杂形成区别允许提高该材料的光催化活性或者使二氧化钛的带隙朝向接近可见光区的波长或者在这种范围内的波长移动。同样地，硅可以用铝掺杂，因为铝经常被加到硅靶中以便使得它们更导电的并因此使得通过阴极溅射的沉积更容易。该或者每个金属M氧化物层的物理厚度优选地是小于或等于20nm，特别地15nm， 甚至lOnm。为此，中间层的物理厚度优选地小于或等于20nm，甚至15nm，甚至lOnm。然而中间层的厚度优选地大于或等于2nm，甚至3nm或者4nm。这是因为，对于非常小的厚度，红外辐射的吸收变得过弱使得不能在层上产生足够强烈快速的加热。该中间层可以对它的全部表面进行处理，使得在该方法结束时，该基材整个表面用氧化物层涂覆。或者，该中间层的仅仅部分表面可以进行热处理，特别地为了产生图案(出于美学的或者功能目的)。如在下文中更详细地解释的那样，使用点激光(与用于在该基材的平面中的位移系统结合)特别适合于这种实施方案。本专利技术的另一主题因此是基材，在它的一部分表面上用金属M氧化物层涂覆，该层的物理厚度为小于或等于30nm，并且在它的另一部分表面上用选自所述金属M、所述金属M的氮化物和所述金属M的碳化物的材料的层涂覆。优选地，该氧化物层不被包括在包含至少一个银层的层堆叠体中。被氧化区域可以例如占该基材的表面的0. 1-99. 9%，或者该基材的表面的10-90%。氧化和未氧化的区域当然位于该基材的相同面上。该被氧化区域可以形成任何种类的图样或者图案，它们出于美学原因(制图、商标等等)或者出于功能原因进行选择。金属层或者氮化物层在可见光范围中是吸收性或者反射性，而氧化物层是透明的。氧化处理，当它仅仅涉及某些区域时，因此允许根据预定图样产生透明区域和吸收性区域。例如，由铬或者镍铬合金制成的镜面层可以局部地进行处理以便产生透明的图案。同样地，金属层是导电性的，而氧化物层是绝缘的。根据本专利技术的处理因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A卡申科，A迪朗多，N纳多，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：