作爲集成電路中重要的擴散阻擋層,鎢鈦(W-Ti)薄膜雖然有較高的密度和良好的化學穩定性,但因爲鎢鈦靶材存有污染物粒子,所以薄膜欠佳。爲了降低靶材的污染物,研究者提出了一種高純鎢鈦靶材的新製備方法,具體步驟如下:
(1)將80〜90wt%高純鎢粉、10wt%高純鈦粉以及0〜10wt%高純添加劑金屬粉,按重量比稱量,然後放置于球磨罐中,球磨混勻,得到混合粉體;
(2)分別稱取一定量步驟(1)所得到的混合粉體,裝入一定尺寸規格的石墨模具中,將石墨模具放置于熱壓爐內,後抽真空,升溫,溫度達到500〜700°C,保溫30min,體系真空度保持在100Pa左右,不加壓;
(3)隨後升溫,幷在升溫過程中充氬氣,同時開始不斷加壓,當溫度升至1200〜1450°C間,壓力達到10〜30MPa,開始保溫保壓,保溫保壓1〜2小時後,關閉加熱電源開始降溫,等溫度降至900〜IOO°C,逐漸緩慢泄壓,至常壓;
(4)等熱壓爐完全冷却後,取出得到鎢鈦合金靶材坯料,後進行機械和電加工,再清洗,烘乾,得到高純鎢鈦合金靶材。
該生産方法的注意事項有:1)步驟(1)中高純鎢粉和高純鈦粉的純度大于或等于99.99%,高純添加劑金屬粉如鈮粉、鉬粉等的純度大于或等于99.9%。2)步驟(1)中高純鎢粉的平均粒度爲3〜5um,高純鈦粉的平均粒度爲38〜42um,高純添加劑金屬粉的粒度爲3〜15um。3)步驟(4)的機械加工爲磨削,電加工爲綫切割;清洗爲將靶材放入含有清洗劑的純淨水中,進行超聲清洗,清洗1〜2小時後,換純淨水再次進行超聲清洗1〜2小時;洗淨後將靶材放入真空乾燥箱內烘乾,最後得到鍍膜用的靶材。