CN1768157A - 溅射靶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种由相同材料制成的金属薄片的对接制成的溅射靶被提供，其中连接部分中的金属互化物具有的平均颗粒直径是非连接部分中的金属互化物平均颗粒直径的60％至130％。在溅射靶中，连接部分中的金属互化物的平均颗粒直径与非连接部分中的近似相同。

Description

溅射靶及其制备方法
技术领域
本发明涉及溅射靶(sputtering target)及其制备方法，尤其是在生产大液晶显示器或类似物中被使用的大溅射靶及其制备方法。
背景技术
最近，为了增加液晶显示器的尺寸并降低成本，液晶面板制造商使用尺寸大于1平方米的玻璃基片用于液晶显示器。在未来，由于显示尺寸增加的发展，尺寸大约2平米的玻璃基片也将被使用。
液晶显示器中的布线层是由溅射形成的。在溅射过程中，尺寸略微大于玻璃基片的溅射靶(下文简称为靶)通常被使用。例如，当布线层被形成在尺寸约为1,100mm×1,250mm的玻璃基片上时，大约1,431mm×1,650mm的非常大的靶被使用。
通常，溅射必须被符合要求地形成，而没有引起异常放电或类似情况，另外，具有均匀组成、均匀厚度的薄膜或类似物必须通过溅射形成。为了满足这些需要，溅射靶必须具有均匀组成、均匀金相结构或类似要求。
溅射靶的制造通常包括制造金属材料的方法和加工合成的金属材料以形成预定形状的方法。制造金属材料方法的例子包括熔融浇铸法、粉末成型法以及喷射形成法。加工合成的金属材料的方法的例子包括热等静压(HIP)法、锻造法以及滚压法，这些方法被组合使用。
然而，当具有均匀组成的大溅射靶或类似物被制造时，下述问题发生了：在上述制造中设备可能受到限制，或者当溅射靶由大规模设备生产时，不能获得精细和均匀的金相结构或类似物。
例如，在含有以金相结构分散的金属互化物的溅射靶中，金属互化物优选精细、均匀分散。当金属材料由熔融浇铸法制造时，通常需要对熔融的金属材料淬火，以精细、均匀分散金属互化物。然而，在制造大靶时，由于熔融材料的过多用量，符合要求的淬火效果难于获得。因此，精细、均匀分散金属互化物是困难的。另外，考虑到例如坯料的尺寸和形状等原因，制造设备是受到局限的。
当金属材料由粉末成型法或喷射形成法制造时，需要后续的HIP处理，以压实金属材料。然而，在制造大金属材料时，因为HIP设备的限制，将被形成的金属材料的尺寸被不利地限制了。
到目前为止，在用于制造大靶(厚度：大约6至大约20mm)的尝试中，用焊条焊接两种金属薄片的方法被研究了。此外，作为不需要焊条的焊接方法，电子束焊接、激光焊接和类似方法也被研究了。
然而，在这些方法中，形成在金属薄片表面的焊接气体的滞留或氧化物的滞留引起了缺陷。另外，连接部分被熔融和固化，因此，与不熔融部分相比，晶体颗粒的结构被粗化。因此，这种靶的使用导致溅射过程中的电弧放电问题。此外，在上述方法中，晶体颗粒被粗化，并且晶体方向也同时明显改变。当这种具有不均匀晶体方向的靶在溅射过程中被使用时，溅射速度也被改变了。因此，不能获得稳定的薄膜厚度。
连接金属材料的方法不仅包括上述焊接方法，还包括摩擦搅动焊接(FSW)方法。例如，根据文献“Behavior of oxide in joined portion duringfriction stir welding of aluminum alloy and its influence on mechanicalproperties”(Yousetsu Gakkai Ronbunshu(日本焊接协会的季刊)，2001.8，19卷，No.3，pp446-456)，通过这种FSW方法，铝合金通过回转刀具和连接材料之间的旋转产生的摩擦热量，以及温度低于熔点的塑性流(plasticflow)连接在一起。此外，在上述文献中，从连接材料表面上的氧化物薄膜被容易地捕集至连接部分的角度看，连接部分的抗拉试验、弯曲疲劳试验和类似试验被执行，以调查氧化物在连接部分机械性能上的效果。文献描述了机械性能的结果。
根据文献“FSW having an increasing number of applications”(YousetsuGijyutsu(焊接技术)，2002.6，pp.67-78)，摩擦搅动焊接方法被应用在船舶和航海结构、铁路机车、航天学和类似领域中，并且不能由传统焊接方法获得的连接部分的高机械强度可被保证。
