The Status Quo and Development Trend of High-purity Gold Sputtering Targets

This article gives a brief introduction to manufacturers and markets of sputtering targets as well as the manufacturing technology thereof. Then, it analyzes the application of high-purity gold sputtering targets in the fields of integrated circuit, information storage, flat panel display, etc. Based on the above, the article analyzes the processing development trend for the high-purity gold sputtering targets in aspects of ultra-high purity, manufacturing technology, analysis and testing technologies.

Effect of harmonic magnetic field and pulse magnetic field on microstructure of high purity Cu during electromagnetic direct chill casting

The effects of two types of magnetic fields,namely harmonic magnetic field(HMF)and pulse magnetic field(PMF)on magnetic flux density,Lorentz force,temperature field,and microstructure of high purity Cu were studied by numerical simulation and experiment during electromagnetic direct chill casting.The magnetic field is induced by a magnetic generation system including an electromagnetic control system and a cylindrical crystallizer of 300 mm in diameter equipped with excitation coils.A comprehensive mathematical model for high purity Cu electromagnetic casting was established in finite element method.The distributions of magnetic flux density and Lorentz force generated by the two magnetic fields were acquired by simulation and experimental measurement.The microstructure of billets produced by HMF and PMF casting was compared.Results show that the magnetic flux density and penetrability of PMF are significantly higher than those of HMF,due to its faster variation in transient current and higher peak value of magnetic flux density.In addition,PMF drives a stronger Lorentz force and deeper penetration depth than HMF does,because HMF creates higher eddy current and reverse electromagnetic field which weakens the original electromagnetic field.The microstructure of a billet by HMF is composed of columnar structure regions and central fine grain regions.By contrast,the billet by PMF has a uniform microstructure which is characterized by ultra-refined and uniform grains because PMF drives a strong dual convection,which increases the uniformity of the temperature field,enhances the impact of the liquid flow on the edge of the liquid pool and reduces the curvature radius of liquid pool.Eventually,PMF shows a good prospect for industrialization.

高纯溅射靶材回收研究现状

高纯溅射靶材在晶圆代工企业和液晶面板企业作为耗材使用。高纯溅射靶材利用率低,一般平面靶利用率低于30%,旋转靶难超过70%,回收溅射后的残靶具有非常高的经济价值和环保意义。本文综述了贵金属、ITO、钛、钽、铝、铜等高纯靶材的回收研究现状,总结了靶材回收过程中面临的共同问题。目前在高纯靶材的残靶回收中还存在金属回收率低、回收的纯度不高、工艺流程长等问题需要攻克和改善,作者展望了开发较短的流程、环境友好的工艺、探索高价值的用途,是未来高纯残靶回收技术改进和发展的方向。

靶材用铌粉制备方法研究

针对生产铌粉含氧量和杂质偏高问题,通过大规格铌锭一次彻底氢化技术、金属铌氢化破碎过程防污染技术、除杂去细提纯技术、铌粉脱氢降氧技术的研究,结果表明:杂质含量增幅由最初120~200 g/t降到30g/t、铌粉中镁含量下降50%~80%、氧含量低于500 g/t,铌粉纯度99.9%、粒度分布适宜。

集成电路用高纯金属溅射靶材发展研究

高纯金属溅射靶材是集成电路用关键基础材料,对实现集成电路用靶材的全面自主可控,推动集成电路产业高质量发展具有基础性价值。本文分析了集成电路用高纯金属溅射靶材的应用需求,梳理了相应高纯金属溅射靶材的研制现状,涵盖高纯铝及铝合金、高纯铜及铜合金、高纯钛、高纯钽、高纯钴和镍铂、高纯钨及钨合金等细分类别。在凝练我国高端靶材制备关键技术及工程化方面存在问题的基础上,着眼领域2030年发展目标,提出了集成电路用高纯金属溅射靶材产业的重点发展方向:提升材料制备技术水平,攻克高性能靶材制备关键技术,把握前沿需求开发高端新材料,提升材料分析检测和应用评价能力。研究建议,开展“产学研用”体系建设,解决关键设备国产化问题,加强人才队伍建设力度,掌握自主知识产权体系,拓展国际合作交流,以此提升高纯金属溅射靶材的发展质量和水平。

