钨硅靶材的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及溅射靶材技术领域，特别是涉及一种钨硅靶材的制造方法。
【背景技术】
[0002]真空溅镀是一种常用的镀膜工艺，其原理是:电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子沉积在基片上成膜。
[0003]钨硅靶材是真空溅镀过程中时常会使用到的一种靶材，对钨硅靶材进行真空溅镀形成的镀膜是一种良好的导体，它被广泛应用于电子栅门材料以及电子薄膜领域。为了使对钨硅靶材进行真空溅镀形成的镀膜具有良好的性能，要求钨硅靶材具有较高的致密度，且要求钨硅靶材的内部组织结构较为均匀。但是，目前并没有出现能够制作出满足上述要求的钨硅靶材的制造方法。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是:研究一种钨硅靶材的制造方法，以制作具有较高致密度、内部组织结构均匀的钨硅靶材。
[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种钨硅靶材的制造方法，包括:
[0006]提供妈粉和娃粉；
[0007]利用混粉工艺将所述钨粉和硅粉混合均匀，以形成混合粉末；
[0008]利用冷压工艺对所述混合粉末进行致密化处理，以形成钨硅靶材坯料；
[0009]将所述钨硅靶材坯料置于包套内，利用热等静压工艺对所述包套内的钨硅靶材坯料进行致密化处理；
[0010]去除所述包套，得到钨硅靶材。
[0011 ] 可选的，所述混粉工艺为干混工艺。
[0012]可选的，所述干混工艺中使用硅球作为研磨介质球。
[0013]可选的，所述混合粉末和硅球的质量之比为1:1至4:1，所述钨粉和硅粉的混合时间为20h至26ho
[0014]可选的，所述钨粉的平均直径为I μ m?7 μ m，所述硅粉的平均直径小于6 μ m。
[0015]可选的，所述冷压工艺为冷等静压工艺。
[0016]可选的，利用冷等静压工艺对所述混合粉末进行致密化处理包括:
[0017]将所述混合粉末置于冷等静压机的模具内，设置所述冷等静压机的冷等静压温度为常温、冷等静压压力大于等于150MPa、冷等静压时间为1min至30min，以使所述混合粉末成型为所述钨硅靶材坯料；
[0018]将所述钨硅靶材坯料从模具内取出。
[0019]可选的，进行所述致密化处理之前，还包括:
[0020]将所述钨硅靶材坯料置于包套内后，封死所述包套，并从所述包套上引出脱气管，所述脱气管与包套内连通；
[0021]将所述脱气管与真空设备相连，开启所述真空设备以对所述包套进行抽真空；
[0022]进行所述抽真空后，封死所述脱气管。
[0023]可选的，开启所述真空设备以对所述包套进行抽真空的过程中，所述包套置于加热炉内；
[0024]开启所述真空设备以对所述包套进行抽真空包括:
[0025]不启动所述加热炉，在常温下对所述包套进行抽真空，直至所述包套内的真空度达到 2X10 3Pa ；
[0026]所述包套内的真空度达到2X10 3Pa后，启动所述加热炉，以将所述包套加热至250 °C至500 °C并保温3h至4h ;
[0027]在所述包套加热、以及保温过程中仍对所述包套进行抽真空，使所述包套内的真空度维持在2 X 10 3Pa以上。
[0028]可选的，利用热等静压工艺对容纳有所述钨硅靶材坯料的包套进行致密化处理包括:
[0029]将容纳有所述钨硅靶材坯料的包套置于热等静压炉内，设置所述热等静压炉的热等静压温度为1200°C至1380°C、热等静压压力为120MPa至180MPa，使容纳有所述钨硅靶材坯料的包套在所述热等静压温度和热等静压压力下保温3h至6h。
