[發明專利]一種制備鈮靶材的方法

有效

• 申請號: 201410054777.6
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103757592B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 汪凱;李桂鵬;劉守田;張國軍;張春恒;同磊;李兆博;孫偉
• 申請（專利權）人: 寧夏東方鉭業股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，尤其涉及一種制備鈮靶材的方法。

背景技術

靶材是一種具有高附加值的特種電子材料，用于濺射尖端技術的薄膜材料。按照靶材在鍍膜過程中的運動情況，靶材分為平面靶材與旋轉靶材；目前國內外都在推廣應用旋轉空心圓管磁控濺射靶，其優點是靶材可繞固定的條狀磁鐵組件旋轉，因而360°靶面可被均勻刻蝕，利用率高達70%。

在半導體集成電路制造和微電子相關產業中，采用的濺射靶材與其他產業相比，集成電路產業對于濺射靶材及濺射薄膜的需求是最高乃至最苛刻的。例如，對于濺射所沉積薄膜的厚度均勻性的要求，通常為3倍的厚度，分布標準偏差應小于5%；另外，隨著半導體布線寬度的不斷減小，對于鍍膜的夾雜物及缺陷的要求也愈來愈高。上述對鍍膜質量的嚴格要求反映到濺射靶材時，即為對濺射靶材材料的微觀結構及化學純度應符合相應工藝要求。一般來說，濺射靶材的晶粒尺寸必須控制在100微米以下，甚至其結晶結構的趨向性也必須受到控制；而在靶材的化學純度方面，對于0.35微米線寬工藝，要求靶材的化學純度在99.995%以上，0.25微米線寬工藝，濺射靶材的化學純度則必須在99.999%，甚至99.9999%以上。

因此，在對濺射靶材嚴格要求的基礎上，在制備靶材的過程中就需要嚴格控制加工過程對濺射靶材的影響。鈮靶材是靶材中常用的一種靶材，但是其在制備過程中會發生吸氫吸氧，從而影響鈮靶材的純度，目前在制備鈮靶材的過程中雖然存在對鈮靶材的防護，但是目前的防護方法增加了制備鈮靶材的難度，因此本申請提供了一種制備鈮靶材的方法。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種制備鈮靶材的方法，該方法易于鈮靶材的制備，且制備的鈮靶材具有較高的純度。

有鑒于此，本申請提供了一種制備鈮靶材的方法，包括以下步驟：

a）將鈮錠進行熱處理，將熱處理后的鈮錠鉆孔；

b）將步驟a）得到的鈮錠的內表面與外表面包覆第一金屬材料，將得到的鈮錠抽真空；

c）將步驟b）得到的鈮錠的內表面和外表面包覆第二金屬材料；

d）將步驟c）得到的鈮錠進行熱擠壓。

優選的，步驟b）中所述抽真空之前還包括：

將包覆第一金屬材料的鈮錠的縫隙進行焊接。

優選的，步驟c）中還包括：

將包覆第二金屬材料的鈮錠的縫隙進行焊接。

優選的，所述第一金屬材料為A3鋼，所述第一金屬材料的厚度為1mm～2mm。

優選的，所述第二金屬材料為銅，所述第二金屬材料的厚度為1mm～2mm。

優選的，所述熱處理的溫度為900℃～1100℃，時間為1h～2h。

優選的，所述熱擠壓的加熱溫度為1000℃～1500℃，加熱的時間為5min～3h。

本申請提供了一種制備鈮靶材的方法。本申請在制備鈮靶材的過程中，在鈮錠的內表面和外表面依次包覆了第一金屬材料與第二金屬材料；在鈮錠的內表面與外表面包覆第一金屬材料，其對鈮錠具有防護作用，能夠防止鈮錠在加工過程中吸氫吸氧，并且將包覆第一金屬材料的鈮錠抽真空有效地去除第一金屬材料與鈮錠之間的雜質氣體，防止鈮錠在后續加熱過程中氫化氧化；而在抽真空后的鈮錠的內表面和外表面包覆第二金屬材料，使鈮錠的后續加工易于進行。本申請包覆的第二金屬材料優選為銅，其具有潤滑作用，更有利于鈮錠的加工。

具體實施方式

為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。

本發明實施例公開了一種制備鈮靶材的方法，包括以下步驟：

a）將鈮錠進行熱處理，將熱處理后的鈮錠鉆孔；

b）將步驟a）得到的鈮錠的內表面與外表面包覆第一金屬材料，將得到的鈮錠抽真空；

c）將步驟b）得到的鈮錠的內表面和外表面包覆第二金屬材料；

d）將步驟c）得到的鈮錠進行熱擠壓。

按照本發明，在制備鈮靶材的過程中，首先將鈮錠進行退火處理，以消除鈮錠加工過程中的內應力，同時使退火后的鈮錠硬度變軟，使鉆孔更容易進行。為了便于鈮靶材的制孔，并且保證制備的鈮靶材具有較好的內部組織，所述鈮錠的制備過程具體為：

將五氧化二鈮通過鋁熱還原得到氧化鈮，將所述氧化鈮依次在水平爐與電子束爐熔煉，得到第一鈮錠；