一种溅射靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种溅射靶材及其制备方法，该溅射靶材包括靶材本体和包裹靶材本体底部及外侧的焊接壳。所述焊接壳为通过搅拌摩擦焊或电子束焊接实现与靶材本体间紧密结合。溅射靶材的制备方法包括：步骤一：靶材本体底部贴覆金属板，靶材本体的周向嵌套金属环，使得靶材本体嵌入金属板与金属环所形成的凹槽空间；步骤二：焊接金属环、靶材本体和金属板的边缘，及焊接金属板与靶材本体的底部区域，即形成包裹靶材本体外侧和底部的焊接壳。该发明专利技术制备的溅射靶材在具有长寿命的同时，硬度显著提高。硬度显著提高。硬度显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种溅射靶材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体靶材制造
，具体涉及一种溅射靶材及其制备方法。

技术介绍

[0002]溅射靶材是半导体集成电路制备过程中重要的原材料之一，靶材的材质主要包括Al、Ni、Cu、Ti及合金，主要用于集成电路中接触、通孔、互连线等物理气相沉积薄膜的制备。
[0003]通过磁控溅射形成材料表面材料沉积的过程为：用加速的离子轰击靶材(待溅射的材料)表面，使靶材表面的原子离开靶材后沉积在基底表面，被轰击的固体是溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。
[0004]在溅射靶材的使用过程中，外观尺寸、形状的变化会直接影响靶材使用寿命，为了降低集成电路制作成本，提高靶材寿命，如何保证溅射靶材的形状及尺寸成为降低生产成本，提高靶材寿命的关键因素之一。但是，在现有的长寿命靶材中，由于溅射靶材主要由高纯度材质制成，此类高纯材质通常强度、硬度低，在溅射轰击中容易产生形变，严重降低了溅射靶材的使用寿命，本申请就是针对上述溅射靶材硬度低，使用中容易出现形变的缺陷提出一种靶材的改进方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种溅射靶材及其制备方法，以解决现有技术中长寿命高纯度靶材硬度低，使用中容易发生形变导致其使用寿命缩短的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种溅射靶材，该溅射靶材包括靶材本体和焊接包裹靶材本体底部及外侧的焊接壳。
[0008]进一步地，所述焊接壳为通过搅拌摩擦焊或电子束焊接实现与靶材本体间紧密结合。
[0009]进一步地，包覆靶材本体外侧的焊接壳厚度大于包覆靶材本体底部的焊接壳厚度。
[0010]进一步地，所述焊接壳对靶材本体的外侧部分包裹。
[0011]进一步地，所述焊接壳底部边缘位置开设螺纹孔。
[0012]另一方面，本专利技术还提供了一种溅射靶材的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0013]步骤一：靶材本体底部贴敷金属板，靶材本体的周向嵌套金属环，使得靶材本体嵌入金属板与金属环所形成的凹槽空间；
[0014]步骤二：焊接靶材本体与金属环和金属板的边缘部，及焊接金属板与靶材本体底部的接触区域，从而形成包裹靶材本体外侧和底部的焊接壳。
[0015]进一步地，所述制备方法还包括步骤三：切割位于靶材本体外侧的焊接壳上边缘，及在焊接壳底部边缘位置加工螺纹孔。
[0016]进一步地，所述焊接为搅拌摩擦焊接或电子束焊接；当采用搅拌摩擦焊接方式进
行靶材底部与金属板接触面焊接时，搅拌搅拌头伸入至接触面深度旋转融化两种材料实现融合，该搅拌头行进轨迹是螺旋线或放射线。
[0017]进一步地，所述金属板为铝合金板，所述金属环为铝合金环。
[0018]进一步地，所述靶材本体的厚度为30
‑
40mm，金属板的厚度为20
‑
30mm，金属环的厚度为15mm。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术的溅射靶材及其制备方法，通过在靶材本体的底部和周向将靶材本体与铝合金背板紧密焊接固定，使得靶材本体的底部和外侧被紧密连接的焊接壳所包裹，从而实现了以下优势：一是提高了靶材整体硬度，有效解决了长寿命靶材的水冷面硬度低，容易变形的技术问题；二是靶材本体与焊接壳熔为一体，靶材本体与焊接壳结合紧密牢固；三是靶材本体底部的焊接壳厚度较薄，在提高靶材硬度的同时，不会影响靶材的长寿命。
附图说明
[0021]图1为靶材本体与金属板、金属环的装配示意图；
