專利名稱：：用于制造pvd涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有高沉積速率的高功率脈沖磁控濺射(HIPIMS)方法。
背景技術(shù)：
：硬的PVD涂層常常被用來保護(hù)下層材料免受氧化和磨損。這種硬的涂層可以通過PVD方法沉積，所述PVD方法例如反應(yīng)性磁控濺射。使用反應(yīng)性濺射氣體會產(chǎn)生問題，因為在靶的表面上，所期望的材料形成具有與金屬表面相比性質(zhì)不同的層，例如電絕緣層。特別地，當(dāng)反應(yīng)靶表面的濺射產(chǎn)額或電子發(fā)射率與金屬表面的濺射產(chǎn)額或電子發(fā)射率不同時，發(fā)生使得所述方法不穩(wěn)定的滯后效應(yīng)。為了避免在靶上形成厚的反應(yīng)層，已建立的PVD技術(shù)教導(dǎo)如何借助于雙重磁控管、雙重磁控濺射(DMS)以及脈沖直流電源，反應(yīng)性地沉積硬的涂層。仍然存在從反應(yīng)靶表面的濺射產(chǎn)額低的問題；為了獲得所期望的化合物，需要一定的反應(yīng)性氣體分壓，但同時所述靶表面也被反應(yīng)物覆蓋。結(jié)果是公知的，滯后問題通常通過用于控制反應(yīng)性氣流的或多或少復(fù)雜的反饋系統(tǒng)(壓力、光學(xué)或電的)克服。高功率脈沖磁控濺射(HIPIMS)已經(jīng)被用來通過反應(yīng)性HIPIMS沉積金屬涂層或?qū)щ娊饘俚?，例如CrN。已經(jīng)使用HIPIMS由陶瓷TiOh8靶生長TiO2,并且獲得高的速率。HIPIMS已經(jīng)被用于氧化鋁的反應(yīng)性濺射，但是具有常規(guī)的滯后現(xiàn)象以及氧氣流反饋控制，并且具有與脈沖直流濺射相比僅僅25-30%的沉積速率。另一個問題是當(dāng)沉積混合金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的涂層時，在不同的反應(yīng)性氣體分壓下，不同的靶金屬反應(yīng)并顯示出滯后效應(yīng)，使得即使可能的話，也很難共沉積混合的金屬硬涂層。還已知如何在反應(yīng)性氬/氧混合物中運行具有鋁靶和HIPIMS電源的磁控管，以沉積XRD無定形的氧化鋁層。雖然所述層含有納米尺寸的Y氧化鋁顆粒，但微觀結(jié)構(gòu)是多孔的，使得所沉積的層較不適合于許多涂層應(yīng)用。使用HIPIMS技術(shù)的沉積描述在如下文獻(xiàn)中Glocker等人，"HighPowerPulsedReactiveSputteringofZirconiumOxideandTantalumOxide(氧化,告禾口氧化組的高功率脈沖反應(yīng)性濺射)”，2004，SocietyofVacuumCoaters，505/856-7188，ISSN0737-5921，47thAnnularTechnicalConferenceProceedings(2004年4月24—29日)，Dallas，TXUSA,183-186頁，Konstantinidis等人，“Titaniumoxidethinfilmsdepositedbyhighimpulsemagnetronsputtering(通過高脈沖磁控濺射沉積的氧化鈦薄膜)”，ThinSolidFilms,第515卷，23Nov.2006，No.3，第1182-1186頁，Sproul等人，“TheReactiveSputterDepositionofAluminiumOxideCoatingsUsingHighPowerPulsedMagnetronSputtering(HPPMS)(使用高功率脈沖磁控濺射(HPPMS)反應(yīng)性濺射沉積氧化鋁涂層)”，2004，SocietyofVacuumCoaters,505/856-7188,ISSN0737-5921，47thAnnularTechnicalConferenceProceedings(2004年4月24-29日)，Dallas,TXUSA，第96-100頁，以及Muenz等人，DEDE102005033769Al中。然而上述問題仍然有待被解決。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種方法，其中沉積速率較高，并且其中消除了對反應(yīng)性氣體分壓反饋系統(tǒng)的需要。而且，能夠在大的表面上沉積均勻涂層，并且用本發(fā)明的方法有可能使得從不同的金屬或合金的靶共沉積混合的金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物。圖1顯示了真空沉積系統(tǒng)的示意圖。