铝钪合金靶材的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112548069A(43)申请公布日2021.03.26(21)申请号202011215661.8(22)申请日2020.11.04(71)申请人深圳市众诚达应用材料科技有限公司地址518000广东省深圳市光明区公明街道下村社区第二工业区16号一层(72)发明人周贤界黄勇彪(74)专利代理机构深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙)44314代理人林俭良(51)Int.Cl.B22D18/02(2006.01)C22F1/02(2006.01)C22F1/04(2006.01)C23C14/35(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称铝钪合金靶材的制备方法(57)摘要本发明实施例公开了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述方法包括将金属钪和金属铝按一定配比投入熔炼炉中，在真空或惰性气氛下，熔炼得到铝钪合金熔体；将所述铝钪合金熔体浇铸到待加压铸造模具中，并将所述待加压铸造模具转移到挤压装置中，启动所述挤压装置，得到铸压坯体；将所述铸压坯体在真空退火炉中退火。采用本发明可以制备任意配比的铝钪合金靶材，获得的铝钪合金靶材具有组织和化学成分均匀，气孔、夹杂等缺陷小，相对密度高，加工性能好等优点，适合压电薄膜、传感器、微电子、半导体芯片、光伏等高端产业的需要。CN112548069ACN112548069A权利要求书1/1页1.一种铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将金属钪和金属铝按一定配比投入熔炼炉中，在真空或惰性气氛下，熔炼得到铝钪合金熔体；将所述铝钪合金熔体浇铸到待加压铸造模具中，并将所述待加压铸造模具转移到挤压装置中，启动所述挤压装置，得到铸压坯体；将所述铸压坯体在真空退火炉中退火。2.根据权利要求1所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述将所述铝钪合金熔体浇铸到待加压铸造模具中的浇铸温度为600～1600℃。3.根据权利要求2所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述将所述铝钪合金熔体浇铸到待加压铸造模具中的浇铸温度为800～1450℃。4.根据权利要求1所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述待加压铸造模具的温度为50～250℃。5.根据权利要求1所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述挤压装置的比压设定为20～300MPa。6.根据权利要求5所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述挤压装置的比压设定为40～160MPa。7.根据权利要求1所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述将所述铸压坯体在真空退火炉中退火的退火温度为100～800℃。8.根据权利要求1所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述将所述铸压坯体在真空退火炉中退火的退火时间为6～36h。9.根据权利要求1所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：用车床车削退火后得到靶材坯料的表面，切割得到靶材毛坯，其中车削深度为2～20mm。10.根据权利要求9任一项所述的铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：用超声波探伤仪对所述靶材毛坯进行探伤，将探伤合格的合格毛坯进行抛光、绑定以及包装，其中，所述抛光选用平面圆盘自动研磨抛光机进行，所述绑定的绑定材料为金属铟，金属锡，金属铟锡合金中的一种或几种。2CN112548069A说明书1/6页铝钪合金靶材的制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属及合金靶材加工制备技术领域，尤其涉及一种铝钪合金靶材的制备方法。背景技术[0002]铝钪合金靶材是用来制备钪掺杂氮化铝(Sc‑Al‑N)压电功能薄膜的关键材料。钪掺杂氮化铝压电薄膜相对于纯氮化铝薄膜具有高SAW波速、高热导率、优异的压电性能和热稳定性等性能，因此主要用于高端谐振滤波器、微机电系统、GHZ谐振器等领域，同时，在光伏领域、半导体芯片领域也有广泛用途。Sc‑Al‑N压电功能薄膜一般由铝钪合金靶材通过磁控溅射的方法制备得到。随着现代电子通讯系统及设备向微型化、高频化、高可靠性、高集成度的发展，对各类电子元器件提出了更高要求，随之对各种功能薄膜提出了更高的要求，其中Sc‑Al‑N压电功能薄膜的应用也对其提出了更高的要求，而铝钪合金靶材的性能直接关系到Sc‑Al‑N压电功能薄膜的性能。[0003]目前制备铝钪合金靶材主要采用熔炼铸锭法、熔炼铸锭与塑性变形法、以及粉末冶金法，其中，熔炼铸锭法和熔炼铸锭与塑性变形法仅适用于制备钪含量(质量比)低于20％的靶材，当靶材中钪含量(质量比)＞20％，材料热裂倾向显著，靶材会开裂，难以加工。而直接采用熔炼铸锭法制备靶材，由于铝合金的高温放气现象、基体相和析出相的凝固过程温度及扩散速度差异、铝合金溶体渣相的夹杂及凝固过程不可控等因素，造成靶材气孔、夹杂等缺陷多，靶材内