在这些文献中，连接部分机械性能的提高被研究了，以在船舶和航海结构、铁路机车、航天学和类似领域中连接材料被用作结构部件。然而，这些研究没有把溅射靶作为目标，使用溅射靶，符合要求的溅射可被执行，而不引起异常放电，并且具有均匀组成、厚度和类似结构的薄膜被形成。因此，可以认为还需要进一步的研究，以应用上述摩擦搅动焊接方法至溅射靶的制备中。
考虑上述情况，本发明的一个目的是提供由相同材料制成的金属薄片的对接制成的溅射靶，其中即使当所述靶被应用至大溅射靶时，连接部分中金属晶体或金属互化物的颗粒直径和分散状态基本上与所述靶非连接部分的相同。
发明内容
本发明所述的能解决上述问题的溅射靶是由相同材料制成的金属薄片的对接制成的，并具有如下(1)至(4)的特征：
(1)连接部分中的金属互化物具有的平均颗粒直径是非连接部分中的金属互化物平均颗粒直径的60％至130％。
(2)连接部分中的相邻金属互化物间的平均距离是非连接部分中的相邻金属互化物间的平均距离的60％至130％。
(3)连接部分中的金属晶体的颗粒直径平均值是非连接部分中的金属晶体颗粒直径平均值的20％至500％。
(4)在连接部分没有树枝状结构(dendritic structure)产生。
本发明溅射靶的材料的例子包括从铝、铝合金、铜、铜合金、银，以及银合金组成的组中选取一种成分。当本发明的溅射靶被应用至具有1m2或更大平面区域的靶上时，本发明优点可被令人满意地显示出来。
本发明还详述了用于制备溅射靶的方法。所述方法包括将由相同材料经摩擦搅动焊接(friction stir welding)制成的金属间材料进行连接的步骤。在连接过程中，回转刀具移动距离优选每转0.3至0.45mm。在连接之后，优选进行退火。此外，在本发明中，优选使用喷射形成法制备的金属材料，因为具有均匀组成和类似结构的溅射靶被容易地制造了。本发明还包括由上述方法制备的溅射靶。
附图说明
图1是显示实例中进行的摩擦搅动焊接方法的示意透视图。
图2是显示实例中使用的回转刀具的截面示意图。
图3是显示连接后，连接材料(如金属薄片)状态的截面示意图。
具体实施方式
在上述条件下，本发明研究了由相同材料制成的金属薄片对头接合制备的溅射靶的连接部分和非连接部分中金属晶体或金属互化物的颗粒直径和分散状态。所述研究被进行，使得即使当所述靶被应用至大溅射靶上时，令人满意的溅射性能在溅射过程中被提供(例如不正常放电没有发生)，此外，产生的薄膜具有均匀厚度和类似结构。结果，本发明人发现下述要求(1)至(4)应该被满足，从而本发明被做出。
(1)在含有分散在金相结构中的金属互化物的靶中，连接部分中的金属互化物具有的平均颗粒直径是非连接部分中的金属互化物平均颗粒直径的60％至130％。
其原因如下：当连接部分中的金属互化物的平均颗粒直径超过非连接部分中的金属互化物的130％时，大的金属互化物存在于连接部分中，导致例如增加溅射过程中薄膜厚度变化的问题。连接部分中金属互化物的平均颗粒直径优选是非连接部分中金属互化物平均颗粒直径的120％或更小，更优选110％或更小。
当连接部分中金属互化物的尺寸过分小于非连接部分中金属互化物的尺寸时，上述问题发生了。因此，连接部分中金属互化物的平均颗粒直径至少是非连接部分中的金属互化物平均颗粒直径的60％，优选至少70％，更优选至少80％。在最优选的情况下，连接部分中金属互化物的平均颗粒直径与非连接部分中的金属互化物平均颗粒直径相同(100％)。
(2)在含有分散在金相结构中的金属互化物的靶中，连接部分中的相邻金属互化物颗粒间的平均距离是非连接部分中的相邻金属互化物颗粒间的平均距离的60％至130％。
其原因如下：当连接部分中的相邻金属互化物颗粒间的平均距离超过非连接部分中的相邻金属互化物颗粒间的平均距离的130％时，金属互化物颗粒被稀疏地分散。当具有这种结构的靶被使用时，产生的薄膜的厚度变化被轻易地增加了，具有均匀组成的薄膜不容易获得。连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离相对非连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离，优选是其120％或更小，更优选110％或更小。
