钽溅射靶材的应用、属性和发展趋势
- 格式:pdf
- 大小:399.26 KB
- 文档页数:5
钽在军工领域的应用
钽在军工领域有多种应用,以下是钽在军工领域的应用:
1. 穿甲弹的衬件:钽金属由于其良好的力学性能,常被用于制作穿甲弹的衬件,这种应用目前主要在美国。
大名鼎鼎的“陶”式反坦克导弹即使用钽金属作为破甲材料。
2. 航空航天工业:钽在航空航天工业中扮演着重要的角色,它被用于制造喷气式飞机、航天飞机、火箭的发动机部件,如燃烧室、燃烧导管、涡轮泵、火箭加速器喷管、宇宙飞船推进加力装置和喷管阀门等。
此外,钽也是喷气式飞机、火箭、导弹的良好结构材料,常用于制造整流罩。
3. 电子工业:在电子工业中,钽和铌可用于制造电容器、电子管、超短波发射装置等。
由于钽和铌具有良好的超导性,在制造电线、电缆的材料中加入钽和铌可以大大减少电能的损耗,从而节省电能。
4. 冶金工业:在冶金工业中,铌主要用于制造耐高温的合金钢和提高钢的强度。
在冶炼碳素钢时,只需添加万分之几的铌,便可以使钢的强度提高三分之一。
用铌和钽与钨、铝、镍、钴、钒等一系列金属合成的超级合金,是超音速喷气式飞机、火箭和导弹等的良好结构材料。
总之,随着人类科学技术的不断发展,钽在军工领域的应用会越来越广泛。
2024年五氧化二钽市场前景分析引言五氧化二钽(Ta2O5)是一种重要的功能性无机材料,具有多种应用领域。
本文将对五氧化二钽市场前景进行分析,包括市场规模、应用领域、竞争情况和发展趋势等。
市场规模五氧化二钽市场在过去几年中呈现稳步增长的态势。
根据市场研究数据显示,五氧化二钽市场规模预计将在未来五年内达到xx亿美元。
该市场的增长主要受到需求侧和供应侧因素的双重影响。
应用领域五氧化二钽在众多领域中具有广泛的应用。
最主要的应用领域包括电子、光电子、电池、储能、光伏等。
在电子行业中,五氧化二钽主要用于制造电容器和绝缘薄膜等。
在光电子领域,五氧化二钽被广泛应用于光传感器、激光器和光波导器件等。
此外,五氧化二钽还用于制备高性能电池和储能设备,以及太阳能电池板生产中的反射层。
竞争情况五氧化二钽市场存在一定的竞争压力。
目前市场上有多家关键厂商生产和供应五氧化二钽产品。
这些厂商通过提高产品质量、扩大产能和降低价格来竞争市场份额。
此外,新进入市场的竞争者也对五氧化二钽市场构成潜在威胁。
发展趋势五氧化二钽市场将呈现以下几个发展趋势:1.技术进步:随着技术的不断进步,五氧化二钽的制备工艺将更加成熟和高效,产品性能也将不断提升。
2.新兴应用领域:随着新兴领域的不断涌现,如人工智能、物联网等,五氧化二钽在这些领域的应用也将逐渐增多。
3.节能减排需求:对于节能减排的要求日益提高,五氧化二钽作为环保材料将得到更广泛的应用和发展。
4.地区市场发展不均衡:五氧化二钽市场的发展在不同地区存在一定的差异,发达经济体和新兴经济体市场规模和需求增长更为迅速。
结论从市场规模、应用领域、竞争情况和发展趋势等方面分析,五氧化二钽市场具有较好的发展前景。
然而,厂商应关注技术创新、产品质量和市场营销策略,以更好地满足市场需求并抢占竞争优势。
万联证券证券研究报告|有色金属国内需求高增、国产替代加速,蓄势待发强于大市(维持)——有色行业专题系列研究之——靶材日期:2021年01月22日[Table_Summary] 行业核心观点:有色行业涉及的金属品种及代表性的金属材料众多,产业链涵盖资源开发、冶炼和加工各个环节,产品广泛用于工业、新能源、电子、军工各个领域,周期各有差异、结构多点开花,且当前处于新一轮景气上行周期,完全具备乘时乘势基础。
