Bersaglio per polverizzazione di tantalio ad alta purezza

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 percento) e target in lega di alluminio ad altissima purezza e il target in titanio ad altissima purezza utilizzato per lo strato barriera allo sputtering è un target in titanio ad altissima purezza. Negli LSI, l'elettromigrazione dell'interconnessione metallica è uno dei principali meccanismi di guasto. Ad alta densità di corrente, il filo di alluminio è soggetto a elettromigrazione, con conseguente formazione di sporgenze e vuoti nella pellicola di interconnessione in alluminio, riducendo così l'efficienza operativa e l'affidabilità dei circuiti integrati. La resistività del Cu è inferiore di circa il 35% rispetto a quella dell'Al e anche la resistenza all'elettromigrazione è forte; E con lo sviluppo su larga scala dei circuiti integrati, il grado di integrazione sta diventando sempre più alto e vengono proposti requisiti tecnici più elevati per la produzione di target di sputtering per strati interline e barriera, nel processo submicronico profondo (minore o uguale a 018um), il rame sostituirà gradualmente l'alluminio come materiale per il cablaggio metallizzato su wafer di silicio, è possibile utilizzare più bersagli in rame ad altissima purezza e il corrispondente sputtering della barriera maschio è un bersaglio di tantalio di elevata purezza.

Con l'aumento della quantità di bersaglio di tantalio ad alta purezza come materiale di rivestimento barriera allo sputtering, anche i suoi requisiti per le prestazioni del bersaglio stanno diventando sempre più elevati, come la dimensione del bersaglio di sputtering sempre più grande, più fine e uniforme è la microstruttura, ecc. Pertanto, la ricerca sul processo di preparazione degli sputtering target ha progressivamente attirato l'attenzione. Allo stato attuale, il processo di preparazione dell'obiettivo di sputtering di tantalio ad alta purezza include principalmente il metodo di fusione e colata e il metodo di metallurgia delle polveri:

1. Preparazione di target sputtering ad alta purezza mediante il metodo di fusione e colata

Il metodo di fusione e colata è attualmente il metodo principale per preparare bersagli di sputtering di tantalio, generalmente le materie prime di tantalio vengono fuse (fascio di elettroni o arco, fusione al plasma, ecc.) Forgiatura e i lingotti o grezzi ottenuti vengono ripetutamente forgiati a caldo, ricotti, e poi rotolato, ricotto e finito nel bersaglio. I lingotti o grezzi sono forgiati a caldo per distruggere la struttura di colata, in modo che i pori o la segregazione si diffondano, scompaiano e quindi li ricristallizzino mediante ricottura, migliorando così la densificazione e la resistenza del tessuto.

Al fine di garantire che il bersaglio possa spruzzare film di alta qualità, ci sono generalmente requisiti elevati per i bersagli di tantalio e maggiore è la purezza del materiale bersaglio, migliore è la qualità del film.

2. Preparazione di target sputtering di tantalio di elevata purezza mediante metallurgia delle polveri

I metodi per la preparazione di bersagli di tantalio di elevata purezza mediante metallurgia delle polveri includono principalmente la pressatura a caldo, la pressatura isostatica a caldo, la sinterizzazione sottovuoto isostatica a freddo, ecc. , nitrurando la superficie della polvere di metallo, è possibile ottenere polvere di tantalio con contenuto di ossigeno inferiore a 300 mg/kg e contenuto di azoto inferiore a 10 mg/kg, quindi caricata nello stampo, quindi formatura pressata a freddo e stampaggio isostatico a caldo o altro metodi di sinterizzazione, la purezza del 99,95 percento o più, la dimensione media del grano è inferiore a 50 um, o anche 10 um, la trama è casuale e l'obiettivo di tantalio uniforme della trama lungo la superficie e lo spessore del bersaglio.

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