当连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离过分小于非连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离时，上述问题发生了。因此，连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离至少是非连接部分中的相邻金属互化物颗粒间的平均距离的60％，优选至少70％，更优选至少75％。在最优选的情况下，连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离与非连接部分中相邻金属互化物颗粒间的平均距离相同(100％)。
(3)在不含有金相结构中的金属互化物的靶中，连接部分中的金属晶体的颗粒直径平均值是非连接部分中的金属晶体颗粒直径平均值的20％至500％。
其原因如下：当连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值超过非连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值的500％时，连接部分中的金属晶体颗粒与非连接部分中的金属晶体颗粒相比，被显著粗化了。当这种靶在溅射中被使用时，溅射速度被改变了。因此，例如稳定的薄膜厚度不能获得。当连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值优选是非连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值的260％或更小，更优选200％或更小。
当连接部分中金属晶体的颗粒直径过分小于非连接部分中金属晶体的颗粒直径时，上述问题发生了。因此，连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值至少是金属晶体的颗粒直径平均值的20％，优选至少40％，更优选至少50％。在最优选的情况下，连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值与非连接部分中的金属晶体的颗粒直径平均值相同(100％)。
(4)不管金相结构中，金属互化物的存在与否，在连接部分没有树枝状结构产生。
在采用公知焊接方法对金属薄片端面进行对头接合中，当连接部分被熔融时树枝状结构被轻易地产生，接着被固化。使用具有这种结构的靶不是优选的，因为产生的薄膜的厚度被容易地改变，另外，薄膜的组成不是均匀的。
例如，本发明的溅射靶是由从铝、铝合金、铜、铜合金、银，以及银合金组成的组中选取的一种成分构成的。铝合金、铜合金合银合金的例子包括铝合金、铜合金合银合金每种含有例如过渡金属元素、稀土金属元素，例如Nd或者Bi，以提供例如抗热性和抗腐蚀性的优点。
当本发明的溅射靶被用作具有1m2或更大的大靶时，本发明的优点可被令人满意地显示出来。所述靶的形状包括具有方形、矩形、圆形或椭圆形的平面区域的薄片。
为了制造采用由相同材料制成的金属薄片对头结合制备的溅射靶，其中连接部分中的金属互化物的颗粒直径或分散状态或者金属晶体的颗粒直径与非连接部分中的近似相同，在接合过程中，使用摩擦搅动焊接方法是非常有效的。与传统焊接方法不同，在摩擦搅动焊接方法中，如上所述，连接部分在连接过程中没有熔化，塑性流仅发生在低于熔点的温度上。因此，连接部分中金属晶体的粗化被抑制了。同样，当含有金属互化物时，金属互化物的粗化被抑制了。因此，与非连接部分中的金相结构近似相同的连接部分中的金相结构被提供了。
具体地，例如摩擦搅动焊接被执行如下。如图1所示，它在下文中将被详细描述，回转刀具1被旋紧在将被连接的材料2的对头接合部分。回转刀具1是由比将被连接的材料2更硬的材料制成的。回转刀具1一边旋转，一边在将被连接的材料2的对头接合部分(也就是接合线)上移动，从而产生摩擦热量。所述摩擦热量软化设在回转刀具1周围部分的金属，以产生塑性流。因此，材料2被连接了。
作为上述摩擦搅动焊接的条件，连接过程使用的回转刀具的移动距离优选每转0.3至0.45mm。当回转刀具每转的移动距离过分短时，换句话说，当回转刀具的移动速度低，且在相同区域的搅动变得过多时，塑性流区域的温度升高了，并且变形的结构被产生在所述区域之外。另一方面，回转刀具每转的移动距离长时，换句话说，当回转刀具的移动速度高时，过多负荷被施加至回转刀具，并且加工的不均匀产生了。
当具有图2中显示的形状的刀具(它在下文中将被详细描述)被用作回转刀具时，在接合过程中，回转刀具1优选相对将被接合的材料(金属薄片)2倾斜3°至5°，使得肩部6的一部分在与移动方向相对的方向上倾斜。另外，在接合过程中，将被连接的材料2之间的间隔优选0.03mm或更小。
