[发明专利]一种钼钛合金靶材的制造方法

说明书

本发明公开了一种钼钛合金靶材的制造方法，其解决了现有大尺寸MoTi合金靶材制造方法工序及设备成本高、难以达到合适的加工率的问题。该方法包括：选取钼粉和钛粉，钼粉的平均粒径小于20μm，钛粉的平均粒径为10‑300μm；在惰性气体的保护条件下，混合钼粉和钛粉；对混合粉末冷等静压成型；对成型的钼钛混合粉末进行加压烧结，得到钼钛压锭；加压烧结过程的压力为75‑300MPa，温度为650‑1000℃，时间为2‑12小时；对钼钛压锭进行压延，达到需求尺寸；对压延后的钼钛板进行热处理，以形成靶材溅射所需的再结晶组织，得到靶材板。本发明相较于现有生产方式而言成本较低、且不受设备尺寸限制。

技术领域

本发明涉及一种MoTi合金靶材的制造方法，尤其涉及一种可应用于平面显示面板的高世代、大尺寸MoTi合金靶材的制造方法。

背景技术

在平面显示TFT-LCD的薄膜电极中，使用低电阻的Al、Cu、Ag等作为布线材料。然而，为了防止布线材料与基底玻璃、半导体之间发生互扩散而影响TFT的功效，需要在布线层金属与基底、半导体之间添加一层阻挡层材料。

传统的阻挡层材料Ti由于其刻蚀工艺成本较高，近年来开始使用合金替代Ti作为阻挡层，其中包含了使用MoTi薄膜作为Al、Cu等布线层材料的基底或覆盖膜。

随着平面显示面板尺寸的扩大化以及平面显示面板生产对高效率的要求，MoTi靶材的尺寸也逐渐走向高世代、大尺寸。传统的大尺寸MoTi合金靶材生产工艺为两次热等静压，通过第一次热等静压制成小尺寸MoTi坯体，再将多块坯体粘合在一起形成最终的大尺寸MoTi合金靶材，这种方法可见于专利文献CN10130576A。然而，这种工艺生产的MoTi合金靶材受限于第二步热等静压所使用的设备尺寸，一方面，大尺寸热等静压设备本身设备成本较高，比如对于10.5世代的钼钛靶材，需要长度4米的热等静压设备。即使是世界范围内，相应尺寸的设备数量较少；另一方面，热等静压本身工序成本较高，导致钼钛靶材的生产成本居高不下。

当靶材的尺寸无法达到要求时，传统改变钼或钼合金靶材尺寸的方法为将烧结或热等静压后的靶材坯料通过压延的方式进行热变形，从而改变其长度、厚度，达到所需尺寸。如专利CN103146974A中对烧结后的钼铌合金靶材进行轧制的做法。但是对于钼钛靶材而言，由于钼与钛在高温下相互扩散会形成β-MoTi混合相，而β-MoTi脆性很高，压延过程中极容易碎裂，从而无法达到合适的加工率以改变尺寸。

发明内容

本发明提出一种钼钛合金靶材的制造方法，解决了现有大尺寸MoTi 合金靶材制造方法工序及设备成本高、难以达到合适的加工率的问题。

本发明的技术方案如下：

一种钼钛合金靶材的制造方法，包括：

1)选取钼粉和钛粉，所选钛粉含量为10-90at％，其余为钼粉；钼粉的平均粒径小于20μm，钛粉的平均粒径为10-300μm；

2)在惰性气体的保护条件下，混合钼粉和钛粉，形成混合粉末；

3)对混合粉末冷等静压成型，使压坯密度达到理论密度的60-80％；

4)对成型的钼钛混合粉末进行加压烧结，得到钼钛压锭；加压烧结过程的压力为75-300MPa，温度为650-1000℃，时间为2-12小时；

5)对钼钛压锭进行压延，达到需求尺寸；

6)对压延后的钼钛板进行热处理，以形成靶材溅射所需的再结晶组织，得到靶材板。

进一步地，钼粉的平均粒径为2-10微米，钛粉的平均粒径为20-200 微米。

进一步地，所述钛粉为球形钛粉，平均粒径为20-150μm。

进一步地，所述钼粉和钛粉的纯度均在99.9％以上。