Tantaalijauhe puolijohteiden sputterointikohteisiin
Puolijohdeteknologian nopean kehityksen myötä sputterointikalvona käytettävän tantaalin kysyntä kasvaa vähitellen. Integroiduissa piireissä tantaalia käytetään diffuusiosulkuna. Se on sijoitettu pii- ja kuparijohtimien väliin. Yleisesti käytetyt maalit valmistetaan yleensä tantaaliharkista, mutta joissain erikoistapauksissa, kuten nb-piiseoksessa, I/M-menetelmää ei voida käyttää nb:n ja piin erilaisten sulamispisteiden ja piiyhdisteiden alhaisen sitkeyden vuoksi. Ainoastaan jauhemetallurgiaa voidaan käyttää kohteina.
Kohteen suorituskyky vaikuttaa suoraan sputteroidun kalvon suorituskykyyn. Kalvon muodostuksessa ei voi esiintyä puolijohdelaitetta saastuttavia aineita.
Kun sputterointikalvo muodostuu, jos tantaalikohteessa (seos, seos) on epäpuhtauksia, sputterointikammioon joutuu epäpuhtauksia, mikä aiheuttaa karkeiden hiukkasten kiinnittymisen alustaan ja oikosulkeen kalvopiirin.
Samalla epäpuhtaudet tulevat myös syyksi ulkonevien hiukkasten lisääntymiseen kalvossa. Tästä syystä litiumjauheen ja tantaalikohteiden laadulle asetetaan korkeat vaatimukset.Vaikka metallitantaalin suorituskyky on suhteellisen vakaa, pienemmän hiukkaskoon omaava metallitantaalijauhe on aktiivisempi ja reagoi hapen, typen jne. kanssa huoneenlämpötilassa, mikä lisää epäpuhtauksien, kuten hapen ja typen, pitoisuutta tantaalijauheessa.
Vaikka joidenkin metallisten tantaalituotteiden, kuten kaupallisesti saatavien tantaaliharkkojen, puhtaus voi olla 99,995 % tai jopa korkeampi, mitä hienompaa on tantaalijauhe, sitä suurempi on vastaava aktiivisuus, ja myös kyky adsorboida happea, typpeä, vetyä ja hiiltä kasvaa vastaavasti. . Siksi on aina pidetty melko vaikeana ja vaikeana nostaa tantaalijauheen puhtautta yli 99,99 %:iin.
Tantaalijauheen hiukkaskoon pienentäminen on kuitenkin erittäin välttämätöntä tantaalijauheen ja tantaalikohteiden laadun parantamiseksi. Kohdemateriaalikenttä toivoo saavansa erittäin puhdasta tantaalijauhetta, jonka keskimääräinen hiukkaskoko on D50<25 μm.
Tällä hetkellä tavanomaisen metallurgisen luokan tantaalijauheen tuotantoprosessissa käytetään samanaikaisen dehydrauksen ja hapen pelkistyksen menetelmää. Erilaisten käyttösuuntien vuoksi tavallisen metallurgisen tantaalijauheen puhtaus- ja hiukkaskoovaatimukset eivät ole korkeat. Samanaikainen dehydraus ja hapen vähentäminen voivat säästää kustannuksia tehokkaasti.
Dehydrauksessa lämmitetään ja hajotetaan tantaalihydridiä adsorboituneen vedyn poistamiseksi. Tantaalihydridin hajoamislämpötila on 600 astetta, mutta nopeus on erittäin hidas.
Lämpötilan noustessa hajoamisnopeus kasvaa. Suuri määrä vetyä alkaa vapautua yli 800 asteen. Vedyn täydellisen vapauttamiseksi lämpötilan on oltava yli 800 astetta. Mitä korkeampi lämpötila, sitä perusteellisempi dehydraus on.
