一種氧化鋁靶材及其制備方法與流程

一種氧化鋁靶材及其制備方法與流程氧化鋁是一種重要的高溫材料，具有高強度、高硬度、高耐磨性、高抗腐蝕性等優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于制造高溫結(jié)構(gòu)材料、電子元件、高溫陶瓷、化學(xué)儀器等領(lǐng)域。氧化鋁靶材作為電子薄膜行業(yè)中的一種重要原材料，主要用于制備薄膜材料和涂層材料，逐漸成為各行各業(yè)的必需品。本文將介紹一種氧化鋁靶材及其制備方法與流程。一、氧化鋁靶材的特點和應(yīng)用氧化鋁靶材主要由氧化鋁、高純度金屬鋁和添加劑組成。氧化鋁是主要組分，能夠提供較高的離子源通量、良好的膜品質(zhì)、高的化學(xué)穩(wěn)定性和高熱穩(wěn)定性。同時，添加少量的其它元素，如鋯、鈦、鉭等，可以顯著提高氧化鋁膜的質(zhì)量和性能。氧化鋁靶材具有以下特點：高化學(xué)純度，能夠更好地滿足電子工業(yè)的要求；低雜質(zhì)含量，保證了膜層的純度和穩(wěn)定性；良好的膜形成能力和穩(wěn)定性，有利于薄膜和涂層的均勻性和穩(wěn)定性；優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性，能夠在高溫和惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。氧化鋁靶材主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：光學(xué)薄膜：用于制備高折射率的光學(xué)薄膜；電子薄膜：用于制備金屬鋁、鎢、鉬等金屬材料的電子薄膜；陶瓷工業(yè)：用于制備高溫陶瓷材料和瓷磚；化學(xué)儀器：用于制造高溫化學(xué)反應(yīng)器和高溫儲罐等化學(xué)儀器。二、氧化鋁靶材的制備方法氧化鋁靶材的制備方法可以分為物理氣相沉積（PVD）和化學(xué)氣相沉積（CVD）兩種：1.物理氣相沉積（PVD）物理氣相沉積是將純凈的氣體物理上沉積在材料表面，經(jīng)過集束照射、蒸發(fā)、沉積等過程，產(chǎn)生高質(zhì)量且良好品質(zhì)的薄膜。其中，鍍膜材料被置于真空室內(nèi)，在一定條件下通入氣體或?qū)Σ牧线M行激發(fā)，將材料表面的原子排布“強制”改變到其最穩(wěn)定的狀態(tài)，形成薄膜。PVD方法的優(yōu)點是：薄膜制備速度快、溫度低、成分均勻、厚度可控等。PVD方法的具體步驟如下：材料準(zhǔn)備：將氧化鋁和高純度金屬鋁粉末按照一定比例混合，并將添加劑如鋯、鈦、鉭等添加至混合粉末中，混合均勻后進行篩分。然后將混合后的粉末壓成塊狀或圓柱狀的坯體；坯體加工：將壓縮成坯體的混合粉末進行切割、研磨、拋光等加工，使其達(dá)到所需尺寸的要求。得到制備成品；氧化鋁靶材沉積：在真空室內(nèi)，將制備好的氧化鋁靶材置于靶槍頂部，進行電子束熱蒸發(fā)或離子束濺射等方法制備氧化鋁薄膜。2.化學(xué)氣相沉積（CVD）化學(xué)氣相沉積是將預(yù)制的氣體、化合物等在適宜的溫度下反應(yīng)，使反應(yīng)生成物沉積在基底表面形成具有目的性質(zhì)的薄膜。CVD法可分為低壓CVD、大氣壓CVD、氣體簇源(CGS)CVD等。其中，低壓化學(xué)氣相沉積方法得到的氧化鋁薄膜，厚度均勻性、純度和中平面的偏移量都較高。CVD方法的制備步驟如下：預(yù)處理基板：在制備前，涂層前，需要對基板進行表面處理，以便去除表面粗糙度和可能含有的油污等雜質(zhì)；流化床反應(yīng)器：將反應(yīng)的氣體、化合物通過預(yù)定的流量進入反應(yīng)器，將氣壓維持在所需的程度，然后將基板放置于氣流中，反應(yīng)氣體或化合物在基板表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成厚度均勻的氧化鋁薄膜；沉積完成：取出基板，進行表面處理。三、氧化鋁靶材制備流程針對PVD法和CVD法的制備方法，可以制定如下氧化鋁靶材制備流程：1.PVD法制備流程根據(jù)所需的靶材規(guī)格和數(shù)量，將高純度的氧化鋁和金屬鋁粉按比例混合，并加入必要的添加劑制備成混合粉體；將混合粉體壓成條狀，再將條狀壓成圓柱形的坯體；對坯體進行切割、研磨、拋光等工藝處理，使其達(dá)到制備靶材的要求；將處理好的靶材坯體切割成具有所需厚度、直徑和尺寸的靶材片；將靶材片放置于真空室中的靶槍上，進行電子束熱蒸發(fā)或離子束濺射等方法制備氧化鋁薄膜；靶材片制備完成后，進行包裝、質(zhì)檢等后續(xù)工藝，最終形成氧化鋁靶材。2.CVD法制備流程準(zhǔn)備基板，對基板進行表面處理；準(zhǔn)備反應(yīng)氣體和預(yù)制物料，將它們通過流化床反應(yīng)器，在預(yù)設(shè)參數(shù)下進行反應(yīng)；將經(jīng)過反應(yīng)生成的氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)?；蛳》藕笏腿霔l件具備的沉積裝置；將預(yù)處理好的基板放置在沉積裝置中，然后結(jié)合所需溫度、時間、壓力等控制參數(shù)進行沉積；待沉積完成后，取出基板進行后續(xù)處理，形成氧化鋁靶材。四、總結(jié)本文介紹了一種氧化鋁靶材及其制備方法與流程。氧化鋁靶材是一種重要的高溫材料，在電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)、化學(xué)儀器等領(lǐng)域中有廣