CN109689923A - 用于制造吸光层的溅射靶材 - Google Patents

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Abstract

已知一种用于制造吸光层的溅射靶材，该靶材由一种靶材材料组成，该材料包含氧化物相并且相比较化学计量的组成具有减少的含氧量，为此，提供一种溅射靶材，该溅射靶材包含导电相并且避免充电和形成颗粒，根据本发明建议，靶材材料包含由钼组成的金属相(Mo相)，并且氧化物相包含氧化锌(ZnO相)和分子式为MNOn‑x的混合氧化物相，其中，M代表主要成分锌(Zn)，并且N代表至少一种副成分铌(Nb)和/或钛(Ti)，并且其中，x大于0并且n表示混合氧化物相的化学计量组成的氧原子数量。

Description

用于制造吸光层的溅射靶材
技术领域
本发明涉及一种用于制造吸光层的溅射靶材，该溅射靶材由靶材材料组成，该材料包含氧化物相并且与化学计量组成相比具有减少的氧含量。
吸光层用作单层或者用作层系统例如在太阳能热应用中用于吸热或者用作用于覆盖液晶显示的导体电路的所谓的“黑矩阵层”。
这种层或者层系统例如通过借助于阴极溅射分离连续的层来产生。在此，原子或者化合物通过以高能离子(通常是稀有气体离子)照射而从固体(溅射靶材)溶解出并且过渡到气相中。处于气相中的原子或者分子最后通过凝结沉淀在位于溅射靶材附近的基体上并且在那里形成层。
在太阳能吸收层中，层结构典型地包括至少一个金属陶瓷层和在其下的金属终止层，该金属终止层用作选择性反射器。内含到金属陶瓷层中的有传导能力的粒子或者金属粒子具有典型的5纳米到30纳米的直径。
用在液晶显示中的“金属陶瓷层系统”经常具有吸收层，在该吸收层中，由金属相组成的部分嵌入在氧化基质中。
为了在高质量情况下经济地溅射层，提供“直流电压溅射”或者“直流电流溅射”(直流溅射)。在此，在作为阴极插入的靶材与阳极(经常是设备外壳)之间施加直流电压。通过惰性气体原子的碰撞电离在排空的气体空间中形成低压等离子，该低压等离子的带正电的组成部分通过施加的直流电压作为持续的粒子流朝靶材的方向加速并且在冲击时从靶材冲出微粒，该微粒再次朝基体的方向运动并且在那里沉淀成层。直流电流溅射需要可导电的靶材材料，这是因为要不如此的话，靶材由于带电微粒的持续的电流而充电并且由此平衡直流电压场。这也适用于技术上相似的中频(MF)溅射，在该中频溅射中，两个溅射靶材相互以kHz周期接通成阴极和阳极。
背景技术
层最终的结构通常通过湿法蚀刻或者干法蚀刻来实现。然而，金属陶瓷层系统难以腐蚀，因为，氧化物和内含的金属微粒需要不同的蚀刻剂。因此希望一种层结构，该层结构在可见光谱范围内表现高的吸收作用和低的反射，而该层结构可以不形成有毒物质并且同时在使用简单的稀释酸情况下无微粒残余地腐蚀。
为此，专利文献提供不同的方法。文献DE 10 2012 112 739 A1和文献DE 10 2012112 742 A1建议一种金属陶瓷层，该金属陶瓷层包含耐火金属和其氧化物。文献DE 102013 103 679 A1描述了特别有利的解决方案，该方案基于具有低于化学计量的氧含量和由钼组成的嵌入的金属微粒的氧化锌和氧化铌。在此，金属钼的份额处在25重量％与50重量％之间的范围，这按照剩余的层组成成分的密度通常与少于30％的金属钼相的体积百分比相对应。
氧化物和具有高密度的金属微粒(例如钼)在靶材材料中均匀的分布证明为困难的，尤其当合金组成成分的微粒大小是不同的时候。然而，均匀分布对于稳定的溅射过程是相当重要的，尤其当单独相或者组分导电不良时，如这在许多氧化物情况中一样。
