[发明专利]一种控制钨硅靶材中非金属元素含量的方法在审

专利信息
申请号: 202010536203.8 申请日: 2020-06-12
公开(公告)号: CN111763914A 公开(公告)日: 2020-10-13
发明(设计)人: 李保强;陈金;曾路;刘文迪;黄志民 申请(专利权)人: 厦门虹鹭钨钼工业有限公司
主分类号: C23C14/34 分类号: C23C14/34;B22F3/04;B22F3/10;B22F3/15;B22F5/00
代理公司: 厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204 代理人: 张松亭;秦彦苏
地址: 361000 福建省*** 国省代码: 福建;35
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 控制 钨硅靶材 中非 金属元素 含量 方法
【说明书】:

发明公开了一种控制钨硅靶材中非金属元素含量的方法,将混合粉体通过冷等静压成形,并进行高温真空脱气处理,再以吸氧性金属箔材隔离毛坯和石墨模具,经真空热压烧结得到钨硅靶材。该方法有助于钨硅靶材中易挥发非金属元素的脱除,有效地控制了钨硅靶材中的非金属元素含量,具有可操作性强、成本低的特点。

技术领域

本发明属于溅射靶材技术领域,具体涉及减少靶材中非金属元素的方法。

背景技术

溅射是一种非常通用的薄膜制备工艺,是半导体膜层制造的重要方法。溅射靶材是溅射工艺中应用的原料。溅射靶材通常安装在真空腔体中,待镀膜的基底位于距靶材一定距离的对立面。溅射时,加速运动的氩离子冲击靶材的表面,其动能传递给靶材原子;一些靶材原子得到充足的能量后从靶材表面逸出,并运动穿过真空室,进而逐个原子地沉积在基底表面,形成薄膜。

钨硅靶材经溅射形成的膜层是一种优良的导体,被广泛应用于电子栅门材料及电子薄膜领域。钨硅靶材中非金属元素的含量对溅射薄膜的性能至关重要。薄膜中Cl的存在会腐蚀电路,从而影响电路的可靠性;C、O、N等气体元素会损伤膜的稳定性,成为膜电阻增大的原因;S元素的控制对于提升薄膜性能同样至关重要。然而,硅粉在制备时不可避免的会引入非金属元素,如气体元素C、O、N等。对于微米级硅粉,研究发现,其气体元素C含量达到50~300ppm,O含量达到2500~5000ppm,N含量达到500~1000ppm;此外,靶坯的制备过程中,粉体处理等工序也有可能再次引入非金属元素。如果对靶坯中的非金属元素不加以控制,将会导致溅射薄膜性能下降,从而降低器件的可靠性。

因此,需要提供一种钨硅靶材中非金属元素的去除方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供了一种控制钨硅靶材中非金属元素含量的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种控制钨硅靶材中非金属元素含量的方法,包括:

1)冷等静压:钨粉和硅粉的混合粉体采用冷等静压(CIP)的方式成形,得到钨硅生坯;所述冷等静压的成形压力为50~150MPa,保压时间为10~20min;

2)真空脱气:将所述钨硅生坯在1000~1200℃真空脱气5~20h,得到脱气后毛坯;

3)真空热压烧结:采用吸氧性金属箔材隔离所述脱气后毛坯与真空热压烧结的模具,进行真空热压烧结,得到所述钨硅靶材。

经过上述处理,得到的钨硅靶材中各非金属元素的含量至少可降低至以下水平:碳(C)含量为30~100ppm,甚至可为30~60ppm;氧(O)含量为400~1000ppm,甚至可为400~600ppm;氮(N)含量为20~50ppm,甚至可为20~30ppm;硫(S)含量为0.1~10ppm,甚至可为0.1~2.5ppm;氯(Cl)含量为0.1~1ppm,甚至可为0.1~0.8ppm。得到的钨硅靶材中各非金属元素的含量甚至还可降至更低水平。该钨硅靶材具备非金属元素含量低的特点,满足半导体靶材的要求。

在冷等静压步骤之前,需要先将钨粉和硅粉通过混料制备得到混合粉体。

混料步骤中,混合粉体由钨粉和硅粉在转速15~35rpm下混合均匀而得,混料时间为48~60h。例如,所述混合粉体采用V型混料机(又称V型混合机)混合均匀,混料机转速为15~35rpm,混料时间为48~60h。

上述混料过程为干混工艺,工艺简单,步骤较少,可尽量避免其他杂质的引入。

进一步地,混料过程在真空环境中或者在保护气体中制备得到,即混料机抽真空或者向混料机中注入保护气体。所述保护气体包括稀有气体,所述稀有气体例如为氩气。这样可防止粉末与空气接触氧化。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于厦门虹鹭钨钼工业有限公司,未经厦门虹鹭钨钼工业有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202010536203.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code