[发明专利]结构化涂层源

说明书

本发明涉及用于物理气相沉积的涂层源，其所具有的涂覆材料是由脆性材料所组成并且具有龟裂。涂层源额外具有支持组件，其在涂覆材料的表面接合到涂覆材料。此外，涂覆材料在涂覆材料的至少部分表面上具有结构化。本发明进一步涉及一种制造涂层源的方法。

本发明涉及用于物理气相沉积的涂层源，也涉及一种制造用于物理气相沉积的涂层源的方法。

在物理气相沉积(physical vapour deposition，PVD)，起始材料通过物理过程而形成气相，并且后续沉积在要涂覆的基板上。

在本公开的上下文，涂层源一词不仅涵盖、还尤其是PVD溅镀过程(阴极原子化)所用的涂层源(其也常常整个称为靶材或溅镀靶材)，以沉积多层在为此目的所提供的基材上。

包含脆性材料或由脆性材料组成的涂层源在涂覆过程期间使用涂层源以及制造涂层源本身都构成了特别大的挑战。

因此，此种涂层源或其构件在制造期间的制造(例如，其可以是安装在不同涂覆设备所需的复杂几何形态而必须做的)常常是难以进行。此种制造常常仅可以借由研磨和线蚀而非切割制造来获得。这意味着仅可以制出简单的几何形态(圆形、板、环)，并且制造过程导致高成本。

特别是当施加高功率或高功率密度时，尤其需要良好的冷却，以便避免热诱发的应力，其可以导致涂层源或其构件(例如涂覆材料)破断。此种涂层源在涂覆过程期间的有效冷却经常是借由冷却水而变得可能。涂层源是经由布置在涂层源的后侧上的冷却板而冷却。这些冷却板转而由冷却水所冷却，冷却水则消除涂覆过程所放出的热。

尤其在可挠的、弹性冷却板的情形，机械应力作用在涂层源上，其可以转而导致涂层源的塑性变形或破断。这效应额外被涂覆过程期间所减少的涂层源的厚度(尤其是涂覆材料的厚度)所强化。这结果是甚至更可能发生变形和/或破断。

在建造期间，尤其包含脆性材料的涂层源因而经常具有支持组件，例如背板或支持管。

此种支持组件可以额外作为散热器，即涂覆过程中所放出的热可以借由施加导热性高于涂覆材料的支持组件而更好的消除。此种情形下，涂覆材料和也可以作为热槽的支持组件的总布置则被作为涂层源。

此种具有较高强度和刚性的支持组件/散热器可以借由多样的方法而施加到具有低韧性(脆性材料行为)的涂覆材料。在支持组件/散热器与涂覆材料的热膨胀系数之间有显著差异的情形，在涂覆过程期间可以在涂覆材料中形成龟裂或涂覆材料发生破断。

专利JP62278261描述一种方法，其中在借由铟接合的接合步骤之后，将龟裂故意引入脆性涂覆材料里，以便避免在涂覆过程本身期间形成龟裂。这确保有更稳定的涂覆过程。

专利PCT/EP2015/001298描述一种方法，其中在借由硬焊的接合步骤之后，将龟裂类似的故意引入脆性涂覆材料里，以便后续可能有更稳定的溅镀过程。在此，龟裂是在从硬焊温度冷却的期间形成，或者龟裂的形成是后续由喷发颗粒过程所辅助。为了发生这龟裂的形成，支持组件/散热器的膨胀系数必须低于涂覆材料的膨胀系数。

所述的两种方法，龟裂的形成是随机的，并且涂覆材料可以发生小片剥落。

本发明的目的是提供用于物理气相沉积的涂层源，其相对于现有技术而有所改进，并且也提供制造此种涂层源的方法。

这些目的是由具有权利要求书1的特征的涂层源以及具有权利要求书13的特征的方法所达成。本发明的实施例的优势则被从属权利要求限定。

本发明提供用于物理气相沉积的涂层源，其所包括的涂覆材料是由脆性材料所组成并且具有龟裂。此外，涂层源具有支持组件，其在涂覆材料的表面接合到涂覆材料。本发明的涂层源的涂覆材料在涂覆材料的至少部分表面上额外具有结构化。