靶材的粉末冶金法
靶材 半导体
靶材半导体靶材是一种在半导体材料制备过程中起着重要作用的材料。
它被广泛应用于半导体器件的制造和研究中，对于提高器件的性能和可靠性起着至关重要的作用。
本文将从靶材的定义、分类、制备方法和应用领域等方面进行介绍，以帮助读者更好地了解这一重要的材料。
一、靶材的定义和分类靶材是指在半导体器件制备过程中，用于沉积或蒸发材料的基板。
它通常由纯净的金属或化合物制成，具有高纯度和均匀性。
根据不同的应用需求，靶材可以分为金属靶材、氧化物靶材、氮化物靶材、硅化物靶材等多种类型。
金属靶材是最常用的一种靶材，广泛应用于半导体器件的制备中。
常见的金属靶材有铝靶、铜靶、钛靶等。
这些金属靶材具有良好的导电性和导热性，可以用于制备导电层或散热层。
氧化物靶材是由金属和氧元素组成的化合物，具有良好的绝缘性能和化学稳定性。
常见的氧化物靶材有二氧化硅靶、氧化铝靶等。
这些氧化物靶材可以用于制备绝缘层或阻挡层。
氮化物靶材是由金属和氮元素组成的化合物，具有优异的机械性能和热导性能。
常见的氮化物靶材有氮化硅靶、氮化铝靶等。
这些氮化物靶材可以用于制备机械支撑层或热传导层。
硅化物靶材是由金属和硅元素组成的化合物，具有良好的机械性能和化学稳定性。
常见的硅化物靶材有硅化钨靶、硅化铝靶等。
这些硅化物靶材可以用于制备机械支撑层或阻挡层。
二、靶材的制备方法靶材的制备方法根据不同的材料类型和应用需求有所不同。
以下是一些常见的靶材制备方法：1.熔炼法：将高纯度的金属或化合物加热至熔点，然后冷却凝固成块状的靶材。
2.沉积法：在基板上沉积金属或化合物材料，然后将其剥离得到靶材。
3.粉末冶金法：将金属或化合物粉末按照一定比例混合，然后通过高温烧结得到靶材。
4.薄膜法：将金属或化合物材料蒸发或溅射到基板上，然后冷却形成薄膜状的靶材。
5.化学气相沉积法：将金属或化合物前驱体气体在基板上分解沉积，然后得到靶材。
三、靶材的应用领域靶材广泛应用于半导体器件的制备和研究中，常见的应用领域包括：1.集成电路制造：靶材可以用于制备导电层、绝缘层、阻挡层等。
稀土合金靶材
稀土合金靶材引言稀土合金靶材是一种在材料科学和工程领域中广泛应用的材料。
稀土合金靶材由带有稀土元素的合金构成，具有优异的磁性、强度和化学稳定性。
它们在先进制造、能源、电子、磁性材料等领域扮演着重要的角色。
本文将介绍稀土合金靶材的制备方法、性能特点以及应用领域。
制备方法稀土合金靶材的制备方法多种多样，常见的方法包括溅射法、粉末冶金法、化学气相沉积法等。
溅射法溅射法是一种常用的稀土合金靶材制备方法。
该方法通过在钢板上扩散稀土元素，之后通过靶材烧结制备出合金靶材。
溅射法制备的合金靶材具有均匀性好、结晶度高的特点。
粉末冶金法粉末冶金法是另一种常用的制备稀土合金靶材的方法。
它首先要将稀土金属和其他合金成分粉末混合，然后通过压制和烧结等工艺步骤制备出合金靶材。
粉末冶金法制备的合金靶材具有成本低、含有气孔较少的特点。
化学气相沉积法化学气相沉积法利用气相反应使稀土元素在靶材表面沉积，并通过化学反应形成稀土合金薄膜。
这种方法制备的合金靶材可以得到高纯度、光洁度好的稀土合金薄膜。
性能特点稀土合金靶材具有许多独特的性能特点，如磁性、强度和化学稳定性等。
稀土合金靶材由于含有稀土元素，具有良好的磁性能。
不同的稀土元素可以在合金中形成不同的磁结构，从而影响合金的磁性。
稀土合金靶材的磁性能可以通过调整合金组分和烧结工艺来实现。
强度稀土合金靶材具有较高的强度和硬度。
这是因为稀土元素可以形成强有力的原子键，并且稀土合金靶材中往往还添加了其他强化元素，如铁、钼和钴等。
这些元素的存在可以有效提高合金的强度和硬度。
化学稳定性稀土合金靶材具有良好的化学稳定性。
稀土元素在合金中能够有效抑制晶界的氧化和腐蚀，从而提高合金的化学稳定性。
这使得稀土合金靶材在高温和腐蚀性环境下具有优异的性能。
应用领域稀土合金靶材由于其独特的性能特点，广泛应用于多个领域。
先进制造稀土合金靶材在先进制造领域发挥着重要作用。
例如，稀土合金靶材可以用于制备高性能的磁性材料，如硬盘驱动器中的磁性层。