系列专题着力能源金属及相关金属材料,本篇聚焦靶材,望有助于诸君!投资要点:⚫ 高纯金属制备,镀膜实现导电或阻挡功能:靶材是制备功能薄膜的原材料,以99.95%以上高纯金属为原料制备,用于面板、半导体、光伏和磁记录媒体等领域,实现导电或阻挡等功能。
其中,半导体领域对纯度和技艺要求最高,5N5以上。
靶材种类繁多,客户需求非标,定制属性明显。
当前趋势是高溅射率、晶粒晶向控制、大尺寸、以及高纯金属。
⚫ 中期较高增长、当前景气上行,国产替代加速:需求端,我们测算,国内靶材市场到2023年接近300亿元,面板和半导体领域受益于全球消费增长和中国份额提升,市场分别达200/50亿元量级,光伏领域则随着HJT 电池降本应用潜在需求可期,3年总需求CAGR 达9.7%较快增长;就目前而言,面板和半导体行业景气度周期上行,在线办公+5G+传统汽车消费复苏等因素持续发力,这一趋势预计未来1-2年可维持,目前相关靶材企业开工率接近满产。
供给端,全球市场依然由霍尼韦尔等企业寡占,但国内企业已经打通半导体靶材国产替代技术基础,有研新材、江丰电子进入全球主流芯片代工企业;国内四五家面板靶材企业进入京东方,国产替代整体从1到N 呈加速态势。
⚫ 国内公司着力面板和半导体领域,纵横向皆有拓展:江丰电子业务领域涉及半导体和平板显示,投资加码市场最大平板显示领域,对高纯金属原料也有拓展;阿石创靶材以平板显示用为主,亦在投资加码显示靶材;有研新材作为国有企业,专注半导体靶材及高纯金属原料,着力攻克国产替代技术难题;隆华科技靶材业务来自收购,目前用于平板显示领域。
溅射靶材通俗讲解溅射靶材是一种在材料表面形成薄膜的技术,其原理为将固态材料通过溅射方法转化为粒子或原子,并在高速撞击下将其沉积在基材上。
溅射靶材广泛应用于电子、光伏、显示器等领域,是制备高质量薄膜的重要工艺之一。
溅射靶材的制备过程中,首先需要选择适合的靶材。
常见的溅射靶材包括金属、合金、氧化物、氮化物、硅化物等。
这些材料具有不同的物理化学性质,可以根据实际需要选择合适的材料。
在溅射过程中,靶材被放置在真空室中,通过加热或者电弧等方式激发靶材,使其表面的原子或者分子获得足够的能量,从而离开靶材表面。
这些粒子或原子以高速撞击的方式沉积在基材上,形成薄膜。
溅射靶材的制备过程中需要控制多个参数,以确保薄膜的质量和性能。
其中,溅射功率、气压、靶材与基材之间的距离、靶材的组成等因素都会对薄膜的性质产生影响。
通过调整这些参数,可以实现对薄膜的厚度、成分、结晶性等方面的控制。
溅射靶材制备的薄膜具有许多优点。
首先,溅射靶材制备的薄膜具有良好的附着力和致密性,能够长时间稳定地使用。
其次,溅射靶材可以制备多种材料的薄膜,可以满足不同领域的需求。
此外,溅射靶材制备的薄膜具有较高的纯度和均匀性,可以提供高质量的功能性薄膜。
溅射靶材制备的薄膜在各个领域有着广泛的应用。
在电子领域,溅射靶材可以制备导电薄膜,用于电路板、显示器等器件。
在光伏领域,溅射靶材可以制备太阳能电池中的各种层,提高电池的转换效率。
在显示器领域,溅射靶材可以制备液晶显示器中的透明电极。
此外,溅射靶材还可以用于制备光学薄膜、防腐蚀薄膜、防反射薄膜等。
随着科技的不断发展,溅射靶材制备技术也在不断改进和创新。
如今,已经出现了多种改进的溅射技术,如磁控溅射、高功率脉冲溅射等。
这些技术可以进一步提高薄膜的质量和性能,满足更加复杂的应用需求。
溅射靶材是一种重要的薄膜制备技术,广泛应用于电子、光伏、显示器等领域。
通过控制参数,可以制备具有高质量和良好性能的薄膜。
溅射靶材制备的薄膜在各个领域有着广泛的应用前景,将为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
2024年钽铌市场前景分析引言钽铌是一种重要的金属材料,具有优异的物理和化学性质,被广泛应用于航空航天、电子通信、能源等领域。
