[發明專利]一種CoZrTa合金靶坯及靶材的制備方法

有效

• 申請號: 202110498032.9
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113235058B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 蔡新志;童培云;朱劉
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C22C1/02;C22C19/07;B22D27/04;C22C45/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開一種CoZrTa合金靶坯及靶材的制備方法，涉及靶材制備領域。本發明提供了一種CoZrTa合金靶坯的制備方法，包括如下步驟：(1)按照配比稱量需要的原料，原料包含Co片、Ta片和Zr顆粒，按照層層疊加的方式，底層和最上層為Co片，中間Ta片層和Zr顆粒層不能為相鄰層，將原料置于水冷銅坩堝內；(2)將坩堝抽真空后增加功率，觀察到熔體內無不溶物翻滾時，保持功率穩定，進行磁懸浮熔煉后保溫，得到熔體；(3)將步驟(2)得到的熔體澆鑄到模具內成型，初加工和軋制后得到所述CoZrTa合金。本發明與傳統工藝相比，生產效率顯著提高，靶材成本下降，當靶材厚度為4mm時，高透磁率達到65％。

技術領域

本發明涉及靶材制備領域，尤其是一種CoZrTa合金靶坯及靶材的制備方法。

背景技術

隨著電子系統向高集成度、高復雜度方向發展，勢必要求在更小的基片上集成更多的元器件。這除了發展高密度集成技術外，從器件本身出發，研制小型化、薄膜化的器件，以減小系統的整體體積、重量，無疑為一可行的途徑。電感器(Inductor)是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件。薄膜電感器是一種采用真空薄膜工藝制作的電感器，可靠性高，易于集成化和片式化，非常適合于自動化表面裝貼技術(SMT)，并且由于其尺寸小，高頻特性好等優點，已成為國內外研究的熱點。薄膜電感器由于磁性薄膜的引入，可以有效提高電感量和減小器件的尺寸，并且有效改善電感器的高頻性能，它的出現為電感器的小型化，高頻化開辟有效的途徑，將成為未來電感器的主流。在目前薄膜電感器所選材料中，最常見的為Co基系列和Fe基系列。Co基系列包括CoNbZr非晶軟磁薄膜，CoPdSiO顆粒膜以及CoTaZr非晶薄膜。

CN20191114936.X一種鈷鉭鋯合金靶材的制備方法及其應用，該專利是通過成分設計、高真空垂熔+高真空電子束熔煉、三維等溫熱鍛開坯和變角度控制軋制工藝等，以控制合金的組織結構及靶材性能，制備出高品質的鈷鉭鋯合金靶材。同時在該篇專利中也提到，選擇特定的織構取向可改善高純鈷鉭鋯靶材的磁性能。目前，對鈷鉭鋯靶材晶粒分布和相組織分布仍缺乏有效控制，不利于靶材的使用效率和濺射成膜性能。透磁率是考核靶材濺射性能的重要指標，采用高磁導率的磁性靶材可將磁場盡可能集中在靶材中，使輝光過程更為穩定，因此，提高垂直靶面的透磁率可提升真空下濺射成膜性能。通過常規的中頻感應真空熔煉得到的坯料晶粒較粗大，且容易產生帶狀組織，降低靶材的濺射性能。

目前制備鈷鋯鉭合金靶材的方法或需要熱等靜壓設備或需要采用高溫精煉和低溫精煉相結合的方法或高真空垂熔+高真空電子束熔煉、三維等溫熱鍛開坯和變角度控制軋制工藝，比較繁瑣，不利于批量生產。而且當靶材為圓形時，上述制備工藝存在浪費原料等問題。

發明內容

基于此，本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種避免繁瑣的熔煉過程、透磁率更高、成本下降的CoZrTa合金靶坯及靶材的制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：一種CoZrTa合金靶坯的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照配比稱量需要的原料，原料包含Co片、Ta片和Zr顆粒，按照層層疊加的方式，底層和最上層為Co片，中間Ta片層和Zr顆粒層不能為相鄰層，將原料置于水冷銅坩堝內；

(2)將坩堝抽真空后增加功率，觀察到熔體內無不溶物翻滾時，保持功率穩定，進行磁懸浮熔煉后保溫，得到熔體；

(3)將步驟(2)得到的熔體澆鑄到模具內成型，初加工和軋制后得到所述CoZrTa合金靶坯。

本發明提供了一種CoZrTa合金靶坯的制備方法，采用特定的加料方式可以確保一次熔煉就能得到均勻熔體，避免繁瑣的熔煉過程。本申請提供的制備方法，與傳統工藝相比，生產效率顯著提高，成本下降。