镍靶坯及靶材的制造方法技术

一种镍靶坯及靶材的制造方法，所述镍靶坯的制造方法包括：提供镍锭；对所述镍锭进行锻造；对锻造后的镍锭进行压延，形成镍靶坯；对所述镍靶坯进行退火，所述退火的温度为300℃～500℃，保温时间为1～2h。本发明专利技术技术方案制造的镍靶坯内部组织比较均匀，晶粒细小，且采用所述镍靶坯制造半导体用镍靶材，溅射镍靶材形成的薄膜的质量较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及靶材加工领域，特别是一种。
技术介绍
物理气相沉积(PVD，Physical Vapor D印osition)被广泛地应用在光学、电子、信息等高端产业中，例如集成电路、液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、工业玻璃、 照相机镜头、信息存储、船舶、化工等。PVD中使用的金属靶材则是集成电路、液晶显示器等制造过程中最重要的原材料之一。随着PVD技术的不断发展，对金属靶材需求量及质量要求日益提高，金属靶材的晶粒越细，成分组织越均勻，其表面粗糙度越小，通过PVD在硅片上形成的薄膜就越均勻。 此外，形成的薄膜的纯度与金属靶材的纯度也密切相关，故PVD后薄膜质量的好坏主要取决于金属靶材的纯度、微观结构等因素。镍(Ni)靶材是一种比较典型的金属靶材，由于镍靶材的抗腐蚀性能好，电磁屏蔽性能好，并可以作为能源材料使用等重要的特性，故被广泛地应用在PVD中，例如镍可以用在其他金属表面作为装饰和保护镀层使用，在镍氢电池中使用的最重要的原材料海绵镍，也可以通过对镍靶材进行真空溅射的方式产生，在电磁屏蔽材料中使用的柔性导电布表面也使用镍靶作为溅射源，此外，在塑料镀金属膜、建筑玻璃镀金属膜等领域也都大量地使用了镍靶材。镍靶材由镍靶坯与背板焊接而成，而镍靶坯则是对镍锭进行相应的加工获得的， 因此，镍靶坯的内部结构、晶粒的尺寸成为最终获得的镍靶材是否能够满足半导体溅射需求的关键因素。就目前而言，镍锭在用于制造镍靶坯时，其纯度要求在4N(Ni含量不低于 99. 99%)以上。而现有技术中，将高纯的镍锭进行塑性变形以达到制造半导体用高纯镍靶坯的加工工艺涉及较少，因此，如何制造出适于半导体用高纯镍溅射靶材的镍靶坯成为目前亟待解决的问题之一。关于半导体用靶材的相关技术可以参见公开号为CN1012M496A的中国专利申请，其公开了一种在低成本下制造出高质量的溅镀靶材的制造方法。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种镍靶坯的制造方法，以获得内部结构均勻、晶粒细小，符合用于制造半导体用镍靶材的镍靶坯。为解决上述问题，本专利技术提供一种镍靶坯的制造方法，包括提供镍锭；对所述镍锭进行锻造；对锻造后的镍锭进行压延，形成镍靶坯；对所述镍靶坯进行退火，所述退火的温度为300°C 500°C，保温时间为1 池。可选的，所述镍靶坯的制造方法，还包括在对所述镍锭进行锻造前，将所述镍锭加热到再结晶温度以上，所述再结晶温度为320°C 380°C。可选的，所述镍靶坯的制造方法，还包括对退火后的镍靶坯进行冷却。可选的，所述冷却方式为水冷，冷却时间为30 60s。可选的，所述压延包括冷压或热压。可选的，所述对锻造后的镍锭进行压延包括对锻造后的镍锭进行多道次压延。可选的，每道次的压延量为镍锭高度的10% 20%。可选的，每道次压延后旋转预设角度再进行压延。可选的，所述镍靶坯的制造方法，还包括在对锻造后的镍锭进行压延前，对锻造后的镍锭进行退火。为解决上述问题，本专利技术还提供一种镍靶材的制造方法，包括采用上述的镍靶坯制造方法获得镍靶坯；将所述镍靶坯进行机械加工；将机械加工后的镍靶坯与背板进行焊接。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点通过对镍靶坯进行退火，且所述退火的温度为300°C 500°C，保温时间为1 2h。 在很大程度上改善了镍靶坯的物理性能，使得最终获得的镍靶坯的内部组织比较均勻，成品率高，进而使得采用所述镍靶坯制造半导体用镍靶材时，溅射镍靶材形成的薄膜的质量较好。对退火后的镍靶坯进行冷却，使得退火后的晶粒停止生长，进而使得最终获得的镍靶坯的晶粒细小，且分布均勻。通过对锻造后的镍锭进行多道次压延，使得获得的镍靶坯内部应力分布均勻，故， 镍靶坯不会产生裂纹，生产出了符合需求的镍靶坯，减少了因镍靶坯不符合半导体镍靶材用镍靶坯的要求而导致的材料的浪费。附图说明图1是本专利技术实施例的镍靶坯的制造方法的流程图；图2是本专利技术实施例的镍靶材的制造方法的流程图。具体实施例方式正如