在接合过程中，回转刀具经过的摩擦搅动部分中，晶体方向由于塑性流被改变。因此，在溅射后，搅动的痕迹明显地显示在表面上。因此，为了制备具有扁平表面和良好外观的靶，所述靶优选被退火，这样由塑性流引起的遭受高变形的区域被再结晶。因此，在塑性流区域中晶体方向上的极度改变将被降低，以去除搅动的痕迹。从提高再结晶，防止晶体颗粒粗化的角度看，退火优选被执行，例如对纯铝靶在200℃至300℃退火，对铝合金靶在250℃至500℃退火，对纯银靶在400℃至500℃退火，对银合金靶在450℃至700℃退火，对纯铜靶在400℃至550℃退火，对铜合金靶在450℃至750℃退火。为了完全去除痕迹，退火时间优选两小时或者更多。退火时间优选5小时或更少，因为过分长的退火时间粗化晶体颗粒。
溅射靶制造中使用的金属材料优选由喷射形成法制备，因为与由浇铸或粉末成型法制备的金属材料相比，所述喷射形成法制备金属材料具有更均匀的组成或类似性能。在上述喷射形成方法的例子中，熔化的材料从具有几个毫米直径的喷嘴中滴落，气体如N2气体被喷射在滴下物的中间，以粉碎材料，被称为预型件的中间材料(密度：大约50％至大约60％)在粉末材料被完全固化之前形成。
本发明没有详细说明其它制造过程(如HIP、锻造法和滚压法)的条件，这些过程可在正常条件下执行。在制备溅射靶的方法的例子中，喷射形成法制备的金属材料由HIP设备压实，接着被锻造形成金属材料薄片。此外，所述薄片被滚压，使得薄片的厚度与将被形成的靶的厚度近似相等。随后，相同方法制备的两种薄片被相互对头接合，并通过上述摩擦搅动焊接方法被接合。根据此方法，具有均匀颗粒直径和均匀分散状态的金属颗粒或金属互化物的大靶可被制造，而不局限于设备或类似物。
实例
本发明现在将通过实例更清楚地描述。本发明不限于下述实例，并可通过适当的改进来实现，只要所述改进能适合上文或下文描述的目的。这些改进也被包含在本发明的技术范围内。
<实例1>
[本发明的实例(1)中靶的制造]
Al-2at％Nd的合金材料通过喷射形成法制备，接着合金材料通过高温高压被压实，产生的材料被锻造和滚压，以制造金属薄片，每个具有13.5mm(厚度)×730mm×1,710mm的尺寸。两个具有相同尺寸的金属薄片被制造了。如图1所示，1,710mm的侧面通过摩擦搅动焊接被对头接合和连接。
所述摩擦搅动连接被执行如下。具体地说，如图2所示，回转刀具1被使用在接合过程中，其中大直径部分3的直径是10mm，小直径部分4的直径是8mm，回转刀具长度5是12.5mm，肩部6的直径是20mm。
在接合过程中，回转刀具1相对将被接合的材料平面(金属薄片)2倾斜4°，这样肩部6的部分在与移动方向相对的方向上倾斜。在此状态下，回转刀具1被拧紧在将被接合的两种材料(金属薄片)的对头接合部分中。如图1所示，在旋转的同时，回转刀具1在将被接合的材料2的对头接合部分上移动。
回转刀具1的旋转速度是1,000rpm，回转刀具1的移动速度是400mm/min(因此，回转刀具1的每转移动距离是0.4mm)。如图3所示，回转刀具1的高度被调整，这样塑性流部分7的深度大约是13mm，其余部分，没有被连接的，在13.5mm的薄片中的厚度大约是0.5mm。
接合后，薄片的设计尺寸是13.5mm(厚度)×1,460mm×1,710mm。然而，回转刀具1被插入的部分(也就是接合初始部分)和回转刀具1被拉出的部分(也就是接合的结束部分)不能被用作产品，因为这些部分是过热处理的区域。因此，接合后，金属薄片的有效尺寸是13.5mm(厚度)×1,460mm×大约1,680mm。
随后，被连接的金属薄片在450℃的热处理熔炉中退火两小时。另一个没有退火的连接金属薄片也被制造了。在每个金属薄片中，连接表面的1mm和含有没有被连接的剩余部分的另一个表面的2.5mm被磨光。因此，每个具有约10mm厚度的靶被制造了。
[对本发明的实例(1)中靶的结构的观察]
产生的靶(退火的靶)的(连接侧)表面被用电子显微镜观察。在表面的非连接部分，每个视场可观察到30个金属互化物颗粒。同样，在表面的连接部分中，每个视场可观察到30个金属互化物颗粒。每个直径至少1μm的金属互化物颗粒的颗粒直径，以及每个直径至少1μm的金属互化物颗粒之间的最近相邻距离被测量，以计算每个的平均值。表1显示了结果。
  No.   本发明的实例(1)   比较例(1)
  非连接部分   连接部分   熔化部分
  金属互化物颗粒的直径(μm)   至最近的金属互化物颗粒的距离(μm)   金属互化物颗粒的直径(μm)   至最近的金属互化物颗粒的距离(μm)   金属互化物颗粒的直径(μm)   至最近的金属互化物颗粒的距离(μm)
