[发明专利]电弧蒸发金属靶材、金属间化合物靶材和陶瓷靶材以制造Al-Cr-N涂层

说明书

本发明涉及基于阴极电弧蒸发的涂覆方法。阴极电弧蒸发是一种用于在高涂覆速率下沉积氮化物例如Al_xCr_1-xN层的已知方法。利用该方法，可以获得紧密且良好附着于表面的层膜。但在涂覆过程中形成了宏观粒子(小滴)，其加入层膜中并且削弱了层膜质量。小滴的形成尤其出现在当靶具有至少两种熔点截然不同的金属时，就像铝和铬时出现的那样。此时，小滴的尺寸和数量可以通过提高氮流量被降低。

与此相比，本发明的任务是进一步缩减小滴的数量和尺寸。

根据本发明，电弧蒸发借助粉末冶金制造的靶来工作，其中成分以金属间化合物形式存在，即为了靶制造而采用以下粉末，该粉末包含金属间化合物。这样的金属间化合物的例子是Al₈Cr₅。在此情况下，例如可以在含氮气氛中获得Al-Cr-N层膜，其基本包含有60原子％的Al和40原子％的Cr的金属含量成分。如果例如要制造浓度比为70原子％的Al和30原子％的Cr的层膜，则可以采用具有金属间化合物Al₉Cr₄的靶。

如果要获得其它的浓度比，则根据本发明的另一个实施方式可以采用粉末冶金制造的靶用于电弧蒸发；在该靶中，一种金属间化合物的粉末已经与另一种金属间化合物的粉末混合。金属成分的原子浓度于是取决于两种粉末的混合比。

根据另一个实施方式，也可以采用包含陶瓷化合物AlN和CrN的靶。

通过本发明公开了：

-一种借助阴极电弧蒸发涂覆基材的方法，其中，作为用于电弧蒸发的材料源，采用粉末冶金制造的靶，其中，被用于靶制造的粉末包含第一金属间化合物和第二金属间化合物。

-一种借助阴极电弧蒸发涂覆基材的方法，其中，作为用于电弧蒸发的材料源，采用粉末冶金制造的靶，其中，被用于靶制造的粉末包含第一陶瓷化合物，且最好是AlN，并包含第二陶瓷化合物，且最好是CrN。

-一种如上所述的方法，其中，第一陶瓷化合物是AlN。

-一种如上所述的方法，其中，第二陶瓷化合物是AlN。

根据本发明，为了制造某些层膜也可能有利的是：采用如上所述的方法，但在这里，被用于靶制造的粉末不仅包含金属间化合物，也包含陶瓷化合物。