半导体用铝合金的制备方法技术

一种半导体用铝合金的制备方法，包括：提供铝料和合金料；熔化铝料；向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼；对铝合金料进行真空静置排气处理；对铝合金料进行取样分析，判断铝合金料的成分配比是否符合设计要求；当成分配比不符合设计要求时，根据分析结果再次加入合金料或者铝料以使铝合金料的成分配比符合设计要求，并重新执行上述搅拌扒渣、排气精炼、真空静置排气处理以及取样分析的步骤；当成分配比符合设计要求时，进行铸造成型获得铝合金。因此，本发明专利技术所获得的铝合金主元素混合均匀，杂质含量低，能够满足半导体材料成分的要求。

【技术实现步骤摘要】
半导体用铝合金的制备方法
本专利技术涉及合金领域，特别涉及一种半导体用铝合金的制备方法。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。其中，随着半导体行业的发展，半导体制造业对高纯铝产品的需求越来越大。目前，我国对于高纯铝的高端产品应用尚无明确标准，全是由客户提出相应的采购技术要求，明确主元素要求、杂质元素以及气体元素要求，并对晶向、晶粒等有明确要求。随着技术的进步和发展，客户要求中对高纯铝合金中杂质元素的含量越来越低。但是现有技术中所生产铝合金的杂质元素含量无法达到设计要求。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体用铝合金的制备方法，以降低半导体用铝合金中的杂质含量。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体用铝合金的制备方法，包括：提供铝料和合金料；熔化所述铝料；向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼；对所述铝合金料进行真空静置排气处理；对所述铝合金料进行取样分析，判断所述铝合金料的成分配比是否符合设计要求；当所述成分配比不符合设计要求时，根据分析结果再次加入合金料或者铝料以使所述铝合金料的成分配比符合设计要求，并重新执行上述搅拌扒渣、排气精炼、真空静置排气处理以及取样分析的步骤；当所述成分配比符合设计要求时，进行铸造成型获得铝合金。可选的，对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤包括：进行真空静置排气处理时的真空度范围在0.01Pa到0.001Pa范围内。可选的，对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤包括：静置排气时间在30min到150min范围内。可选的，所述铝料的化学纯度为5N5。可选的，所述铝料为固态块状。可选的，所述合金料中元素的质量等级不小于99.99％。可选的，所述合金料为粉体料。可选的，熔化所述铝料的步骤之后，向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料的步骤之前，所述制备方法还包括：通入作为精炼剂和载体的惰性气体。可选的，所述惰性气体为氩气。可选的，通入所述惰性气体的步骤包括：所述惰性气体的流量为2～20升/分钟，气体压力为1～6kg/cm2。可选的，向熔融的铝料内添加合金料的步骤包括：所述合金料的添加方式为分成2～4批，分次添加。可选的，所述铝合金为铝-硅-铜合金，按重量百分比计，硅含量为0.2～1％；铜含量为0.1％～0.5％；钠、钾以及锂元素总量不大于0.1ppm；铀和钍元素总量不大于1ppm，其他杂质元素总量不大于5ppm；所述合金料包括硅和铜。可选的，所述熔化所述铝料的步骤、所述向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼的步骤以及所述对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤还包括：温度控制在680℃到800℃范围内。可选的，向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，之后搅拌扒渣、排气精炼的步骤包括：在加入合金料形成铝合金料的步骤与搅拌扒渣的步骤之间的时间间隔在20min到150min范围内。可选的，排气精炼的步骤之后，对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤之前，所述制备方法还包括：加入铝熔炼用覆盖剂。可选的，加入所述覆盖剂的步骤包括：加入覆盖剂的厚度在1mm到5mm范围内。可选的，所述熔化所述铝料的步骤和所述向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼的步骤还包括：所采用的设备为大气熔炼炉、中频感应炉或真空电阻炉。可选的，所述熔化所述铝料的步骤、所述向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼的步骤以及所述对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤还包括：所采用的设备为真空电阻炉。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术通过在排气精炼的步骤之后，取样分析的步骤之前，使所制备的铝合金料进行真空静置排气处理，使熔融状态的铝合金料充分熔炼，并释放气体杂质，从而降低了铝合金料中残留的杂质含量，提高了所获得的铝合金的质量。此外，制备过程中对所述铝合金料进行真空静置排气处理还可以使熔融的铝料和所加入的合金料混合充分，从而改善铝合金的成分偏析的问题，提高所获得铝合金的质量。因此，本专利技术所获得的铝合金主元素混合均匀，杂质含量低，能够满足半导体材料成分的要求。可选的，本专利技术的可选方案中，选用化学纯度达到5N5的铝料以及加入质量等级不小于99.99％的合金料作为原料进行铝合金熔炼。由于原料中杂质含量较低，因此最终获得的铝合金中杂质含量较低，能够达到半导体制造的设计要求。此外，选用的铝料为固态块状。由于固态块状铝料的密度较大，表面积较小，所含的气体杂质含量较少，能够有效的降低熔化后铝料中的气体含量，能够提高熔炼效率。可选的，本专利技术的可选方案中，可以选择大气熔炼炉、中频感应炉或者真空电阻炉等多种设备实现铝合金的制备，设备选择范围大，灵活多变，工艺简单。附图说明图1是本专利技术所提供半导体用铝合金的制备方法一实施例的流程图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中所生产的铝合金存在杂质含量以及合金元素含量无法到达半导体制造设计要求的问题。现结合现有技术生产铝合金过程分析无法达到设计要求的原因：现有技术的铝合金生产方法采用对掺法，采用原料为普通纯度的添加元素粉和电解铝，在普通的大气熔炼炉内进行熔化并保温和采用机械、电磁或人工搅拌后，铸造成型。作为原料的电解铝本身含有大量杂质元素，因此使用电解铝作为原料进行铝合金生产时，所形成的合金中会存在大量的杂质元素，要降低合金中杂质含量难度较大。而制备是在大气熔炉内进行熔化、保温以及搅拌等步骤，并不能使熔融铝合金中的气体杂质得到充分释放，所以利用此方法获得的铝合金存在杂质元素含量高、成分偏析等问题。为解决所述技术问题，本专利技术提供一种半导体用铝合金的制备方法，包括：提供铝料和合金料；熔化所述铝料；向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼；对所述铝合金料进行真空静置排气处理；对所述铝合金料进行取样分析，判断所述铝合金料的成分配比是否符合设计要求；当所述成分配比不符合设计要求时，根据分析结果再次加入合金料或者铝料以使所述铝合金料的成分配比符合设计要求，并重新执行上述搅拌扒渣、排气精炼、真空静置排气处理以及取样分析的步骤；当所述成分配比符合设计要求时，进行铸造成型获得铝合金。本专利技术通过在排气精炼的步骤之后，取样分析的步骤之前，使所制备的铝合金料进行真空静置排气处理，使熔融状态的铝合金料充分熔炼，并释放气体杂质，从而降低了铝合金料中残留的杂质含量，提高了所获得的铝合金的质量。此外，制备过程中对所述铝合金料进行真空静置排气处理还可以使熔融的铝料和所加入的合金料混合充分，从而改善铝合金的成分偏析的问题，提高所获得铝合金的质量。因此，本专利技术所获得的铝合金主元素混合均匀，杂质含量低，能够满足半导体材料成分的要求。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。参考图1，示出了本专利技术半导体用铝合金的制备方法一实施例的流程图。首先执行步骤S100，提供铝料和合金料。所述铝料为基体材料，根据设计需要，在铝料中添加相应的合金料，经过熔炼处理获得半导体用的铝合金。需要说明的是，本实施例中，以高纯铝硅铜合金的制备为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体用铝合金的制备方法，其特征在于，包括：提供铝料和合金料；熔化所述铝料；向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼；对所述铝合金料进行真空静置排气处理；对所述铝合金料进行取样分析，判断所述铝合金料的成分配比是否符合设计要求；当所述成分配比不符合设计要求时，根据分析结果再次加入合金料或者铝料以使所述铝合金料的成分配比符合设计要求，并重新执行上述搅拌扒渣、排气精炼、真空静置排气处理以及取样分析的步骤；当所述成分配比符合设计要求时，进行铸造成型获得铝合金。

