[发明专利]一种铝硅靶材及其制备方法

说明书

本发明提供一种铝硅靶材及其制备方法，所述制备方法包括：将铝硅靶坯依次进行第一锻伸、第一热处理、第二锻伸、第二热处理、压制和第三热处理；所述第一锻伸与第二锻伸的预热温度分别为140‑160℃。本发明提供的制备方法减少了铝硅靶材内部缺陷，避免了晶粒组织异常现象，提高了内部晶粒细化程度，还可以降低能耗和成本，制备得到的铝硅靶材晶粒尺寸不超过18μm、内部组织结构均匀，适合大规模推广。

技术领域

本发明属于磁控溅射技术领域，涉及一种溅射靶材，尤其涉及一种铝硅靶材及其制备方法。

背景技术

磁控溅射是物理气相沉积的一种，它的工作原理是电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩原子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击溅射基台上的靶材组件上的靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子沉积在基板上成膜，最终达到对基板表面镀膜的目的。随着半导体领域的快速发展，溅射靶材的应用越来越广泛。

目前，金属铝的电阻率较低、导电性和导热性良好，可用于制备靶坯的原材料，可提升半导体芯片的反应速度。但纯金属铝工艺中，由于纯铝金属互联线的应力迁移以及抗电迁移能力较差，通过向高纯铝中添加适量的硅元素可提解决上述问题。

CN104451566A公开了一种高纯铝硅靶材的制备方法，所述制备方法包括：(1)将高纯铝硅材料在520-550℃下保温2-6h后，取出后水淬；(2)步骤(1)处理后的材料在轧机上冷轧，厚度变形量为75-90％，轧制过程中水冷；(3)经轧制后的材料在温度350-450℃下保温1-10h。得到的高纯铝硅溅射靶材的晶粒尺寸在60μm以内，晶粒取向为随机织构，但所述材料没有一定的组织结构取向。

CN109628897A公开了一种高纯铝硅合金溅射靶材坯料及其制备方法，所述制备方法包括：(1)将超纯铝与高纯硅在800-850℃下真空熔融，得到硅含量为7-13wt％的中间合金熔体，铸造得到中间合金；(2)将超纯铝与中间合金真空熔融，得到硅含量为0.9-1.1wt％的高纯铝硅合金熔体；(3)将高纯铝硅合金熔体依次进行在线精炼和在线过滤处理；(4)得到的铝液进行棒材坯料铸造，得所述的高纯铝硅合金溅射靶材坯料。得到的铝硅靶材坯料成分、内部组织均匀，棒材表面光滑，无夹杂、气孔、缩孔等缺陷。但所述材料内部晶粒不够细化，同时对生产设备的要求很高，无法实现大规模生产。

综上所述，如何提供一种高纯铝硅靶材的制备方法，减少靶材内部缺陷，避免晶粒组织结构无取向性，提高内部晶粒细化程度，进而改善溅射薄膜的分布均匀性和成膜质量，制造出高标准高要求的半导体用靶材，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种铝硅靶材及其制备方法，所述制备方法减少了铝硅靶材内部缺陷，避免了晶粒组织异常现象，提高了内部晶粒细化程度，进而改善了溅射薄膜的厚度分布均匀性，提高了镀膜质量。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种铝硅靶材的制备方法，所述制备方法包括：将切料后的铝硅靶坯依次进行第一锻伸、第一热处理、第二锻伸、第二热处理、压制和第三热处理。

所述第一锻伸与第二锻伸的预热温度分别为140-160℃，例如可以是140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃，但不仅限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明通过两次锻伸、三次热处理及压制等一系列工序将原始高纯铝硅材料加工成高质量的铝硅靶材。该制备方法能有效减少了铝硅靶材局部杂质和裂纹倾向等问题，制备得到铝硅靶材无内部缺陷且内部结构紧密均匀，晶粒细小；还具有工艺简单、成本较低等优点。

本发明中，需对铝硅靶坯进行粗加工。

本发明中，所述粗加工包括：去除铝硅靶坯材料表面的氧化层。