不考虑此，不可能利用已知的解决方案可重现地保证靶材材料的所希望的导电性。因为足够的导电性大多仅能经由连续的金属相，例如钼相来实现。为此，导电相的最少需要的体积百分比为30％甚至更高，因为在其它情况下不会形成渗透网络。该最少份额适用于典型的金属相部分或导电微粒的尺寸(Abmessung)；该份额越高，该尺寸越小。
例如在文献EP 0 852 266 A1中所描述的一种解决方案提供了利用导电性减少的氧化物相。溅射靶材由一种材料组成，该材料包含具有化学式为Mox的金属氧化物，其中M是选自钛(Ti)、铌(Nb)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、锆(Zr)和铪(Hf)的金属。对于靶材材料TiO2和Nb2O5，一定的导电性通过相对于完全化学计量的氧化物减少含氧量来实现。对于TiO2适用：x＝1.93并且对于Nb2O5适用：4.996<x<4.93，其中，“x”限定缺氧度的大小，并且导电性随着减少的x值增加。靶材材料可以包含铬(Cr)、铈(Ce)、钇(Y)、硅(Si)、铝(Al)和硼(B)的完全氧化的氧化物添加剂。结果是在导电的基质和减少的Nb2O5或者TiO2中的不导电相。由此，靶材材料在渗透网络意义上来说是可导电的。
文献WO 2016/026590 A1(由该文献已知根据这类的溅射靶材)描述用于制造部分吸收的层的溅射靶材，该溅射靶材由一种靶材材料制造，该靶材材料包含锡、锌、铟或者以氧化物或者低于化学的氧化物形式下的这些物质的混合物以及钼、钨或者这些物质的合金。为此补充，靶材材料可以包含选自以下组的金属，该组由铌、铪、钛、钽、钒、钇、锆、铝和这些物质的混合物组成，该金属作为氧化物或者低于化学计量的氧化物存在。
发明内容
技术目的
然而已证明，对于溅射过程同时存在导电相和电绝缘相是不利的。电绝缘相充电并且导致非受控的放电(在文献中称作“电弧”)。电弧可以经由局部融化导致飞溅，这会对分离的层的特性产生负面作用。此外，也会由于电弧产生溅射靶材的局部过热和由此相关联的局部张力峰值，这会导致裂纹和形成微粒并且甚至会损坏溅射靶材。
因此，本发明的目的在于提供一种溅射靶材，该溅射靶材包含导电相，可以良好地机械加工并且避免充电和形成微粒。
发明内容概述
该目的从开头提及类型的溅射靶材由此来实现，靶材材料包含由钼组成的金属相(钼相)，并且氧化物相包含氧化锌(氧化锌相)和分子式为MNOn-x的混合氧化物相，其中，M代表主要成分锌(Zn)，并且N代表至少一种副成分铌(Nb)和/或钛(Ti)，并且其中，x大于0并且n表示混和氧化物相的化学计量成分的氧原子数量。
根据本发明的靶材材料包含金属钼相、由ZnO组成的相和具有低于化学计量的含氧量的混合氧化物相。全部这些相显示特殊的电特性。钼相是金属导电的；ZnO是具有大带隙的II-VI-半导体，并且混合氧化物相由于氧缺陷而导电。混合氧化物相的导电性取决于其低于化学计量的程度，即取决于x的值。接近化学计量适用于：x越大，导电性越高。混合氧化物相MNOn-x是氧化的，从而x的值始终小于1。
混合氧化物相由锌和至少一种副成分组成，其包含铌和/或钛。已证明，副成分与锌相结合并且同时存在金属钼相易于低于化学计量并且引起靶材材料的足够的导电性。
此外，已证明，钼从金属钼相可以扩散到由ZnO组成的相中，使得氧化锌相存在金属钼时可以良好导电。
根据本发明的靶材材料由此尽可能避免同时存在导电相和电绝缘相。像这样避免电绝缘相在DC-溅射或者MC-溅射时的静电充电，并且由此也避免非受控放电和局部融化。这在使用根据本发明的溅射靶材用于产生层时在低电弧率情况下表现出少量融化喷溅以及低裂纹倾向。
考虑到高导电性，混合氧化物相优选由Zn3Nb2O8-x和/或Zn2TiO4-x和/或ZnNb2O6-x组成。
在混合氧化物相中典型和优选出现的还原度通过在理论上最大可能含氧量的80％与95％之间的含氧量来限定，然而也还可以在这之下；在上述总分子式中x因此代表在5％与20％之间的值(参考化学计量的含氧量)。
