一種粉末冶金靶材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粉末冶金靶材及其制造方法，特別涉及一種分立器件領(lǐng)域肖特基 二極管勢壘用Cr-cu合金靶材及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 肖特基二極管是金屬為正極，以N型半導(dǎo)體為負(fù)極，利用二者接觸面上形成的勢 壘具有整流特性而制成的金屬-半導(dǎo)體器件。金屬材料可選用鋁、金、鑰、鎳和鈦等，半導(dǎo)體 通常為硅（Si)或砷化鎵（GaAs)。肖特基二極管的反向恢復(fù)時間極短（可以小到幾納秒）， 正向?qū)▔航祪H0.4V左右，而整流電流卻可達(dá)到幾千毫安，屬于一種低功耗、超高速半導(dǎo) 體器件。這些優(yōu)良特性是其它快恢復(fù)二極管所無法比擬的。因而廣泛用作高頻、低壓、大電 流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管，微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二 極管等。
[0003] 與硅形成肖特基勢壘的金屬材料一般采用金屬或合金薄膜，而制備金屬或合金薄 膜通常采用磁控濺射工藝制備，而在磁控濺射過程中所使用的靶材是影響金屬或合金薄膜 性能的重要因素。因此，制備性能優(yōu)良的粉末冶金靶材成為實現(xiàn)優(yōu)良鍍膜的關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種高密度、成分均勻的粉末冶金靶材，采用該粉末 冶金靶材可制備出性能優(yōu)良的合金鍍膜，用于分立器件領(lǐng)域肖特基二極管勢壘。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述粉末冶金靶材的制造方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0007] -種粉末冶金靶材，按質(zhì)量百分比計所包含的合金成分為：Cu 0. 1~10%，余量 為Cr〇
[0008] 優(yōu)選地，所述粉末冶金靶材的相對密度高于95 %。
[0009] 一種所述粉末冶金靶材的制造方法，包括以下步驟：
[0010] ⑴配料：按粉末冶金靶材的合金成分配比Cr粉、Cu粉原料；
[0011] (2)混粉：將原料放入混料機(jī)內(nèi)混合均勻；為了防止粉末氧化，該混粉過程在真空 狀態(tài)或惰性氣體（如氬氣）保護(hù)下進(jìn)行；
[0012] ⑶壓力燒結(jié)：將步驟⑵中所得的混合粉末壓力燒結(jié)成靶坯；
[0013] (4)將步驟（3)中所得靶坯進(jìn)行機(jī)加工制備出Cr-Cu合金單體成品靶材，或?qū)C(jī)加 工后的單體靶材與背板焊接為復(fù)合成品靶材。
[0014] 其中，Cr粉的平均粒度D5。為10~200 μ m，Cu粉的平均粒度D5。為10~200 μ m。
[0015] 優(yōu)選地，所述步驟（3)中的壓力燒結(jié)為熱壓燒結(jié)，工藝為：燒結(jié)溫度為1000~ 1500°C，熱壓壓力為10~40MPa，保溫時間為0. 5~6h，在惰性氣體如氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟（3)中的壓力燒結(jié)為熱等靜壓燒結(jié)工藝為：燒結(jié)溫度為800~ 1300°C，壓力為80~150MPa，保溫時間為0· 5~4h。
[0017] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0018] (1)靶材高密度：壓力燒結(jié)由于加熱加壓同時進(jìn)行，粉料處于熱塑性狀態(tài)，有助于 顆粒的接觸擴(kuò)散、流動傳質(zhì)過程的進(jìn)行，因而成型壓力僅為冷壓的1/10 ;可降低燒結(jié)溫度， 縮短燒結(jié)時間，得到致密度高的粉末冶金產(chǎn)品。本發(fā)明采用壓力燒結(jié)制備Cr-Cu合金靶坯， 相對密度可達(dá)到95%以上。
[0019] (2)靶材成分均勻：本發(fā)明所涉及的粉末冶金靶材先采用Cr、Cu均勻化混粉，得到 成分均勻的混合粉末，再進(jìn)行Ar氣氛保護(hù)下的熱壓燒結(jié)或密閉包套內(nèi)的熱等靜壓燒結(jié)，可 有效抑制Cu含量的揮發(fā)損失，從而確保制備出的粉末冶金靶材中的Cu含量波動在10%以 內(nèi)。
[0020] (3)采用本發(fā)明的合金革E1材制備Cr-Cu合金薄膜，通過Cu含量調(diào)節(jié)合金的功函數(shù) 高低，進(jìn)而調(diào)節(jié)肖特基二極管的正向壓降（Vf)，可以滿足不同器件的需求。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明粉末冶金靶材的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面通過附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制。
[0023] 如圖1所示為本發(fā)明粉末冶金靶材的制備工藝流程圖，主要包括配料、混粉、壓力 燒結(jié)、機(jī)加工等步驟。
[0024] 實施例1~8
[0025] 1、配料
