[發(fā)明專利]一種對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的鍍鎳方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110530277.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN113278914B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚力軍;邊逸軍;潘杰;王學(xué)澤;滕俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/02
• 分類號(hào): C23C14/02;C23C14/16;C23C14/35
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發(fā)明涉及一種對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的鍍鎳方法，所述鍍鎳方法包括：將表面處理后的粉末壓結(jié)類靶材放入物理氣相沉積爐內(nèi)，采用鈦靶對(duì)粉末壓結(jié)類靶材焊接面依次進(jìn)行PVD轟擊處理、PVD鍍鈦膜處理，采用鎳靶對(duì)鈦膜的表面進(jìn)行PVD鍍鎳膜處理，得到帶有鎳膜與鈦膜的粉末壓結(jié)類靶材。本發(fā)明所述鍍鎳方法采用物理氣相沉積依次在粉末壓結(jié)類靶材焊接面上鍍鈦膜和鎳膜，鎳膜作為易浸潤層，可以提高銦等焊料對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的浸潤性，鈦膜作為隔絕層，可以防止透過鎳膜的銦等焊料進(jìn)一步滲透至粉末壓結(jié)類靶材的濺射區(qū)域，從而避免發(fā)生磁控濺射得到的膜層純度不達(dá)標(biāo)的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的鍍鎳方法。

背景技術(shù)

粉末壓結(jié)類靶材一般指的是采用粉末冶金制備得到的靶材，而粉末冶金是一種將金屬粉末實(shí)施成形和燒結(jié)進(jìn)而制備得到多孔、半致密或全致密產(chǎn)品的工藝方法。目前，一般采用釬焊將粉末壓結(jié)類靶材和背板進(jìn)行焊接，通過將熔化的焊料對(duì)焊接面進(jìn)行浸潤處理，提高粉末壓結(jié)類靶材與背板的焊接結(jié)合率。例如CN105436644A公開了一種靶材組件的焊接方法，包括：提供背板與靶材；在所述背板的焊接面上設(shè)置熔化的焊料；采用鋼刷對(duì)所述背板的焊接面以及熔化的焊料進(jìn)行浸潤處理，采用超聲波對(duì)所述背板的焊接面以及熔化的焊料進(jìn)行處理；采用鋼刷對(duì)靶材的焊接面進(jìn)行處理；將所述靶材的焊接面與所述背板的焊接面相貼合，進(jìn)而使所述靶材與背板相互焊接。所述焊接方法增加了熔化的焊料與背板焊接面之間的接觸面積，有利于熔化的焊料浸潤背板焊接面的表面，使得靶材與背板的焊接質(zhì)量更高。

然而，一些特殊材質(zhì)的粉末壓結(jié)類靶材卻無法進(jìn)行浸潤處理或者浸潤效果不佳，如鎢靶材、硅靶材、鉬靶材、鉻硅靶材、鎢硅靶材、碳化硼靶材等，因?yàn)樯鲜霭胁呐c銦等焊料幾乎沒有結(jié)合性能，如果直接將上述靶材與背板通過銦等焊料進(jìn)行焊接，無法得到具有目標(biāo)結(jié)合率和結(jié)合強(qiáng)度的靶材組件。為此，研究者們對(duì)上述靶材的焊接面采用化學(xué)方法鍍一層易浸潤層，一般為鎳層，以此來提高焊接面浸潤性，從而使得特殊材質(zhì)的粉末壓結(jié)類靶材達(dá)到焊接條件。例如CN105331938A公開了一種鎢硅靶材組件的制備方法，包括：對(duì)鎢硅靶材的待焊接面依次進(jìn)行噴砂處理、沖洗處理、除油處理、活化處理，然后利用化學(xué)鍍工藝在所述鎢硅靶材的待焊接面上形成金屬鎳層，利用金屬鎳層將所述鎢硅靶材與背板焊接在一起，使得鎢硅靶材與背板之間的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到5MPa左右，完全滿足磁控濺射的質(zhì)量要求。可以看出，化學(xué)鍍鎳不僅需要對(duì)靶材的焊接面進(jìn)行噴砂處理，以此達(dá)到粗糙度要求，還需要將整個(gè)靶材完全浸沒在化學(xué)試劑中，添加還原劑，進(jìn)而形成鎳-磷層。但是，對(duì)于鎢靶材等質(zhì)脆易變形的靶材，在進(jìn)行高沖擊力的噴砂處理后，會(huì)導(dǎo)致靶材的焊接面產(chǎn)生微觀裂紋，甚至導(dǎo)致靶材變形、破裂等嚴(yán)重問題，從而導(dǎo)致無法進(jìn)行后續(xù)的焊接；對(duì)于鎢硅靶材等孔隙率較大的靶材，在將整個(gè)靶材完全浸沒進(jìn)行化學(xué)鍍鎳的過程中，靶材會(huì)吸收水汽、試劑等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)在熔化焊料浸潤的過程中污染焊料層，進(jìn)而導(dǎo)致焊接結(jié)合率不達(dá)標(biāo)。

除了化學(xué)鍍鎳，研究者們還研究了采用電解鍍鎳的方法在靶材的焊接面上鎳層，雖然電解鍍鎳省略了噴砂處理，但是電解鍍鎳同樣需要將靶材整體浸沒在電解液中，仍然會(huì)導(dǎo)致孔隙率較大的靶材被電解液污染。而且，化學(xué)鍍鎳與電解鍍鎳形成的鎳層，均存在附著力低，致密度低等問題，導(dǎo)致焊接強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的問題。

綜上所述，目前亟需開發(fā)一種對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的鍍鎳方法，不僅可以提高銦等焊料對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的浸潤性，還可以防止銦等焊料滲透至粉末壓結(jié)類靶材的濺射區(qū)域，避免發(fā)生磁控濺射得到的膜層純度不達(dá)標(biāo)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的鍍鎳方法，所述鍍鎳方法采用物理氣相沉積依次在粉末壓結(jié)類靶材焊接面上鍍鈦膜和鎳膜，鎳膜作為易浸潤層，可以提高銦等焊料對(duì)于粉末壓結(jié)類靶材焊接面的浸潤性，鈦膜作為隔絕層，可以防止透過鎳膜的銦等焊料進(jìn)一步滲透至粉末壓結(jié)類靶材的濺射區(qū)域，從而避免發(fā)生磁控濺射得到的膜層純度不達(dá)標(biāo)的問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：