[发明专利]氧化物陶瓷溅射靶及其制备方法和所用的钎焊合金

说明书

技术领域

本发明涉及磁控溅射靶的制备方法及溅射用陶瓷靶。具体涉及用含有Sn、Zn、In的钎焊合金，以及采用这种钎料焊合金制备的溅射靶，以及这种溅射靶的制备方法。

背景技术

目前，磁控溅射技术已成为工业化镀膜制备各种功能薄膜及器件的常规手段。

溅射镀膜是由于荷能离子轰击靶材的溅射效应，使靶面的原子(或原子团或分子)逸出后，沉积到基底上的过程。

在溅射过程中，靶材受荷能离子轰击吸收能量，其温度会逐渐升高。为降低靶材的温升，通常，将靶材与铜及其合金背板连接在一起，通过冷却背板以降低靶材的温升。

在透明导电薄膜的制备中，采用氧化物烧结陶瓷靶溅射镀膜的工艺性比采用金属靶反应溅射镀膜优越。

靶材与铜背板的连接可通过耐热导电树脂胶或低熔点钎焊合金连接，其中最为常用的是纯In或Sn-In合金钎焊的方法。如JP 特开平7-48667。

但是，用纯In或Sn-In合金钎焊的方法，有无法满足透明导电玻璃大型化而要求靶材的大面积、高厚度化的问题。靶材面积大会因为自身翘曲从背板上剥落；靶材厚度增加使其热阻变大，在较大靶功率密度的生产条件下，产生热量堆积会使低熔点的纯In或Sn-In合金钎焊结合强度不够，导致靶材剥落。此外，采用稀缺金属In的含量均大于55%以上，存在着成本较高的问题。

针对上述问题，CN 1880492A提出采用Sn-Zn合金作为钎料连接靶材与背板，但是，该方法仅适合于连接以金属或合金构成的靶材。对于陶瓷靶，由于陶瓷材料的配位键主要有离子键和共价键两种，都非常稳定，很难被熔化的金属所润湿；此外，Sn-Zn合金中的Zn很容易被氧化，从而使合金的润湿性下降。

为提高靶材与背板连接时的润湿性要求，可采用在靶材的连接面上溅射或蒸镀Cu或Ni-Cu合金膜的方法。但该方法因成膜设备较贵，致使生产成本高，同时工艺复杂，存在生产效率低下的问题。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种氧化物陶瓷溅射靶及其制备方法；本发明的另一个目的是提供氧化物陶瓷溅射靶制造过程中所采用的含Sn、Zn和In的钎焊合金；本发明的第三个目的是提供一种氧化物陶瓷溅射靶的结构。

本发明的目的是这样实现的：

一种氧化物陶瓷溅射靶用钎焊合金，用于连接靶材与Cu或Cu合金背板的钎焊合金组成为：以重量百分比计：Zn 3~8.5%，In  4~8%，其余部分为Sn及无法去除的杂质。

一种氧化物陶瓷溅射靶，在氧化物陶瓷靶材一侧设有烧渗银层，背板层通过钎焊合金层以及烧渗银层与氧化物陶瓷靶材连接。

所述的氧化物陶瓷靶材为氧化物烧结陶瓷靶材。

所述的氧化物烧结陶瓷靶材选用AZO靶材或ITO靶材。

一种氧化物陶瓷溅射靶的制备方法，包括以下步骤：

S1：准备氧化物陶瓷靶材、Cu或Cu合金背板以及权利要求1所述的Sn-Zn-In钎焊合金；

S2：在氧化物陶瓷靶材的连接面涂导电银浆，烧渗银层；

S3：经预烧渗银层的靶材，通过使用有机溶剂等清洗脱脂，然后将其加热到钎焊合金的熔点以上温度，在其连接面涂上熔融状态的钎焊合金，形成钎料层；

同时，对背板也同样进行脱脂，并加热到钎焊合金熔点以上的温度；并也可在背板的连接面上，涂上熔融状态的钎焊合金；

S4：对靶材与背板进行钎焊，将靶材与背板的连接面相对结合，施加压力使之焊接；

S5：冷却溅射靶组件，对溅射靶进行清理，完成氧化物陶瓷溅射靶制备。

在S2步骤中，烧渗银层时温度控制在500－550℃。

在S3步骤中，经预烧渗银层的靶材，在其连接面涂上熔融状态的钎焊合金，形成钎料层；以及，在背板的连接面上，涂上熔融状态的钎焊合金时采用的是浸涂法或刮涂法。

烧渗银层以及钎料层所构成的连接层厚度在0.1－2mm之间，优选0.1－1mm之间。

在步骤S4中靶材与背板进行施加焊接时采用压力在0.001－0.1MPa之间。

陶瓷靶材的连接面预烧渗银层的厚度控制在50~200μm以内。