[0026] 按表1所示的粉末冶金靶材的合金成分進(jìn)行原材料配料，Cu的質(zhì)量含量為0. 1~ 10 %，余量為Cr，Cr粉的平均粒度為10~200 μ m，Cu粉的平均粒度為10~200 μ m。
[0027] 2、混粉
[0028] 將配比的兩種原料放入混料機(jī)內(nèi)混合均勻?；旌线^程中，為了防止粉末氧化，混料 機(jī)處于真空狀態(tài)，或惰性氣體保護(hù)，如Ar氣。
[0029] 3、壓力燒結(jié)成靶坯
[0030] 熱壓燒結(jié)：將混合后的粉末裝入石墨模具內(nèi)，進(jìn)行熱壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000~ 1500°C，熱壓壓力為10~40MPa，保溫時間為0. 5~6h。熱壓過程，爐內(nèi)惰性氣體保護(hù)，如 Ar氣。
[0031] 熱等靜壓燒結(jié)：將混合后的粉末裝入鋼包套內(nèi)，排氣后進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)，燒結(jié)溫 度為800~1300°C，壓力為80~150MPa，保溫時間為0· 5~4h。
[0032] 4、機(jī)加工/焊接
[0033] 對壓力燒結(jié)的靶坯進(jìn)行機(jī)加工，生產(chǎn)出單體成品靶材，或?qū)C(jī)加工后的單體靶材 與背板焊接為復(fù)合成品靶材，所得靶材的性能參數(shù)如表1所示。
[0034] 表1實施例1~8中制備Cr-Cu合金靶材的工藝條件及性能結(jié)果
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種粉末冶金靶材，其特征在于，按質(zhì)量百分比計所包含的合金成分為：Cu0.1~ 10%，余量為Cr。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金靶材，其特征在于，所述粉末冶金靶材的相對密度 聞于95 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 配料：按粉末冶金靶材的合金成分配比Cr粉、Cu粉原料； (2) 混粉：將步驟（1)中所配比的兩種原料放入混料機(jī)內(nèi)混合均勻； (3) 壓力燒結(jié)：將步驟（2)中所得的混合粉末壓力燒結(jié)成靶坯； (4) 將步驟（3)中所得靶坯進(jìn)行機(jī)加工制備出Cr-Cu合金單體成品靶材，或?qū)C(jī)加工后 的單體靶材與背板焊接為復(fù)合成品靶材。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，Cr粉的平均粒度D5。 為10~200μm，Cu粉的平均粒度D5。為10~200μm。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，所述步驟（2)的混粉 過程在真空狀態(tài)或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，所述壓力燒結(jié)為熱 壓燒結(jié)或熱等靜壓燒結(jié)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，所述熱壓燒結(jié)工藝 為：燒結(jié)溫度為1000~1500°C，熱壓壓力為10~40MPa，保溫時間為0· 5~6h。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，所述熱壓燒結(jié)在 惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，所述熱等靜壓燒結(jié) 工藝為：燒結(jié)溫度為800~1300°C，壓力為80~150MPa，保溫時間為0· 5~4h。10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉末冶金靶材的制造方法，其特征在于，成品靶材中的Cu含 量相對原料中的Cu含量波動在10 %以內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金靶材及其制造方法。該粉末冶金靶材按質(zhì)量百分比計所包含的合金成分為：Cu？0.1～10％，余量為Cr。其制造方法包括以下步驟：(1)配料：按粉末冶金靶材合金成分配比Cr粉、Cu粉原料；(2)混粉：將原料放入混料機(jī)內(nèi)混合均勻；為了防止粉末氧化，該混粉過程在真空狀態(tài)或惰性氣體(如氬氣)保護(hù)下進(jìn)行；(3)壓力燒結(jié)：將步驟(2)中所得的混合粉末壓力燒結(jié)成靶坯；(4)將步驟(3)中所得靶坯進(jìn)行機(jī)加工制備出Cr-Cu合金單體成品靶材，或?qū)C(jī)加工后的單體靶材與背板焊接為復(fù)合成品靶材。本發(fā)明的粉末冶金靶材相對密度95％以上，用于分立器件領(lǐng)域肖特基二極管勢壘，具有靶材密度高、靶材成分均勻的特點。
【IPC分類】C23C14/35, B22F3/14
【公開號】CN105328193
【申請?zhí)枴緾N201410404994
【發(fā)明人】丁照崇, 王興權(quán), 于海洋, 羅俊鋒, 王越, 董亭義, 熊曉東, 李勇軍
【申請人】有研億金新材料有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2014年8月12日