[發明專利]鎳靶坯及靶材的制造方法

有效

• 申請號: 201110383245.3
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102398035A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;王學澤;袁海軍
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;C23C14/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及靶材加工領域，特別是一種鎳靶坯及靶材的制造方法。

背景技術

物理氣相沉積(PVD，Physical?Vapor?Deposition)被廣泛地應用在光學、電子、信息等高端產業中，例如：集成電路、液晶顯示器(LCD，Liquid?Crystal?Display)、工業玻璃、照相機鏡頭、信息存儲、船舶、化工等。PVD中使用的金屬靶材則是集成電路、液晶顯示器等制造過程中最重要的原材料之一。

隨著PVD技術的不斷發展，對金屬靶材需求量及質量要求日益提高，金屬靶材的晶粒越細，成分組織越均勻，其表面粗糙度越小，通過PVD在硅片上形成的薄膜就越均勻。此外，形成的薄膜的純度與金屬靶材的純度也密切相關，故PVD后薄膜質量的好壞主要取決于金屬靶材的純度、微觀結構等因素。

鎳靶材是一種比較典型的金屬靶材，由于鎳靶材的抗腐蝕性能好，電磁屏蔽性能好，并可以作為能源材料使用等重要的特性，故被廣泛地應用在PVD中，例如：鎳可以用在其他金屬表面作為裝飾和保護鍍層使用，在鎳氫電池中使用的最重要的原材料海綿鎳，也可以通過對鎳靶材進行真空濺射的方式產生，在電磁屏蔽材料中使用的柔性導電布表面也使用鎳靶作為濺射源，此外，在塑料鍍金屬膜、建筑玻璃鍍金屬膜等領域也都大量地使用了鎳靶材。

鎳靶材由鎳靶坯與背板焊接而成，鎳靶坯是用來制造鎳靶材的材料，因此，鎳靶坯的性能決定了最終獲得的鎳靶材是否能夠滿足半導體濺射需求的關鍵因素。

一般來講，鎳靶坯通常通過如下的方式獲得：將高純的鎳粉燒結成塊，將燒結成塊的高純鎳粉置于高真空電子束熔煉爐中進行熔煉得到鎳錠，然后將獲得的鎳錠反復進行塑性變形和退火來獲得具有均勻的內部組織結構的鎳靶坯。然而，對于上述的工藝過程而言，一方面，由于需要對鎳錠反復進行塑性變形和退火，因此導致整個工藝過程較為復雜，增加了工藝的成本，另一方面，由于鎳錠堅硬易碎，因此，在塑性變形的過程中需要嚴格控制工藝參數，即便如此，最終獲得的鎳錠也很容易由于應力而出現裂紋以及其他的缺陷，導致鎳錠的成品率低，報廢率高，進一步增加了工藝的成本。

因此，如何可以通過相對簡單、可控性強且成本較低的制造工藝制造出符合半導體用的鎳靶坯成為目前亟待解決的問題之一。

關于半導體用靶材的相關技術可以參見公開號為CN?101307429的中國專利申請，其公開了一種制備超細晶粒高純度金屬鎳靶材的方法。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種鎳靶坯的制造方法，以通過簡單和成本較低的制造工藝獲得各項性能指標均符合用于制造半導體用鎳靶材的鎳靶坯。

為解決上述問題，本發明提供一種鎳靶坯的制造方法，包括：

在模具中裝入鎳粉；

進行冷壓成型工藝和真空熱壓燒結工藝，將所述模具中的鎳粉制成鎳靶坯毛料，所述真空熱壓燒結工藝的參數為：真空度大于或等于2×10^-3Pa，壓力大于或等于30MPa、燒結溫度為1000～1200℃，燒結時間為3～5h。

可選的，所述真空熱壓燒結工藝包括：

在所述冷壓成型工藝后，將裝有鎳粉的模具置于真空熱壓爐；

對所述真空熱壓爐抽真空，再進行熱壓燒結。

可選的，所述熱壓燒結包括：將所述真空熱壓爐升溫至燒結溫度1000～1200℃，然后開始加壓，加壓至30MPa以上后，保溫保壓1～2h；撤壓繼續保溫2～3h。

可選的，所述鎳靶坯的制造方法，還包括：在所述熱壓燒結前，將抽真空后的真空熱壓爐加熱至800～850℃，保溫1～1.5h。

可選的，所述冷壓成型工藝的壓力為0.5MPa～1MPa。

可選的，所述鎳靶坯的制造方法還包括：在真空熱壓燒結后對裝有鎳靶坯毛料的模具進行冷卻。

可選的，所述冷卻的溫度為小于或等于200℃。

可選的，所述鎳靶坯的制造方法還包括：在冷卻后去除所述模具，對所述鎳靶坯毛料進行機加工。

可選的，所述鎳粉為純度大于或等于4N的鎳粉。

為解決上述問題，本發明提供一種鎳靶材的制造方法，包括：

采用上述的鎳靶坯的制造方法獲得鎳靶坯；

將所述鎳靶坯與背板進行焊接。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：