[发明专利]一种铬硅合金溅射靶材及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铬硅合金溅射靶材及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)筛分纯度≥99.98％的铬硅合金原料，得到铬硅合金粉末；(2)将步骤(1)所得铬硅合金粉末进行真空热压烧结处理，得到铬硅合金靶坯；(3)将步骤(2)所得铬硅合金靶坯进行机加工，得到铬硅合金溅射靶材；其中，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括顺次进行的第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理，且所述保温保压处理的加压过程分为至少2个加压阶段。本发明提供的制备方法保证了靶材的高密度，改善了微观结构均匀性和溅射性能，同时简化了工艺流程，提升了生产效率，降低了生产成本，拓宽了适用范围。

技术领域

本发明属于溅射靶材技术领域，涉及一种铬硅合金溅射靶材，尤其涉及一种铬硅合金溅射靶材及其制备方法。

背景技术

近年来，随着5G技术的突飞猛进，通讯及芯片行业对高纯度铬硅靶材的需求量大幅增长，然而目前各企业生产的铬硅靶材普遍存在密度低、微观结构不均匀的缺陷，无法满足高端电子行业对于靶材质量的要求，仅适用于低端产品的制造。此外，大部分铬硅靶材的生产成本高、流程复杂，无法提高生产效率，更无法满足更宽行业领域的需求。

CN 105331939A公开了一种含硅合金靶材及其制备方法，所述制备方法包括预合金粉末制备、装模后进行冷等静压处理、重新包套后进行脱气处理、热等静压处理、机加工处理共五个步骤。虽然所述制备方法可以制备杂质元素含量低、纯度高、致密度高、晶粒细小、显微组织均匀的靶材，但是需要至少两次装模处理，且包括冷等静压、脱气和热等静压相结合的压制处理，存在工艺繁琐、能耗较高、成本较高的缺点。

CN 110257781A公开了一种铬铝硅镍四元合金靶材及其制备方法，所述制备方法包括混粉、装模后冷等静压预压制、预压制合金块破碎成金属颗粒、真空烧结预合金化、预合金化块体破碎成金属粉末、装入包套后脱气处理、热等静压处理、机加工。虽然所述制备方法制备得到的铬铝硅镍四元合金靶材具有致密度高、无气孔、无疏松及偏析、晶粒细小、组织均匀等优点，能够适用于各种工模具所需的硬质涂层溅射使用，但是所述发明的工艺流程过于复杂，适用范围有限，且多步骤的操作反而会增大产品被氧化的风险。

由此可见，如何提供一种铬硅合金溅射靶材及其制备方法，保证靶材的高密度，改善微观结构均匀性和溅射性能，同时简化工艺流程，提升生产效率，降低生产成本，拓宽适用范围，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铬硅合金溅射靶材及其制备方法，所述制备方法保证了靶材的高密度，改善了微观结构均匀性和溅射性能，同时简化了工艺流程，提升了生产效率，降低了生产成本，拓宽了适用范围。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种铬硅合金溅射靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)筛分纯度≥99.98％的铬硅合金原料，得到铬硅合金粉末；

(2)将步骤(1)所得铬硅合金粉末进行烧结温度为1000-1300℃，压制压力为30-40MPa的真空热压烧结处理，得到铬硅合金靶坯；

(3)将步骤(2)所得铬硅合金靶坯进行机加工，得到铬硅合金溅射靶材。

其中，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括顺次进行的第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理，且所述保温保压处理的加压过程分为至少2个加压阶段。

本发明通过合理控制真空热压烧结处理的烧结温度及压制压力，将所得铬硅合金溅射靶材的致密度提升至99％以上，同时依次进行第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理，并将保温保压处理的加压过程分为至少2个加压阶段，进一步改善了靶材内部晶粒的均匀性和溅射稳定性，避免了靶材开裂现象，微观结构均一无气孔。