[發(fā)明專利]金砷合金材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810239843.1
• 申請(qǐng)日: 2008-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101748307A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜學(xué)昭;董寶全;史秀梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬與稀土應(yīng)用研究所
• 主分類號(hào): C22C5/02
• 分類號(hào): C22C5/02;C22C1/03
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及貴金屬合金制備技術(shù)、高含量具有升華特性易揮發(fā)元素添加技術(shù)， 尤其涉及一種金砷合金靶材及其制備方法。

背景技術(shù)

P.L.S波段硅功率晶體管廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、導(dǎo)航及通信等領(lǐng)域。制備該晶體管 的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是金屬化。金屬化技術(shù)使用的原材料之一是金砷合金靶材。主要 由于金砷合金靶材抗電遷移和抗電腐蝕性能好，且合金性能穩(wěn)定。P.LS波段硅功 率晶體管金屬化技術(shù)要求金砷合金靶材中砷含量達(dá)到1％以上。

目前利用常規(guī)的添加合金元素的方法(即將添加元素直接加入到熔融態(tài)金屬 中)只能制備出砷含量0.1～0.5％的合金靶材。主要是因?yàn)樯槭且环N具有升華特性 易揮發(fā)的元素，在其進(jìn)入合金之前就已經(jīng)氣化揮發(fā)。因此很難得到高含量的砷合 金材料。本發(fā)明利用砷元素的特性采用獨(dú)特的摻雜技術(shù)，能夠制備出砷含量高達(dá) 2％以上的合金靶材，且避免了環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金砷合金材料，其砷含量達(dá)1％以上，是制備P.L.S 波段硅功率晶體管的基礎(chǔ)合金材料，該材料在P.L.S波段硅功率晶體管中既能起到 電極的作用，又能抑制晶體管PN結(jié)電子向金屬電極遷移，達(dá)到很好的抗電遷移和 抗電腐蝕性能。

本發(fā)明的另一目的是提供一種由金砷合金材料制得的蒸鍍材料和濺射靶材， 它們可用于制備P.L.S波段硅功率晶體管的電極。

本發(fā)明的又一目的是提供一種金砷合金材料的制備方法，其利用獨(dú)特的摻雜 技術(shù)，能夠?qū)⒕哂猩A特性易揮發(fā)的砷加入到中間合金中，解決了合金中砷元素 添加難的問(wèn)題，同時(shí)符合環(huán)保政策，沒(méi)有污染問(wèn)題。

本發(fā)明的再一目的是提供用金砷合金材料制造蒸鍍材料和濺射靶材的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種金砷合金材料，其成分組成及各組分質(zhì) 量百分比為：As：1～20％，Au：余量。

上述金砷合金材料，其成分組成及各組分質(zhì)量百分比優(yōu)選為：As：1～4％，Au： 余量。

另一方面，本發(fā)明提供上述金砷合金材料的制備方法，其方法步驟如下：

1、制備金砷中間合金：

1)按所需中間合金的配比范圍稱重金、砷材料，其中As的含量為1-20％；

2)按砷、金的順序先后放入石英坩堝中；

3)將石英坩堝抽真空至4～6Pa后，將坩堝密封；

4)將石英坩堝放入密封電阻爐內(nèi)；

5)升溫，控制升溫速度8～12℃/分鐘；

6)爐內(nèi)溫度升至600℃時(shí)，向爐內(nèi)充氬氣，控制爐內(nèi)壓力在80-110MPa范圍 內(nèi)；

7)電阻爐以8～12℃/分鐘的升溫速度繼續(xù)升溫；

8)控制爐內(nèi)溫度，至1100-1500℃，使高純金熔化；

9)控制爐內(nèi)的溫度在1100-1500℃，靜止20～30分鐘，精煉金砷熔體，使其 更加均勻；

10)保持爐內(nèi)的壓力，以20℃/分鐘速度降溫至680～1050℃(該溫度高于相應(yīng) 合金的熔點(diǎn)30～50℃，隨砷含量的不同而不同)；

11)泄去爐內(nèi)壓力，快速打開(kāi)坩堝密封塞，將合金熔液澆鑄到鑄鐵模內(nèi)，得 到中間合金錠；

2、金砷合金精煉熔鑄：

1)按所需金砷合金的配比量，將步驟A得到的中間合金錠再與剩余金一起加 入中頻真空感應(yīng)爐中；

2)抽真空至4～6Pa；

3)升溫，控制升溫速度350～500℃/分鐘；

4)爐內(nèi)溫度升至600℃時(shí)，向爐內(nèi)充氬氣，控制爐內(nèi)壓力在80-110MPa范圍 內(nèi)；

5)升溫速度為350～500℃/分鐘繼續(xù)升溫，將爐內(nèi)溫度升至750～1200℃之間(該 溫度高于相應(yīng)合金的熔點(diǎn)30～50℃，隨砷含量的不同而不同)；

6)爐內(nèi)溫度達(dá)到750～1200℃后，保溫精煉1～2分鐘；

7)控制澆鑄溫度在780～1150℃之間(該溫度高于相應(yīng)合金的熔點(diǎn)30～50℃， 隨砷含量的不同而不同)，澆鑄，得到金砷合金材料。

上述金砷合金的制備方法，其中所使用的金、砷材料純度優(yōu)選均在5N以上。

上述金砷合金的制備方法中所使用的金材料的制備方法：用電解法對(duì)4N金原 材料進(jìn)行提純，去除雜質(zhì)元素，使金屬金的純度達(dá)到5N以上。

本發(fā)明金砷合金材料可用于制作P.L.S波段硅功率晶體管用蒸鍍材料或?yàn)R射靶 材。