稀土合金靶材
稀土合金靶材稀土合金靶材是一种用于薄膜制备的重要材料。
它由一系列稀土元素和其他金属元素组成的合金，具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于光电子、信息技术、能源等领域。
本文将从以下几个方面对稀土合金靶材进行详细介绍。
一、稀土合金靶材的种类及特点1. 稀土钼合金靶材稀土钼合金靶材是由钼和稀土元素组成的混合物，常用的有Sm-Mo、Nd-Mo、Pr-Mo等。
这种靶材具有高密度、高熔点、低蒸发率和良好的机械性能等特点，适用于制备硬质薄膜。
2. 稀土铝合金靶材稀土铝合金靶材是由铝和稀土元素组成的混合物，常用的有Sm-Al、Nd-Al、Pr-Al等。
这种靶材具有高密度、高熔点、低氧化率和良好的抗氧化性能等特点，适用于制备耐热薄膜。
3. 稀土镍铬合金靶材稀土镍铬合金靶材是由镍、铬和稀土元素组成的混合物，常用的有Sm-Ni-Cr、Nd-Ni-Cr、Pr-Ni-Cr等。
这种靶材具有高密度、高熔点、低氧化率和良好的耐腐蚀性能等特点，适用于制备防腐蚀薄膜。
二、稀土合金靶材的制备方法稀土合金靶材的制备方法主要包括粉末冶金法、真空电弧熔炼法和溅射法三种。
1. 粉末冶金法粉末冶金法是将各种元素按一定比例混合后，在高温下进行球磨或压制成块，再进行热处理得到靶材。
这种方法可以制备出均匀性好、纯度高的靶材，但工艺复杂，生产成本较高。
2. 真空电弧熔炼法真空电弧熔炼法是将各种元素放入真空室内，在电极上加电弧加热并溅射到基板上形成薄膜。
这种方法可以制备出均匀性好、成分均匀的薄膜，但靶材的纯度受到电极材料和熔炼过程的影响。
3. 溅射法溅射法是将靶材放入真空室内，在靶材表面轰击高能粒子使其溅射到基板上形成薄膜。
这种方法可以制备出均匀性好、成分均匀的薄膜，且生产效率高，但需要消耗大量的能源。
三、稀土合金靶材在薄膜制备中的应用稀土合金靶材在薄膜制备中有广泛应用。
以NdFeB磁体为例，其制备工艺主要涉及到氧化物粉末的还原和烧结两个步骤。
其中还原过程需要使用Nd-Al和Fe-Al合金靶材作为反应物，通过溅射法将它们沉积在基板上形成Nd-Fe-Al合金。
铜铝基新材料
铜铝基新材料铜铝基新材料是一种通过铜与铝的合金化反应制备而成的新型材料。
铜铝基新材料具有较高的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，同时还具备良好的导电性和导热性。
下面将从材料组成、制备方法、特点与应用四个方面对铜铝基新材料进行详细介绍。
一、材料组成铜铝基新材料的主要成分为铜和铝，其组成比例一般为铜含量90%以上，铝含量10%以下。
此外，铜铝基新材料中还可以添加少量的其他元素，如锌、锡、镁等，用于调节和改善材料的性能。
二、制备方法铜铝基新材料的制备方法主要有靶材熔炼法、粉末冶金法和反应烧结法等。
1.靶材熔炼法：将适量的铜和铝粉末按照一定比例混合，在惰性气氛下进行高温熔炼，获得铜铝合金坯料。
然后将合金坯料进行热处理，进行再结晶退火和高温固溶处理，最后进行热处理和冷却，得到具有理想结构和性能的铜铝基新材料。
2.粉末冶金法：将铜和铝粉末按一定比例混合，通过球磨、压制成型、烧结等工艺，制备出粉末冶金材料坯体。
然后对坯体进行预处理，如热处理和热压缩，最终得到具有良好组织和性能的铜铝基新材料。
3.反应烧结法：将铜和铝粉末按照一定比例混合，并控制好反应条件，使其在高温下发生反应，并烧结成型。
通过粗晶烧结和再热处理，得到铜铝基新材料。
三、特点铜铝基新材料具有以下几个特点：1.较高的强度和硬度：铜铝基新材料由于铝的加入，使其强度和硬度明显提高，能够满足一些对强度要求较高的领域的应用需求。
2.良好的导电性和导热性：铜铝基新材料的铜含量较高，因此具有较好的导电性和导热性。
这使得铜铝基新材料在电子、通讯和汽车等领域具有广泛的应用前景。
3.耐磨性和耐蚀性：铜铝基新材料在制备过程中可以添加一些其他元素，如锌、锡等，这些元素的加入可以显著提高铜铝基新材料的耐磨性和耐蚀性，使其在机械制造和化工等领域有着广泛的应用。
