[发明专利]一种铝合金靶材及其制备方法

说明书

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种铝合金靶材及其制备方法。所述的铝合金靶材，以相应原子百分比的铜、硅和稀土元素为原料，制备铝合金靶材，改善所述铝合金靶材的导电性、抗腐蚀性能和抗氧化性能。具体地，铜的加入，使所述铝合金靶材的导电性能提高，硅的加入改变所述铝合金靶材的热膨胀系数，消除薄膜中产生的压缩残余应力，从而消除膜层起包现象，改善溅射镀膜膜层的表面质量。本发明的铝合金靶材的制备方法，先以全部的铜、硅、稀土元素和部分铝混合熔融制成母合金，所述母合金的制备过程使铜、硅和稀土元素更好地与铝熔融混合，再以熔融混合好的铝‑硅‑铜‑稀土合金与剩余部分的铝熔融铸锭，以解决硅、铜难熔融及成分均匀等问题，获得成分均匀的铝合金靶材。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种铝合金靶材及其制备方法。

背景技术

在现在的液晶面板市场中，利用晶体管开关像素的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)因其极高的响应和高清的显示技术称为液晶显示器的主流。目前，铝合金靶材是做布线层薄膜的主要材料，主要负责将开关信号传输至TFT，因此，铝合金靶材的特性对TFT-LCD的性能有直接的影响。

铝具有更好的导电性能，但是纯铝在进行溅射镀膜的加热过程中膜层表面会出现凸起和起包现象，从而导致面板短路，严重影响着液晶面板的质量，基于此，通过引入合金元素来解决布线层薄膜质量问题，但是不同合金元素的掺入会对铝的导电性能有不可预知的影响，因此，需要对铝合金靶材的组成元素进行合理设计和选择。

发明内容

基于以上问题，本发明的其一目的是提供一种适用于平板显示屏导电薄膜用的铝合金靶材，能在溅射镀膜后在面板或基板上形成导电性能好、电阻值低的布线层薄膜。

其二目的是提供一种所述铝合金靶材的制备方法。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种铝合金靶材，以原子百分比计，包括：铜0.1-0.5％、硅0.1-0.5％和稀土元素0.01-0.1％，余量为铝。

本发明的铝合金靶材，不同于以往的铝合金靶材，严格限定了铜、硅的添加量在0.1-0.5％原子百分比以内，在提高所述铝合金靶材导电性的同时，也改善了镀膜的表面质量，提高了其抗腐蚀和抗氧化性能，增加了所述铝合金靶材的机械性能。

根据本发明的铝合金靶材，所述稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬中的一种或几种。优选的，所述稀土元素为镧和/或铈。

根据本发明的铝合金靶材，电阻率范围是4.5～3.0×10^-6Ω·cm，其电阻率低于高纯铝靶材，完全满足目前液晶显示屏用铝合金靶材的要求。

本发明提供所述的铝合金靶材的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备母合金：以铜、硅、稀土元素和部分铝混匀后熔融制成母合金；

(2)制备铝合金铸锭：将所述母合金与剩余铝混匀，进行真空熔铸，得到铝合金铸锭；

(3)塑性变形：将所述铝合金铸锭进行锻造、轧制和热处理，得到铝合金靶材。

根据本发明的铝合金靶材的制备方法，优选的，在步骤(1)中，以原子百分比计，所述铜、硅和稀土元素的总量为母合金的1-5％，这样使所述母合金的成分均匀性得到进一步的保证，从而保证步骤(2)真空熔铸的顺利进行，使所述铝合金靶材的成分均一性也得到保证。

根据本发明的铝合金靶材的制备方法，在步骤(1)中，采用电弧熔融方法得到所述母合金；根据本发明所述硅、铜和稀土元素的添加量，熔融加热温度为800-900℃；调整步骤(2)中，真空熔铸温度为730-750℃，真空度小于0.01Pa。

根据本发明的铝合金靶材的制备方法，根据所述硅、铜和稀土元素的添加量，调整步骤(3)中的锻造温度为360-480℃。