[0030]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0031]首先，将钨粉和硅粉混合均匀形成混合粉末；然后，利用冷压工艺对混合粉末进行致密化处理，得到具有一定形状、尺寸和致密度的钨硅靶材坯料；接着，将钨硅靶材坯料置于包套内，利用热等静压工艺对包套内的钨硅靶材坯料进行致密化处理，不仅进一步消除了钨硅靶材坯料内部的空隙，使得形成的钨硅靶材具有较高的致密度，还使钨硅靶材的内部组织结构较为均匀。由于在热等静压工艺之前，有利用冷压工艺对混合粉末进行致密化处理，因此，对包套内的钨硅靶材坯料执行热等静压工艺的过程中，钨硅靶材坯料与包套的内壁之间的空隙的变化量不会很大，保证了热等静压压力能够始终有效地经由包套传递至钨硅靶材坯料，使得形成的钨硅靶材具有较高的致密度，还使钨硅靶材的内部组织结构较为均匀。
【附图说明】
[0032]图1是本发明钨硅靶材的制作流程示意图；
[0033]图2是本发明的一个实施例中利用冷等静压工艺对混合粉末进行致密化处理的示意图；
[0034]图3是本发明的一个实施例中将钨硅靶材坯料置于包套内后对包套进行抽真空的不意图；
[0035]图4是本发明的一个实施例中利用热等静压工艺对包套内的钨硅靶材坯料进行致密化处理的示意图。
【具体实施方式】
[0036]本发明提供了一种钨硅靶材的制造方法，图1是本发明钨硅靶材的制作流程示意图，如图1所示，钨硅靶材的制造方法包括:
[0037]步骤S1:提供妈粉和娃粉。
[0038]步骤S2:利用混粉工艺将所述钨粉和硅粉混合均匀，以形成混合粉末。
[0039]步骤S3:利用冷压工艺对所述混合粉末进行致密化处理，以形成钨硅靶材坯料。
[0040]步骤S4:将所述钨硅靶材坯料置于包套内，利用热等静压工艺对所述包套内的钨硅靶材坯料进行致密化处理。
[0041 ] 步骤S5:去除所述包套，得到钨硅靶材。
[0042]在本发明的技术方案中，首先，将钨粉和硅粉混合均匀形成混合粉末；然后，利用冷压工艺对混合粉末进行致密化处理，得到具有一定形状、尺寸和致密度的钨硅靶材坯料；接着，将钨硅靶材坯料置于包套内，利用热等静压工艺对包套内的钨硅靶材坯料进行致密化处理，不仅进一步消除了钨硅靶材坯料内部的空隙，使得形成的钨硅靶材具有较高的致密度，还使钨硅靶材的内部组织结构较为均匀。由于在热等静压工艺之前，有利用冷压工艺对混合粉末进行致密化处理，因此，对包套内的钨硅靶材坯料执行热等静压工艺的过程中，钨硅靶材坯料与包套的内壁之间的空隙的变化量不会很大，保证了热等静压压力能够始终有效地经由包套传递至钨硅靶材坯料，使得形成的钨硅靶材具有较高的致密度，还使钨硅靶材的内部组织结构较为均匀。
[0043]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0044]执彳丁步骤SI，提供妈粉和娃粉。
[0045]考虑到之后形成的钨硅靶材的纯度，本步骤中选取纯度以及其它各项性能适宜的高纯钨粉和高纯硅粉作为原材料，其中钨粉和硅粉的纯度均大于等于99.9%。钨粉的平均直径为I μ m至7 μ m，硅粉的平均直径小于6 μ m0所述钨粉和硅粉的直径之所以选择上述范围是为了方便后续能够尽快形成所需粒度的混合粉末，以保证最终制得的钨硅靶材的晶粒细小。在本步骤中，所提供的钨粉和硅粉的质量之比根据钨硅靶材的具体要求来设定。
[0046]执行步骤S2，利用混粉工艺将钨粉和硅粉混合均匀，以形成混合粉末。
[0047]在本实施例中，所述混粉工艺为干混工艺。具体地，将钨粉和硅粉按照一定质量比装入混粉机中进行机械混合，在机械混合过程中，混粉机内充有惰性气体(如氩气)，并使用硅球作为研磨介质球。其中，混粉机内惰性气体的作用在于:防止混合粉末与空气接触氧化。硅球的作用在于:一方面，硅球可起到搅拌效果；另一方面，在机械混合过程中，硅球与钨粉、硅粉之间存在相互摩擦，通过摩擦可对钨粉和硅粉进行研磨，以使钨粉和硅粉的颗粒减小。由于硅球与硅粉的成分相同，因此，在机械混合过程中即使硅球的表面有因磨损而脱落并掺入混合粉末中也不会引入除钨、硅以外的杂质。
[0048]经研究发现，在干混工艺中，如果混合粉末和硅球的质量之比太小