【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粉末冶金溅射靶和其生产方法
技术介绍
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2018年3月5日提交的在先美国临时专利申请No.62/638,328、2019年1月17日提交的美国临时专利申请No.62/793,418、和2018年7月3日提交的美国临时专利申请No.62/693,540的权益，将其完全引入本文作为参考。本专利技术涉及溅射靶和其它金属制品以及其制造方法。更具体地，本专利技术涉及用于形成由包括球形金属粉末的金属粉末制成的粉末冶金溅射靶和其它冶金制品的方法、和所得产品。溅射靶被用于许多用途，包括产生金属或化合物的薄膜。在溅射过程中，将源材料用等离子体离子进行轰击，所述等离子体离子从溅射靶的表面逐出或排出原子。所排出的原子沉积在基底的顶上以形成典型地为数个原子层厚的膜覆盖物。溅射靶可由电子管金属(valvemetal)材料和其它金属材料制成。电子管金属通常包括钽、铌、及其合金，并且还可包括第IVB、VB、和VIB族的金属及其合金。电子管金属由例如如下描述：Diggle，“OxidesandOxideFilms”，第1卷，第94-95页，1972，MarcelDekker,Inc.,NewYork，将其完全引入本文作为参考。半导体技术是钽溅射靶的大的市场。半导体是微电子器件类的构件(buildingblock)，所述微电子器件包括见于大型计算机、工作站、和PC中的微处理器，用于手机和电信设备的数字信号处理器，和用在数字组织者、照相机、和电器中的专用集成电路。受成本、器件尺寸方面的连续降低和改善的...
【技术保护点】
1.形成粉末冶金制品的方法，包括：/n通过粉末冶金技术将包括球形金属粉末的金属粉末固结为固结体以形成冶金制品；和/n任选地热处理所述固结体；其中所述球形金属粉末包含/na.球形形状，其中所述粉末具有1.0-1.4的平均纵横比；/nb.基于所述金属粉末的不包括气体杂质在内的总重量，至少99重量％金属的金属纯度；/nc.约0.5微米-约250微米的平均颗粒尺寸；/nd.约4g/cc-约19.3g/cc的表观密度；/ne.与所述金属相差不超过±3％的真密度；和/nf.40秒或更少的霍尔流速。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180305 US 62/638,328;20180703 US 62/693,540;20191.形成粉末冶金制品的方法，包括：
通过粉末冶金技术将包括球形金属粉末的金属粉末固结为固结体以形成冶金制品；和
任选地热处理所述固结体；其中所述球形金属粉末包含
a.球形形状，其中所述粉末具有1.0-1.4的平均纵横比；
b.基于所述金属粉末的不包括气体杂质在内的总重量，至少99重量％金属的金属纯度；
c.约0.5微米-约250微米的平均颗粒尺寸；
d.约4g/cc-约19.3g/cc的表观密度；
e.与所述金属相差不超过±3％的真密度；和
f.40秒或更少的霍尔流速。
2.如权利要求1所述的方法，其中使用所述热处理。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述热处理为一个或多个烧结步骤或者一个或多个退火步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述固结产品为溅射靶。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括机加工所述固结产品。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括使所述固结产品经历一个或多个机械或热机械加工步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述方法在不存在任何机械或热机械加工步骤的情况下进行。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末具有小于350ppm的氧水平。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末具有小于200ppm的氧水平。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述平均纵横比为1.0-1.25。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述平均纵横比为1.0-1.1。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述纯度为至少99.995重量％金属。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述平均颗粒尺寸为约0.5微米-约10微米。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述平均颗粒尺寸为约5微米-约25微米。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述平均颗粒尺寸为约15微米-约45微米。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述平均颗粒尺寸为约35微米-约75微米。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述平均颗粒尺寸为约55微米-约150微米。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述平均颗粒尺寸为约105微米-约250微米。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末具有以下性质的至少一种：
a.约5微米-25微米的D10尺寸；或
b.约20微米-80微米的D90尺寸。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末选自钽、铌、铝、铜、钛、镁、钨、金、银、钴、锆、硅、铼、钼、或其合金、或者其任意组合。
21.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末包含或选自BBC金属。
22.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末进一步包含非球形金属粉末。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述非球形金属粉末包含角状金属粉末、薄片金属粉末、或者结节状金属粉末。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述金属粉末包含1重量％-99重量％的所述球形金属粉末和1重量％-99重量％的所述非球形金属粉末。
25.如权利要求22所述的方法，其中所述金属粉末包含25重量％-75重量％的所述球形金属粉末和25重量％-75重量％的所述非球形金属粉末。
26.如权利要求22所述的方法，其中所述金属粉末包含50重量％-99重量％的所述球形金属粉末和1重量％-50重量％的所述非球形金属粉末。
27.如权利要求22所述的方法，其中所述金属粉末包含75重量％-99重量％的所述球形金属粉末和1重量％-25重量％的所述非球形金属粉末。
28.如权利要求1所述的方法，其中所述球形金属粉末包含基于平均颗粒尺寸的至少两种不同尺寸级分。
29.如权利要求1所述的方法，其中所述球形金属粉末包含具有约10微米-约25微米的平均颗粒尺寸的第一尺寸级分、和约26微米-约45微米的第二尺寸级分。
30.如权利要求1所述的方法，其中所述固结产品为坯形状，并且所述方法进一步包括将所述坯分割成各自具有溅射靶形状的多个圆盘。
31.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
a.在惰性气氛中，等离子体热处理起始金属粉末，以将所述起始金属粉末的至少外表面至少部分地熔融以获得经热处理的金属粉末，和
b.将所述经热处理的金属粉末在惰性气氛中冷却以获得所述金属粉末。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述起始金属粉末为钽粉末。
33.如权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末具有500ppm或更低的氧含量并且具有至少约40ppm的氮含量。
34.如权利要求1所述的方法，其中所述固结是在不超过所述金属粉末的0.7TH的温度下。
35.如权利要求1所述的方法，其中所述固结包含用约30,000-约90,000psi的压缩力将所述金属粉末压缩至理论密度的约80％-约100％。
36.如权利要求1所述的方法，其中所述粉末冶金技术包含热等静压压制或冷等静压压制或真空热压。
37.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：CM桑盖尔，AD阿比德，S克劳斯，
申请(专利权)人：全球先进金属美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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