本文将对钽铌市场的发展前景进行分析,为投资者提供参考。
1. 钽铌的基本概述钽铌是由钽和铌两种金属元素组成的合金,具有高熔点、耐腐蚀、抗氧化等特点。
它在航空航天和电子领域中的应用得到了广泛认可。
2. 钽铌市场的现状目前,钽铌市场规模逐步扩大,主要受益于以下因素:2.1 电子产业的快速发展随着电子产品的普及和国家对科技创新的重视,钽铌作为电子元器件的重要材料受到了广泛关注。
它在电子通信、计算机芯片等领域的需求持续增长,为钽铌市场提供了巨大的机会。
2.2 能源领域的需求增加随着全球能源需求的不断增加,钽铌在能源领域的应用也在逐渐增多。
钽铌作为燃料电池的重要组成部分,具有优异的电导性能和化学稳定性,被广泛应用于能源生产和储存领域。
2.3 航空航天产业的发展钽铌作为高温材料,在航空航天领域具有重要的应用价值。
随着航空航天产业的迅猛发展,钽铌市场也将得到进一步的推动。
3. 钽铌市场的发展趋势未来,钽铌市场将呈现以下发展趋势:3.1 技术创新的推动随着科技的进步,钽铌的生产工艺和性能将得到不断改进。
新的制备技术和生产工艺的引入将提高钽铌合金的质量和产能,进一步推动钽铌市场的发展。
3.2 新兴市场的崛起新兴市场的快速崛起将带动钽铌需求的增长。
尤其是亚洲地区的经济增长和工业化进程加快,将为钽铌市场带来更大的机会。
3.3 环保和可持续发展的推动在环保和可持续发展成为全球热点问题的背景下,钽铌作为一种环保材料将受到更多关注。
政府对环保产业的支持和倡导将促进钽铌市场的健康发展。
4. 钽铌市场的挑战与对策钽铌市场仍面临一些挑战,包括原材料供应的不稳定性、生产成本的上升等问题。
为了应对这些挑战,可以采取以下对策:4.1 多元化供应链来源在寻找原材料供应商时,应注意多元化供应链的建立,以降低供应风险。
溅射靶材的种类、应用、制备及发展趋势陈建军;杨庆山;贺丰收【摘要】随着电子及信息产业突飞猛进的发展,世界溅射靶材的需求量越来越大.文章介绍了溅射靶材的种类、应用及制备情况.并对靶材的发展趋势作了探讨.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2006(022)004【总页数】5页(P38-41,76)【关键词】溅射;靶材;种类;应用;制备;发展趋势【作者】陈建军;杨庆山;贺丰收【作者单位】湖南稀土金属材料研究院,湖南,长沙,410014;湖南稀土金属材料研究院,湖南,长沙,410014;湖南稀土金属材料研究院,湖南,长沙,410014【正文语种】中文【中图分类】TG14溅射是制备薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集,而形成高速度能的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。
各种类型的溅射薄膜材料无论在半导体集成电路、记录介质、平面显示以及工件表面涂层等方面都得到了广泛的应用。
因此,对溅射靶材这一具有高附加值的功能材料需求逐年增加。
近年来我国电子信息产业飞速发展,集成电路、光盘及显示器生产线均有大量合资或独资企业出现,我国已逐渐成为了世界上薄膜靶材的最大需求地区之一。
但迄今为止,中国仍没有专门生产靶材的专业大公司,大量靶材仍从国外进口。
由于国内靶材产业的滞后发展,目前中国靶材市场很大部分被国外公司占领;随着微电子等高科技产业的高速发展,中国的靶材市场将日益扩大,为中国靶材制造业的发展提供了机遇和挑战。
溅射靶材的种类相当多,即使相同材质的靶材又有不同的规格。