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式涂覆的刀片的掃描電子顯微鏡顯微照片。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式涂覆的刀片的X射線衍射圖。發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明，提供了磁控濺射方法，該方法用于在例如用于切削和形成的工具上、金屬片材上以及為了例如表面工程、裝飾和表面保護(hù)的組件上，制造混合金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的涂層，尤其是包含氧化鋁的涂層。在切削工具刀片上涂層的沉積方面應(yīng)用的方法根據(jù)以下內(nèi)容預(yù)形成，參照圖1提供硬材料的基底，例如燒結(jié)碳化物、金屬陶瓷、立方氮化硼、金剛石、陶瓷或高速鋼，優(yōu)選燒結(jié)碳化物，在其上使用磁控濺射沉積良好附著的硬的以及耐磨的涂層，用于生長適當(dāng)化學(xué)計量的晶體，金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的涂層，其中所述沉積基于在保持所述靶表面處于基本上金屬狀態(tài)時，同時在所述基底處具有反應(yīng)性條件。這意味著靶表面不與反應(yīng)性氣體反應(yīng)至這樣的程度，即其在選擇的作用點處具有所造成的滯后過程性質(zhì)。這通過如下方式獲得運行HIPIMS，在一個或多個靶(3)上放電，在包含氬氣和反應(yīng)性氣體的氣體混合物中，在高于200Wcm_2，優(yōu)選至少320Wcm_2的峰值脈沖功率下，和優(yōu)選在15mTorr或更低，更優(yōu)選IOmTorr或更低，最優(yōu)選6mTorr或更低的總壓力下。在確定所獲得層的化學(xué)計量和濺射靶的反應(yīng)性氣體覆蓋率后，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在如下條件下獲得了所述層的完全化學(xué)計量，在所述條件下靶被反應(yīng)性氣體無足輕重地覆蓋。另外令人驚奇地還發(fā)現(xiàn)，滯后效應(yīng)被降低或消除，因此未降低沉積速率，如同脈沖直流濺射情況下那樣。因此，消除了對反應(yīng)性氣體分壓反饋系統(tǒng)的需要。在作用點不存在滯后的情況下，所述方法可以采用對于每個所選擇的氧流的值充分限定的特征參數(shù)以穩(wěn)定的模式運行。在HIPIMS中，高峰值脈沖功率使得濺射原子的離子密度非常高，因此濺射通過靶金屬離子進(jìn)行，其導(dǎo)致在HIPIMS中較低的沉積速率。令人驚奇地，通過應(yīng)用本發(fā)明的方法獲得的所述速率至少比現(xiàn)有技術(shù)高3倍。作為基底提供的適當(dāng)類型的切削工具，可以在真空室中根據(jù)本發(fā)明的以下具體實施方式用金屬氧化物涂層涂覆在使基底(10)經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)的清潔步驟后，將它們安放在可操作以在沉積期間旋轉(zhuǎn)的基底座(4)上，其中沉積面積，即基底座(4)與安放在其上的基底(10)的暴露表面的總和，優(yōu)選為所述一個或多個靶的面積總和的至少10倍，優(yōu)選所述一個或多個靶的面積總和的至少10-25倍，優(yōu)選具有的最小距離為6cm，更優(yōu)選距具有靶(3)的至少一個磁控濺射源8-20cm。根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的慣例，基底座(4)或者是電浮的，接地的或者連接到任選的偏壓電源(8)，其具有直流或交流或者脈沖直流操作模式。根據(jù)期望涂層的金屬組分選擇靶(3)的材料。在其上安放靶(3)的磁控管源的類型可以是任何標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)的或者特殊的設(shè)計，具有平衡或不平衡或可調(diào)節(jié)的磁鐵體系，并且它的形狀可以例如是環(huán)形或矩形。在真空室⑴中進(jìn)行沉積，真空室⑴首先通過高真空泵⑵抽空到低于5XIO-4Torr,優(yōu)選低于5X10_6Torr。在沉積之前，基底(10)優(yōu)選被加熱到300-900°C的溫度，優(yōu)選450-700°C，最優(yōu)選570-630°C。氬氣被用作濺射氣體，其通過第一閥門或質(zhì)量流量控制器(5)導(dǎo)入室(1)。使用恒定的氬氣流，使得室壓力為15mT0rr或更低，優(yōu)選I-IOmTorr,最優(yōu)選3-8mTorr。