[發明專利]一種鉬鎳基多元合金旋轉靶材及其制備方法

有效

• 申請號: 202110763518.0
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113463053B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 吳宇寧;卿海標
• 申請（專利權）人: 南京達邁科技實業股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;B22F1/142;B22F1/145;B22F3/04;B22F3/10;B22F3/17;B22F3/24;B22F9/04;C21D1/30;C22F1/18;C22C27/04;B22F5/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

本發明公開了一種鉬鎳基多元合金旋轉靶材及其制備方法，旋轉靶材原子組成是Mosubgt;100?x?y?/subgt;subgt;z/subgt;Nisubgt;x/subgt;Tisubgt;y/subgt;Alsubgt;z/subgt;，且X、Y、Z表示原子組成百分比，10≤X≤40，1≤Y≤20，1≤Z≤18；制備先將鉬粉、電解鎳粉和鈦鋁預合金粉末按比例混合，然后進行脫氧提純處理、進行球磨混合、灌粉振實處理、冷等靜壓成型、脫模、真空臥式燒結、旋鍛處理、退火處理得到鉬鎳鈦鋁合金管錠，最后通過機加工切片制成鉬鎳鈦鋁合金靶材。本發明制備過程能夠減少雜質元素的引入，所生產靶材成分均勻、無偏析、晶粒細小，密度可達到理論值99%以上，能夠完全滿足目前大尺寸濺射靶材的鍍膜要求。

技術領域

本發明屬于磁控濺射金屬靶材，尤其涉及一種大尺寸鉬鎳鈦鋁四元合金管狀濺射靶材及其制備方法。

背景技術

隨著平面顯示器的大型化和高精度化，銅作為FPD驅動元件的薄膜晶體管(TFT)的主布線薄膜材料，銅金屬化在TFT-LCD工業中得到了廣泛的發展，在大面積高頻驅動TFT液晶顯示器中，由于銅對玻璃基板的附著力較低，因此銅需借助一種粘合金屬膜層作為底層或覆蓋層，如Mo，Ti，Nb，Ni，Ta，Cr等金屬膜層。當不同的金屬與銅置于蝕刻液中時，會發生典型的電偶反應，銅在干燥后被削弱或在金屬表面產生部分污點，導致薄膜晶體管性能和顯示質量變差。因此對金屬薄膜材料的抗氧化性和熱穩定性，易蝕刻性及較低阻抗要求極高，當前采用的鉬鈦或鉬鈦鎳合金膜層對玻璃基板雖有良好的附著力，對硅和氧化銦錫的接觸電阻較低，但因含鈦元素，鈦不能很好的溶于磷酸、醋酸、硝酸溶液中，會造成蝕刻不完全有殘留物的風險，嚴重影響TFT制程質量。與鈦相比，鋁具有優良的抗氧化性能，同時在PAN中具有良好的蝕刻性能，因此，為改善TFT鉬合金薄膜的特性，特提出添加一定量Al形成新的合金膜層(鉬鎳鈦鋁合金膜層)，可確保擁有較好附著力，抗氧化性，耐熱性，低電阻率的前提下兼顧易蝕刻的特性薄膜。與之對應的鉬鎳鈦鋁合金濺射靶材目前研究相對較少，由于旋轉靶鍍膜利用率約達75％，遠高于平面靶30％的利用率，因此，對鉬鎳鈦鋁合金旋轉靶材的制備開發將十分重要，所需靶材尺寸也越來越大。

因鉬的熔點高達2620℃，密度10.2g/cm³，而鋁的熔點660℃，密度2.7g/cm³，兩者熔點和密度差別較大，采用真空熔煉法很容易縮孔及偏析，無法保證產品組織與成分均勻性，且產生多種脆性相，產品易開裂，無法制備大尺寸靶材。若采用熱壓燒結方式制備，該方法雖在一定程度在可避免合金成分偏析，但熱壓過程無法將氧，氮等氣體雜質元素脫除，會導致產品雜質及氧含量的超標，導致濺射鍍膜過程中打弧；另外，因熱壓燒結設備限制，難以制備長度超過1.5米靶材。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種大尺寸,高密度，高純度且成分均勻無偏析鉬鎳鈦鋁多元合金旋轉濺射靶材；本發明的第二目的在于提供上述鉬鎳鈦鋁多元合金旋轉濺射靶材的制備方法。

技術方案：本發明的一種鉬鎳基多元合金旋轉靶材，所述旋轉靶材原子組成是Mo_100-x-y-zNi_xTi_yAl_z，且X、Y、Z表示原子組成百分比，10≤X≤40，1≤Y≤20，1≤Z≤18。