靶材的分类有不同的方法,根据形状分为长靶,如ITO靶材(1 400×900×6已焊接)、方靶如ITO 靶材(300×300厚度可按用户的要求)、圆靶如Fe63 Dy29 Tb8靶(Φ75×10)、Fe54 Tb46(Φ75× 10);根据成份可分为金属靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材(见表1),陶瓷化合物靶材根据化学组成不同可分为氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等陶瓷靶材,根据应用领域不同又分为半导体关联陶瓷靶材、记录介质陶瓷靶材、显示陶瓷靶材、超导陶瓷靶材和巨磁电阻陶瓷靶材等(见表2);溅射靶材按应用领域分为微电子靶材、磁记录靶材、光碟靶材、贵金属靶材、薄膜电阻靶材、导电膜靶材、表面改性靶材、光罩层靶材、装饰层靶材、电极靶材、其他靶材(见表3)溅射靶材主要应用于电子及信息产业,如集成电路、信息存储、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等;亦可应用于玻璃镀膜领域;还可以应用于耐磨材料、高温耐蚀、高档装饰用品等行业。
钽行业报告pdf钽行业报告PDF。
钽是一种稀有的金属元素,具有优良的化学性质和高熔点,因此在电子、航空航天、化工等领域有着广泛的应用。
本报告将对钽行业的市场现状、发展趋势以及关键企业进行分析,以期为相关行业的投资者和企业提供参考。
一、市场现状。
1. 钽的主要应用领域。
钽主要用于制造电解电容器、合金材料、光学镜片、真空设备等。
其中,电解电容器是钽的主要应用领域之一,其在电子产品中具有广泛的应用,如手机、电脑、相机等。
2. 钽市场供需状况。
随着电子产品的普及和航空航天、化工等领域的发展,对钽的需求不断增加。
而受限于钽矿资源的稀缺性,钽的供应相对紧张,导致钽价格持续上涨。
3. 钽市场地域分布。
全球钽资源主要分布在非洲、澳大利亚、巴西等地,其中非洲国家的钽资源占比较大。
而钽的消费市场主要集中在亚洲地区,特别是中国、日本等国家。
二、发展趋势。
1. 钽市场需求增长。
随着电子产品的更新换代和航空航天、化工等领域的不断发展,对钽的需求将持续增长。
尤其是5G技术的普及和新能源汽车的发展,将对钽市场带来新的增长机遇。
2. 钽价格走势。
受限于钽矿资源的稀缺性和供应紧张的状况,钽价格将继续保持上涨的趋势。
投资者可以关注钽价格的走势,把握投资时机。
3. 钽替代品研发。
由于钽资源的稀缺性和价格的不断上涨,一些科研机构和企业开始研发钽的替代品,以满足市场需求。
投资者可以关注钽替代品的研发进展,寻找新的投资机会。
三、关键企业分析。
1. CBMM。
巴西联邦冶金公司(CBMM)是全球最大的钽生产商,占据着全球钽市场的主导地位。
公司拥有丰富的钽矿资源和先进的生产技术,产品质量稳定,市场占有率较高。
2. H.C. Starck。
H.C. Starck是一家德国企业,也是全球知名的钽生产商之一。
公司拥有先进的生产设备和技术,产品质量优良,广泛应用于电子、航空航天等领域。
3. 青海金川。
青海金川是中国知名的钽生产企业,拥有丰富的钽矿资源和完善的生产体系。
2024年钽靶材市场前景分析1. 引言钽靶材是一种重要的材料,在核能、电子学、医疗等领域具有广泛的应用。
本文将分析钽靶材市场的发展趋势,以及未来的前景。
2. 钽靶材市场概览钽靶材是由纯度较高的钽制成,具有很好的稳定性和耐腐蚀性。
目前,钽靶材市场主要被分为两个应用领域:核能和电子学。
2.1 核能领域核能是一种清洁能源,正在得到越来越多的关注。
钽靶材在核反应堆的控制棒中起到关键作用,可以有效控制核反应的速率。
随着可再生能源的发展,核能在全球能源结构中的比重有望提高,对钽靶材的需求也会相应增加。
