[发明专利]一种高纯铝管溅射靶材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯铝管溅射靶材的制备方法。其包括材料准备、材料处理、模具安装、加热铝锭、挤压操作、静置冷却、对辊矫直、退火处理和机械加工等步骤。其中，在高纯铝加热和挤压前，采用多向锻造的方法，使得初始的高纯铝晶粒度降低至1000μm以内；同时，采用较低的加热温度和挤压温度以及挤压速度，有效地避免了高纯铝发生再结晶，产生不利的晶粒变大现象。本发明工艺简单，方便快捷，效率较高，能够较为容易地使高纯铝晶粒度达到150μm以内。

技术领域

本发明属于溅射靶材制备的技术领域，具体涉及一种高纯铝管溅射靶材的制备方法。

背景技术

物理气相沉积(PVD)是半导体芯片和TFT～LCD生产过程中最关键的技术，PVD用溅射靶材是半导体芯片生产及TFT～LCD制备加工过程中最重要的原材料之一，溅射靶材中用量最大的是高纯铝和超高纯净铝合金靶材。纯度高达99.999％的高纯铝因导电性佳、讯号传输速度快，因此被制成靶材，透过真空溅射制作成LCD中薄膜晶体管的薄膜导线，扮演传输讯号的角色。

根据溅射工艺原理，靶材的晶粒越细小，成分组织越均匀，取向越集中，靶材的表面粗糙度越小，通过物理气相沉积的方法在硅片上形成的薄膜质量越好，因此靶材需要细晶组织，要求晶粒平均尺寸小于150μm。

因高纯铝原始晶粒粗大，多达1500～3000μm，所以，通过在后续挤压变形过程中使晶粒度变小至150μm以内，实现难度非常大，稍有偏差，就达不到要求。为此，为了使高纯铝晶粒度达到150μm以内，前期必须通过一定方法，缩小原始高纯铝晶粒度至1000μm以内，这样，才能保证后续挤压成管时，晶粒度达到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯铝管溅射靶材的制备方法，以有效解决现有技术的不足之处。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高纯铝管溅射靶材的制备方法，包括以下步骤：

1)材料准备：准备挤压模具和高纯铝锭圆柱体，该高纯铝锭圆柱体的纯度在99.999％以上；

2)材料处理：使用多向锻造的方法，使得该高纯铝锭圆柱体的晶粒度达到1000μm内，后在该高纯铝锭圆柱体内镗出内孔；

3)模具安装：在进行挤压操作前将挤压模具安装在挤压机内；

4)加热铝锭：将该高纯铝锭圆柱体于160～200℃加热0.5小时，快速加热使其热透；

5)挤压操作：将加热后的高纯铝锭圆柱体直接通过运输轨道进入挤压机中，设定挤压温度为160～200℃，控制挤压速度为0.2～1.0mm/s，在挤压机和挤压模具的共同作用下，该高纯铝锭圆柱体从出口处缓慢挤出；

6)静置冷却：待高纯铝锭圆柱体全部挤压完成后在冷却区静置冷却至常温，得到模具尺寸的半成品铝管，变形比大于8；

7)退火处理：将冷却后的半成品铝管于100～200℃进行60min的退火处理；

8)机械加工：完全冷却后，根据图纸对半成品铝管进行机械加工即得成品铝管。

进一步地，所述多向锻造的方法包括：首先将准备好的一定直径和高度的高纯铝锭圆柱体，在200℃中频加热炉中快速加热；然后轴向镦粗；后再轴向拔细，如此反复三次；最后滚圆、拉拔至具有所需的直径和高度的高纯铝锭圆柱体。

更进一步地，所述多向锻造的步骤包括：所述多向锻造的步骤包括：首先将准备好的直径455mm、长700mm的高纯铝锭圆柱体，在200℃中频加热炉中快速加热；然后轴向镦粗至高度300mm，后轴向拔细至直径420mm尽长，如此反复三次；最后滚圆、拉拔至直径407mm、长860mm的高纯铝锭圆柱体。