  1   1.75   10.25   1.25   1.25   93.9   81.8
  2   2   3.75   1.5   1.25   21.2   51.5
  3   1.25   4.25   1.25   8.5   61   24.2
  4   1.75   6.25   1.5   5.25   12.1   21.2
  5   1.25   5.75   1.5   5.25   139.4   30.3
  6   2.25   5.75   1.5   1.75   21.2   30.3
  7   1.5   5.75   1.25   1.75   21.2   45.5
  8   1.5   2.75   1   4   24.2   30.3
  9   1   5.75   1   1.75   66.7   30.3
  10   1.5   1   1.5   1.75   9.1   18.2
  11   1.25   1   1.25   3   15.2   18.2
  12   1.25   1.75   1   3   24.2   33.3
  13   1.75   1.75   1   1.75   15.2   30.3
  14   1.25   4.75   1.5   1.75   30.3   24.2
  15   1.5   4   1.75   2.75   24.2   33.3
  16   1.5   4   1   1.5   51.5   24.2
  17   1.25   1.5   1.75   1.5   27.3   15.2
  18   1.5   1.5   1.25   2.75   30.3   15.2
  19   1.5   4.75   1.5   4.5   24.2   18.2
  20   1.5   4.5   1   1   21.2   30.3
  21   1.5   4.5   1   1   15.2   33.3
  22   1.5   5   1.25   2.75   18.2   30.3
  23   1.5   2.25   1.5   2.75   24.2   27.3
  24   1.25   1   1.25   3.25   15.2   27.3
  25   1.25   8   1   3.25   45.5   27.3
  26   1.5   3.25   1.25   11.25   21.2   26.7
  27   2   8.25   1.25   3.25   24.2   18.2
  28   1.5   11.5   1.5   7.75   15.2   15.2
  29   1.25   1.75   1   3   15.2   24.2
  30   1.5   1.75   1   3.5   51.5   33.3
  平均   1.5   4.3   1.3   3.3   32.6   29
如表1所示，非连接部分中每个直径至少1μm的金属互化物颗粒的平均直径是1.5μm，而在连接部分中是1.3μm。连接部分中金属互化物颗粒的平均直径是非连接部分中金属互化物颗粒的平均直径的87％。
非连接部分中每个直径至少1μm的金属互化物颗粒之间的平均距离是4.3μm，而连接部分中是3.3μm。连接部分中金属互化物颗粒之间的平均距离是非连接部分中金属互化物颗粒之间的平均距离的77％。
这些结果显示，连接部分中金属互化物颗粒的平均直径和金属互化物颗粒之间的平均距离大约与非连接部分中的相同。
[本发明的实例(1)中使用靶的溅射实验]
溅射被执行，使用上述退火的靶和没有退火的靶，溅射之后的表面被观察。所述溅射采用DC磁控溅射设备执行。在溅射过程中，氩气的压力是2mTorr，功率(电源)密度是6.4W/cm2，基片和靶之间的距离是62mm。在这些条件下，溅射被执行3小时，然后每个靶的表面被视觉观察。结果显示，与没有退火的靶上回转刀具的痕迹相比，退火的靶上回转刀具的痕迹被减少。
此外，为了评估溅射的稳定性，异常放电量被测量。结果，此实例中异常放电量小于比较例(1)中的异常放电量。此外，形成在本发明的靶上的薄膜中，薄膜厚度的变化在平均±3％的范围内。因此，近似均匀厚度的薄膜被形成了。