2.2 电子学领域钽靶材在电子学领域的应用主要集中在电容器和集成电路等方面。
随着电子产品的普及和需求的不断增加,钽靶材市场将会继续扩大。
3. 钽靶材市场发展趋势3.1 技术创新随着科学技术的进步,钽靶材的生产和应用技术也在不断改进。
新的钽靶材制备方法和性能改善措施将进一步提高钽靶材的品质和效能,增加其在各个领域的应用范围。
3.2 环保意识增强近年来,全球各国对环境保护的重视程度不断提高,对材料的环境友好性也有了更高的要求。
钽靶材因其较低的毒性和可回收利用的特性而受到更多的关注,这将为钽靶材市场带来更多的机遇。
3.3 市场竞争加剧随着钽靶材市场的扩大,越来越多的企业投入到该领域中。
市场竞争的加剧将推动钽靶材产品的不断创新和性能提升,降低产品价格,进一步推动市场的发展。
4. 钽靶材市场前景展望4.1 核能领域前景随着全球对清洁能源需求的增加,核能领域的发展势头良好。
钽靶材作为核反应控制的关键材料,将会在核能领域继续发挥重要作用。
同时,节能和环保意识的提高也将推动核能在能源领域的地位进一步巩固和提升。
4.2 电子学领域前景随着科技的不断进步,电子产品的市场规模不断扩大。
钽靶材作为电子学领域的重要材料,将会在集成电路和电容器等方面继续得到广泛应用。
尤其是在移动通信和便携设备领域,对钽靶材的需求将会持续增长。
5. 结论综上所述,钽靶材市场具有良好的发展前景。
2024年钽靶材市场规模分析引言钽靶材是一种广泛应用于电子、航天航空、化工等领域的重要材料。
随着现代科技的快速发展,对钽靶材的需求量不断增加,钽靶材市场也呈现出快速增长的趋势。
本文将对钽靶材市场的规模进行详细分析。
1. 钽靶材的概述钽靶材是一种由高纯度钽制成的靶材,通常用于制备薄膜材料。
其优异的材料性能使其成为一种重要的电子材料。
目前,钽靶材广泛应用于半导体、光电子、薄膜太阳能等领域。
2. 钽靶材市场发展状况2.1 钽靶材市场规模近年来,随着电子产品的迅猛发展,钽靶材市场规模持续增长。
据市场调研数据显示,2019年全球钽靶材市场规模达到XX亿美元。
预计到2025年,市场规模将进一步扩大,预计达到XX亿美元。
2.2 市场主要驱动因素 2.2.1 电子产品需求增长随着智能手机、平板电脑、电子游戏等电子产品的普及,对钽靶材的需求量不断增加。
钽靶材作为电子产品中的重要元件,其需求与电子产品市场之间存在着紧密联系。
2.2.2 新能源行业快速发展钽靶材在薄膜太阳能、光电子等新能源行业中得到广泛应用。
近年来,随着全球新能源行业的飞速发展,对钽靶材的需求量逐渐增加。
2.2.3 科技进步带动创新应用随着科技的不断进步,新型的电子设备和材料出现,对钽靶材的需求也在不断变化。
钽靶材具有良好的性能,能够满足新型材料需求,因此在一些高科技领域如航天航空等得到广泛应用。
3. 钽靶材市场竞争格局目前,全球钽靶材市场竞争较为激烈,主要厂商包括美国的Company A、日本的Company B以及中国的Company C等。
4. 钽靶材市场前景展望未来,随着电子产品市场的持续发展和新能源行业的快速增长,钽靶材市场仍将保持快速增长的态势。
同时,随着科技的进步和应用领域的拓展,相信钽靶材市场仍有广阔的发展空间。
结论钽靶材市场规模不断扩大,目前已成为电子、航天航空、化工等领域中不可或缺的材料。
随着需求的增加和科技的进步,钽靶材市场的发展前景广阔,值得关注和投资。
1 钽溅射靶材的应用、属性和发展趋势
一、 前言
由于钽具有形成薄氧化物的能力,且生成的氧化膜具有保护作用,因此钽作为基础材料被广泛应用于电解质电容器制造过程中。
钽在微电子领域最初是应用在分立薄膜电容器的构成中。
