大尺寸制造技术

本发明专利技术属于合金靶坯制备技术领域，公开了一种大尺寸

【技术实现步骤摘要】
大尺寸、细晶粒的CoZrTa合金靶坯的制备方法


[0001]本专利技术属于合金靶坯制备
，具体涉及大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯的制备方法
。

技术介绍

[0002]钴基合金薄膜材料具有高磁导率
、
高饱和磁化强度
、
高电阻率
、
高截止频率
、
低矫顽力等特性，是微电感元器件
、
磁记录元器件的理想原材料
。
随着消费电子如手机
、
通讯等数码产品的要求提高和手机行业的竞争加剧，国内外市场对电感器件的需求迅速提升，要求更精密的滤波器
、
电感器等
。
[0003]CoZrTa
合金是一种重要的软磁材料，具有较好的磁化特性，是新一代信息技术产业磁记录材料的重要原材料之一
。
半导体产业对靶材的品质要求非常高，随着更大尺寸的晶圆片制造出来，相应地要求靶材也朝着大尺寸方向发展
。
通常靶材尺寸越大
、
致密度越高，技术难度就越大
。
[0004]专利文献
CN201911149326.X
公开了一种钴钽锆合金靶材的制备方法及其应用，通过成分设计
、
高真空垂熔
+
高真空电子束熔炼
、
三维等温热锻开坯和变角度控制轧制工艺等制备出氧含量
≤15 ppm、
平均晶粒度为5～
20
μ
m
的靶材，靶材中相分布均匀，透磁率大于
40
％，透磁率不均匀性小于2％
。
该制备工序复杂，需要使用多种熔炼方式，不适用大尺寸的靶材制备
。
专利文献
CN202010330861.1
公开了一种钴钽锆靶材的制备方法，按照靶材所需的配比称量
Co、Zr
和
Ta
原材料，进行磁悬浮感应熔炼，再进行真空熔炼，精炼浇铸后得到铸锭，最后热轧加工后得到靶材，适用于小尺寸的靶材制备
。
专利文献
CN202110498032.9
公开了一种
CoZrTa
合金靶坯及靶材的制备方法，按照配比称量需要的原料，原料包含
Co
片
、Ta
片和
Zr
颗粒，按照层层叠加的方式，底层和最上层为
Co
片，中间
Ta
片层和
Zr
颗粒层不能为相邻层，将原料置于水冷铜坩埚内熔炼合金后快速浇铸冷却成型，特定的加料方式可以确保一次熔炼就能得到均匀熔体，避免繁琐的熔炼过程，但当靶材尺寸较大时，这种熔炼的冷却方式不能得到细晶粒的靶材
。
总的来说，目前制备
CoZrTa
合金靶材的过程繁琐，且针对大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶材的制备过程无相关报导
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯的制备方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供以下具体的技术方案
。
[0007]一种大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯的制备方法，包括以下步骤：（1）真空熔炼
Co、Zr、Ta
原料，浇铸，得到毛坯；（2）将毛坯进行挤压成型，挤压温度为
1250~1350℃
，挤压比为
2~3
：1，挤压速度为
1~15mm/min
；（3）挤压成型后，毛坯自然冷却至室温；（4）热轧
、
矫平毛坯；热轧
4~8
道次，然后矫平
2~4
次；热轧的温度为
1100~1250℃
，矫
平的温度为
1000~1050℃
；（5）控制毛坯以
5~15℃/min
冷却至室温；（6）对毛坯进行表面加工，得到靶坯
。
[0008]在进一步的优选方案中，
CoZrTa
合金靶坯中
Co
的含量为
90~92at%
，
Zr
的含量为
3.5~4.5at%
，余量为
Ta。
[0009]在进一步的优选方案中，浇铸得到的毛坯的尺寸为：长
×
宽
×
高为（
270~300
）
mm
×
（
270~300
）
mm
×
（
75~80
）
mm。
[0010]在进一步的优选方案中，挤压成型后的毛坯的厚度为
45~50mm。
[0011]在进一步的优选方案中，热轧压下量为
4~6 mm/
道次
。
[0012]在进一步的优选方案中，热轧
、
矫平后的毛坯的厚度为
16~25mm。
[0013]在进一步的优选方案中，
CoZrTa
合金靶坯的尺寸为：长
×
宽
×
高为（
500~550
）
mm
×
（
500~550
）
mm
×
（
12~16
）
mm
；
CoZrTa
合金靶坯的晶粒尺寸分布在
5.3~16.65
μ
m
的范围
。
[0014]本专利技术具有以下明显的有益效果：本专利技术对浇铸得到的毛坯采用挤压
‑
冷却
‑
热轧
‑
矫平
‑
冷却的工艺，在挤压过程中，
Co、Zr、Ta
合金会产生大量的细小相，这些细小相有利于晶粒成核并抑制挤压过程中的晶粒成长
。
挤压之后，进一步和热轧
、
矫平时的温度
、
以及冷却速度共同配合，抑制晶粒长大，得到细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯
。
[0015]本专利技术提供的制备方法工艺简单，易操作，现有生产设备和生产场地即可满足要求
。
[0016]本专利技术提供的制备方法可以制备得到大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
靶坯，可进一步满足半导体行业的要求
。
[0017]本专利技术通过简单的工艺解决了制备大尺寸靶坯的难题，推动了行业进步
。
附图说明
[0018]图1为实施例1得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）真空熔炼
Co、Zr、Ta
原料，浇铸，得到毛坯；（2）将毛坯进行挤压成型，挤压温度为
1250~1350℃
，挤压比为
2~3
：1，挤压速度为
1~15mm/min
；（3）挤压成型后，毛坯自然冷却至室温；（4）热轧
、
矫平毛坯；热轧
4~8
道次，然后矫平
2~4
次；热轧的温度为
1100~1250℃
，矫平的温度为
1000~1050℃
；（5）控制毛坯以
5~15℃/min
冷却至室温；（6）对毛坯进行表面加工，得到靶坯
。2.
如权利要求1所述的大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯的制备方法，其特征在于，
CoZrTa
合金靶坯中
Co
的含量为
90~92at%
，
Zr
的含量为
3.5~4.5at%
，余量为
Ta。3.
如权利要求1所述的大尺寸
、
细晶粒的
CoZrTa
合金靶坯的制备方法，其特征在于，浇铸得到的毛坯的尺寸为：长
×
宽
×
高为（
270~300
）
mm
×
（
270~300
）<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡新志，张磊，童培云，朱刘，
申请(专利权)人：先导薄膜材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：