[发明专利]一种氧化钼钽靶材及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种氧化钼钽靶材及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)均匀混合三氧化钼粉与钽粉，得到混合料；(2)均匀混合粘结剂溶液与步骤(1)所得混合料，然后进行冷压；(3)冷压结束后进行无压烧结，得到所述氧化钼钽靶材。本发明提供的制备方法在混合料中添加粘结剂以增强颗粒之间的强度，而后通过冷压以及无压烧结相结合的方式，提高了所得氧化钼钽靶材的致密度，避免了氧化钼在高温下升华导致的致密度偏低的问题。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种靶材及其制备方法与应用，尤其涉及一种氧化钼钽靶材及其制备方法与应用。

背景技术

氧化钼层的光学反射低，无论是用于可靠地分离亚像素、理想覆盖导体轨道，还是用于防止令人困扰的环境光反射，氧化钼层都能胜任，因此氧化钼层在现代平面屏中有着广泛的应用。但随着平面显示器的大型化和高精度化，对材料的比阻抗、抗腐蚀性和热稳定性要求越来越高，而钽金属具有熔点高以及耐化学腐蚀性、耐高温性、导热性和导电性优异的特点，所以为了调整氧化钼层的刻蚀性和耐化学性，需要在氧化钼中掺杂钽元素，合成氧化钼钽靶材。

目前，制备氧化钼靶的方法包括烧结法，且温度一般在600℃以上。例如，CN104611673A公开了一种钼合金靶材的制备方法，其步骤为：(1)将钼粉与选自钛、铬、铌及钽族群中的至少一种金属元素与碳的粉末混合成均匀的合金粉；(2)将该合金粉添入加压容器中，在真空下降加压容器进行除气制程，并密封出气孔；(3)利用热等静压工艺加压、加温，并添加入氧气于该加压容器中，使该合金粉成为合金胚；(4)将该合金胚于高温炉退火；(5)该合金经切割、精磨、机械加工成为钼合金靶材成品。

CN113614278A公开了一种用于制备氧化钼层的溅射靶，包含至少一种以下金属氧化物：作为金属主要组分的钼的金属氧化物；以及选自由钽、铌、钒和钛组成的群组中的至少一种掺杂元素M的金属氧化物。基于靶材的抛光截面，靶材包括由混合氧化物(Mo_1-xM_x)₅O₁₄组成的基质相，其中0.01≤x≤0.13，其中该混合氧化物中的M为选自由钽、铌、钒和钛组成的群组中的一种或多种元素。

CN114737159A公开了一种三氧化钼溅射靶材、制备方法以及靶材模具，该制备方法先以三氧化钼粉溶液为原料进行喷雾造粒后，制得类球形三氧化钼粉，再将类球形三氧化钼粉装填入靶材模具中，依次经过液压压制、热压处理和加工处理后，得到三氧化钼溅射靶材。其通过喷雾造粒和热压相结合的工艺，配合特制的靶材模具，最终得到三氧化钼溅射靶材。

但MoO₃在600℃以上存在明显的升华现象，因此常规烧结法很难获得致密度较高的MoO₃靶；烧结温度控制在600℃以下能够实现升华现象的抑制，但致密度无法明显提升，在制备氧化钼钽靶材时同样存在上述问题。

针对现有技术存在的问题，需要提供一种制备高致密度的氧化钼钽靶材及其制备方法与应用。

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氧化钼钽靶材及其制备方法与应用，所述制备方法通过冷压以及无压烧结相结合的方式，能够提高所得氧化钼钽靶材的致密度，避免氧化钼在高温下升华导致的致密度偏低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种氧化钼钽靶材的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)均匀混合三氧化钼粉与钽粉，得到混合料；

(2)均匀混合粘结剂溶液与步骤(1)所得混合料，然后进行冷压；

(3)冷压结束后进行无压烧结，得到所述氧化钼钽靶材。