[發明專利]一種鎢硅合金靶材的制備方法

無效

• 申請號: 201210495701.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103056368A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 白鋒;于洋;賴亞洲;彭福生;莊志剛;宋久鵬;石濤;劉盈霞
• 申請（專利權）人: 廈門虹鷺鎢鉬工業有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

技術領域

本發明屬于合金材料加工技術領域，具體涉及一種鎢硅合金靶材的制備方法。

背景技術

在半導體及太陽能技術上發展起來的功率型電子器件，既具有IGBT的開關特性，同時又具有GTO（門極可關斷晶閘管）的導通特性。它的陽極很薄，結很淺，在利用目前普遍采用的燒結工藝進行燒結后，硅和鋁的擴散很容易破壞陽極結的結深，使器件性能變差。為得到淺而平坦的燒結合金結，并改善器件的反向阻斷特性和通態特性的一致性，提高器件的成品率，必須在陽極的硅和鋁之間加入適當的阻擋層。鎢硅合金就是優良的擴散阻擋層，可有效阻止硅和鋁的互擴散，提高歐姆接觸的穩定性和可靠性，滿足器件的設計要求。但現有技術中制備鎢硅合金的方法多采用熱等靜壓，該方法能耗大，成本高，進而導致鎢硅合金靶材的價格較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種可應用于太陽能及半導體行業中的高純度（99.999%）鎢硅合金靶材的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種鎢硅合金靶材的制備方法，包括如下步驟：

（1）將鎢粉、硅粉和成形劑充分混合，得到鎢硅合金粉末；

（2）將步驟（1）所得鎢硅合金粉末冷壓得預成形坯；

（3）將步驟（2）所得預成形坯進行真空熱壓成形，冷卻后得燒結毛坯；

（4）將步驟（3）的燒結毛坯切割后即得鎢硅合金靶材。

在本發明的一個優選實施方案中，所述鎢粉的費氏平均粒度為1.0μm~10.0μm，純度為99.999%；所述硅粉的費氏平均粒度為20μm~100μm，純度為99.999%。

在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟（1）為：按5~9:4.5~1的重量比稱取鎢粉和硅粉，加入成形劑后，送入V形混料器中，在氬氣氣氛下以10r/min~20r/min的速度混合10~20小時。

在本發明的一個優選實施方案中，所述成形劑為精煉石蠟，其加入量為鎢粉和硅粉總質量的1%~5%。

在本發明的一個優選實施方案中，所述成形劑為精煉石蠟，其加入量為鎢粉和硅粉總質量的2.5%~3.5%。

在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟（3）為將步驟（2）所得預成形坯先加熱至成形劑揮發溫度，并保溫至成形劑揮發，再加熱至硅的熔融溫度并加壓使產品成形，隨爐冷卻后得燒結毛坯。

在本發明的一個優選實施方案中，所述成形劑為精煉石蠟，其會揮發溫度為500~550℃。

在本發明的一個優選實施方案中，所述硅的熔融溫度為1400~1550℃。

在本發明的一個優選實施方案中，所述加壓為加壓至30~50MPa。

本發明的有益效果是：

1、本發明的方法將純度為99.999%的鎢粉和純度為99.999%的硅粉與成形劑充分混合先冷壓成形再真空熱壓燒結制備鎢硅合金靶材，該方法的能耗小，成本低，成品率高，有效降低了鎢硅合金靶材的成本；

2、本發明采用粉末冶金的方法，制備過程無污染、不產生任何廢料、廢酸等污染物。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所制備的鎢硅合金靶材的金相圖；

圖2為本發明實施例2所制備的鎢硅合金靶材的金相圖；

具體實施方式

以下通過具體實施方式將結合附圖，對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。

實施例1

（1）按6:4的重量比稱取鎢粉和硅粉，加入精煉石蠟后，送入V形混料器中，在氬氣氣氛下以10r/min的速度混合20小時，得到鎢硅合金粉末；上述鎢粉的費氏平均粒度為5μm，純度為99.999%；上述硅粉的費氏平均粒度為20μm，純度為99.999%；上述精煉石蠟的加入量為上述鎢粉和硅粉總質量的2.5%；

（2）將步驟（1）所得鎢硅合金粉末置于真空熱壓燒結模具中，用油壓機冷壓得預成形坯；

（3）將步驟（2）所得預成形坯置于真空管熱壓爐內先加熱至500℃，并保溫至精煉石蠟揮發，再加熱至1450℃，讓硅處于熔融狀態，并加壓至50MPa使產品成形，隨爐冷卻后出爐得燒結毛坯；

（4）將步驟（3）所得燒結毛坯用慢走絲切割設備切割至成品尺寸，即得金相結構如圖1所示的鎢硅合金靶材。

實施例2