在溅射靶材特别有利的实施方案中，混合氧化物相在靶材材料中形成具有一尺寸的相范围(Phasenbereiche)，该尺寸在横截面磨片中具有小于300μm2，优选小于200μm2的最大面积。
相范围越小，静电充电的风险越小。通常，混合氧化物相首先在制造靶材材料的过程中，尤其在高温下压缩并且由此引起提升的烧结活动，该烧结活动正面影响靶材材料的压缩。靶材制造的起始物质微粒越小，可实现越小的相范围。短的扩散行程有助于更快和更完全地转化到所希望的混合氧化物相中和有助于快速压缩靶材材料的快速压缩。在高温和长的操作时间情况下会导致相范围所不希望地粗化。
尤其也考虑到在靶材材料中，氧化锌相(ZnO相)形成具有优选尺寸的相范围，该尺寸在横截面磨片(Querschliff)中具有小于100μm2的最大面积。当形成该最大横向尺寸小于10μm，优选小于5μm时，特别适用于氧化锌相(ZnO相)的相范围。
吸光层的腐蚀速度基本上由ZnO/Nb2O5或ZnO/TiO2的比例来确定，如其在靶材材料中所预设的。尤其考虑在靶材材料中氧化锌相的体积百分比处在20％与85％之间的范围。
钼在靶材材料中以金属形式存在。可认为，由于热力学原因，一定程度氧化并且例如作为低于化学计量的MoO3-x存在。与此独立，除了低于化学计量的氧化物之外金属钼相对于吸收并且由此对分离层的黑度负责。
尤其如此看来，已证实，钼相在靶材材料中的体积百分比处在10％与30％之间的范围中。
此外证明为特别有利的是，钼相的体积百分比多于50％地含在氧化锌相中。
由氧化锌相包围的、由金属钼组成的相范围由于金属的可延展性正面影响靶材材料的组织并且避免出现机械张力或者裂纹。
在溅射靶材特别有利的实施方案中，混合氧化物相的体积百分比为至少7％并且其优选处在7％到60％的范围中。
在体积百分比低于7％时，混合氧化物相的导电性和其在加速压缩过程中的作用几乎不可察觉，这难以不产生微粒地制造无裂纹的溅射靶材。在体积百分比高于60％时，金属钼相和氧化锌相的上面提及的有利作用没有那么重要。
在溅射靶材有利的实施方案中，在靶材材料处，由Zn3Nb2O8-x组成的混合氧化物相的体积百分比处在7％与60％之间的范围中，其中x>0.6。
在溅射靶材其它有利的实施方案中，在靶材材料处，由ZnNb2O6-x组成的混合氧化物相的体积百分比处在0％与10％之间的范围中，其中x>0.3。
在溅射靶材其它有利的实施方案中，在靶材材料处，由Zn2TiO4-x组成的混合氧化物相的体积百分比处在5％与60％之间的范围中，其中x>0.2。
根据本发明的溅射靶材的混合氧化物相包含至少两种成分，其至少是二元的。由此并且与钼相结合来确保靶材材料所希望的导电性，这导致上面阐述的、关于少量电弧以及靶材材料形成少量微粒和可能的裂纹的有利作用。单一的成分在轻度低化学计量情况下不表现该作用。因此，靶材材料有利地不包含具有分子式NOn的单相，其中N代表副成分铌(Nb)和/或钛(Ti)，并且其中n是一数字，该数字代表相应相的化学计量的氧含量。或者，靶材材料大多数情况下以体积百分比小于10％包含该相。
特别有利的是，靶材材料包含总体积百分比小于10％的、由NbO2或者Nb2O5组成的单一氧化铌相和以TiO2或者TiO形式的单一氧化钛相。
只要存在，具有分子式NOn的单一相的相范围的尺寸尽可能小，优选地，该尺寸在横截面磨片中具有小于100μm2的最大面积。
因此，在特别有利的实施方案中，溅射靶材具有以下组成：13体积％到30体积％的钼、3体积％到50体积％的分子式为NOn的单一氧化物(N＝铌和/或钛)、剩余的ZnO的。
考虑到高的导电性，已证明，钼相在靶材材料中分布得尽可能精细并且形成具有小于25μm的最大横向尺寸的相区域。
