[发明专利]一种半导体器件用金铍合金材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件用金铍合金材料及制备方法，该方法包括如下步骤：1)以金、铍金属为原料，在真空感应熔炼炉上，先将金完全熔化之后，再添加金属铍，熔炼铸造获得金铍合金铸锭；其中，合金铸锭中铍含量为合金名义成分0.5～2wt.％再多配一定比例，余量为金；2)利用加热炉对步骤1获得的合金铸锭进行热处理；3)利用塑性加工设备将铸锭沿厚度方向进行热塑性加工；4)每完成1～2道次加工将坯料于加热炉进行回火热处理；5)重复步骤3)和4)，直到所需的板材厚度尺寸；6)采用冲压模具，加工成所需金铍合金材料。通过本方法得到的金铍合金材料成分均匀，合金稳定，形状规则，可满足半导体器件欧姆接触电极的性能要求。

技术领域

本发明属于微电子工业中半导体器件所需蒸发膜材技术领域，具体涉及一种半导体器件用金铍合金材料及其制备方法。

背景技术

金铍合金材料被用于GaP、GaAs和GaN等半导体器件的欧姆接触电极制备。随着我国半导体行业近年来的飞速发展，对金铍合金的需求日渐增加，与其同时，对产品的品质要求越来越高。首先是产品的合金成分均匀、稳定，而且对于纯度要求较高。国内已有的金铍材料制备方法大多是先合成铍含量较高的金铍中间合金，然后再以金铍中间合金与金为原材料再次熔炼合成金铍合金。采用这种二次熔炼的方法，易有杂质引入，从而降低产品纯度；同时，在合成中间合金过程中，由于Be的含量较高，而Be的化学性质特殊，易氧化且具有较大的毒性，故对设备的密封性要求极高，也需要操作者严格做好安全防护工作，否则会对人身造成极大的伤害。本发明提供一种直接制备金铍合金的方法，不但能将铍均匀地加入到金中，而且无毒、无污染。

另一方面，金铍合金颗粒的尺寸越规则，其单个重量就越相近，半导体器件用户根据对蒸镀工艺的需求，可通过严格设定单个重量从而更能精确控制蒸发镀层的厚度。本发明的制备方法，通过调整金铍合金材料的厚度、长宽(方形)或直径(圆形)等尺寸，可实现用户对单个重量的任何要求

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体器件用金铍合金材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半导体器件用金铍合金材料，其成分为：铍含量0.5wt.％～2wt.％，其余为金。

一种半导体器件用金铍合金材料，其制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)以金、铍金属为原料，按照合金名义成分Be 0.5～2wt.％再多配一定比例的金属铍，余料为金；金的纯度不低于4N，铍的纯度不低于3N；按照一定比例配料后，将每炉次中5％～10％重量的金块，轧制成0.2～0.5mm的薄片；称重后的金属铍用金片包裹，并置于真空感应熔炼炉上方的加料斗中；其余金料放于石墨坩埚中；

(2)抽真空至真空度达到×10^-1～×10^-2Pa之后，打开充气阀，向炉中充入高纯氩气，至0.03～0.08MPa；

(3)开始缓慢送电，感应加热使坩埚中的金开始熔化；

(4)金完全熔化后，打开加料斗，使金片及其包裹的铍料一同加入至坩埚中的金熔液中；

(5)继续升温进行精炼，使得铍熔化，同时与金充分混合；

(6)精炼后降低温度，当温度在1100～1200℃时，进行浇注，获得金铍合金铸锭；

(7)利用加热炉对步骤(6)获得的合金铸锭进行热处理；热处理温度为400～550℃，时间为20～40min；

(8)利用塑性加工设备将金铍合金铸锭沿厚度方向进行多道次热轧加工，实现厚度减薄；

(9)每完成1～2道次加工将坯料于加热炉进行回火热处理，回火热处理温度为400～550℃，时间为3～10min；