钨粉用于钨靶材的制作

真空溅镀是由电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氢原子发生碰撞,电离出大量的氢离子和电子,其中,电子飞向基片,氢离子在电场的作用下加速轰击靶,所述靶是由靶材和支撑靶材的背板组成,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶材原子(或分子)沉积在基片上成膜,而最终达到对基片表面镀膜的目的。
 
大规模集成电路经常使用钨靶材进行真空溅镀,尤其需要使用大尺寸的钨靶材,目前的半导体领域中,大尺寸的钨靶材的直径为300mm-450mm,厚度为6mm-15mm。可是随着半导体行业的发展,大尺寸的钨靶材的尺寸并不局限于此。由于钨金属属于难熔金属,行业内采用粉末冶金的方法实现加工钨靶材,该粉末冶金工艺是通过制取金属粉末实施成形和烧结,制成材料或制品的加工方法。在具体的粉末冶金过程中,通过将准备好的粉末装在特质模具中,然后置于真空热压炉中热压(Hot Pressing, HP)成型。需要根据靶材的尺寸设计相配套的模具和相配套的真空热压炉。然而,对于大尺寸的钨靶材的加工,受到模具尺寸和热压炉使用温度的限制,采用粉末冶金制作大尺寸钨靶材难以一次成型,需要将钨粉末先预制成型,即形成一个大尺寸钨靶材坯料,然后采用轧制工艺将此大尺寸钨靶材坯料进行延展(轧制工艺是利用轧机来对钨靶材坯料进行压延的,通常分为热轧和冷轧,在再结晶温度以上进行的轧制称为热轧,低于再结晶温度的轧制称为冷轧),以达到尺寸要求,即形成尺寸合格的钨靶材产品。
 
但是钨金属在常温下硬脆,不易在常温下进行冷轧,另外,当空气温度超过400℃时,钨金属的氧化速度非常快,因此钨靶材坯料的热轧工艺不能在空气中实施。有鉴于此,有必要提出一种新的钨靶材的制作方法,尤其是大尺寸的钨靶材的制作方法,以克服现有技术的缺陷。
 
一种钨靶材的制作方法,包括:提供钨靶材坯料;对所述钨靶材坯料表面进行机械加工;将所述机械加工后的所述钨靶材坯料放置入真空包套并抽真空;对真空包套内的钨靶材坯料进行锻造;对所述锻造后的真空包套内的钨靶材坯料进行压延;完成所述压延后,进行冷却并去除真空包套。采用本发明提供的钨靶材的制作方法,避免使用模具,避免在空气中对钨靶材坯料进行加工延展时出现裂缝和表面易氧化的问题,能够制作出内部组织结构均匀,晶粒大小符合溅射靶材要求的钨靶材,而且具有易加工、废品率低的优点,应用上述方法对大尺寸的钨靶材的制作更加需要。
 
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