除了材料的组成成分之外，晶体结构的颗粒大小证明为关于裂纹形成倾向的其它决定性因素。其越小，组织越精细。因此在根据本发明的溅射靶材中，靶材材料优选具有带有小于200nm的平均晶粒尺寸的晶体结构。
靶材材料典型地具有大于理论密度的95％的密度并且具有一还原度，该还原度由理论上最大可能含氧量的30％与70％之间的含氧量来限定。从这个意义来说，靶材材料具有形成其的成分的均匀的组成，五份每一克样品的组成具有每种物质小于5％的标准偏差。还原度从这个意义来说是均匀的，五份每一克样品的还原度具有还原度小于5％的标准偏差。
定义和测量方法
相的组织检查和面积
为了检查组织结构，溅射靶材的断片在真空情况下嵌入环氧树脂、磨光和抛光。磨片在具有200rpm的Struers公司的Labo-Pol-25湿磨机上在八个研磨级(120，320，500，800，1200，1500，2400和4000)和在Struers公司的LaboPol-5(250rpm)上的抛光过程中抛光直到1μm(金刚石研磨膏，二合一)的细度。样品的显微镜检查在扫描电子显微镜Zeiss Ultra 55上进行并且利用EDX Oxford Inka Pental FET X3对组成成分定量。
相的面积通过在REM上测量相应的最大水平和垂直长度来得出。面积通过两个最大值的乘积来获得。由40单面积确定最大值。
平均颗粒大小
平均颗粒大小以直线交叉方法(Linienschnittverfahren)(DIN EN ISO643)根据下面的方程来确定：
M＝(L*p)/(N*m)(1)
其中，L：基准线的长度
p：基准线的数量
N：切割体的数量
m：放大倍数
在三个不同的测量位置处得出值。然后由此，形成算数平均数。
相分析和确定相部分
在避免形成组织情况下将借助于玛瑙研钵碾碎的样品在避免形成组织情况下引入到样品模盒中并且利用Stoe&Cie公司的X射线-2-循环圆-粉末衍射计Stadi P在以透射中测量。使用具有6°到.60°范围的线性位置敏感检测器(LPSD)并且在测量范围2θ西塔(3000°到79990°)中以0.010°的步距步长来测量。在步距步长0.55°(20秒/步)情况下测量时间为240秒。利用Cu-K-a-1辐射(1.54056埃)来工作。使用的发射器发生器利用40kV的电压和30mA的电流强度来工作。校准和标定衍射计利用NIST标准Si(640d)来实现。
相应相的体积百分比如下来测定：X射线衍射图表借助于定量相分析程序：Rietveld版本V4.0来评估并且由此由线性强度确定相的相对份额并且然后借助于理论密度换算为体积百分比。
确定晶粒尺寸
在相分析中获得的衍射样本利用Stoe程序：图像拟合来数学匹配并且得出反射的(峰半高全宽)FWHM。由FWHM借助于谢乐(Scherrer)公式计算晶粒尺寸，(Rietveld-方法)，也参考“粉末衍射，理论和实践”(R.Dinnebier and S.Billing,RSC Publishing,ed.RoyalSoc.Chemistry,London 2008,ISBN978-0-85404-231-9,in Chp.13(“Lattice defectsand domain size effects”)p.376ff)。获得的测量值相对设备标准LaB6NIST(660b)来校正。
密度确定
密度经由在水中的浮力(根据阿基米德方法)来测定。为此，样品的重量利用Mettler Toldedo公司的SB23001DeltaRange天平来测定。紧接着测定样品在水中的重量。经由重新称重湿的样品测定由样品吸收的水。为了计算样品密度，水在22.5℃时密度呈现0.99791g/cm3。密度根据下面的公式来计算(重量数据为g)。
由阿基米德密度和100％密度的商得出物体的百分比密度。
缺氧度