優(yōu)選在純的氬氣濺射氣體中開始沉積，但是也可能與通過第二閥門或質(zhì)量流量控制器(6)引入氧結(jié)合或者甚至在其之后開始。在恒流下引入氧氣(O2)，其在沉積過程中維持不變。在純的氬氣濺射氣體中開始的情況下，氧氣(O2)優(yōu)選在推遲小于10分鐘，更優(yōu)選1-3分鐘之后引入。選擇氧氣(O2)流使得獲得化學(xué)計量氧化物，所述流依賴于沉積系統(tǒng)特性，例如靶尺寸和泵速度。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過根據(jù)涂層氧化學(xué)計量的測量調(diào)節(jié)所述流值，可以經(jīng)驗性地確定適當(dāng)?shù)难趿髦?。然而，對于?biāo)準(zhǔn)尺寸生產(chǎn)系統(tǒng)，可以使用200-1000sccm的氧氣(O2)流。通過將相對于陽極(真空室壁)的負(fù)電壓脈沖施加于靶而開始所述沉積，所述負(fù)電壓脈沖由電源(7)產(chǎn)生，范圍為200V，優(yōu)選500V，最優(yōu)選650V，至2000V，優(yōu)選1000V，最優(yōu)選750V。脈沖長度的范圍為2μs，優(yōu)選10μs，最優(yōu)選20μS，至200μS，優(yōu)選100μS，更優(yōu)選小于100μS，更優(yōu)選小于75μS，最優(yōu)選40μS，和重復(fù)頻率的范圍為100Hz，優(yōu)選300Hz，最優(yōu)選500Hz，至IOkHz，優(yōu)選3kHz，最優(yōu)選1.5kHz。適合于該目的電源(7)包含脈沖單元，其供應(yīng)有優(yōu)選的恒定直流電壓源或者最優(yōu)選的積分脈沖直流電源。所述脈沖，優(yōu)選具有恒壓的脈沖，激發(fā)了磁控濺射輝光放電(9)，其具有在每個脈沖期間上升至最大峰值的電流，在該電流下達(dá)到了峰值脈沖功率。在達(dá)到最大值之后，電流恒定或者下降至所述峰值的最小50%。然而，優(yōu)選在電壓脈沖結(jié)尾處達(dá)到所述電流最大值。在兩個連續(xù)的脈沖之間沒有電力輸入到所述沉積體系，因此等離子體通過離子/電子復(fù)合衰變。由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員選擇脈沖之間的時間，使得所述輝光放電優(yōu)選從不熄滅。而且，選擇足夠高的所述峰值電流脈沖最大值、長度和重復(fù)頻率，即符合上面給出的限度，使得降低或消除了在特征參數(shù)中關(guān)于氧流的滯后效應(yīng)，所述特征參數(shù)例如沉積速率、靶電壓、光發(fā)射以及涂層和靶氧化物覆蓋率。繼續(xù)沉積適當(dāng)?shù)囊欢螘r間，其后將刀片放置冷卻至低于200°C，并且從真空系統(tǒng)移除。在本方法的一個具體實施方式中，靶(3)的面積為1000-2000cm2，基底座(4)的面積為10000-20000cm2。對于可選的具體實施方式，所述最大濺射電流為980-2800A，優(yōu)選1120-1680A,和最大瞬時功率為從200kW，優(yōu)選320kff,至2000kW，優(yōu)選4000kW。在本發(fā)明方法的另一個具體實施方式中，提供多于一個具有靶的磁控濺射源，并且這些靶可以具有彼此相同或不同的金屬組分。在一個具體實施方式中，所述一個或多個靶具有相同的AlMe合金金屬組分，其中Me是一種或多種選自Mg、Zn、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Cd、Cu、Cr和Sn的金屬，并且在真空室中的氣體混合物是氬氣和氧氣(02)的混合物，由此所沉積的涂層包含兩相氧化物，或者類型(AlhMex)2O3或尖晶石(Me)xAl203+x(0<χ^1)的混合氧化物。優(yōu)選所述具有相同金屬組分的一個或多個靶具有鋁，由此所沉積的涂層包含氧化鋁晶體相，更具體地說是Y或者α氧化鋁，沉積至優(yōu)選0.1-30μm,更優(yōu)選1-10μm,最優(yōu)選2-5μm的厚度。最優(yōu)選所沉積的涂層包含單相α氧化鋁。在本發(fā)明方法的另一個具體實施方式中，使用兩個或更多個具有彼此不同金屬組分的靶以及氬氣和氧氣(O2)的氣體混合物，由此沉積了多層或者類型(AlhMex)2O3或尖晶石(Me)xAl203+x(01)的混合氧化物，或者兩相氧化物。在本發(fā)明的一個可選具體實施方式中，可以在真空室(1)中，用金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物，通過進(jìn)行如本發(fā)明方法的第一個具體實施方式中描述的過程，涂覆作為基底提供的適當(dāng)類型的切削工具，但是不僅僅使用氧但是替代僅僅使用氧氣，而使用反應(yīng)性氣體混合物，該反應(yīng)性氣體混合物包含氧、氮和/或含碳?xì)怏w，例如氧、氮或者氮和烴氣體的混合物。