一种铝合金靶材及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114481052A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202210029390.X(22)申请日2022.01.11(71)申请人先导薄膜材料（广东）有限公司地址511517广东省清远市高新区百嘉工业园27-9号A区(72)发明人芦海东黄宇彬童培云朱刘(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师费雯(51)Int.Cl.C23C14/34(2006.01)C22F1/04(2006.01)B23P15/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种铝合金靶材及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种铝合金靶材及其制备方法，属于靶材制备领域。本发明提出将铝铜铸锭旋转锻打、轧制整形、热处理得到靶材胚料。将靶材胚料和铝合金背板进行V型齿槽加工，卡合后进行冷等静压处理和V型齿结合边缘凹面电子束焊接得到铝合金靶材。本发明运用冷等静压处理与电子束焊接相结合的方式保证结合率高于98％。V型齿啮合技术，增大结合面面积，大大提高结合率，同时降低人工成本，减少传统绑定能耗，提高了人员舒适性。冷等静压处理二次循环压制工艺，极大的保证了靶材结合强度以及一定程度上减少了杂质的渗入，保证了靶材完整性。本发明铝合金靶材适用于物理气相沉积中的应用。CN114481052ACN114481052A权利要求书1/1页1.一种铝合金靶材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将铝铜铸锭旋转锻打；(2)将步骤(1)得到的铝合金轧制整形；(3)将步骤(2)得到的铝合金热处理得到靶材胚料；(4)将步骤(3)得到的靶材胚料和铝合金背板进行V型齿槽加工；(5)将步骤(4)V型齿槽加工后得到的靶材胚料和铝合金背板卡合后进行冷等静压处理得到靶材；(6)将步骤(5)得到的靶材真空干燥后进行V型齿结合边缘凹面电子束焊接得到铝合金靶材。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述旋转锻打分两步锻打，道次变形量10～15％，锻打总变形量为60～70％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述轧制整形的总变形量为20～40％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述轧制整形后铝合金平面度小于0.5mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述轧制整形中每道次下降厚度为0.5～1mm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述热处理的温度为250℃～300℃，保温时间为2～3h。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述靶材胚料和铝合金背板进行V型齿加工的相邻V型齿间距为2.8mm，齿高为1.1mm，齿间夹角为120～150°，V型齿槽深为0.9mm。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述靶材胚料和铝合金背板圆心向边缘直径25mm圆形范围和边缘向圆心直径10mm环形范围内，不加工V型齿，仍以平面相接触。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述冷等静压处理的条件为：在360～400MPa下进行循环保压。10.如权利要求1～9任一项所述方法制备得到的铝合金靶材在物理气相沉积中的应用。2CN114481052A说明书1/6页一种铝合金靶材及其制备方法技术领域[0001]本发明属于靶材制备技术领域，具体涉及一种铝合金靶材及其制备方法。背景技术[0002]目前物理气相沉积(PVD)技术是半导体芯片最关键的工艺之一，作为主要的原材料‑溅射金属靶材，应用最为广泛的包括高纯铝及铝合金靶材。靶材的晶粒尺寸、组织成分、晶粒取向都会极大地影响半导体的溅射成膜工艺，因此通过一种新的工艺方法制备出平均晶粒尺寸小于150um的靶材尤为重要。现有的靶材制备工艺及方法，通过单纯的轧制、铟绑定工艺很难控制晶粒大小，轧制变形会形成内应力，受热拱起，形变量不足，晶粒破碎不彻底导致晶粒无法细化。同时铟绑定工艺会导致靶坯与背板结合面温度升高，晶粒粗大且分布不均，无法满足晶粒细小且均匀分布的要求。如何寻求工艺与靶材晶粒之间的平衡点尤为重要。[0003]CN104625389A公开了一种集成电路封装材料用铝合金溅射靶材的焊接方法，包括：在靶材焊接面上加工出一定形状尺寸的凸齿，在背板上加工出对应的凹槽，将靶材与背板进行装配组合后，放入包套进行真空封焊，然后采用热等静压的方法使材料完全填充凹槽，将靶材与背板连接。由于焊接温度低，可避免铝合金晶粒长大，靶材与背板之间焊接强度大，并且靶材整体变形小，有利于后期加工。该方法需要在靶材焊接面加工凸齿，又要在背板上加工出尺寸对应的凹槽，加工工艺复杂，不适用于大规模生产。CN112475802A公开了一种铝靶