不能通过材料的氧化并且紧接着将质量增加与缺氧度相关联来测量缺氧度。理由是，Mo相比较MoO3的挥发性，该挥发性歪曲质量平衡。
为此，缺氧度借助于EDX半定量地来确定。在此，Nb2O5样品在10个位置处测量含氧量。作为平均值获得70.8原子％±1.1的氧和29.2原子％±1.0的铌，在理论值为71.4原子％的氧和28.6原子％的铌的情况下。此外，相对考虑氧受设备限制的测量精度为+/-5％。当通常的相成分的理论氧份额下降5％时，即例如对于Nb2O5在低于67.83原子％的氧情况下，只有在那时相应地将相称作缺氧。相应地结果仅考虑是-否范畴。
附图说明
接下来根据专利附图和实施例详细地阐述本发明。其中：
图1是显示在靶材材料的第一实施例(实施例1)中的切片的电子显微镜照片，
图2是显示图1的靶材材料的X射线衍射图，
图3是显示在靶材材料的第二实施例(实施例2)中的切片的电子显微镜照片，
图4是显示在靶材材料的第三实施例(实施例3)中的切片的电子显微镜照片，
图5是显示图4的靶材材料的X射线衍射图，
图6是显示在根据实施例4的靶材材料的实施例中的切片的电子显微镜照片，
图7是显示图6的靶材材料的X射线衍射图，
图8是显示在靶材材料的实施例(实施例5)中的切片的电子显微镜照片，
图9是显示图8的靶材材料的X射线衍射图。
具体实施方式
实施例1：由氧化锌(ZnO)与36体积％的Nb2O5 和18体积％的钼组成的溅射靶材
将分别具有99.95％纯度的ZnO、Nb2O5和Mo以对应标称的最终成分的量放入混合容器中。ZnO与Nb2O5相同是亚微米级(sub-μm)的粉末，Mo的最大粒子尺寸小于25μm。总共210g粉末以500gZrO2研磨球在一小时研磨和混合过程中均化。研磨的粉末通过250μm的网孔的筛子与研磨球分离。将200g均匀混合和研磨的实施例1的组成的粉末引入到具有75mm内直径的轴向石墨压模中并且在室温下以7Mpa轴向预压缩。在1175℃的温度和1000毫巴(mbar)氩气的惰性气氛下以35Mpa冲压压力进行轴向热压。
热压片具有6.03g/cm3的绝对密度(相对密度：>99％)和198.9g的重量，该重量对应地多于净重的99％。
图1显示在REM中的样品磨片。相分配通过图2的能量色谱(EDX)和X射线衍射的平衡来实现。
图2显示，源自图1的烧结样品基本上由三个相组成：Mo、ZnO和Nb2Zn3O8，这在表2中量化。在电子扫描图中这些相分为：#A1对应Nb2Zn3O8，A2#对应ZnO并且白色球状微粒是钼。
ZnO的微粒大小的测量显示1.3μm的平均值，氧化锌相范围没有大于10μm。可见的大粒的氧化锌范围部分由多个单独的相范围组成。氧化锌相范围的最大的连接面积小于100μm2。其中也包括团聚的氧化锌范围，该范围由多个连接的氧化锌颗粒形成。
双氧化物相Nb2Zn3O8显示4.5μm的平均微粒大小，其中，也在这里提供最大200μm2的表面上较大的面积范围，而该面积范围由连接的单个微粒构造。
氧化物相Nb2Zn3O8的理论氧值61.5原子％与测得的55.3原子％相比，降低的程度多于5％。因此，该相根据定义缺少氧并且由此导电。
实施例2:由ZnO与28体积％的Nb2O5和16体积％的钼组成的溅射靶材
原材料ZnO、Nb2O5和钼根据实施例1称装。使总量为150g的粉末在Eirich公司的微化工具中承受30分钟的强化混合过程。将均化的粉末放入由硅制成的CIP模具中并且在200MPa情况下绝缘压缩。生坯的相对密度为63％。压缩的生胚填充到以石墨涂层的钢罐中，在400℃情况下脱气2小时。成型体和钢罐通过石墨层和大约1cm厚的Al2O3分隔层分开。在罐焊接后，在960℃以及在150MPa情况下热等静压。在脱模后，取得的坯体具有的密度为理论密度的99％。
