[发明专利]一种铬硅溅射靶材的制备方法

说明书

本发明提供一种铬硅溅射靶材的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将铬粉以及硅粉混合，并将混合粉料加入模具内压实；(2)将所述模具在真空条件下烧结，所述烧结包括第一保温阶段、第二保温阶段以及第三保温阶段；(3)烧结后所述模具在惰性气氛下冷却，得到所述铬硅溅射靶材。所述制备方法得到的铬硅溅射靶材的致密度＞99％的铬硅靶材，满足磁控溅射对靶材纯度和密度要求。

技术领域

本发明属于合金靶材领域，涉及一种靶材的制备方法，尤其涉及一种铬硅溅射靶材的制备方法。

背景技术

溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是制备溅射法沉积薄膜的原材料，一般被称为溅射靶材。

铬硅合金靶材是一种新型的合金靶材，作为一种真空溅镀的良好导体，可以用于电子栅门材料及电子薄膜领域。为了使铬硅合金溅射靶材在进行真空溅镀时发挥良好的性能，要求铬硅溅射合金靶材具有较高的致密度，靶材完整无气孔、疏松等内部缺陷且内部组织结构较为均匀。

近年国内对高纯度铬硅靶材的需求量大幅增长，目前国内生产的铬硅靶材密度低，无法满足高端电子行业对于靶材质量的要求，仅仅部分用于低端产品中。目前世界上只有日本、美国等少数发达国家和地区能生产高纯度高密度铬硅靶材，研制开发铬硅靶材生产技术是打破国外垄断，降低微电子行业成本的有力手段。

CN104227000A公开了一种铬靶材的生产方法，具体步骤如下：(1)将粒度为60目～320目和粒度为320目～500目的金属铬粉混合均匀，烘干备用，所述粒度为60目～320目的金属铬粉与粒度为320目～500目的金属铬粉的质量比为5:3～9:2；(2)将步骤(1)混合的金属铬粉加入到冷压模具内，用700Mpa～1000Mpa压力冷压成型，保压10s～120s，压制尺寸为Φ50×5.0mm～Φ120×6.8mm实心圆柱体铬靶材坯料；(3)用包覆纸将铬靶材坯料表面包覆，装入热压模具内，入炉；(4)抽真空至0～15pa，升温至300℃～400℃，保温10min～30min，继续升温至600℃～800℃，停止加热，启动热压设施，对正热压设施的上下压头，对铬靶材坯料8Mpa～12Mpa压力下预热压60s～90s；关闭热压设施，继续升温至1300℃～1600℃，保温30min～120min，停电；(5)启动热压设施，用20Mpa～100Mpa压力热压成型，保压10min～100min，降温至≤100℃后出炉，得到铬靶材。该靶材仅适用于纯铬靶材的制备，并不使用铬硅靶材的制备。

CN107267939A公开了一种旋转铬靶材及其制备方法，制备方法步骤如下：步骤一：将基体表面进行喷砂清理，并喷涂打底层；步骤二：使用热喷涂设备将铬粉末或铬丝喷涂在基体表面；步骤三：对靶材表面进行剖光处理，并对其进行两端进行机加工处理。该旋转铬靶材密度为6.2～6.9g/cm³，所述旋转铬靶材的氧含量为1000～5000ppm，所述旋转铬靶材的氮含量为1000～10000ppm。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种铬硅溅射靶材的制备方法，所述制备方法得到的铬硅溅射靶材的致密度＞99％的铬硅靶材，满足磁控溅射对靶材纯度和密度要求。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种铬硅溅射靶材的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将铬粉以及硅粉混合，并将混合粉料加入模具内压实；

(2)将所述模具在真空条件下烧结，所述烧结包括第一保温阶段、第二保温阶段以及第三保温阶段；

(3)烧结后所述模具在惰性气氛下冷却，得到所述铬硅溅射靶材。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述铬粉以及硅粉在球磨条件下混合。