在這個可選的具體實施方式中，所述一個或多個靶具有相同的AlMe合金金屬組分，其中Me是一種或多種選自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的金屬。在這個可選的具體實施方式中，在純的氬氣濺射氣體中開始沉積，但是也可能與在通過第二閥門或質(zhì)量流量控制器(6)引入反應(yīng)性氣體結(jié)合或者甚至在其之后開始。在純的氬氣濺射氣體中開始的情況下，優(yōu)選延遲小于所述反應(yīng)性氣體優(yōu)選在推遲小于10分鐘，更優(yōu)選1-3分鐘之后引入。根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員打算獲得具有期望的氧根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員為獲得具有期望的氧/氮/碳平衡的涂層而進(jìn)行的選擇，對反應(yīng)性氣體的組分進(jìn)行選擇。由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對選擇反應(yīng)性氣體流進(jìn)行選擇，使得獲得氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的化學(xué)計量涂層，所述流依賴于沉積系統(tǒng)特性，例如靶尺寸、泵速度。然而，對于標(biāo)準(zhǔn)尺寸生產(chǎn)系統(tǒng)，可以使用200-1000sCCm的總反應(yīng)性氣體流。在另一個可選的具體實施方式中，兩個或更多個靶具有彼此不同的金屬組分，由此獲得氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的混合或多層化的AlMe涂層，其中Me是一種或多種選自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的金屬。在金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的涂層之間和在其頂部，可以通過本發(fā)明的方法，或者通過本領(lǐng)域已知的方法沉積其它耐磨氧化物、碳化物或氮化物或其混合物的層。一個實例是TiN頂層，其用于切削工具的磨損檢測。根據(jù)本發(fā)明，還提供了氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的涂層，其包含氧化鋁，適合用于例如用于切削和形成的工具、金屬片材以及為了例如表面工程、裝飾和表面保護(hù)的組件，其中根據(jù)以下內(nèi)容預(yù)形成在切削工具刀片上的涂層沉積，參照圖1提供硬材料的基底，例如燒結(jié)碳化物、金屬陶瓷、立方氮化硼、金剛石、陶瓷或高速鋼，優(yōu)選燒結(jié)碳化物，在其上使用磁控濺射沉積良好附著的硬的以及耐磨的涂層，用于生長氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的化學(xué)計量晶體涂層，其中所述沉積基于在保持所述靶表面處于基本上金屬狀態(tài)時，同時在所述基底處具有反應(yīng)性條件。這通過如下方式獲得運行HIPIMS，在一個或多個靶(3)上放電，在包含氬氣和反應(yīng)性氣體的氣體混合物中，在高于200WcnT2，優(yōu)選至少320WcnT2的峰值脈沖功率下，和在15mTorr或更低，優(yōu)選IOmTorr或更低，最優(yōu)選emTorr或更低的總壓力下，和在足夠高的重復(fù)頻率下。在確定所獲得層的化學(xué)計量和濺射靶的反應(yīng)性氣體覆蓋率后，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在如下條件下獲得了所述層的完全化學(xué)計量，在所述條件下靶被反應(yīng)性氣體無足輕重地覆蓋。在一個具體實施方式中，所述一個或多個靶具有相同的AlMe合金金屬組分，其中Me是一種或多種選自Mg、Zn、Mn、Fe、Co、Ni、Zr,Cd,Cu、Cr和Sn的金屬，并且在所述真空室中的氣體混合物是氬氣和氧氣(O2)的混合物，由此所沉積的涂層包含類型(AlhMex)2O3或尖晶石(Me)xAl203+x(01)的混合氧化物，或者兩相氧化物。優(yōu)選所述具有相同金屬組分的一個或多個靶具有鋁，由此所沉積的涂層包含氧化鋁的晶體相，更具體地說是Y或者α氧化鋁，沉積至優(yōu)選0.1-30μm,更優(yōu)選1-10μm,最優(yōu)選2-5μm的厚度。最優(yōu)選所沉積的涂層包含單相α氧化鋁。