[發明專利]鎢硅靶材的制造方法

有效

• 申請號: 201210374813.8
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103695852A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 姚力軍;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;宋佳
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;B22F3/16
• 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

本發明涉及半導體工藝領域，特別是涉及一種鎢硅靶材的制造方法。

背景技術

真空濺鍍是由電子在電場的作用下，加速飛向基片的過程中與氬原子發生碰撞，電離出大量的氬離子和電子；期間電子飛向基片，氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，且呈中性的靶材原子（或分子）沉積在基片上成膜，而最終達到對基片表面鍍膜的目的。

鎢硅靶材是真空濺鍍過程中時常會使用到的一種靶材。由于鎢硅靶材濺射形成的硅化物柵和多晶硅接觸性能穩定，這種硅化物能經受高溫處理而不會分解成氧化物，具有抗氧化性能，并會在柵的上部形成絕綴層和內連層。所述硅化物同時還具有優良的抗化學腐蝕性，因而不會因處理溶液而對其性能有所影響。因此，鎢硅靶材被廣泛應用于電子柵門材料以及電子薄膜領域，近年來，國內對高純度鎢硅靶材的需求量大幅增長。然而，目前國內生產的鎢硅靶材密度低，無法滿足高端電子行業對于靶材質量的要求，僅僅部分用于低端產品中。目前世界上只有日本、美國、德國等少數發達國家和地區能生產高純度鎢硅靶材，并且國內外的文獻鮮有對鎢硅靶材的制作方法作披露。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種鎢硅靶材的制造方法，包括：

提供鎢粉和硅粉；

采用濕混工藝將所述鎢粉和所述硅粉進行混合，形成混合粉末；

采用冷壓工藝將所述混合粉末制成鎢硅靶材坯料；

采用真空熱壓工藝將所述鎢硅靶材坯料制成鎢硅靶材。

可選的，所述濕混工藝采用鎢球作為研磨介質球。

可選的，所述濕混工藝中所述研磨介質球和所述混合物料的球料質量比為(2:1)~(5:1)。

可選的，所述濕混工藝中加入的液體為質量比為1:1的乙醇和甘油的混合溶液，所述混合溶液的質量占全部所述混合物料質量的1%~3%之間。

可選的，所述濕混工藝的混合時間為4到8小時。

可選的，所述濕混工藝中，所述混合物料混合均勻后形成漿料，所述漿料烘干后形成塊狀的所述混合粉末，塊狀的所述混合粉末進行破碎形成粉末狀的所述混合粉末。

可選的，烘干所述漿料時的溫度控制在60℃~90℃。

可選的，所述冷壓工藝中使用的模具為石墨模具。

可選的，所述冷壓工藝中對所述石墨模具施加的壓強控制在4MPa~7MPa。

可選的，所述真空熱壓工藝包括：

初始時對真空熱壓爐抽真空至真空度在100Pa以下；

對所述鎢硅靶材坯料升溫加壓至最大壓強與最高溫度，而后保溫保壓。

可選的，抽真空步驟后、升溫加壓步驟前，向所述真空熱壓爐通入惰性氣體至爐內的相對壓強為-0.06MPa~-0.08MPa。

可選的，所述升溫加壓中，升溫速度為5℃/min~20℃/min，所述最高溫度為1250℃~1350℃，升壓速度為0.10MPa/min~0.30MPa/min，所述最大壓強為15MPa~25MPa。

可選的，所述保溫保壓的時間控制在2到4小時。

可選的，所述保溫保壓操作過后，對所述真空熱壓爐進行冷卻和泄壓，當所述真空熱壓爐的爐溫降至200℃后打開爐門將所述鎢硅靶材取出。

可選的，將取出的所述鎢硅靶材進行磨削、車削或者線切割等機械加工以使其達到所需的尺寸。與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.本發明的制備方法工藝步驟少，生產速度快。采用本發明的制備方法能夠獲得了致密度大于或者等于99%的鎢硅靶材，并且所獲得的鎢硅靶材微觀結構均勻，具有優異的濺射使用性能。

2.本發明的制備方法先進行冷壓工藝將所述混合粉末制成鎢硅靶材坯料，然后才利用真空熱壓工藝對上述鎢硅靶材坯料進行燒結成型，形成鎢硅靶材。通過這種方式的轉換可以避免使用高溫和高壓工藝條件的熱等靜壓工藝，節省了能源和成本。

3.本發明的方法制備所述鎢粉和所述硅粉的混合粉末不僅效率高而且能耗少，同時制備得到的所述混合粉末成分純凈，并且整個混合粉末的制備過程環保潔凈，不污染環境。

附圖說明

圖1為本發明實施例鎢硅靶材制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面對本發明的具體實施方式做詳細的說明。