图3显示在REM中的样本磨片。相分配根据例如实施例1的EDX来实现。在电子扫描图中相分为：#A1在这里对应Mo，#A2对应Nb2Zn3O8并且#A3对应ZnO。
氧化锌相范围的大小的测量显示4.3μm的平均值，然而在这里也没有大于10μm。较大的、看上去由单个微粒构建的连接的范围最大为100μm2。有利地钼微粒嵌入到氧化锌相范围中是引人注目地。双氧化物相Nb2Zn3O8显示4.2μm的平均微粒大小，在这里也是最大200μm2的较大的相范围，该相范围显而易见地由单个微粒构造形成，并且是仅表面上连接的范围。
相的理论氧值61.5原子％与测得的55.4原子％相比，降低的程度多于5％。因此，相缺少氧。
实施例3：由ZnO与16体积％的TiO2和16体积％的Mo组成的溅射靶材
与实施例1不同的是，Nb2O5的份额由TiO2代替。ZnO和TiO2同样是亚微米级粉末，钼原材料具有小于25μm的最大颗粒大小。具有99.95％纯度的原材料根据实施例1以与标称的最终组成相对应的量给到混合容器中并且以500gZrO2研磨球在一小时研磨和混合过程中均化。研磨的粉末通过250μm的网孔的筛子与研磨球分离。将190.0g实施例3的组成的均匀混合和研磨的粉末引入到具有75mm内直径的轴向石墨压模中并且在室温下以7Mpa轴向预压缩。在1140℃温度和1000mbar氩的惰性气氛下以35Mpa冲压压力实现轴向热压。热压片具有>99％的密度。
图4显示在REM中的样品磨片。相分配根据EDX和按照在图5中的相分析来实现。在电子扫描图中分配了下面的相：#A1对应Mo，#A2对应ZnO并且#A3对应Zn2TiO4。
氧化锌相范围的大小的测量显示1.8μm的平均值。氧化锌范围在该情况中具有树枝状的外观并且没有较大的连贯面，但可能由单个微粒构建。双氧化物相Zn2TiO4显示2.2μm的平均微粒大小，在这里也可看出是树枝状的连贯面。ZnO和Zn2TiO4相互相紧密地啮合，使得连接的混合氧化物相的最大尺寸不超过100μm2。
Zn2TiO4相的理论氧值57.1原子％与测得的48.7原子％相比，降低大约15％。因此，该相根据定义缺少氧。
实施例4(对比实施例)：由ZnO与30体积％的Nb2O5和13体积％的Mo组成的溅射靶材
将由分别具有99.95％纯度的ZnO、Nb2O5和Mo的粉末以与预设的最终组成相对应的量给到混合容器中。使用的原材料是亚微米级颗粒大小的ZnO、具有与实施例1到3的初始粉末颗粒相比大颗粒尺寸<100μ0的部分还原的Nb2O4.8和具有<25μm颗粒大小的钼粉末。将总共190g粉末以500gZrO2研磨球在一小时研磨和混合过程中均化。将研磨的粉末通过250μm的网孔的筛子与研磨球分离。将180g实施例4的组成的均匀混合和研磨的粉末引入到具有75mm内直径的轴向石墨压模中并且在室温下以7Mpa轴向预压缩。在1175℃温度和1000mbar氩的惰性气氛下以35Mpa冲压压力进行轴向热压。
热压片具有5.88g/cm3的绝对密度(相对密度：>99％)和178.4g的重量，该重量对应地多于净重的99％。
在电子扫描显微镜中的研究过程中显示，由于亚微米ZnO的固相扩散所使用的、直至100μm大的低于化学计量的NbOn颗粒的不同的梯度相组成(其中，n是一数值，该数值代表相应的相的化学计量的含氧量)。相当大的扩散室由裂纹穿过，即对于机械稳定性和微粒形成是不利的。
图6显示在REM中的该样品磨片。相分配根据源自图7的EDX和X射线衍射来实现，并且定量值在表2中示出。