四、应用铜铝基新材料在众多领域都有广泛的应用。
1.电子行业：铜铝基新材料具有良好的导电性能和导热性能，在电子元器件的制造中可以作为导电材料和散热材料。
五氧化二钽靶材烧结
五氧化二钽靶材烧结五氧化二钽是一种重要的高温结构材料，被广泛应用于热敏器件、气敏器件、光电子器件、高速电子器件等领域。
为了更好地利用五氧化二钽的性能，必须准确地制备纯净且具有良好物理性能的五氧化二钽靶材。
五氧化二钽靶材通常由粉末冶金方法制备，该方法利用高温和压力使粉末形成致密的块材。
烧结是其中最常见的方法，以下将分步骤介绍五氧化二钽靶材烧结的制备过程。
步骤一：制备五氧化二钽粉末。
五氧化二钽可以通过多种方法制备，如化学法、溅射法或高能球磨法等。
在制备中，五氧化二钽的纯度必须达到99.999％以上，并且粒径要均匀，通常控制在数十纳米至数百纳米之间。
步骤二：制备五氧化二钽靶材的混合物。
将五氧化二钽粉末与适量的粘结剂和增塑剂混合均匀，以便更好地与冶金工艺相适应。
在混合过程中，应使用球磨机或其他机器设备将其打散和磨细。
步骤三：制备靶材的压缩。
将混合好的五氧化二钽材料放入压力机中，在高温和高压的条件下压缩成坯状。
五氧化二钽靶材的压缩需要严格控制压力、温度和时间等参数，以确保压缩过程中坯体致密度均匀。
步骤四：烧结。
将五氧化二钽坯状体放入专业的烧结炉中进行烧结。
在烧结过程中，控制不同的温度和时间，使得材料中的细小晶粒结合到一起，形成致密的块状物。
步骤五：加工。
将烧结好的五氧化二钽靶材进行切割、成形和加工，以得到具有特定形状和精度的产品。
加工产品时必须严格控制加工温度、压力和速度，避免产生裂纹或其他缺陷。
总之，制备五氧化二钽靶材需要经过多个步骤，包括粉末制备、混合、压制、烧结和加工等。
通过这些过程，可以得到具有良好物理性能和致密度的五氧化二钽靶材，以满足不同领域对高质量靶材的需求。
有色行业专题系列研究之——靶材：国内需求高增、国产替代加速，蓄势待发
万联证券证券研究报告|有色金属国内需求高增、国产替代加速，蓄势待发强于大市（维持）——有色行业专题系列研究之——靶材日期：2021年01月22日[Table_Summary] 行业核心观点：有色行业涉及的金属品种及代表性的金属材料众多，产业链涵盖资源开发、冶炼和加工各个环节，产品广泛用于工业、新能源、电子、军工各个领域，周期各有差异、结构多点开花,且当前处于新一轮景气上行周期，完全具备乘时乘势基础。
系列专题着力能源金属及相关金属材料，本篇聚焦靶材，望有助于诸君！投资要点：⚫ 高纯金属制备，镀膜实现导电或阻挡功能：靶材是制备功能薄膜的原材料，以99.95%以上高纯金属为原料制备，用于面板、半导体、光伏和磁记录媒体等领域，实现导电或阻挡等功能。
其中，半导体领域对纯度和技艺要求最高，5N5以上。
靶材种类繁多，客户需求非标，定制属性明显。
当前趋势是高溅射率、晶粒晶向控制、大尺寸、以及高纯金属。
⚫ 中期较高增长、当前景气上行，国产替代加速：需求端，我们测算，国内靶材市场到2023年接近300亿元，面板和半导体领域受益于全球消费增长和中国份额提升，市场分别达200/50亿元量级，光伏领域则随着HJT 电池降本应用潜在需求可期，3年总需求CAGR 达9.7%较快增长；就目前而言，面板和半导体行业景气度周期上行，在线办公+5G+传统汽车消费复苏等因素持续发力，这一趋势预计未来1-2年可维持，目前相关靶材企业开工率接近满产。
供给端，全球市场依然由霍尼韦尔等企业寡占，但国内企业已经打通半导体靶材国产替代技术基础，有研新材、江丰电子进入全球主流芯片代工企业；国内四五家面板靶材企业进入京东方，国产替代整体从1到N 呈加速态势。
⚫ 国内公司着力面板和半导体领域，纵横向皆有拓展：江丰电子业务领域涉及半导体和平板显示，投资加码市场最大平板显示领域，对高纯金属原料也有拓展；阿石创靶材以平板显示用为主，亦在投资加码显示靶材；有研新材作为国有企业，专注半导体靶材及高纯金属原料，着力攻克国产替代技术难题；隆华科技靶材业务来自收购，目前用于平板显示领域。
一种用粉末冶金法制备高性能钽靶材的方法[发明专利]
