[發明專利]陰極電弧沉積法

有效

• 申請號: 201280036727.4
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN103732785A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: J·布爾馬克;H·庫廷斯;A·根瓦德
• 申請（專利權）人: 拉米娜科技
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32;C23C14/52;H01J37/32
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;張培源

1.一種方法，所述方法包括以下步驟：

-在真空室內提供陽極排布組和板狀靶電極，形成用于陰極電弧沉積的陽極-陰極構造；

-在所述真空室內提供一個或多個切削工具基體；

-在所述板狀靶電極與所述陽極排布組之間施加至少200A的電弧電流，在所述板狀靶電極表面上由作為一個或多個可見的弧斑的電弧放電生成等離子體，使得所述電弧放電的離子由所述板狀靶電極發射出來，從而促進在所述一個或多個切削工具基體上形成覆層，

其特征在于，沿所述靶電極表面的法向的平均離子電流密度乘以所述板狀靶電極的總表面積為至少5A，所述平均離子電流密度利用距所述靶電極表面約15cm且面向所述靶電極的探針表面測量。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述板狀靶電極具有大于500cm²、優選大于1000cm²的表面積。

3.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述離子電流密度大于6mA/cm²，優選大于10mA/cm²，更優選為6mA/cm²～16mA/cm²。

4.如權利要求1～3中任一項所述的方法，所述方法還包括：對所述切削工具基體施加偏壓V_S，偏壓V_S相對于所述陽極排布組的電勢V_A為負；和施加陰極電壓V_C，陰極電壓V_C相對于所述陽極排布組的電勢V_A為負，其中

V_S-V_A>-30V，

-20V<V_C–V_A<0V，并且

-10V≤V_S-V_C≤10V。

5.如權利要求4所述的方法，其中，V_S–V_C≤0V。

6.如權利要求4或5所述的方法，其中，-19V≤V_C-V_A≤-15V，優選-18V≤V_C-V_A≤-16V。

7.如權利要求4～6中任一項所述的方法，其中，-30V≤V_S-V_A≤-15V，優選-25V≤V_S-V_A≤-15V。

8.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電弧電流≥400A，優選400A～1200A，更優選600A～1200A。

9.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法還包括在所述靶電極表面生成橫向磁場，以操控所述電弧放電的所述一個或多個弧斑的位移。

10.如權利要求9所述的方法，所述方法還包括控制所述橫向磁場的大小，以將對于所述板狀靶電極和所述陽極排布組測得的阻抗控制為<0.1歐姆，優選<0.05歐姆。

11.如權利要求9或10所述的方法，所述方法還包括平衡源于電弧電流的磁自場、上述磁場和源于所述板狀靶電極的電流配合的磁場。

12.如權利要求9～11中任一項所述的方法，其中，所述橫向磁場小于100高斯，優選為5高斯～40高斯。

13.如權利要求9～11中任一項所述的方法，所述方法還包括在所述靶電極下提供非對稱分布的永磁體，以平衡源于所述板狀靶電極的電流配合的磁場，從而使所述板狀靶電極周圍的磁場均勻。

14.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法還包括在所述真空室內提供作為反應性氣體的氮氣，并且其中所述板狀靶電極包含Ti和Al作為主要元素，以形成(Ti,A1)N覆層。

15.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述覆層厚度為至少10μm。

16.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，源于所有板狀靶電極的總離子電流除以所述真空室的內部體積為至少3A/m³。

17.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法還包括通過噴砂對沉積后的覆層進行后處理。