[发明专利]钛靶热等静压焊接方法及制备的靶材

说明书

技术领域

本发明涉及靶材技术领域，具体而言，涉及一种钛靶热等静压焊接方法及制备的靶材。

背景技术

高纯Ti溅射靶材在半导体芯片制作中有着广泛的应用。对于靶材来讲，成功实现与背板的大面积焊接是一个必须掌握的技术。对于高纯Ti靶来说，其背板主要以Al背板为主，这就使实现Ti/Al的大面积焊接成为必然。

Ti靶与Al背板焊接一般采用扩散焊接的方法，在Ti靶的焊接面加工螺纹，扩散焊接前将Ti靶和Al背板放入炉内进行预热处理，达到预设温度和时间后放入大型压力机下方，在一定的压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散达到焊接目的。

热等静压设备是当前比较先进的烧结、致密化、焊接的设备，使用热等静压焊接方法进行Ti/Al焊接，其焊接原理与扩散焊接一致，也是使接触面的原子相互扩散以达到焊接目的。

现有的热等静压焊接方法需要在Ti靶焊接面加工螺纹、加工螺纹会损耗一定量的材料、Al背板需要精加工车削、热等静压焊接时间较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛靶热等静压焊接方法，可以节约加工时间，避免加工材料的浪费并缩短焊接时间。

本发明的另一目的在于提供一种上述焊接方法制备的靶材，其强度较高，满足半导体溅射靶材使用要求。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种钛靶热等静压焊接方法，包括如下步骤：

(1)、将钛靶的钛焊接面进行粗加工；

(2)、将铝背板的铝焊接面进行粗加工，在铝焊接面上设置铝槽；

(3)、将粗加工后的钛靶和开设铝槽后的铝背板放入IPA液中进行超声清洗，并进行真空干燥；

(4)、将钛靶放入铝槽内，并放入包套中进行抽真空处理；

(5)、将包套放入热等静压炉中进行热等静压焊接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述粗加工后的钛焊接面的粗糙度为1.8-2.2μm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述粗加工后的铝焊接面的粗糙度为1.8-2.2μm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述钛靶的厚度大于铝槽的深度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(4)中，钛靶的横截面积小于铝槽的横截面积。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述铝背板由6系铝合金制成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述IPA液为异丙醇。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述热等静压焊接在温度为495-505℃、压力为98-105MPa的条件下进行2-2.5h。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述热等静压焊接在温度为500℃、压力为98MPa的条件下进行2h。

一种靶材，由上述钛靶热等静压焊接方法制备而成。

本发明的较佳实施例提供的钛靶热等静压焊接方法的有益效果是：分别将钛靶的钛焊接面和铝背板的铝焊接面进行粗加工，相对于精加工来说，粗加工的工艺条件低，对加工仪器的精度要求较低，可以节约设备成本，还可以节约加工时间。同时，粗加工与原有的螺纹加工相比，可以减少加工材料的浪费。在焊接面上设置铝槽，方便后续将钛靶放置在铝槽内，将钛靶和铝背板进行清洗，避免其中含有其他的杂质，进行真空干燥的时候，可以避免引入其他杂质，同时，避免钛靶和铝背板进行氧化，提高焊接的强度。在真空中进行热等静压焊接，可以避免钛靶和铝背板进行氧化，提高焊接的强度，焊接时间相对较短。

本发明提供的钛靶热等静压焊接方法制备的靶材的有益效果是：通过此上述方法制备的靶材强度较高，满足半导体溅射靶材使用要求。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的钛靶热等静压焊接方法及制备的靶材进行具体说明。

钛靶热等静压焊接方法，包括如下步骤：