![一种用粉末冶金法制备高性能钽靶材的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0b575349dd3383c4ba4cd218.png)
Hale Waihona Puke 专利内容由知识产权出版社提供
专利名称：一种用粉末冶金法制备高性能钽靶材的方法 专利类型：发明专利 发明人：李军义,孙本双,罗文,扈百直,郑爱国,杨国启,郑金凤,
张丽 申请号：CN201510228169.7 申请日：20150507 公开号：CN105177513A 公开日：20151223
摘要：本发明涉及半导体用高纯钽靶材的粉末冶金制备方法，尤其是一种用粉末冶金法制备高性 能钽靶材的方法。其特点是，包括如下步骤：(1)将要烧结的钽粉末装入模具中；(2)将模具放入电火 花烧结炉中对粉末进行放电等离子烧结；(3)烧结结束后，冷却至不超过160℃后出炉，脱模；(4 )对得 到的钽靶坯机械加工成所需尺寸即可。采用本发明的方法可以得到粒度均匀、无织构的内部组织，提 高靶材性能，本发明方法还具有烧结温度低，可快速烧结出致密钽靶材，靶材内部晶粒均匀细小，无 择优取向等特点。
粉末冶金材料概述
粉末冶金材料概述引言粉末冶金材料是一类通过粉末冶金工艺制备的新型材料。
粉末冶金是指通过粉末冶金工艺将金属或非金属粉末压制成型，经过烧结或其他处理方法得到所需材料的一种制备方法。
粉末冶金材料因其独特的结构和性能，在许多工业和科研领域受到广泛关注。
本文将对粉末冶金材料进行概述，包括其制备方法、特点和应用领域等方面。
粉末冶金材料的制备方法粉末冶金材料的制备方法主要包括粉末制备、成型和烧结等步骤。
粉末制备粉末制备是粉末冶金材料制备的第一步。
粉末制备方法有很多种，包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要包括气雾法、机械法、电解法和溅射法等。
其中，气雾法是指通过气体或喷雾器产生粉末颗粒，例如高温气雾法和超声气雾法。
机械法是指通过机械力使原料产生破碎、研磨或合金化的方法，常见的机械法有球磨法和挤压法等。
电解法是指通过电解原理将金属溶液电解析出粉末。
溅射法是将金属或合金靶材置于真空或较低压力下，在被轰击时产生粉末颗粒。
化学方法主要包括沉积法和还原法等。
沉积法是将金属盐溶液注入电化学池中，通过电解原理在电极上析出粉末。
还原法是指通过还原反应将金属离子还原成金属粉末。
成型是将粉末加工成所需形状的步骤。
常见的成型方法有压制、注射成型和挤压等。
压制是将粉末放入模具中，在一定压力下使其成型。
注射成型是将粉末与有机绑定剂混合，通过注射机将混合物喷射到模具中，经过固化后得到成型件。
挤压是将粉末放入带有孔的金属筒子中，在压力下挤出形状。
烧结是粉末冶金材料制备的最后一步，通过加热使粉末颗粒之间的结合力增强，形成致密的材料。
烧结温度和时间根据材料的要求进行选择，一般在金属的熔点以下，同时需要保证烧结后的材料具有所需的物理和化学性质。
粉末冶金材料的特点粉末冶金材料具有许多独特的特点，使其在许多领域具有广泛的应用前景。
高纯度由于粉末冶金材料可以通过粉末制备方法获得，因此可以获得高纯度的材料。
在制备过程中，可以通过选择合适的原料和控制工艺参数，减少杂质的含量，从而获得高纯度的材料。
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靶材的粉末冶金法
通常，熔融铸造法无法实现难熔金属溅射靶材的制备，对于熔点和密度相差较大的两种或两种以上的金属，采用普通的熔融铸造法，一般也难以获得成份均匀的合金靶材，对于无机非金属靶材、复合靶材，熔融铸造法更是无能为力，而粉末冶金法是解决制备上述靶材技术难题的最佳途径。
同时，粉末冶金工艺还具有容易获得均匀细晶结构、节约原材料、生产效率高等优点，目前已成为磁控溅射靶材的主要制备方法和研究热点。
粉末冶金法制备靶材时，其关键在于：（1）选择高纯、超细粉末作为原料；（2）选择能实现快速致密化的成形烧结技术，以保证靶材的低孔隙率，并控制晶粒度；（3）制备过程严格控制杂质元素的引入。