[比较例(1)中靶的制造]
溅射靶被制造，与包括退火的实例1相同，除了连接操作由电子束(EB)焊接方法执行。在EB焊接中，真空度是1×10-4Torr，具有4mm直径的负电极被使用，加速电压是60kV，电流是75mA，焊接速度是400mm/min。
[比较例(1)中靶的结构观察]
通过接合制造的溅射靶(退火的靶)的(连接侧)表面采用本发明实例(1)中的电子显微镜观察。每个直径至少1μm的金属互化物颗粒的颗粒直径，以及每个直径至少1μm的金属互化物颗粒之间的最近相邻距离被测量。表1显示了结果。
参见表1，非连接部分中每个直径至少1μm的金属互化物颗粒的平均直径是1.5μm，而连接部分(熔化部分)中是32.6μm。连接部分(熔化部分)中金属互化物颗粒的平均直径超过非连接部分中金属互化物颗粒的平均直径的20倍(2000％)。
非连接部分中每个直径至少1μm的金属互化物颗粒之间的平均距离是4.3μm，而连接部分(熔化部分)中是29μm。连接部分(熔化部分)中金属互化物颗粒之间的平均距离是非连接部分中金属互化物颗粒之间的平均距离的674％。因此，金属互化物被显著地稀疏分散了。此外，可以确定，连接部分(熔化部分)中的结构的部分是树枝状结构。
[比较例(1)中使用靶的溅射实验]
为了评估溅射的稳定性，异常放电量被测量。在与实例(1)相同的积分放电功率消耗下，异常放电量大于本发明实例(1)中的放电量。可能的原因是比较例(1)中所述靶的表面具有大的由于金属互化物的粗化产生的不规则体。
在比较例(1)中所述靶形成的薄膜中，薄膜厚度的变化平均±5％，大于本发明实例(1)中的薄膜厚度变化。
<实例2>
[本发明的实例(2)中靶的制造]
接着，使用没有析出金属互化物的材料来制备靶。在此实验中，Ag-lat％Bi-0.9at％的合金材料通过熔融浇铸法制备。产生的材料被锻造和滚压，以制造金属薄片，每个具有11mm(厚度)×650mm×1,180mm的尺寸。如图1所示，两个金属薄片的1,180mm的侧面通过摩擦搅动焊接在与实例1相同的条件下金相对头接合和连接。
接合后，薄片的设计尺寸是13.5mm(厚度)×1,180mm×1,300mm。然而，回转刀具1被插入的部分(也就是接合初始部分)和回转刀具1被拉出的部分(也就是接合的结束部分)不能被用作产品。因此，接合后，金属薄片的有效尺寸是13.5mm(厚度)×1,180mm×大约1,270mm。
随后，被连接的金属薄片在450℃的热处理熔炉中退火两小时。另一个没有退火的连接金属薄片也被制造了。在每个金属薄片中，连接表面的1mm和含有没有被连接的剩余部分的另一个表面的2.5mm被磨光。因此，每个具有约10mm厚度的靶被制造了。
[对本发明的实例(2)中靶的结构的观察]
产生的靶(退火的靶)的(连接侧)表面被用电子显微镜观察。金属晶体的长轴长度和短轴长度被测量。在表面的非连接部分，每个视场可观察到30个金属晶体。同样，在表面的连接部分中，每个视场可观察到30个金属晶体。长轴长度和短轴长度计算出的平均值界定为晶体颗粒直径。表2显示了结果。
  No.   本发明的实例(2)   比较例(2)
  非连接部分   连接部分   熔化部分
  晶体颗粒的直径(μm)   晶体颗粒的直径(μm)   晶体颗粒的直径(μm)
  1   31.6   135   925
  2   50   140   1295
  3   48.7   65.6   1203
  4   63.1   124   879
  5   36.8   141   463
  6   55.2   57   1249
  7   43.4   113   786
  8   68.4   100   1008
  9   52.6   91.2   749
  10   42.1   102   867
  11   73.6   104   348
  12   50   71.3   888
  13   51.3   89.8   1036
  14   65.8   162   1129
  15   52.6   102   944
  16   73.6   107   1055
  17   44.7   150   759
  18   57.9   74.8   490
  19   50   77   592
  20   23.7   110   833
  21   34.2   75.5   1064
