[发明专利]铁靶、铁镍合金靶及其制造方法

说明书

本发明属于靶材制造技术领域，具体公开了高纯铁靶、铁镍合金靶及其制造方法。铁靶坯的制造方法包括以下步骤：在坩埚中加入铁；将加入铁的坩埚在真空感应炉中熔炼，得到熔液；熔液经浇铸后得到铸锭；铸锭经压力加工、热处理后，制成靶坯。铁合金靶坯的制造方法包括以下步骤：在坩埚中加入原料，各原料根据密度或熔点从低到高依次从坩埚的底部向坩埚的上部分布；将加入原料的坩埚在真空感应炉中熔炼，得到熔液；熔液经浇铸后得到铸锭；铸锭经压力加工、热处理后，制成靶坯。本发明得到的靶坯内部无孔洞，外部无裂纹，组织均匀，纯度高。本发明提供的靶材制造方法工艺简单、周期短、能耗可控，易于工业化应用。

技术领域

本发明属于靶材制造技术领域，具体涉及高纯铁或铁合金靶及其制备方法。

背景技术

靶材是制备薄膜的主要材料之一，主要应用于集成电路、平板显示、太阳能电池、记录媒体、智能玻璃等，对材料纯度和稳定性要求极高。电子信息技术的快速发展对磁性薄膜、磁性元器件产生了巨大需求，磁性薄膜和磁性元器件的制备离不开原料Fe、Co、Ni等铁磁性金属及合金。

公开号为US20030206822A1的专利文献公开了高纯铁的提纯工艺，以及高纯铁在铁靶材上的应用，但是其技术核心内容为铁的湿法提纯，而不是高纯铁靶的制造。

公开号为US8551193B2的专利文献公开了包含二次金属的镍合金靶，第二金属的密度在约5000kg/m³和约15000kg/m³之间，主要公开的是镍和锌、钼、钌的靶材，并公开了物理气相沉积法制造靶材的方法。

目前主流的磁控溅射镀膜属于物理沉积方法，制备的薄膜纯度高，结构控制精准，因此磁控溅射是沉积高质量磁性薄膜来制造磁性元器件广泛采用的方法。但是，磁控溅射沉积磁性薄膜存在着铁磁性靶材难以正常溅射等问题，这一困难阻碍了高性能磁性薄膜和器件的生产与应用。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种铁靶或铁镍合金靶。本发明的另一目的是提供靶的制造方法。

为实现上述目的，本发明具体提供以下技术方案。

一种铁靶坯，纯度大于4N，平均晶粒尺寸为90-110μm。

本发明另提供一种铁镍合金靶坯，铁和镍的总含量大于99.99%，铁的含量不高于30%；平均晶粒尺寸为80-100μm；相对密度大于99%。

本发明所述的平均晶粒尺寸根据“GBT 6394-2017 金属平均晶粒度测定方法国家标准检测”确定。

本发明所述的相对密度为实际密度与理论密度的比值。

另外，本发明提供一种铁靶材，包括上述的铁靶坯和背板，铁靶坯和背板的结合率大于99%。

本发明也提供一种铁镍合金靶材，包括上述的铁镍合金靶坯和背板，铁镍合金靶坯和背板的结合率大于99%。

进一步地，所述背板为铜背板。

本发明进一步对铁靶坯或铁合金靶坯的制造方法进行详细说明。

铁靶坯的制造方法，包括以下步骤：在坩埚中加入原料铁；将加入铁的坩埚在真空感应炉中熔炼，得到熔液；熔液经浇铸后得到铸锭；铸锭经压力加工、热处理后，制成靶坯。

铁合金靶坯的制造方法，包括以下步骤：在坩埚中加入原料，各原料根据密度或熔点从低到高依次从坩埚的底部向坩埚的上部分布；将加入原料的坩埚在真空感应炉中熔炼，得到熔液；熔液经浇铸后得到铸锭；铸锭经压力加工、热处理后，制成靶坯。

进一步地，所述铁为高纯铁；所述原料为高纯原料。