[发明专利]一种金属旋转靶材及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种金属旋转靶材及其制备方法和应用，属于集成电路和平面显示制造技术领域。本发明提供的金属旋转靶材的制备方法，包括以下步骤：将金属板坯依次进行铣削、轧制、再结晶处理和车铣，得到金属靶坯；将所述金属靶坯依次进行弯曲变形和对焊，得到金属管状靶坯；将所述金属管状靶坯与不锈钢管绑定后，得到金属旋转靶材。本发明提供的制备方法能够有效地提高靶材的组织均匀性，极大地提高靶材利用率，且靶材致密度高，内部无缺陷，成品率高，制造成本低。

技术领域

本发明涉及集成电路和平面显示制造技术领域，尤其涉及一种金属旋转靶材及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，随着集成电路(IC)及显示技术的发展，金属及其合金溅射靶材的应用获得了很大的进展，是互连线薄膜、阻挡层薄膜、薄膜晶体管(TFT)及触摸屏(TP)等集成电路与显示器件制备过程中的关键材料。目前在集成电路中常使用铝及铝合金、铜及铜合金作为互连线材料。此外，常采用铜靶材在介质层材料刻槽中沉积沉淀阻挡层材料以及铜籽层。在TFT及TP行业，通常在基板上沉积一层薄膜当做通道区，而金属及其合金靶材作为显示行业的镀膜材料，常用于玻璃基板上导电层薄膜的镀膜工艺。

目前，大多数磁控溅射镀膜使用的靶材属于平面靶，但是其靶材利用率很低，仅有占总质量30％左右的材料被利用；与此相比较，旋转靶的材料利用率可达到80％左右，相比于平面靶大幅提升。此外，使用旋转靶材的生产线效率普遍高于平面靶材镀膜生产线10％左右，且旋转靶材使用周期是平面靶材的3倍左右，减少了靶材更换次数，更加有利于设备维护。近年来，TFT-LCD发展速度尤为迅猛，TFT-LCD生产线的更新换代日益频繁，液晶显示屏的屏幕尺寸逐渐增大，平均每换代一次玻璃基板面积增加2倍左右，如果采用平面靶材，则需增大靶材尺寸，而采用旋转靶材，显示屏的宽度由金属及其合金旋转靶材的长度决定，而屏幕在长度方向上没有约束。因此，采用磁控溅射旋转靶材，保证了生产薄膜均匀性，降低了生产成本，增加了靶材利用率，很大程度上提高了磁控溅射镀膜效率。随着镀膜设备更新换代，平面靶材必然被旋转靶材逐步替代。

旋转靶材是磁控的靶材，靶材做成圆筒型的，里面装有静止不动的磁体，以慢速转动。现有技术常通过热挤压工艺与冷喷涂技术来生产金属及合金旋转靶材。中国专利CN201711187569.3提出一种高纯铝旋转靶材的制造方法，其具体步骤如下：选取高纯铝圆锭，对其进行热穿孔挤压处理，得到高纯铝管坯；然后进行校直、退火处理；选取铝合金为靶材端头材料，并进行表面处理；将高纯铝管坯铝合金端头进行焊接，得到高纯铝旋转靶材。但该方法在挤压穿孔过程工作条件恶劣，穿孔针受较大的压力，易造成弯曲和断裂，存在靶材成品率低的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种金属旋转靶材及其制备方法和应用。本发明制得的金属旋转靶材成品率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金属旋转靶材的制备方法，包括以下步骤：

将金属板坯依次进行轧制、再结晶处理和车铣，得到金属靶坯；

将所述金属靶坯依次进行弯曲变形和对焊，得到金属管状靶坯；

将所述金属管状靶坯与不锈钢管绑定后，得到金属旋转靶材。

优选地，所述金属板坯的材质包括铜、铜合金、铝或铝合金。

优选地，所述金属板坯的长度为1350～1540mm，宽度为100～120mm，厚度为75～80mm。

优选地，当所述金属板坯为铜或铜合金时，所述再结晶处理的温度为450～550℃，时间为1～2h；当所述金属板坯为铝或铝合金时，所述再结晶处理的温度为160～230℃，时间为1～2h。

优选地，所述轧制依次包括第一轧制和第二轧制；所述第一轧制的道次为3～4次，变形量为45％～55％，所述第二轧制的道次为3～5次，变形量为55％～65％。