保温冒口对高纯钇稀土靶材铸锭内部质量影响

采用ProCAST软件对稀土钇铸锭铸造工艺进行数值模拟,研究不同工艺对钇铸锭充型凝固过程中温度场分布、固相率分布和缩孔缺陷分布影响。计算和试验结果表明:初始工艺方案的数值模拟结果与实际铸锭产生的缩孔位置基本一致;改进冒口设计,当保温冒口的高度为100 mm时,钇铸锭中的缩孔缺陷率最小,缺陷体积减少了98%以上。

液相氧化-喷雾干燥法制备高纯超细二氧化锡颗粒

为了减少反应中氮氧化物(NO_(x))排放对环境造成的影响,提高二氧化锡产品纯度、减小粒径,以金属锡粒和稀硝酸为原料,采用液相硝酸氧化法与喷雾干燥工艺结合制备高纯超细二氧化锡颗粒。考察锡源类型、硝酸浓度及滴加速度、反应温度及煅烧温度等参数对产物的影响,并利用X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪、比表面积分析仪等对所制备的偏锡酸(H_(2)SnO_(3))和二氧化锡进行结构和性能表征。结果表明:以锡粒为锡源、硝酸质量分数为25%、滴加速度为30 m L/min、反应温度为80℃,经喷雾干燥工艺处理,再经950℃煅烧,最终制得纯度为99.997%、D_(50)为1.15μm、D_(90)为2.44μm、比表面积为3.86 m^(2)/g的二氧化锡,该产品在屏幕显示技术领域有重要应用,可用于制备氧化铟锡粉体材料(ITO)。

半导体溅射靶材用超高纯铝及合金研究与展望

介绍了超高纯铝及合金材料在半导体溅射靶材上的应用,总结了制备超高纯铝及合金的提纯和铸造的主流工艺,指出了半导体溅射靶材行业对超高纯铝及合金的技术和品质的特殊要求,并对未来半导体溅射靶材用超高纯铝及合金的发展趋势做了预测。

Baise Mining Group's 300,000 t/a Aluminum Project Achieved Production Target, 10000 t/a High Purity Aluminum Project Broke Ground

The 10000 t/a high purity aluminum engineering project in Baise Mining Group’s Coal-power-aluminum Integration Project started construction at Tianyang Xinshan Aluminum Industrial Park.Following the successful production launching of Baise Mining Group’s Coal-power-aluminum Integration Xinshan Project-Phase I2×350MW coal-fired unit self supply

高纯贵金属靶材在半导体制造中的应用与制备技术

高纯Au、Ag、Pt、Ru贵金属及其合金溅射靶材是半导体PVD工艺制程中的溅射源材料,广泛用于半导体制造工艺中,成为保证半导体器件性能和发展半导体技术必不可少及不可替代的材料。材料的高纯化、高性能贵金属及其合金靶材的制备(金属熔铸、热机械处理、粉末烧结、焊接等)以及贵金属靶材残靶及加工余料残屑的提纯回收利用是研究发展的重点,以实现贵金属靶材产品的高效增值。

高纯钌粉制备技术的研究和进展

目前大量使用的钌靶主要用粉末冶金方法制备,所用原料为高纯钌粉。粉末质量是影响钌靶制备和使用性能的关键问题。基于文献和实验,详细列出了高纯钌粉在纯度、尺寸等方面的具体特征,给出了高纯钌粉的具体指标和要求。系统概述了高纯钌粉的主要制备工艺路线和流程(包括物料预处理、氧化溶解、氧化蒸馏、吸收浓缩、沉淀结晶、煅烧分解、还原制粉),以及各过程中的主要原理、工艺步骤和加工方法。在此基础上,系统总结和归纳了目前国内外主要厂家和研究机构的主要生产工艺和流程,并对其制备方法、工艺路线及特点进行了分析和讨论。在研究制备原理和工艺的基础上发现控制杂质含量的基本原则,即通过多次反复四氧化钌的氧化蒸馏和吸收这一过程可降低杂质阳离子含量,而通过煅烧、氢气还原、真空处理等可以有效去除杂质阴离子,根据钌粉中超标的离子种类,就可确定需要改进的工艺环节和步骤。分析了热等静压、放电等离子烧结和真空热压等方法制备钌靶时,所需钌粉在纯度和晶粒尺寸方面的具体要求,以及钌粉末的晶粒尺寸和形貌对靶材的机械加工性能、溅射性能的影响。最后给出了高纯钌粉制备技术方面急待解决的重要问题和发展方向。

