[发明专利]靶材用铝合金铸锭及其制备方法、铝合金靶材

说明书

本申请涉及靶材制造技术领域，具体而言，涉及一种靶材用铝合金铸锭及其制备方法、铝合金靶材。该靶材用铝合金铸锭含有铝和一种添加元素。其中，铝合金铸锭中添加元素满足以下条件：添加元素在铝合金铸锭中的目标含量值为a wt％，在铝合金铸锭的横截面上多点取样检测多个样品中添加元素的含量得到多个添加元素含量值，多个添加元素含量值均在0.9a～1.1a wt％范围内。该靶材用铝合金铸锭的组织均匀，能够达到抑制溅射靶材在溅射工艺中异常放电的目的。

技术领域

本申请涉及靶材制造领域，具体而言，涉及一种靶材用铝合金铸锭及其制备方法、铝合金靶材。

背景技术

目前，铝布线的靶材通过添加元素如Si和Cu，提高电路中薄膜的稳定性。但是在溅射过程中，靶材容易发生异常放电。

发明内容

发明人对铝合金靶材进行研究发现，铝合金靶材溅射时容易发生异常放电的原因在于：靶材中具有粗大组织(粗大组织是指组织颗粒大小为组织平均粒径5倍以上的组织)，使靶材的表面会形成凹凸，在靶材溅射时会产生很多颗粒，溅射不均匀，从而导致异常放电。发明人进一步研究发现，铝合金靶材中出现粗大组织的原因在于：在制备铝合金铸锭的时候，铝合金铸锭中的添加元素没有均匀分布在铝中，从而导致该铸锭中会出现粗大组织。

本申请实施例的目的在于提供一种靶材用铝合金铸锭及其制备方法、铝合金靶材，其旨在抑制靶材溅射时的异常放电。

本申请第一方面提供一种靶材用铝合金铸锭，其含有铝和一种添加元素。其中，铝合金铸锭中添加元素满足以下条件：添加元素在铝合金铸锭中的目标含量值为a wt％，在铝合金铸锭的横截面上多点取样检测多个样品中添加元素的含量得到多个添加元素含量值，多个添加元素含量值均在0.9a～1.1a wt％范围内。

即多个添加元素含量值中的最大值和最小值，其偏差均在±10％之内，添加元素在铝中的分布较为均匀，从而可以一定程度上减少粗大组织的产生，从而在一定程度上减少靶材溅射时异常放电现象的发生。

在本申请第一方面的一些实施例中，多个添加元素含量值均在0.95a～1.05awt％范围内。

即多个添加元素含量值中的最大值和最小值，其偏差均在±5％之内，添加元素在铝中的分布更加均匀，可以进一步减少粗大组织的产生，从而进一步减少靶材溅射时异常放电现象的发生。

在本申请第一方面的一些实施例中，添加元素为Cu，Cu的目标含量值为0.5wt％，在铝铜合金铸锭的横截面上多点取样检测多个样品中Cu的含量得到多个Cu含量值，多个Cu含量值均在0.45～0.55wt％范围内。

如果铝铜合金铸锭中Cu的目标含量值为0.5wt％，该铝铜合金铸锭的各个部位分布的Cu含量值均在0.45～0.55wt％内(其偏差均在±10％之内)，说明铜在该铸锭中的分布较为均匀，可以减少铝铜合金铸锭中粗大组织的产生，从而减少铝铜合金靶材溅射时异常放电现象的发生。

在本申请第一方面的一些实施例中，添加元素为Si，Si的目标含量值为1wt％，在铝硅合金铸锭的横截面上多点取样检测多个样品中Si的含量得到多个Si含量值，多个Si含量值均在0.9～1.1wt％范围内。

如果铝硅合金铸锭中Si的目标含量值为1wt％，该铝硅合金铸锭的各个部位分布的Si含量值均在0.9～1.1wt％内(其偏差均在±10％之内)，说明Si在该铸锭中的分布较为均匀，可以减少铝硅合金铸锭中粗大组织的产生，从而减少铝硅合金靶材溅射时异常放电现象的发生。

本申请第二方面提供一种靶材用铝合金铸锭的制备方法，主要包括：在热顶铸造过程中，采用搅拌机构对热顶部，或/和导流槽，或/和熔解炉中的熔融铝合金液进行搅拌，铸造得到铝合金铸锭。

通过对熔融铝合金液进行搅拌，可以得到组织均匀的铸锭，通过该铸锭加工得到的靶材可以改善因为组织粗化而在靶材表面形成比较大的凹凸，从而实现抑制溅射靶材在溅射工艺中异常放电的目的。