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高純鎢靶材的制備技術與應用

發(fā)布時間：

2024-02-27

　　難熔金屬鎢及鎢合金由于具有高溫穩(wěn)定性好、電子遷移抗力高以及電子發(fā)射系數(shù)高等優(yōu)點，高純鎢及鎢合金靶材主要用于制造半導體集成電路的柵電極、連接布線、擴散阻擋層等，對材料的純度、雜質元素含量、致密度、晶粒尺寸及晶粒組織均勻性等方面都有著極高的要求。

　　一、燒結溫度的影響

　　鎢靶胚體的成型工藝一般采用冷等靜壓方式制取，鎢晶粒在燒結過程中會發(fā)生長大的現(xiàn)象，鎢晶粒的長大會填補晶界之間的空隙，從而提高鎢靶材的密度。隨著燒結次數(shù)的增加，鎢靶材的密度增加逐漸放緩。其原因主要是在多次燒結后，鎢靶材的質量已變化不太，由于晶界中的空隙大多數(shù)被鎢晶體所填滿，在每次燒結后，鎢靶材的整體尺寸變化率已經(jīng)很小，從而導致鎢靶材的密度提升的空間有限。隨著燒結的進行，長大的鎢晶粒填充到空隙中，導致粒度小的靶材致密性更高。

　　二、保溫時間的影響

　　相同燒結溫度下保溫，隨著燒結保溫時間的延長，鎢靶材的致密性得到相應的提高，隨著保溫時間的延長，鎢晶粒尺寸都有所增加，并且隨著保溫時間的延長，晶粒尺寸長大倍數(shù)逐漸變慢，這就說明提高保溫時間也可以提高鎢靶材的性能。

　　三、軋制對靶材性能的影響

　　為了提高鎢靶材材料的致密度，同時使鎢靶材獲得加工組織，鎢靶材的中溫軋制必須在再結晶溫度以下進行。靶坯的軋制溫度高，靶坯的纖維組織就較粗大，反之靶材的纖維組織就較細。當溫軋加工率到95%以上時。盡管燒結的原始晶粒不同或者由于軋制溫度不同造成的纖維組織差異就會消除，靶材內部組織就形成了較為均勻的纖維組織，所以溫軋的加工率越高，靶材的性能就越好。