[发明专利]一种溅射用铜镓合金靶材及其制备方法

权利要求书

1.一种溅射用铜镓合金靶材，其特征在于，铜的质量百分比含量为38.0~68.0%，镓的质量百分比含量为32.0~62.0%。

2.根据权利要求1所述的溅射用铜镓合金靶材，其特征在于，铜的质量百分比含量为45.0~55.0%，镓的质量百分比含量为45.0~55.0%。

3.一种权利要求1或2所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：将单质金属铜和单质金属镓按所需配比进行配料，得到原材料；

（2）冶炼：将原材料在真空冶炼炉中冶炼，使原材料完全熔化形成合金液体；然后降温冷却并重复上述冶炼过程3~5次；之后将所述合金液体浇注成所需的棒料；

（3）定向凝固：将所述棒料在真空定向凝固炉中采用高频感应加热区熔法进行定向凝固，得到具有一定取向的铜镓合金；

（4）切割：将上述具有一定取向的铜镓合金沿垂直于所述定向凝固的方向切割成符合溅射靶材所需尺寸的材料；

（5）热处理：将上述材料磨削清洗后置于真空热处理炉内，在600~800℃热处理1~24小时，待所述真空热处理炉冷至300~500℃再保温0.5~24小时，然后炉冷或在循环惰性气体保护下冷却至室温，即得到所述溅射用铜镓合金靶材。

4.根据权利要求3所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述在真空冶炼炉中冶炼是先将所述真空冶炼炉抽真空至3.0×10^-2~5.0×10^-2Pa，充入氩气洗炉，再抽真空至3.0×10^-2~5.0×10^-2Pa，然后充入氩气至常压后加热至850~1200℃或者继续抽真空至3×10^-3~5×10^-3Pa后通电。

5.根据权利要求3或4所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述高频感应加热区熔法的操作过程为：将所述棒料放入真空定向凝固炉中的石英管内，抽真空至2×10^-2~5×10^-2Pa，通入氩气洗炉；再抽真空至3×10^-3~5×10^-3Pa；将所述真空定向凝固炉的感应线圈移至所述棒料的底部，调节所述真空定向凝固炉的电压至1.0KV~2.5KV，将所述感应线圈停留1~3分钟至感应线圈所在高度的合金全部融化；然后以1~10mm/min的速度进行定向凝固。

6.根据权利要求3~5中任一项所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，在所述定向凝固前，对所述棒料进行清洗。

7.根据权利要求6所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述清洗的操作过程为：将棒料用磨床打磨，去掉表皮，然后采用丙酮或乙醚超声波清洗30~60分钟。

8.根据权利要求3~7中任一项所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述惰性气体为氩气或氢气。

9.根据权利要求3~8中任一项所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述单质金属铜Cu的纯度为99.5~99.9%；所述单质金属镓Ga的纯度为99.99~99.999%。

10.根据权利要求3~9中任一项所述的溅射用铜镓合金靶材的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述真空冶炼炉为真空悬浮炉或非自耗真空电弧炉。