Alvo de pulverização de tântalo de alta pureza

In recent years, with the rapid development of the electronic information industry, sputtering targets for integrated circuits have also been greatly developed. Among the metal targets used to manufacture semiconductor chips, common sputtering targets are non-ferrous metals such as Ta Ti Al Co and Cu. Among them, the largest amount of metal sputtering targets for integrated circuit manufacturing is ultra-high purity aluminum (>99,999 por cento) e alvos de liga de alumínio de ultra-alta pureza, e o alvo de titânio de ultra-alta pureza usado para a camada de barreira de pulverização catódica é o alvo de titânio de ultra-alta pureza. Em LSIs, a eletromigração de interconexão de metais é um dos principais mecanismos de falha. Em alta densidade de corrente, o fio de alumínio é propenso à eletromigração, resultando na formação de saliências e vazios no filme de interconexão de alumínio, reduzindo assim a eficiência operacional e a confiabilidade dos circuitos integrados. A resistividade do Cu é cerca de 35% menor que a do Al, e a resistência à eletromigração também é forte; E com o desenvolvimento em alta escala de circuitos integrados, o grau de integração está ficando cada vez maior, e requisitos técnicos mais altos são apresentados para a fabricação de alvos de sputtering para camadas de interlinha e barreira, no processo submicrônico profundo (menor ou igual a 018um), o cobre substituirá gradualmente o alumínio como material para fiação metalizada em pastilhas de silício, alvos de cobre de pureza ultra-alta podem ser mais usados, e a pulverização correspondente da barreira masculina é um alvo de tântalo de alta pureza.

Com o aumento na quantidade de alvo de tântalo de alta pureza como material de revestimento de barreira de pulverização, seus requisitos para o desempenho do alvo também estão ficando cada vez mais altos, como o tamanho do alvo de pulverização cada vez maior, a microestrutura mais fina e uniforme, etc. Por isso, a pesquisa sobre o processo de preparação de alvos de sputtering tem atraído gradativamente a atenção. Atualmente, o processo de preparação do alvo de pulverização de tântalo de alta pureza inclui principalmente o método de fundição e fundição e o método de metalurgia do pó:

1. Preparação de alvo de pulverização de alta pureza por método de fundição e fundição

O método de fundição e fundição é atualmente o principal método para preparar alvos de pulverização de tântalo, geralmente as matérias-primas de tântalo são fundidas (feixe ou arco de elétrons, fusão de plasma, etc.) e depois enrolado, recozido e finalizado no alvo. Os lingotes ou blanks são forjados a quente para destruir a estrutura de fundição, de modo que os poros ou segregação se difundam, desapareçam e depois os recristalizem por recozimento, melhorando assim a densificação e resistência do tecido.

A fim de garantir que o alvo possa pulverizar filmes de alta qualidade, geralmente há altos requisitos para alvos de pulverização de tântalo, e quanto maior a pureza do material alvo, melhor a qualidade do filme.

2. Preparação de alvo de pulverização de tântalo de alta pureza por metalurgia do pó

Os métodos para preparar alvos de tântalo de alta pureza por metalurgia do pó incluem principalmente prensagem a quente, prensagem isostática a quente, sinterização a vácuo isostática a frio, etc. , por nitretação da superfície do pó de metal, pó de tântalo com teor de oxigênio abaixo de 300mg/kg e teor de nitrogênio abaixo de 10mg/kg pode ser obtido e, em seguida, carregado no molde e, em seguida, prensado a frio e moldagem por prensagem isostática a quente ou outros métodos de sinterização, a pureza de 99,95 por cento ou mais, o tamanho médio do grão é inferior a 50um, ou mesmo 10um, a textura é aleatória e alvo de tântalo de textura uniforme ao longo da superfície e espessura do alvo.

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