技术介绍
中所描述的，现有技术中通过将高纯的镍锭进行塑性变形以达到制造半导体用高纯镍靶坯的加工工艺涉及较少，因此，专利技术人提出，通过对镍锭进行锻造、压延、退火的方式制造镍靶坯。进一步地，专利技术人经过长期不懈的刻苦钻研确定，对镍靶坯进行退火工艺的参数对于最终形成的镍靶坯的性能起到了决定性的因素，因此，可以根据最终要获得的符合溅射用的镍靶坯的各项参数，进而控制退火工艺的参数，来获得符合需求的镍靶坯。请参见图1，图1是本专利技术实施例的镍靶坯的制造方法的流程图，如图1所示，所述镍靶坯的制造方法包括步骤Sll:提供镍锭。步骤S12 对所述镍锭进行锻造。步骤S13 对锻造后的镍锭进行压延，形成镍靶坯。步骤S14 对所述镍靶坯进行退火，所述退火的温度为300°C 500°C，保温时间为 1 2h。执行步骤S11，本实施例中提供的镍锭为纯度大于或等于4N(Ni含量不低于 99. 99% )的高纯镍锭。为了能够消除镍锭内部的原始铸造组织疏松等铸造缺陷，优化镍锭内部的微观组织结构，具体地，将镍锭的柱状晶破碎为细晶粒，修复镍锭内部的气孔，进而使其内部结构由疏松变为紧实，执行步骤S12，对所述镍锭进行锻造，且在对所述镍锭进行锻造前，需要将所述镍锭加热到再结晶温度以上，再结晶一般是指退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒-再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失，金属或合金的性能也发生显著变化，这一过程称为再结晶。其中，开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。一般来讲，所述再结晶温度则是指开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值。所述镍锭的再结晶温度为320°C 380°C，本实施例中优选地加热所述镍锭到350°C以上。本实施例中，可以对所述镍锭进行多次锻造，且进行多次锻造后的镍锭的尺寸因根据后续对镍锭进行压延时，压延的道次、每道次的压延量以及最终获得的压延后的镍靶坯的尺寸而定。且，为了能够消除锻造后的镍锭内部的残余应力及内部的组织缺陷，需要对锻造后的镍锭进行退火，退火的温度可以略高于镍的再结晶温度，本实施例中，退火温度为 450500°C，保温时间为2 3小时(h)。执行步骤S13，对锻造后的镍锭进行压延，具体地，就是对锻造后且经过退火的镍锭进行压延。本实施例中采用压延机对退火后的镍锭进行压延，且既可以采用冷压的方式对所述镍锭进行压延，也可以采用热压的方式对所述镍锭进行压延，所述压延为多道次压延，压延的道次可以由实际情况而定，每道次的压延量可以不同也可以相同，本实施例中， 每道次的压延量均相同，均为待压延的镍锭高度的10% 20%，且为了使得压延后的镍靶坯的各个部分比较均勻和一致，优选地，对所述镍锭每进行一道次压延，都会对压延后的镍锭旋转预设角度后再进行下一道次的压延，本实施例中，所述预设角度在30° 150°之间。通过对镍锭进行多道次压延，进而可以使得镍靶坯内部的应力分布均勻，因此，形成的镍靶坯不会产生裂纹，符合半导体用镍靶材的需求，由于形成的镍靶坯不会产生裂纹，因此，也减少了生产过程中镍材料的浪费，降低了生产成本。通过上述的压延方式，对镍锭进行了压延，形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，相原俊夫，大岩一彦，潘杰，王学泽，袁海军，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：