在电子扫描图中使相分配为：#A1对应具有66.2原子％的氧的NbO2。该单相NbO范围的面积保持在500μm2之下。关于相#A2和#A3锌含量增加，其中，#A2与Zn3Nb2O8的相组成相对应并且#A3与ZnNb2O6的相组成相对应。该相范围也具有如在其它实施例中相同的超过5％的缺氧量。白色球状微粒是钼。在剩下的细微部分的基质中，如在其它实施例中一样可以找到ZnO(较暗的范围)和双氧化物相Zn3Nb2O8(较亮的区域)。在该范围中的ZnO的微粒大小的测量显示5.3μm的平均值。引人注目地在此也是优选钼微粒嵌入到氧化锌基质中。双氧化物相#A2Zn3Nb2O8显示平均约12μm的尺寸。因为所使用的相比较更大的Nb2O5微粒，获得相当大的、直至10000μm2的连续#A2相范围。
此外，较大的初始颗粒引起，在提供的操作温度和操作时间下向所希望的混合氧化物相的转化还不完全。因此，双混合氧化物相的份额相对较小(少于7体积％)并且另一方面单NbO2相的份额相对较高(多于5体积％)。
虽然，在更长的操作时间和/或更高的操作温度下产生更高的向双混合氧化物相的转化程度；但是，伴随着总体组织粗化的风险。
晶粒尺寸(表2)在这里也具有260nm，明显大于在根据本发明的实施例1到3中的情况(小于200nm)。
实施例5到8：利用在表1中提供的组成进一步制造溅射靶材并且原材料ZnO、Nb2O5和Mo根据实施例1称装和混合。同样与实施例1类似地实现压缩，其中，在热压时选择1080℃的温度。
图8显示具有由ZnO与5体积％的Nb2O5和16体积％的Mo组成的实施例5的样品磨片的REM照片。相分配通过平衡源自图9的EDX和X射线衍射来实现。
图9显示，源自实施例5的烧结样品基本上由三个相组成：Mo、ZnO和Nb2Zn3O8，这些相在表2中量化。在电子扫描图中使相分配为：#A2对应Nb2Zn3O8，A3#对应ZnO并且白色球状微粒#A1是钼。
热压片具有6.3g/cm3的绝对密度(相对密度：>99％)和197.5g的重量，该重量对应地多于净重的98％。ZnO的微粒大小的测量显示1.3μm的平均值，氧化锌相的范围没有大于30μm。可见的大粒的氧化锌范围部分由多个单独的相范围组合。因为少量混入Nb2O5，在该实施例中存在渗滤的氧化锌相，该氧化锌相由彼此成列的、部分团聚的氧化锌范围和由此连接的氧化锌颗粒形成。
双氧化物相Nb2Zn3O8显示4.1μm的平均微粒大小，其中，不超过较大的面积范围200μm2。氧化物相Nb2Zn3O8的理论氧值61.5原子％的与测得的58.1原子％相比，降低的程度大约多于5％。因此，该相根据定义缺少氧并且由此导电。
表1组成，其余的至100体积％:ZnO
体积％Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 体积％TiO<sub>2</sub> 体积％Mo
实施例1 36 0 18
实施例2 28 0 16
实施例3 0 16 16
实施例4 30 0 13
实施例5 5 0 16
实施例6 12 0 25
实施例7 0 8 20
实施例8 15 6 18
表2:相组成[体积％]
在此表示是：G：三元混合氧化物相的体积百分比总份额。
实施例4虽然显示混合氧化物相份额高但是相比较粗的相范围并且包含部分二元氧化物NO类型(更准确地：Nb2O)。溅射靶材在机械加工后显示少许的剥落和裂纹，但是允许其在其它情况下还操作。
利用制造的、实施例和比较例4的尺寸488x80x10mm3的溅射靶材在由无钠或少钠玻璃制成的基质上溅射镀层(在500V DC，1A，500W)。层厚度分别为50nm。实施例1到3的靶材的电弧率明显处在1x10-6arc/h之下。但是，在以溅射靶材4层沉积时观察到已经提升的5x10-6arc/h的电弧。在其它溅射靶材的情况下在机械加工时没有问题。
表3的概括地比较单个实施例和其溅射特性显示对于根据本发明的溅射靶材平稳的溅射状态(表示为低电弧率)和良好的机械可加工性。
表3:溅射靶材的特性
在此表示为：
S：对于靶材的溅射特性，尤其在溅射时的电弧频率的定性标准