在本發(fā)明方法的另一個具體實施方式中，使用兩個或更多個具有彼此不同金屬組分的靶以及氬氣和氧氣(O2)的氣體混合物，由此沉積多層或者類型(AlhMex)2O3或尖晶石(Me)xAl203+x(01)的混合氧化物，或者兩相氧化物。在一個可選的具體實施方式中，所述一個或多個靶具有相同的AlMe合金金屬組分，其中Me是一種或多種選自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的金屬，并且在所述真空室中的氣體混合物是氬氣和反應(yīng)性氣體的混合物，所述反應(yīng)性氣體包含氧、氮和/或含碳?xì)怏w，例如氧或氮或氮和烴的氣體混合物，由此所沉積的涂層包含立方AlMe(C，N，0)涂層。優(yōu)選所述具有相同金屬組分的一個或多個靶具有AITi，由此所沉積的涂層包含AlTi(C，N)晶體相，其具有NaCl結(jié)構(gòu)，并沉積至優(yōu)選0.1-30μm,更優(yōu)選1-10μm,最優(yōu)選2-5μm的厚度。最優(yōu)選所述具有相同金屬組分的一個或多個靶具有Ti，由此所沉積的涂層包含Ti(C，N)。在另一個可選的具體實施方式中，兩個或多個靶具有彼此不同的金屬組分，由此獲得氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的混合的或多層化的AlMe涂層，其中Me是一種或多種選自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的金屬。在所述金屬氧化物、氮化物、碳化物或其混合物的涂層之間和在其頂部，可以通過本發(fā)明的方法，或者通過本領(lǐng)域已知的方法沉積其它耐磨氧化物、碳化物或氮化物或其混合物的層。其它涂層的實例是TiN頂層，其用于切削工具的磨損檢測。具體實施例方式實施例1參見圖1，根據(jù)以下內(nèi)容，在超高真空沉積系統(tǒng)中涂覆組分WC10%Co和刀片類型SNUN1204(12X12X4毫米尺寸)的商品等級HlOF的切削工具刀片。使用標(biāo)準(zhǔn)程序清潔刀片(10)，并將其安放在基底座(4)上，基底座(4)可操作以在沉積過程中旋轉(zhuǎn)，具有200cm2的面積，在磁控濺射靶(3)上面約IOcm的位置處。基底座(4)是電浮的。靶(3)是具有50mm直徑和3mm厚度的Al盤。在真空室(1)中進(jìn)行沉積，所述真空室(1)首先被抽空到5XIO-7Torr0在沉積開始之前，將刀片(10)加熱至大約600°C的表面溫度。氬氣被用作濺射氣體，其通過第一質(zhì)量流量控制器(5)導(dǎo)入到室(1)中。使用lOOsccm氬氣的恒流，其在室(1)中產(chǎn)生6mTorr的總壓力。通過將相對于陽極(室壁)700V的負(fù)電壓脈沖施用于靶(3)而開始沉積。脈沖長度是35μs和重復(fù)頻率是1kHz。為了這個目的，使用電源(7)，其包含脈沖單元(SPIK，MelecGmbh)，該脈沖設(shè)備被提供以恒定直流電壓源(Pinnacle，AdvancedEnergy)。得到的具有恒壓的脈沖激發(fā)了磁控濺射輝光放電(9)，其具有在所述脈沖期間上升至最大值的電流。在純的氬氣濺射氣體中開始所述沉積，所述純的氬氣濺射氣體通過第一質(zhì)量流量控制器(5)引入。在沉積開始后的約2分鐘后，通過第二質(zhì)量流量控制器(6)引入恒定流速為3.4sCCm的氧氣(O2)。由于沉積是在沒有滯后的體系中進(jìn)行的，所述方法可以用對于所選擇的氧流值，在所述脈沖中良好限定的最大值濺射電流以穩(wěn)定的模式運行。為了這個特別的沉積運行所選擇的電壓和氧氣流，給予了IlOW的時間平均功率。對于這些條件，確定最大濺射電流為9.1A，即6.4kW的最大瞬時功率。繼續(xù)沉積3個小時，其后將刀片放置冷卻至低于200°C，然后從真空系統(tǒng)中移除。在圖2中顯示了所述刀片的分析，顯示了在基底(b)上的涂層(a)由良好附著的氧化鋁層組成，在可見光學(xué)范圍中是透明的并且具有2.0μm的厚度，對應(yīng)于0.67μm/小時的沉積速率，參見表1。發(fā)現(xiàn)所述涂層包含一個化學(xué)計量結(jié)晶相，α-Al2O3，其由在圖3中的X射線衍射圖中顯示的至少5個峰證實。所有不同于α標(biāo)志的其它峰來源于基底中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1能夠看出當(dāng)使用符合本發(fā)明的方法時，沉積速率比現(xiàn)有技術(shù)高至少3倍。DMS的沉積速率被包括在其中以進(jìn)行比較。