CN1500907A - 由一种硅基合金制造一种溅射靶的方法、溅射靶及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造溅射靶的方法，所述溅射靶由一种含有重量百分比(wt.％)为5－50％的铝的硅合金制成，本发明还涉及这种溅射靶及其应用。为了提供以尽可能以有利的成本制造一种管状的溅射靶的方法和一种溅射靶，这种方法的特征在于，采用了浇铸技术，通过在真空中熔化和浇铸来制造靶材料，其中该浇铸在一个筒状的铸模中进行。

Description

由一种硅基合金制造一种溅射靶的方法、溅射靶及其应用
技术领域
本发明涉及由一种含重量百分比(wt.％)为5-50％的铝的硅基合金制造一种溅射靶的方法、一种溅射靶及其应用。
背景技术
将含有一定重量百分比的铝的硅基合金用作薄膜技术中的溅射靶是很久以来的公知技术(US5094288A，DE19810246A1)。除了起初使用的平靶以外，为了制造活性溅射的Si3N4或SiO2，通常还使用旋转靶(EP0070899)。这种旋转靶通常通过等离子喷射法制成(US5853816A)。在这种方法中，在一个支撑管中或者喷上Si和铝的元素粉末组成的混合物，或者喷上其合金粉末(DE10140589)。
这样得到的SiAl管靶只能达到大约6至8mm厚的Si(Al)壁强度，因为在厚度较大的情况下，等离子喷射时的高热的负荷会将其拉断。此外，DE10063383C1公开了一种由金属浇铸而成的管靶，其中的外靶层由一种熔点最高为800℃的金属制成，浇铸材料从下面注入模具中。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造管状溅射靶的方法以及一种溅射靶，通过本发明可以有利成本地制造溅射靶。本发明的另一个目的是提供这种靶的一种应用。
本发明方法的特征在于，采用浇铸技术通过在真空中熔化和浇铸来制造靶材料，其中该浇铸是在一个空心的筒状铸模中进行。该铸模具有一外壁和一内芯，使得靶材料浇注在外壁和内芯之间。内芯和外壁优选同轴对称设置，并具有一环形横截面。优选的是，所述浇铸在一个薄壁铸模中进行。有利的是，将浇铸而成的管段焊接或粘接在一个支撑管上，必要时对所述管段进行机加工后再将其焊接或粘接在支撑管上。出人意料地是，用下落浇铸的方式铸造该管段是有利的。通过这种方法特别是通过铝添加物可以制成无瑕疵的管状溅射靶，这种靶可用于阴极射线管。
所述筒状铸模的壁厚只比所要的靶的壁厚略大一点。用下落铸造法向筒状铸模中浇铸。尽管熔解间隔大得违反常规，为577℃至最高1380℃，其还是可以令人惊奇地得到宏观上均匀的浇铸体，这种浇铸体具有更细微的孔隙率，特别是在从铸模中取出后得到一种无裂纹的管段。
将该管状铸件的头分离。这种铸件的外径和内径都要加工出靶所需的尺寸。
然后以下面的方式装配整个管状靶，将上述管状靶同心地套在支撑管上，并通过焊接或粘接组装成一整长的靶。
下面结合附图中示出的实施例描述本发明。
附图说明
图1示意性地示出了浇铸过程；以及
图2示出了一管状溅射靶的横截面。
具体实施方式
制造一个筒状石墨铸模，其由直径为131mm的石墨芯1和一内径为158mm，外径为170mm，高度为600mm的外壁2构成。在真空中熔化一种含重量百分比(gew.％)为90％的硅和重量百分比(gew.％)为10％的铝的合金3。在该合金组分完全液化后，将熔融物的温度稳定在1430℃。将预热到300℃的石墨铸模移入真空熔化室，并借助于一个浇铸漏斗4将液化的合金注入铸模的空腔中。在熔融物固化并且铸件冷却到300℃以下之后，将铸模从炉中取出。不仅铸模的内芯，而且其外壳都可以借助于一台液压机从铸件上取下。将筒状铸件长度大约为100mm的头部锯掉。将铸件的内径车削为134mm，将其外径车削为154mm。借助于电化学分离将车削好的铸件的内侧镀以镍条和铜，使其金属化。将金属化后的硅铝管件5以铟焊剂(Indiumlos)润湿，然后移到同样已经金属化并预先润湿的支撑管4上。将由硅铝管段和支撑管构成的整个靶加热到180℃的焊接温度，在内管的外径与硅铝铸件的内径之间的间隙中充入液态的铟6。将整个管慢慢地冷却，然后去除过剩的焊剂，并在一个外径磨削机上磨削到靶的最终尺寸(d＝152mm)。将制成的靶装到一个商业上常用的阴极射线管上，并用于制造氧化或氮化的硅层。

Claims (7)

1.制造一种溅射靶的方法，所述溅射靶由一种含有重量百分比为5-50％的铝的硅基合金构成，其特征在于，所述靶的材料利用浇铸技术通过在真空中熔化和浇铸制成，所述浇铸在一个中空筒状铸模中进行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇铸在一个薄壁的铸模中进行。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将浇铸形成的管件焊接或粘接在一支撑管上。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述管件在机械加工之后焊接或粘接在支撑管上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，用下落浇铸法浇铸管件。
6.按照权利要求1～5中任一项所述的方法制成的溅射靶。
7.权利要求6的管状靶应用在阴极射线管中。
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