[发明专利]铝钪合金靶坯及其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝钪合金材料领域，特别是涉及一种铝钪合金靶坯及其制备方法及应用。

背景技术

在诸多场合中需要溅射形成铝钪合金，例如，集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统(MEMS)的制备过程中。一般采用铝钪合金靶坯作为溅射源溅射形成铝钪合金。

目前，传统的方法制备的铝钪合金靶坯中钪含量均小于10％，钪含量在10％以上的铝钪合金靶坯还未见报道。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种高钪含量的铝钪合金靶坯。

一种铝钪合金靶坯，所述铝钪合金靶坯包括：

16-50重量份的钪，50-84重量份的铝，所述铝钪合金靶坯的含氧量小于等于160ppm。

上述铝钪合金靶坯具有钪含量高、含氧量低的特点，低含氧量可以使得制备的靶坯不会发生异常放电或粒子溅疤，能够保证后期高品质成膜。

在其中一个实施例中，铝钪合金靶坯的晶粒粒度小于等于100μm。

本发明还提供了一种铝钪合金靶坯的制备方法。

一种铝钪合金靶坯的制备方法，包括如下步骤：

取粒径在20-100μm范围内的钪粉和铝粉；将所述钪粉和所述铝粉按配比进行冷等静压，所述钪粉与所述铝粉的质量比为16-50：50-84；

然后在真空度为10^-3Pa-0.1Pa下进行真空烧结，再冷却得到铝钪合金靶坯，所述烧结为阶段式升温烧结。

该铝钪合金靶坯的制备方法具有操作简单，有利于产业化应用。通过此法制备的铝钪合金靶坯具有含氧量低、靶坯的晶粒粒度均匀、细化、钪含量高的特点，进而能够满足靶坯溅射的特性需求。

在其中一个实施例中，所述冷等静压的压力为100MPa-300MPa。

在其中一个实施例中，所述阶段式升温为：先以100-200℃/h的速度升温至800-899℃，然后保温2-4h；再以200-400℃/h的速度升温至1000-1200℃，然后保温4-24h。

在其中一个实施例中，所述冷却的降温速度为50-100℃/h。

本发明还提供了一种铝钪合金靶材，包括背板、以及贴合于所述背板上的铝钪合金靶坯，所述的铝钪合金靶坯为本发明所述的铝钪合金靶坯。

上述铝钪合金靶材具有钪含量高、含氧量低、靶材晶粒粒度均匀、细化的特点，进而能够满足靶材溅射的特性需求。

本发明还提供了一种铝钪合金靶材的制备方法。

一种铝钪合金靶材的制备方法，将本发明所述的铝钪合金靶坯贴合于背板上，从而得到铝钪合金靶材。

该制备方法优点是为铝钪合金靶坯提供方便存储、支撑的载体，方便后续靶材溅射。

在其中一个实施例中，所述贴合的方式为扩散焊接的方式。

本发明还提供了一种铝钪合金靶材在微型机电系统制备中的应用。

一种包括本发明所述的铝钪合金靶材在微型机电系统制备中的应用。

上述包括本发明所述的铝钪合金靶材可以满足微型机电系统制备中对元件材料的需求。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种铝钪合金靶坯。

一种铝钪合金靶坯，铝钪合金靶坯包括：

16-50重量份的钪，50-84重量份的铝，铝钪合金靶坯的含氧量小于等于160ppm。

其中，1个ppm是指：按重量份计算，每百万份的铝钪合金靶坯中含氧量为1份。

优选地，铝钪合金靶坯的含氧量小于等于100ppm。这样可以使得制备的靶坯进一步防止发生异常放电或粒子溅疤，保证后期成膜的质量更好。

更优地，铝钪合金靶坯的含氧量小于等于43ppm。这样可以使得制备的靶坯更进一步防止发生异常放电或粒子溅疤，保证后期成膜的质量更好。

在一优选的实施方式中，铝钪合金靶坯的厚度为5-20mm。

在一优选的实施方式中，铝钪合金靶坯的晶粒粒度小于等于100μm。