本文關(guān)鍵詞：擴(kuò)散阻擋層用WTi合金的制備及其表征

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【摘要】：WTi合金具有低的電阻系數(shù)、良好的熱穩(wěn)定性能和抗氧化性能,已被成功地應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的擴(kuò)散阻擋層。迄今為止,中國大量半導(dǎo)體行業(yè)用靶材仍從國外進(jìn)口。因此,通過研究靶材制備工藝及性能的關(guān)系,制備出高密度、高純度、富鈦相β1(Ti,W)少的WTi合金靶材,不僅能夠把握相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展方向,并且具有十分可觀的市場(chǎng)前景。本文用行星球磨的方式對(duì)Ti、W粉末進(jìn)行預(yù)處理及混合,得到不同粒度組成的混合粉末,用真空熱壓法對(duì)粉末進(jìn)行成型,制備得到的WTi10合金。利用X射線衍射儀(XRD)、金相和掃描電子顯微鏡(SEM)分析混合粉末的粒度組成,并對(duì)合金的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析,采用排水法及ICP測(cè)試儀,分析合金的密度及雜質(zhì)含量。結(jié)果表明,在溫度1 200℃,壓力30 MPa的真空熱壓條件下,制備得到的4個(gè)樣品均已形成體心立方β相的WTi固溶體。且混粉球磨時(shí)間對(duì)WTi固溶體的峰位及峰強(qiáng)沒有影響。但粉末混合球磨時(shí)間對(duì)熱壓后合金的微觀組織形貌影響較大,隨著混粉時(shí)間的延長,富鈦相β1呈先減少后增加的趨勢(shì),混粉3 h的熱壓得到的樣品黑色富Ti固溶體相區(qū)域最少,性能最優(yōu),合金的密度均達(dá)到理論密度的99.48%,純度99.97%。采用該方法制備得到的WTi10合金可用于磁控濺射制備WTi擴(kuò)散阻擋層。以上研究為真空熱壓法制備半導(dǎo)體行業(yè)用鎢鈦靶材的研究提供一定的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。
【作者單位】： 昆明貴金屬研究所稀貴金屬綜合利用新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 擴(kuò)散阻擋層 WTi 真空熱壓 相組成 微觀結(jié)構(gòu)
【基金】：國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題資助項(xiàng)目(SKL-SPM-201528) 國家青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51501077)
【分類號(hào)】：TN303;TG146.411
【正文快照】： 0引言隨著微電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,微電子器件向更小尺寸,更高精度發(fā)展,對(duì)阻擋層薄膜的要求越來越高。在現(xiàn)代半導(dǎo)體器件制作過程中,主要采用傳統(tǒng)的Al、Cu、Ag作為金屬互聯(lián)材料[1]。由于Al、Cu、Ag會(huì)向介質(zhì)層Si或Si O2中擴(kuò)散形成高阻的金屬硅化物,使連線中的電流密度大幅下降,導(dǎo)

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