  22   21   147   842
  23   36.8   152   666
  24   44.7   81.2   676
  25   55.2   117   574
  26   27.6   101   786
  27   35.5   145   944
  28   26.3   72.8   916
  29   44.7   69.8   1101
  30   27.6   123   638
  平均   46.3   107   856.8
如表2所示，非连接部分中金属晶体的颗粒直径的平均值是46.3μm，而在连接部分中是107μm。因此，连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值是非连接部分中金属晶体的颗粒直径平均值的231％。此结果显示，与比较例(2)中的相比，粗化被抑制了。
[本发明的实例(2)中使用靶的溅射实验]
为了评估溅射的稳定性，异常放电量被测量。在与后续的比较例(2)相同的积分放电功率消耗下，此实例中异常放电量小于比较例(2)中的异常放电量。此外，当采用本发明所述靶进行溅射时，薄膜厚度的变化在平均±5％的范围内。与后续的比较例(2)中的薄膜相比，具有更加均匀厚度的薄膜被获得了。
[比较例(2)中靶的制备]
溅射靶被制造，与本发明实例2相同，除了连接操作由电子束(EB)焊接方法执行。EB焊接在与比较例(1)相同的条件下进行。
[对比较例(2)中靶的结构的观察]
产生的溅射靶(退火的靶)的(连接侧)表面采用与本发明实例(2)中相同的电子显微镜观察。每个金属晶体的长轴长度和短轴长度被测量。它们的平均值被定义为晶体颗粒直径。表2显示了结果。
参见表2，非连接部分中金属晶体的颗粒直径的平均值是46.3μm，而连接部分(熔化部分)中是857μm。连接部分(熔化部分)中金属晶体的颗粒直径的平均值大约是非连接部分中金属晶体的颗粒直径的平均值的20倍(1851％)。此结果显示，粗化被明显地进行了。
[比较例(2)中使用靶的溅射实验]
为了评估溅射的稳定性，异常放电量被测量。在与本发明实例(2)相同的积分放电功率消耗下，异常放电量大于本发明实例(2)中的放电量。可能的原因是比较例(2)中所述靶的表面具有大的由于金属晶体的粗化产生的不规则体。结果，异常放电被增加了。
在比较例(2)中所述靶形成的薄膜中，薄膜厚度的变化平均±10％，大于本发明实例(2)中的薄膜厚度变化。
工业适用性
本发明由上述构成，并可提供由相同材料制成的金属薄片对头接合制造的溅射靶。即使当所述靶被应用至大的溅射靶时，连接部分中金属晶体或金属互化物的颗粒直径和分散状态与靶中非连接部分中的近似相同。
具有均匀结构的这种大的溅射靶的实现，使得高性能的大液晶显示器可被制造。

Claims (11)

1.一种溅射靶，由相同材料制成的金属薄片的对接制成，其中连接部分中的金属互化物具有的平均颗粒直径是非连接部分中的金属互化物平均颗粒直径的60％至130％。
2.一种溅射靶，由相同材料制成的金属薄片的对接制成，其中连接部分中的相邻金属互化物间的平均距离是非连接部分中的相邻金属互化物间的平均距离的60％至130％。
3.一种溅射靶，由相同材料制成的金属薄片的对接制成，其中连接部分中的金属晶体的颗粒直径平均值是非连接部分中的金属晶体颗粒直径平均值的20％至500％。
4.一种溅射靶，由相同材料制成的金属薄片的对接制成，其中在连接部分没有树枝状结构产生。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的溅射靶，其特征在于：包括从铝、铝合金、铜、铜合金、银以及银合金组成的组中选取的一种成分。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的溅射靶，其特征在于：包括1m2或更大的平面区域。
7.一种制备溅射靶的方法，包括通过摩擦搅动焊接连接由相同材料制成的金属材料的步骤。
8.根据权利要求7所述的制备溅射靶的方法，其中回转刀具的移动距离是每转0.3至0.45mm，以实现接合。
9.根据权利要求7所述的制备溅射靶的方法，其中退火在接合之后进行。
10.根据权利要求7所述的制备溅射靶的方法，其中由喷射形成方法制备的金属材料被使用。
11.一种由权利要求7至10中任一权利要求制造的溅射靶。
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