[发明专利]一种CoZrTa合金靶坯及靶材的制备方法

说明书

本发明公开一种CoZrTa合金靶坯及靶材的制备方法，涉及靶材制备领域。本发明提供了一种CoZrTa合金靶坯的制备方法，包括如下步骤：(1)按照配比称量需要的原料，原料包含Co片、Ta片和Zr颗粒，按照层层叠加的方式，底层和最上层为Co片，中间Ta片层和Zr颗粒层不能为相邻层，将原料置于水冷铜坩埚内；(2)将坩埚抽真空后增加功率，观察到熔体内无不溶物翻滚时，保持功率稳定，进行磁悬浮熔炼后保温，得到熔体；(3)将步骤(2)得到的熔体浇铸到模具内成型，初加工和轧制后得到所述CoZrTa合金。本发明与传统工艺相比，生产效率显著提高，靶材成本下降，当靶材厚度为4mm时，高透磁率达到65％。

技术领域

本发明涉及靶材制备领域，尤其是一种CoZrTa合金靶坯及靶材的制备方法。

背景技术

随着电子系统向高集成度、高复杂度方向发展，势必要求在更小的基片上集成更多的元器件。这除了发展高密度集成技术外，从器件本身出发，研制小型化、薄膜化的器件，以减小系统的整体体积、重量，无疑为一可行的途径。电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。薄膜电感器是一种采用真空薄膜工艺制作的电感器，可靠性高，易于集成化和片式化，非常适合于自动化表面装贴技术(SMT)，并且由于其尺寸小，高频特性好等优点，已成为国内外研究的热点。薄膜电感器由于磁性薄膜的引入，可以有效提高电感量和减小器件的尺寸，并且有效改善电感器的高频性能，它的出现为电感器的小型化，高频化开辟有效的途径，将成为未来电感器的主流。在目前薄膜电感器所选材料中，最常见的为Co基系列和Fe基系列。Co基系列包括CoNbZr非晶软磁薄膜，CoPdSiO颗粒膜以及CoTaZr非晶薄膜。

CN20191114936.X一种钴钽锆合金靶材的制备方法及其应用，该专利是通过成分设计、高真空垂熔+高真空电子束熔炼、三维等温热锻开坯和变角度控制轧制工艺等，以控制合金的组织结构及靶材性能，制备出高品质的钴钽锆合金靶材。同时在该篇专利中也提到，选择特定的织构取向可改善高纯钴钽锆靶材的磁性能。目前，对钴钽锆靶材晶粒分布和相组织分布仍缺乏有效控制，不利于靶材的使用效率和溅射成膜性能。透磁率是考核靶材溅射性能的重要指标，采用高磁导率的磁性靶材可将磁场尽可能集中在靶材中，使辉光过程更为稳定，因此，提高垂直靶面的透磁率可提升真空下溅射成膜性能。通过常规的中频感应真空熔炼得到的坯料晶粒较粗大，且容易产生带状组织，降低靶材的溅射性能。

目前制备钴锆钽合金靶材的方法或需要热等静压设备或需要采用高温精炼和低温精炼相结合的方法或高真空垂熔+高真空电子束熔炼、三维等温热锻开坯和变角度控制轧制工艺，比较繁琐，不利于批量生产。而且当靶材为圆形时，上述制备工艺存在浪费原料等问题。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种避免繁琐的熔炼过程、透磁率更高、成本下降的CoZrTa合金靶坯及靶材的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种CoZrTa合金靶坯的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照配比称量需要的原料，原料包含Co片、Ta片和Zr颗粒，按照层层叠加的方式，底层和最上层为Co片，中间Ta片层和Zr颗粒层不能为相邻层，将原料置于水冷铜坩埚内；

(2)将坩埚抽真空后增加功率，观察到熔体内无不溶物翻滚时，保持功率稳定，进行磁悬浮熔炼后保温，得到熔体；

(3)将步骤(2)得到的熔体浇铸到模具内成型，初加工和轧制后得到所述CoZrTa合金靶坯。

本发明提供了一种CoZrTa合金靶坯的制备方法，采用特定的加料方式可以确保一次熔炼就能得到均匀熔体，避免繁琐的熔炼过程。本申请提供的制备方法，与传统工艺相比，生产效率显著提高，成本下降。