蒸发法是钽沉积早期使用的方法,但是在上个世纪六十年代末出现的物理气相沉积法(PVD)如溅射镀膜法取代蒸发法成为一种薄膜沉积比较好的方法。
物理气相沉积法是将电离的氩原子通过电磁力学的方式去撞击一个被称为靶材的材料源,从而撞击出金属靶材原子;然后撞击出的靶材原子会沉积在所需镀膜的基层上形成一层薄膜。
在这种磁控溅射过程中,磁力场可通过聚集二级电子的方式来增加离子密度;这里二级电子具有增加溅射沉积速率并被束缚在等离子体区域内,且在低压下维持不变的特点(见图1)。
本文从热喷墨打印头、铜电镀以及硅通孔技术三个方面讨论了钽在微电子领域中的应用。
另外也讨论一下铜电镀在液晶面板中的应用。
图1 磁控溅射:采用电磁力学的方式用电离 图2 热喷墨打印头(来自HP) Ar(+)原子撞掉靶材原子。
靶材原子沉积 在基层上。
施加的磁场通过聚集二级电 子来增加离子密度 二、热喷墨打印头 热喷墨打印头可用于薄膜集成电路的制造过程中,这对钽和以钽为基质的溅射靶材的使用提供了一个很好的促进作用。
在集成电路的制造过程中,使用一个薄膜
U n R
e g i s t e r e d
2 电阻器在能量密度接近1.28E9 watts/m 2的条件下快速加热油墨的薄膜层,于是油墨中一些非常小的部分就被蒸发形成一种扩展的气泡,这种气泡实际上就是喷射出的油墨小液滴(见图2)。
在这里,薄膜电阻器选择的是TaAl 型。
由于高温油墨会使部分喷墨打印设备发生汽蚀现象,因此钽抗汽蚀薄膜的使用可以起到保护油墨设施的作用。
三、铜电镀
钽薄膜在集成电路制造过程中优势明显,并且在钽薄膜使用过程中有一个大的进展是铜电镀技术在其中的应用。
光致抗蚀掩膜和等离子蚀刻技术不能用来形成铜,因为铜不能在低温等离子蚀刻条件下形成所需的挥发成分。
通常情况下铜电镀使用的是镶嵌工艺,这里氮化硅绝缘层和放置导体的开放的沟槽(通道)形成在一起(见图
3)。
由于铜具有高的导电性,因此阻挡膜必须能完全地隔离铜。
但是如果阻挡膜过
厚,又会失去铜互连的这种高传导性优势。
图3 铜电镀所使用的镶嵌工艺,这里氮化 图4 SIP Ta(N)/SIP Cu 阶梯覆盖率的 硅绝缘层和放置导体的开放的沟槽形 TEM 截面(注:SIP -系统级封装) 成在一起,沟槽里的导电体紧接着是 阻挡膜和铜电镀层(来自IBM) 在以上所描述的铜电镀方案中,阻挡膜的沉积必须具有好的阶梯覆盖率,并且要在通道/沟槽空隙处减少突出,这一点很重要。
为了达到这个目的,一些OEM 厂商要具备相应的PVD 设备。
此类设备是利用薄片偏置通过电离方式来控制电离金属
U n R
e g i s t e r e d
3
的方向,而且电离离子的方向会通过薄片的顶部和底部引起材料的再溅射。
通过源设计和射频功率的使用,电离离子可以获得方向溅射。
通过常规的平面钽溅射靶材或者空心阴极磁控靶材可以获得所需要的阶梯覆盖率,而且靶的内表面会发生溅射现象。
在替代0.10µm 铜集成电路方面,钽和钽氮化物PVD 阻挡膜已经显示出一些益处,这其中就包括良好的铜扩散性以及与电介质和铜之间良好的粘合性。
由于纯钽与氟会发生反应,因此相对于氟,氮化钽是一种扩散性很好的阻挡膜。
通过降低介电常数,氮化钽电介质将有助于小型化。
最终,钽相对于铜扮演一个结核层的角色,这对集成电路的可靠性非常关键。
因此先进PVD 设备对TaTaN 阻挡层结构的形成是必要的。
另外,溅射材料的再沉积也要减至最小,这对于维持低颗粒水平至关重要。
在电介质和铜界面上,氮浓度是能够被调整的。
图4透射电镜(TEM)图片中显示的是Ta(N)阶梯覆盖率。
PVD 设备可以用来沉积铜互连,并且沉积出来的铜互连具有高的纵横比阶梯覆盖率。
通过PVD 设备的掺杂作用可以减小颗粒和提高生产量,其中钽靶材冶金工艺能极大影响溅射靶的性能。
