[發(fā)明專利]一種碳化硅靶材組件及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111091816.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113752403A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚力軍;潘杰;邊逸軍;王學(xué)澤;章麗娜
• 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): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04;B24B1/00;B23K1/00;B23P15/00;C23C14/34
• 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)明提供一種碳化硅靶材組件及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)對(duì)碳化硅靶材坯料依次進(jìn)行切料、粗磨、線切割以及精磨，得到碳化硅靶材；(2)釬焊接背板與步驟(1)所得碳化硅靶材，得到碳化硅靶材半成品組件；(3)對(duì)步驟(2)所得碳化硅靶材半成品組件依次進(jìn)行熱整形以及拋光后，得到碳化硅靶材組件；步驟(1)所述線切割過(guò)程中，走刀軌跡深度≤0.2mm；步驟(3)所述熱整形的溫度為200?220℃。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單易操作，解決了碳化硅靶材焊接時(shí)的開(kāi)裂現(xiàn)象，提高了碳化硅靶材與背板的結(jié)合率，降低了單個(gè)缺陷率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及靶材的制備方法，尤其涉及一種碳化硅靶材組件及其制備方法。

背景技術(shù)

物理氣相沉積技術(shù)是利用濺射靶材組件帶有原子級(jí)光滑表面的具有精準(zhǔn)厚度的薄膜材料沉積物。靶材組件是符合濺射性能的靶材和適用于靶材結(jié)合并具有一定強(qiáng)度的背板構(gòu)成。在濺射過(guò)程中，從而產(chǎn)生等離子區(qū)，等離子區(qū)中的等離子與濺射靶材的表面發(fā)生碰撞，從而從靶材表面逸出原子。如果靶材組件中靶材與背板之間的焊接質(zhì)量差，將導(dǎo)致靶材在受熱條件下變形、開(kāi)裂甚至從背板脫落，無(wú)法達(dá)到濺射均勻的效果。

焊料結(jié)合指的是利用熔點(diǎn)比母材(被焊接材料)熔點(diǎn)低的填充金屬(稱為焊料)在低于母材熔點(diǎn)、高于焊料熔點(diǎn)的溫度下，利用液態(tài)焊料在母材表面潤(rùn)濕、鋪展在母材間隙中填縫，與母材相互溶解與擴(kuò)散，然后冷卻，使焊料凝固而實(shí)現(xiàn)零件間的連接的焊接方法。

焊料結(jié)合的研究重點(diǎn)是根據(jù)母材的性質(zhì)選用合適的焊料并且盡可能的減少焊料的使用和提高焊料的回收率以降低生產(chǎn)成本。目前半導(dǎo)體靶材領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的焊料有兩種：一種是銦，銦具有低熔點(diǎn)，延展性好等優(yōu)點(diǎn)，降低了靶材焊接時(shí)的使用溫度，減少了母材在高溫及冷卻時(shí)的變形；另一種是Sn合金焊料，例如Sn-Pb-Ag焊料、Sn-Ag-Cu焊料或Sn-Zn焊料等，Sn合金焊料的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，焊接強(qiáng)度高，平均30-50MPa。

CN 104400169A公開(kāi)了一種鋁合金無(wú)焊片真空釬焊方法，所述方法包括如下步驟：(1)選用高純度的純鋁靶材和純硅靶材；(2)依次采用丙酮和酒精擦拭靶材和待焊件，以除去油污；(3)利用磁控濺射方法，在待焊件表面沉積純鋁薄膜和純硅薄膜；(4)從真空室中取出表面沉積有薄膜的待焊件；(5)裝配待焊件；(6)將裝配的待焊件送入真空釬焊爐中，進(jìn)行加熱、焊接；(7)待焊件冷卻至室溫，取出。該釬焊方法解除了現(xiàn)有真空釬焊技術(shù)對(duì)待焊件焊接面必須是平面的要求，順利實(shí)現(xiàn)斜面、曲面等結(jié)構(gòu)的真空釬焊；避免了焊片設(shè)計(jì)、焊片切割、焊片清洗等流程。但是依然存在硅靶材與背板釬焊焊接開(kāi)裂的問(wèn)題。

CN 110756937A公開(kāi)了一種靶材與背板的釬焊方法，所述釬焊方法包括如下步驟：(1)在背板坯料的焊接面加工與靶材配套的焊接槽，得到預(yù)加工背板； (2)預(yù)熱步驟(1)所得預(yù)加工背板，然后在焊接槽內(nèi)鋪設(shè)釬料，升溫使釬料熔化后壓入靶材；(3)在步驟(2)所述靶材表面施壓，冷卻后完成靶材與背板的結(jié)合，得到靶材半成品組件；(4)加工步驟(3)所得靶材半成品組件，使背板尺寸滿足工藝需求。CN 107755837A公開(kāi)了一種靶材組件的制造方法，所述靶材組件的制造方法包括：提供碳化硅靶坯和背板，所述碳化硅靶坯具有用于所述背板相連接的第一面，所述背板具有用于與所述碳化硅靶坯相連接的第二面；提供銦焊料；采用銦焊料，通過(guò)釬焊的方式使所述第一面和所述第二面焊接相連。所述釬焊包括如下步驟：(1)加熱碳化硅靶坯和背板，使其達(dá)到并維持工藝溫度；(2)將銦焊料分別置于所述第一面和第二面上，并使焊料熔化； (3)對(duì)所述第一面和第二面上的焊料分別進(jìn)行浸潤(rùn)處理，形成焊料層；(4)將所述第一面和第二面相對(duì)設(shè)置并貼合，形成連接成，得到初始組件；(5)對(duì)所述初始組件進(jìn)行加壓冷卻，形成所述靶材組件。

上述方法在釬焊前沒(méi)有對(duì)靶材進(jìn)行加工處理，增大了焊接后靶材組件的處理難度，在對(duì)靶材組件進(jìn)行尺寸加工時(shí)，容易造成靶材開(kāi)裂。

雖然，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)靶材釬焊和焊料以及焊接方法進(jìn)行了諸多改進(jìn)，但是仍未完全解決易碎靶材釬焊開(kāi)裂、破碎的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容