00°C的沉積溫度下沉積。由此，通過將低的過程壓力與高的濺射功率 相結(jié)合，可以以有利的方式影響A1N晶粒的生長，特別是影響晶粒尺寸和晶體結(jié)構(gòu)的擇優(yōu) 取向。然而，也可以在低溫，例如在室溫下進(jìn)行沉積。根據(jù)該實施方式生成的硬質(zhì)材料層同 樣顯示出良好的機(jī)械性能，如高的耐刮性。
[0058] 濺射處理可以是指在襯底上的連續(xù)沉積?；蛘咭部梢赃@樣進(jìn)行濺射處理，S卩，沉積 的涂層具有從涂覆區(qū)域撤回時由于處理所引起的分界面或者由分界面構(gòu)成。
[0059] 在步驟a)中可以提供例如玻璃陶瓷、藍(lán)寶石玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、 鈉-鈣玻璃、合成石英玻璃、鋰鋁硅酸鹽玻璃、光學(xué)玻璃和/或光學(xué)應(yīng)用的水晶作為襯底。
[0060] 在本發(fā)明的一種實施方式中，靶除了含有鋁外還包含硅、硼、鋯、鈦或碳中的至少 一種元素。這些除了鋁以外的額外元素在本發(fā)明中也稱為摻雜物。優(yōu)選靶中的鋁含量為高 于50重量％，特別優(yōu)選高于60重量％，特別優(yōu)選大于70重量％。
[0061] 在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，在步驟a)中提供具有裝飾面和/或增附層的襯底。
[0062] 由此例如可以對至少局部裝飾的區(qū)域進(jìn)行涂覆，并且涂層即使在高的應(yīng)用溫度下 也能夠保持穩(wěn)定。扁平的表面也能夠在無光學(xué)變化的情況下進(jìn)行涂覆并顯示出良好的機(jī)械 穩(wěn)定性。
[0063] 替代地或附加地，在步驟b)之后的方法步驟中將覆蓋層涂覆在硬質(zhì)材料層上。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，增附層和/或覆蓋層含有選自包括鋁、硅、硼、鋯、 鈦、鎳和碳的組中一種或多種元素的氮化物、氧化物、碳化物、氮碳化合物和/或氮氧化合 物。
[0065] 優(yōu)選通過濺射工藝涂覆增附層和/或覆蓋層。
【附圖說明】
[0066] 接下來結(jié)合多個附圖和實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。其中：
[0067] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明經(jīng)涂覆的襯底的示意圖，
[0068] 圖2示出了本發(fā)明的一種具有額外增附層的實施方式的示意圖，
[0069] 圖3示出了本發(fā)明的一種具有額外覆蓋層的實施方式的示意圖，
[0070] 圖4示出了本發(fā)明的一種具有額外增附層和額外覆蓋層的實施方式的示意圖，
[0071] 圖5示出了經(jīng)摻雜的A1N硬質(zhì)材料層的x射線能譜（EDX)光譜，
[0072] 圖6示出了兩種具有不同A1N含量的AlN-SiN混合涂層的透射電子顯微鏡（TEM) 圖像，
[0073] 圖7示出了一個實施例的X射線衍射（XRD)光譜，
[0074] 圖8示出了兩種具有不同擇優(yōu)取向的A1N硬質(zhì)材料層的X射線衍射（XRD)光譜，
[0075] 圖9a至9c示出了經(jīng)不同涂覆的、含不同擇優(yōu)取向的襯底根據(jù)借助沙子的機(jī)械應(yīng) 力測試的照片圖像，以及
[0076] 圖10a和10b示出了經(jīng)不同涂覆的、含不同晶體結(jié)構(gòu)擇優(yōu)取向的襯底根據(jù)借助碳 化硅的機(jī)械應(yīng)力測試的照片圖像。
【具體實施方式】
[0077] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明涂覆的襯底。在此，襯底1涂覆有硬質(zhì)材料層1。 硬質(zhì)材料層1包括結(jié)晶的A1N，在此，A1N晶粒具有（001)擇優(yōu)取向。基于硬質(zhì)材料層1的 涂層特性，特別是基于高硬度和高彈性模量，硬質(zhì)材料層1的層厚僅為200nm，甚至優(yōu)選僅 為100nm就已經(jīng)足以針對機(jī)械應(yīng)力和刮傷而保護(hù)襯底2。但同樣也可以考慮直至2000nm的 較厚涂層。
[0078] 圖2示意性地示出了另一個實施例，其中，在襯底2和硬質(zhì)材料層1之間設(shè)有另一 涂層3。附加的涂層3可以例如為裝飾層或增附層。涂層3也可以由多個分涂層（例如裝 飾層和增附層）構(gòu)成。在此，該襯底可以完全或者僅部分地設(shè)有涂層3。在此將增附層設(shè)置 在附加涂層3的上方，也就是說將附加的涂層3設(shè)置在襯底2和硬質(zhì)材料層1之間。