从本质上讲溅射靶材应该具有一个一致、均匀的晶体结构,这种结构可以减少不同组织的面积(也称为纹理条带),并且在结构方面会有一个渐次的改变(也称为结构级差)。
由于所熔化的金属坯段是>3N5的电子级纯钽,其中坯段的微小结构中会含有由少量的大颗粒,因此电子束的使用会影响到所要获得的均匀一致结晶结构的复杂程度。
这种结晶结构结合起来组成钽的立方体结构,此结构可以限制一些缺陷,但是要生成这种均匀一致且具有的纹理条带和变化率的钽微观结构还是很困难的。
幸运的是钽靶材冶金技术已经取得了长足的进步,现在的冶金技术制成的靶材能更容易的生成纹理条带和变化率(见图5)。
在现有的钽溅射靶材中,有一种被称为AdvanTage™(Praxair 的商标)品牌的,这种靶材可以形成均匀的微观结构且具有纹理条带。
这种结构存在着相互影响,且这种影响始终通过薄膜特性中的寿命溅射性能和改进后的早期寿命稳定性来施加(见图6)。
当靶材接近它的使用寿命时,AdvanTage 钽溅射靶材允许靶材在没有偏移出规范情况下继续可以获得完整的靶材寿命。
在图7中,常规工艺生产出的靶材显示出所形成的薄膜均匀一致性差的缺点,而使用AdvanTage 钽溅射靶材生成的钽氮/钽薄膜却始终保持着
U n R e g i s t e r e d
4 均匀一致的薄膜。
图5 钽溅射靶材纹理条带改进前后 图6 电子背散射衍射(EBSD)成像
的对比图示 中的彩色编码定向说明纹理条 带的程度 图7 用于TaN/Ta 双分子层薄膜的钽300mm SIP Rs 均匀性比较。
AdvanTage 钽溅射靶材显示出在整个靶材寿命期间薄膜的均匀一致性
四、硅通孔(TSV)技术 铜电镀技术一个正在开发的应用是硅通孔(TSV)3D 集成。
芯片3D 集成的目的是为了制造出运行速度更快、价格更便宜、体积更小的半导体设备。
目前3D 集成多是通过将电路和元件的微型化而制造出的,其中使用了引线键合和倒装芯片集成技术。
引线键合可导致电感损失,从而削弱芯片的性能。
那么有一种改善的方法,就是使用硅通孔技术。
从本质上讲两种或更多垂直集成芯片是通过垂直互联运转的方式连接在一起,这种运转功能类似IC 元件。
通过元件的无引线边界几何焊接方式
U n R e g i s t e
r e d
5 集成和互连的芯片使高性能设备的制造成为可能。
但是在铜的硅通孔技术中PVD 阻挡膜的形成复杂而昂贵。
在硅通孔技术中同时使用了通道方法,在这种方法中硅通孔是在芯片做成后形成的,然后将芯片集成。
这种技术的潜在应用包括有动态随机存取存储器(DRAMS)。
硅通孔技术使用复杂的通道初次方法,在这种方法中硅通孔是在芯片的前端处理期间使用的。
使用通道初次方法是为了集成不同的芯片例如带有逻辑集成电路的存储芯片(见图8)。
图8 硅通孔3D 集成。
上部:同类TSV-类 图9 旋转溅射靶的例子,这种溅射靶被
似芯片集成的后通孔方法。
下部:复 使用在大面积薄膜技术-液晶面板
杂TSV —不同于芯片的3D 集成的先通 (TFT-LCD)上 孔方法
五、液晶面板(TFT(薄膜晶体管)-LCD)
铜电镀技术在薄膜LCD 平板显示的应用是其另外一个应用例子。
使用这些互连为的是通过滤色器生成像素和形成颜色。
铜互连的导电率很低,比铝互连大约低60%,并且能够穿过大面积LCD 显示屏传输媒介信号而没有噪声,从而产生出几乎没有扭曲或显示振动的清晰影像。
使用在TFT-LCD 的大靶材一般是做成平面的,但是因大的旋转靶材具备材料利用效率高的优势,目前已开始应用于液晶面板中(见图
9)。
但是迄今为止,在TFT- LCD 制造过程中,铜电镀技术中没有选择钽而选择钛作为阻拦层。
U n R e g i s t e r e d。