[发明专利]一种钼镍基多元合金旋转靶材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钼镍基多元合金旋转靶材及其制备方法，旋转靶材原子组成是Mosubgt;100‑x‑y‑/subgt;subgt;z/subgt;Nisubgt;x/subgt;Tisubgt;y/subgt;Alsubgt;z/subgt;，且X、Y、Z表示原子组成百分比，10≤X≤40，1≤Y≤20，1≤Z≤18；制备先将钼粉、电解镍粉和钛铝预合金粉末按比例混合，然后进行脱氧提纯处理、进行球磨混合、灌粉振实处理、冷等静压成型、脱模、真空卧式烧结、旋锻处理、退火处理得到钼镍钛铝合金管锭，最后通过机加工切片制成钼镍钛铝合金靶材。本发明制备过程能够减少杂质元素的引入，所生产靶材成分均匀、无偏析、晶粒细小，密度可达到理论值99%以上，能够完全满足目前大尺寸溅射靶材的镀膜要求。

技术领域

本发明属于磁控溅射金属靶材，尤其涉及一种大尺寸钼镍钛铝四元合金管状溅射靶材及其制备方法。

背景技术

随着平面显示器的大型化和高精度化，铜作为FPD驱动元件的薄膜晶体管(TFT)的主布线薄膜材料，铜金属化在TFT-LCD工业中得到了广泛的发展，在大面积高频驱动TFT液晶显示器中，由于铜对玻璃基板的附着力较低，因此铜需借助一种粘合金属膜层作为底层或覆盖层，如Mo，Ti，Nb，Ni，Ta，Cr等金属膜层。当不同的金属与铜置于蚀刻液中时，会发生典型的电偶反应，铜在干燥后被削弱或在金属表面产生部分污点，导致薄膜晶体管性能和显示质量变差。因此对金属薄膜材料的抗氧化性和热稳定性，易蚀刻性及较低阻抗要求极高，当前采用的钼钛或钼钛镍合金膜层对玻璃基板虽有良好的附着力，对硅和氧化铟锡的接触电阻较低，但因含钛元素，钛不能很好的溶于磷酸、醋酸、硝酸溶液中，会造成蚀刻不完全有残留物的风险，严重影响TFT制程质量。与钛相比，铝具有优良的抗氧化性能，同时在PAN中具有良好的蚀刻性能，因此，为改善TFT钼合金薄膜的特性，特提出添加一定量Al形成新的合金膜层(钼镍钛铝合金膜层)，可确保拥有较好附着力，抗氧化性，耐热性，低电阻率的前提下兼顾易蚀刻的特性薄膜。与之对应的钼镍钛铝合金溅射靶材目前研究相对较少，由于旋转靶镀膜利用率约达75％，远高于平面靶30％的利用率，因此，对钼镍钛铝合金旋转靶材的制备开发将十分重要，所需靶材尺寸也越来越大。

因钼的熔点高达2620℃，密度10.2g/cm³，而铝的熔点660℃，密度2.7g/cm³，两者熔点和密度差别较大，采用真空熔炼法很容易缩孔及偏析，无法保证产品组织与成分均匀性，且产生多种脆性相，产品易开裂，无法制备大尺寸靶材。若采用热压烧结方式制备，该方法虽在一定程度在可避免合金成分偏析，但热压过程无法将氧，氮等气体杂质元素脱除，会导致产品杂质及氧含量的超标，导致溅射镀膜过程中打弧；另外，因热压烧结设备限制，难以制备长度超过1.5米靶材。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种大尺寸,高密度，高纯度且成分均匀无偏析钼镍钛铝多元合金旋转溅射靶材；本发明的第二目的在于提供上述钼镍钛铝多元合金旋转溅射靶材的制备方法。

技术方案：本发明的一种钼镍基多元合金旋转靶材，所述旋转靶材原子组成是Mo_100-x-y-zNi_xTi_yAl_z，且X、Y、Z表示原子组成百分比，10≤X≤40，1≤Y≤20，1≤Z≤18。