Dmax：混合氧化物相最大截面积[μm2]
M：对于溅射靶材的机械可加工性，尤其在加工后的剥落和裂纹的定性标准
在行“S”和“M”中的定性评价的符号在此意思是：“++”：非常好，“+”：良好，“0”：可接受，“-”：差，“--”：很差。

Claims (14)

1.一种用于制造吸光层的溅射靶材，该溅射靶材由一种靶材材料组成，该材料包含氧化物相并且相比较化学计量的组成具有减少的含氧量，其特征在于，所述靶材材料包含由钼组成的金属相(Mo相)，并且所述氧化物相包含氧化锌(ZnO相)和分子式为MNOn-x的混合氧化物相，其中，M代表主要成分锌(Zn)，N代表至少一种副成分铌(Nb)和/或钛(Ti)，并且其中，x大于0并且n表示所述混合氧化物相的化学计量组成的氧原子数量。
2.根据权利要求1所述的溅射靶材，其特征在于，所述混合氧化物相由Zn3Nb2O8-x和/或Zn2TiO4-x和/或ZnNb2O6-x组成。
3.根据权利要求1或者2所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料中，所述混合氧化物相形成具有一尺寸的相范围，该相范围在横截面磨片中具有小于300μm2，优选小于200μm2的最大面积。
4.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料中，所述ZnO相形成具有一尺寸的相范围，该相范围在横截面磨片中具有小于100μm2的最大面积。
5.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料中，所述ZnO相的体积百分比处在20％与85％之间的范围中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料中，所述Mo相的体积百分比处在10％与30％之间的范围中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，所述混合氧化物相的体积百分比为至少7％并且优选处在7％到60％的范围中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料处，由Zn3Nb2O8-x组成的混合氧化物相的体积百分比处在7％与60％之间的范围中并且x>0.4。
9.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料处，由ZnNb2O6-x组成的混合氧化物相的体积百分比处在0％与10％之间的范围中并且x>0.3。
10.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料处，由Zn2TiO4-x组成的混合氧化物相的体积百分比处在5％与60％之间的范围中并且x>0.2。
11.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，所述靶材材料包含体积百分比小于10％的、分子式为NOn的单一相，其中N代表副成分铌(Nb)和/或钛(Ti)。
12.根据权利要求11所述的溅射靶材，其特征在于，所述靶材材料包含体积百分比小于10％的、由NbO2或者Nb2O5组成的单一氧化铌相和以TiO2或者TiO形式的单一氧化钛相。
13.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，在所述靶材材料中，所述Mo相形成最大横向尺寸小于25μm的相范围。
14.根据前述权利要求中任一项所述的溅射靶材，其特征在于，所述靶材材料具有平均晶粒尺寸小于265nm的晶体结构。
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