[发明专利]一种碳化硅靶材组件及其制备方法

说明书

本发明提供一种碳化硅靶材组件及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)对碳化硅靶材坯料依次进行切料、粗磨、线切割以及精磨，得到碳化硅靶材；(2)钎焊接背板与步骤(1)所得碳化硅靶材，得到碳化硅靶材半成品组件；(3)对步骤(2)所得碳化硅靶材半成品组件依次进行热整形以及抛光后，得到碳化硅靶材组件；步骤(1)所述线切割过程中，走刀轨迹深度≤0.2mm；步骤(3)所述热整形的温度为200‑220℃。本发明提供的制备方法简单易操作，解决了碳化硅靶材焊接时的开裂现象，提高了碳化硅靶材与背板的结合率，降低了单个缺陷率。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及靶材的制备方法，尤其涉及一种碳化硅靶材组件及其制备方法。

背景技术

物理气相沉积技术是利用溅射靶材组件带有原子级光滑表面的具有精准厚度的薄膜材料沉积物。靶材组件是符合溅射性能的靶材和适用于靶材结合并具有一定强度的背板构成。在溅射过程中，从而产生等离子区，等离子区中的等离子与溅射靶材的表面发生碰撞，从而从靶材表面逸出原子。如果靶材组件中靶材与背板之间的焊接质量差，将导致靶材在受热条件下变形、开裂甚至从背板脱落，无法达到溅射均匀的效果。

焊料结合指的是利用熔点比母材(被焊接材料)熔点低的填充金属(称为焊料)在低于母材熔点、高于焊料熔点的温度下，利用液态焊料在母材表面润湿、铺展在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，然后冷却，使焊料凝固而实现零件间的连接的焊接方法。

焊料结合的研究重点是根据母材的性质选用合适的焊料并且尽可能的减少焊料的使用和提高焊料的回收率以降低生产成本。目前半导体靶材领域应用较为广泛的焊料有两种：一种是铟，铟具有低熔点，延展性好等优点，降低了靶材焊接时的使用温度，减少了母材在高温及冷却时的变形；另一种是Sn合金焊料，例如Sn-Pb-Ag焊料、Sn-Ag-Cu焊料或Sn-Zn焊料等，Sn合金焊料的优点是价格便宜，焊接强度高，平均30-50MPa。

CN 104400169A公开了一种铝合金无焊片真空钎焊方法，所述方法包括如下步骤：(1)选用高纯度的纯铝靶材和纯硅靶材；(2)依次采用丙酮和酒精擦拭靶材和待焊件，以除去油污；(3)利用磁控溅射方法，在待焊件表面沉积纯铝薄膜和纯硅薄膜；(4)从真空室中取出表面沉积有薄膜的待焊件；(5)装配待焊件；(6)将装配的待焊件送入真空钎焊炉中，进行加热、焊接；(7)待焊件冷却至室温，取出。该钎焊方法解除了现有真空钎焊技术对待焊件焊接面必须是平面的要求，顺利实现斜面、曲面等结构的真空钎焊；避免了焊片设计、焊片切割、焊片清洗等流程。但是依然存在硅靶材与背板钎焊焊接开裂的问题。

CN 110756937A公开了一种靶材与背板的钎焊方法，所述钎焊方法包括如下步骤：(1)在背板坯料的焊接面加工与靶材配套的焊接槽，得到预加工背板； (2)预热步骤(1)所得预加工背板，然后在焊接槽内铺设钎料，升温使钎料熔化后压入靶材；(3)在步骤(2)所述靶材表面施压，冷却后完成靶材与背板的结合，得到靶材半成品组件；(4)加工步骤(3)所得靶材半成品组件，使背板尺寸满足工艺需求。CN 107755837A公开了一种靶材组件的制造方法，所述靶材组件的制造方法包括：提供碳化硅靶坯和背板，所述碳化硅靶坯具有用于所述背板相连接的第一面，所述背板具有用于与所述碳化硅靶坯相连接的第二面；提供铟焊料；采用铟焊料，通过钎焊的方式使所述第一面和所述第二面焊接相连。所述钎焊包括如下步骤：(1)加热碳化硅靶坯和背板，使其达到并维持工艺温度；(2)将铟焊料分别置于所述第一面和第二面上，并使焊料熔化； (3)对所述第一面和第二面上的焊料分别进行浸润处理，形成焊料层；(4)将所述第一面和第二面相对设置并贴合，形成连接成，得到初始组件；(5)对所述初始组件进行加压冷却，形成所述靶材组件。

上述方法在钎焊前没有对靶材进行加工处理，增大了焊接后靶材组件的处理难度，在对靶材组件进行尺寸加工时，容易造成靶材开裂。

虽然，现有技术中对靶材钎焊和焊料以及焊接方法进行了诸多改进，但是仍未完全解决易碎靶材钎焊开裂、破碎的问题。

发明内容