[0079] 在具有增附層作為附加涂層3的實施方式中，優(yōu)選涂層3為摻雜的A1N涂層或者 混合涂層。根據(jù)增附層的組成，增附層的熱膨脹系數(shù)例如可以位于襯底2和硬質(zhì)材料層1 的熱膨脹系數(shù)之間。因此，通過增附層3可以減少襯底2和硬質(zhì)材料層1之間的應(yīng)力。增 附層3的厚度優(yōu)選為1至900nm，特別優(yōu)選為1至500nm，特別優(yōu)選為1至50nm〇
[0080] 根據(jù)一個實施例，經(jīng)涂覆的襯底在玻璃襯底2和硬質(zhì)材料層1之間具有層厚為 50nm的A1203涂層作為硬質(zhì)材料層3。
[0081] 在圖3中示意性地示出了本發(fā)明的另一種實施方式。在此，在硬質(zhì)材料層1上涂 覆覆蓋層4。該覆蓋層4在該實施例中含有Si02并具有1至100nm的層厚。
[0082] 圖4示出了另一實施例，其中，涂覆的襯底除了包括硬質(zhì)材料層1之外還具有附加 的涂層3和覆蓋層4。
[0083] 圖5示出了對根據(jù)本發(fā)明的硬質(zhì)材料層的一種實施方式的X射線能量色散（EDX) 光譜法或X射線能量色散分析的光譜。在該實施例中的硬質(zhì)材料層為熔合或摻雜有硅的 A1N涂層。
[0084] 圖6a中示出了根據(jù)本發(fā)明的硬質(zhì)材料層的透射電子顯微（TEM)圖像。圖6a所示 的TEM圖像為A1N層的圖像，該涂層摻雜有SiN，S卩，A1N含量為75重量％以及SiN含量為 25重量％的AIN:SiN層。在此，根據(jù)圖6a可以看出，硬質(zhì)材料層的A1N在SiN基體中是結(jié) 晶的。與之不同的是，A1N和SiN含量相同的AlN:SiN層是無定形的。圖6b中示出了相應(yīng) 層的TEM圖像。在此，SiN的高含量防止了A1N晶體的形成。
[0085]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明經(jīng)涂覆的襯底的一個實施例的X射線衍射（XRD)光譜。在 該實施例中的Si02襯底涂覆有AlN/SiN硬質(zhì)材料層并且記錄了經(jīng)涂覆的襯底的XRD光譜。 在此，光譜5示出了三種反射，分別對應(yīng)于A1N的六角形晶體結(jié)構(gòu)的三種取向（100)、（001) 和（101)。在此顯而易見的是，硬質(zhì)材料層主要具有（001)擇優(yōu)取向。在此，在36°時的相 應(yīng)反射明顯比（100)取向（33.5° )和（101)取向（38° )的反射更顯著。
[0086] 在此，根據(jù)圖7的光譜可以對具有（001)擇優(yōu)取向的晶體結(jié)構(gòu)份額確定如下：
[0088] X(001) -I(001)/(I(〇〇1)+1 (100))
[0089]和y(〇〇i) -I(〇〇1)/(1(〇〇1)+1(1〇1))。
[0090] 的份額在該實施例中例如為0? 67并且y咖的份額為0? 77。
[0091] 測量曲線6為未涂覆襯底的XRD光譜。
[0092] 在此，硬質(zhì)材料層以>15W/cm2的濺射功率以及10至12cm的較低靶-襯底間距進(jìn) 行沉積。處理溫度為250°C。
[0093] 圖8示出了一種硬質(zhì)材料層的XRD光譜，該硬質(zhì)材料層雖然與圖7所示的實施例 具有類似的組分，卻具有不同的晶體結(jié)構(gòu)擇優(yōu)取向。光譜7對應(yīng)于具有（100)擇優(yōu)取向的 比較例，而光譜8對應(yīng)于具有（101)擇優(yōu)取向的比較例。
[0094] 在此，具有（100)擇優(yōu)取向的硬質(zhì)材料層（曲線8)是以較高的靶-襯底間距 (>15cm)和較低的濺射功率（13W/cm2)進(jìn)行沉積的。處理溫度大約為100°C。具有（101)擇 優(yōu)取向的硬質(zhì)材料層（曲線7)是以更低的濺射功率（9. 5W/cm2)進(jìn)行沉積的。在此，靶-襯 底間距以及處理溫度與具有（100)擇優(yōu)取向的硬質(zhì)材料層的沉積條件相符。
[0095] 在圖9a至圖10b中示出了晶體結(jié)構(gòu)的擇優(yōu)取向?qū)Ω鞣N硬質(zhì)材料層的機(jī)械穩(wěn)定性 的影響。圖9a至圖9c示出了不同涂覆的襯底在借助沙子的應(yīng)力測試之后的照片圖像，在應(yīng) 力測試中，沙子放置在涂覆襯底上，并且然后轉(zhuǎn)載有負(fù)荷體并在容器中振動100次。在此， 圖9a示出了具有（101)擇優(yōu)取向的涂層樣品在應(yīng)力測試后的圖像，圖9b示出了具有（100) 擇優(yōu)取向的樣品