【技术特征摘要】
1.一种半导体用铝合金的制备方法，其特征在于，包括：提供铝料和合金料；熔化所述铝料；向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料，并依次进行搅拌扒渣、排气精炼；对所述铝合金料进行真空静置排气处理；对所述铝合金料进行取样分析，判断所述铝合金料的成分配比是否符合设计要求；当所述成分配比不符合设计要求时，根据分析结果再次加入合金料或者铝料以使所述铝合金料的成分配比符合设计要求，并重新执行上述搅拌扒渣、排气精炼、真空静置排气处理以及取样分析的步骤；当所述成分配比符合设计要求时，进行铸造成型获得铝合金。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤包括：进行真空静置排气处理时的真空度范围在0.01Pa到0.001Pa范围内。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述铝合金料进行真空静置排气处理的步骤包括：静置排气时间在30min到150min范围内。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝料的化学纯度为5N5。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝料为固态块状。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述合金料中元素的质量等级不小于99.99％。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述合金料为粉体料。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，熔化所述铝料的步骤之后，向熔融的铝料内添加合金料形成铝合金料的步骤之前，所述制备方法还包括：通入作为精炼剂和载体的惰性气体。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，通入所述惰性气体的步骤包括：所述惰性气体的流量为2～20升/分钟，气体压力为1～6kg/cm2。11.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴景晖，姚力军，张卫嘉，
申请(专利权)人：宁波创润新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33