高纯钨研究现状及制备工艺方法综述

高纯钨具有很高的附加价值,其市场前景与集成电路发展密切相关,高纯钨的净化是目前高纯钨生产中的重要研究课题。简要介绍了国内外高纯钨的生产现状、制备工艺及其纯度表征,在此基础上进行了展望。

电子行业用高纯金溅射靶材研究综述

围绕半导体集成电路产业的需求,综述高纯金提纯中杂质元素的控制,制备工艺中的金靶材结构设计、微结构调控技术及靶材与背板焊接绑定等技术的研究现状。提出通过行业协调修订相关产品标准,结合溅射设备完善靶材的结构设计,开展靶材微结构调控进行金薄膜与靶材结构的关联性研究,拓展高纯金靶材的绑定技术等研究方向。

高纯铝靶材再结晶退火织构分析

以高纯铝锭作为原材料,采用冷轧,热锻的压力加工的方法,研究大尺寸铝锭在较小压下量下,通过再结晶退火制备符合高纯铝靶材技术要求的高纯铝制品;将对高纯铝冷轧和热锻样再结晶退火后进行了织构检测,结果表明,冷轧、热锻后的退火样品均出现再结晶织构,但织构强度较低。主要以(100)面织构为主,其中U{001}<100>,强度达到4级以上;350℃退火样品除了再结晶立方织构较强外,其他织构都较弱,说明随着退火温度的升高立方织构取向在逐步取代变形织构。当退火温度升高,晶粒充分长大后,织构强度明显降低。

退火温度对高纯钨靶显微组织和内应力的影响

采用热等静压工艺制备了高纯钨靶,并在不同温度下对其进行退火处理。采用金相显微镜、TEM、XRD和硬度计对不同温度退火的高纯钨靶的显微组织和内应力进行表征。结果表明:高纯钨靶经1200℃真空退火后,保留了热等静压后的细晶组织,晶粒未发生长大,但是位错密度却大幅度减小,晶格畸变率下降,硬度值降低,这是由于退火处理使热等静压高纯钨靶发生回复,内应力得以释放。当退火温度低于1200℃时,钨靶的内应力去除不完全,当退火温度高于1 200℃时钨靶的晶粒开始长大,故热等静压高纯钨靶的最佳退火温度是1 200℃。

国外高纯钨粉和钨材制备

简要介绍了国外高纯钨粉及钨材的某些制备工艺,并给出了某超纯钨粉及硅化钨粉(WSix)的分析结果。

超高纯铝合金互连线及其溅射靶材

近些年来,随着集成电路(IC)技术的进步,围绕集成电路的相关应用得到迅速发展,超高纯铝合金溅射靶材作为集成电路金属互连线制造中的配套材料,由此成为最近国内研究的热点。本文就超高纯铝合金溅射靶材在金属互连线中的应用、性能要求、加工工艺以及发展前景进行了综述。

溅射用高纯铜靶材制备工艺研究

高纯铜靶材是电子行业中用量最大的金属靶材制品之一。溅射用铜靶的微观组织结构对溅射薄膜的质量具有重要影响。制备研究了高品质的高纯铜靶材的制备工艺,认为若获得细小均匀的微观组织,必须对高纯铜锭进行镦拔工艺处理。高纯铜铸锭在550℃具有较低的变形抗力,镦拔开坯后,铸态组织得到充分破碎,而且组织比较均匀。此外,铜靶的合理热处理温度在450℃~550℃之间,热处理时间为30 min^60 min.

采用EBSD方法研究高纯Al溅射靶材的微观结构

高纯Al溅射靶材在电子信息产品制造业有着广泛应用。微观结构与组织的均匀性、晶粒尺寸和取向分布对高纯Al溅射靶材的性能有很大的影响。本文采用EBSD技术对高纯Al溅射靶材的晶粒取向分布进行了分析,探索了晶粒取向与溅射速率关系,并采用EBSD大面积扫描对高纯Al溅射靶材的晶粒尺寸及微观结构与组织均匀性进行了研究。

高纯Ta溅射靶材微观组织与织构的EBSD研究

高纯Ta溅射靶材广泛应用于电子信息产品制造业中,其微观组织均匀性、晶粒尺寸大小及晶粒取向分布对溅射性能有着直接的影响。本文采用EBSD技术对高纯Ta溅射靶材不同区域的组织和织构进行了分析,并对高纯Ta溅射靶材的微观组织、织构组分和晶界取向差进行了研究。