權(quán)利要求用于沉積晶體金屬氧化物、氮化物或碳化物或其混合物的涂層的方法，其特征在于運行高功率脈沖磁控濺射，HIPIMS，在一個或多個靶上放電，在氬氣和反應(yīng)性氣體的混合物中，在高于200Wcm-2的峰值脈沖功率、高至100μs的脈沖長度以及自100Hz的重復(fù)頻率下。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述沉積是通過將相對于陽極的負(fù)電壓脈沖施加于所述靶而開始的，所述負(fù)電壓脈沖由電源產(chǎn)生，范圍為200V，優(yōu)選500V，最優(yōu)選650V，至2000V，優(yōu)選1000V，最優(yōu)選750V。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項的方法，其特征在于脈沖長度為2μs，優(yōu)選10μs，最優(yōu)選20μS，至40μS。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項的方法，其特征在于重復(fù)頻率為300Hz，最優(yōu)選500Hz，至1OkHz，優(yōu)選3kHz，最優(yōu)選1.5kHz。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其特征在于使用電源(7)，該電源(7)包含供應(yīng)的脈沖單元，其中所述脈沖激發(fā)了磁控濺射輝光放電(9)，該磁控濺射輝光放電(9)具有在每個脈沖期間上升至最大峰值的電流，在該電流下，達(dá)到峰值脈沖功率，其后所述電流恒定或下降至所述峰值的最小50%。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項的方法，其特征在于總壓力為15mT0rr或更低，優(yōu)選IOmTorr或更低，最優(yōu)選6mTorr或更低。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項的方法，其特征在于將所述涂層沉積在切削工具上。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項的方法，其特征在于所述涂層包含晶體氧化物層，如通過X射線衍射所測量的。9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述涂層包含兩相氧化物，或者類型(AlhMex)2O3或尖晶石(Me)xAl203+x的混合氧化物，其中0<χ彡1和其中Me是一種或多種選自Mg、Zn、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Cd、Cu、Cr和Sn的金屬。10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述氧化物涂層包含晶體α-Al2O3層，如通過X射線衍射所測量的。11.一種切削工具，該工具包含硬材料的基底以及氧化物、氮化物或碳化物或其混合物的涂層，其中所述涂層通過如下方式沉積，所述方式為運行高功率脈沖磁控濺射，HIPIMS,在一個或多個靶上放電，在氬氣和反應(yīng)性氣體的混合物中，在高于200Wcm_2的峰值脈沖功率、高至100μs的脈沖長度和自IOOHz的重復(fù)頻率下。12.根據(jù)權(quán)利要求11的切削工具，其特征在于所述涂層包含晶體氧化物層，如通過X射線衍射所測量的。13.根據(jù)權(quán)利要求12的切削工具，其特征在于所述涂層包含兩相氧化物，或者類型(AlhMex)2O3或尖晶石(Me)xAl203+x的混合氧化物，其中0<χ彡1和其中Me是一種或多種選自Mg、Zn、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Cd、Cu、Cr和Sn的金屬。14.根據(jù)權(quán)利要求12的切削工具，其特征在于所述氧化物涂層包含晶體α-Al2O3層，如通過X射線衍射所測量的。全文摘要本發(fā)明涉及制造金屬氧化物、氮化物或碳化物或其混合物的涂層的方法，其中運行高功率脈沖磁控濺射，HIPIMS，在一個或多個靶(3)上放電，在高于200Wcm-2的峰值脈沖功率下，在氬氣和反應(yīng)性氣體混合物(5，6)中，其中改進(jìn)了沉積速率并且消除了對反應(yīng)性氣體分壓反饋系統(tǒng)的需要。文檔編號C23C14/08GK101802247SQ200880019292公開日2010年8月11日申請日期2008年5月28日優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日發(fā)明者烏爾夫·赫爾默松,埃里克·沃林申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司