[0022]图2为实施例1的溅射靶材的结构示意图；
[0023]图3为实施例2的溅射靶材的结构示意图；
[0024]图4为实施例3的溅射靶材的结构示意图；
[0025]图5为焊接轨迹的示意图；
[0026]图6为另一焊接轨迹的示意图；
[0027]图7为溅射靶材的硬度测试图。
[0028]图中，1
‑
靶材本体；2
‑
焊接壳；21
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螺纹孔；3
‑
金属板；4
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金属环。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制，本专利技术中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如可以固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，也可以电连接可以通过具体情况理解术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]实施例1
[0032]本实施例中公开了一种溅射靶材，该溅射靶材包括靶材本体1和包裹靶材本体1底部及外侧的焊接壳2。
[0033]具体的，所述焊接壳2为通过搅拌摩擦焊实现与靶材本体1间紧密结合，靶材底部与金属板接触面焊接时，搅拌搅拌头伸入至接触面深度后旋转融化两种材料实现融合，该
搅拌头行进轨迹是螺旋线或放射线，如图5或图6。
[0034]具体的，包覆靶材本体1外侧的焊接壳2厚度大于包覆靶材本体1底部的焊接壳2厚度。
[0035]具体的，所述焊接壳2对靶材本体1的外侧部分包裹，优选的，焊接壳2对靶材本体1外侧的下半部分包裹。
[0036]如图所示，该实施例中的溅射靶材为上窄下宽的阶梯型，包裹靶材本体1底部的焊接壳2为圆形结构，包裹靶材本体1外侧的焊接壳2为圆环结构，靶材本体1的上端面和下端面均为圆形，且上端面的直径小于下端面的直径，靶材本体1的上端面周向与包裹靶材本体1外侧的焊接壳2的内侧通过斜线连接。
[0037]所述焊接壳2底部边缘位置开设螺纹孔21。优选的，包裹靶材本体1外侧焊接壳2的底部开设至少一个螺纹孔21，螺纹孔21沿靶材本体1的外周均布，且贯穿焊接壳2，螺纹孔21为上宽狭窄的阶梯型螺纹孔，用于固定溅射靶材。
[0038]上述溅射靶材的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0039]步骤一：靶材本体1底部贴敷金属板3，靶材本体1的周向嵌套金属环4，使得靶材本体1嵌入金属板3与金属环4所形成的凹槽空间；
[0040]步骤二：焊接靶材本体1与金属环4和金属板3的边缘部，及焊接金属板3与靶材本体1的底部接触面区域，即形成包裹靶材本体1外侧和底部的焊接壳2。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溅射靶材，其特征在于，该溅射靶材包括靶材本体(1)和焊接包裹靶材本体(1)底部及外侧的焊接壳(2)。2.根据权利要求1所述溅射靶材，其特征在于，所述焊接壳(2)为通过搅拌摩擦焊或电子束焊接实现与靶材本体(1)间的紧密结合。3.根据权利要求1所述溅射靶材，其特征在于，包覆靶材本体(1)外侧的焊接壳(2)厚度大于包覆靶材本体(1)底部的焊接壳(2)厚度。4.根据权利要求1所述溅射靶材，其特征在于，所述焊接壳(2)对靶材本体(1)的外侧部分包裹。5.根据权利要求3所述溅射靶材，其特征在于，所述焊接壳(2)底部边缘位置开设螺纹孔(21)。6.一种权利要求1
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5任一项所述溅射靶材的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤一：靶材本体(1)底部贴敷金属板(3)，靶材本体(1)的周向嵌套金属环(4)，使得靶材本体(1)嵌入金属板(3)与金属环(4)所形成的凹槽空间；步骤二：焊接靶材本体(1)与金属环(4)和金属板(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：大岩一彦，姚科科，山田浩，
申请(专利权)人：浙江最成半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：