Σκόνη τανταλίου για στόχους ημιαγωγών
Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας ημιαγωγών, η ζήτηση για ταντάλιο που χρησιμοποιείται ως φιλμ διασκορπισμού αυξάνεται σταδιακά. Στα ολοκληρωμένα κυκλώματα, το ταντάλιο χρησιμοποιείται ως φράγμα διάχυσης. Τοποθετείται ανάμεσα σε αγωγούς πυριτίου και χαλκού. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενοι στόχοι κατασκευάζονται γενικά από πλινθώματα τανταλίου, αλλά σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, όπως οι στόχοι από κράμα nb-πυριτίου, η μέθοδος I/M δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί λόγω των διαφορετικών σημείων τήξης του nb και του πυριτίου και της χαμηλής σκληρότητας των ενώσεων πυριτίου. Μόνο η μεταλλουργία σκόνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως στόχος.
Η απόδοση του στόχου επηρεάζει άμεσα την απόδοση του διασκορπισμένου φιλμ. Κατά το σχηματισμό της μεμβράνης, δεν μπορούν να υπάρχουν ουσίες που μολύνουν τη συσκευή ημιαγωγών.
Όταν σχηματιστεί η μεμβράνη εκτόξευσης, εάν υπάρχουν ακαθαρσίες στον στόχο τανταλίου (κράμα, ένωση), θα εισαχθούν ακαθαρσίες στον θάλαμο επιμετάλλωσης, προκαλώντας την προσκόλληση χονδροειδών σωματιδίων στο υπόστρωμα και βραχυκύκλωμα του κυκλώματος μεμβράνης.
Ταυτόχρονα, οι ακαθαρσίες θα γίνουν επίσης ο λόγος για την αύξηση των σωματιδίων προεξοχής στο φιλμ. Επομένως, υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για την ποιότητα της σκόνης λιθίου και των στόχων τανταλίου. Αν και η απόδοση του μεταλλικού τανταλίου είναι σχετικά σταθερή, η σκόνη μετάλλου τανταλίου με λεπτότερο μέγεθος σωματιδίων είναι πιο ενεργή και αντιδρά με οξυγόνο, άζωτο κ.λπ. σε θερμοκρασία δωματίου, η οποία αυξάνει την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες όπως οξυγόνο και άζωτο στη σκόνη τανταλίου.
Αν και η καθαρότητα ορισμένων προϊόντων μετάλλου τανταλίου, όπως τα εμπορικά διαθέσιμα πλινθώματα τανταλίου, μπορεί να φτάσει το 99,995% ή και υψηλότερη, όσο λεπτότερη είναι η σκόνη τανταλίου, τόσο υψηλότερη είναι η αντίστοιχη δραστηριότητα και η ικανότητα προσρόφησης οξυγόνου, αζώτου, υδρογόνου και άνθρακα αυξάνεται επίσης ανάλογα. . Ως εκ τούτου, πάντα θεωρούνταν αρκετά δύσκολο και δύσκολο να αυξηθεί η καθαρότητα της σκόνης τανταλίου σε περισσότερο από 99,99%.
Ωστόσο, η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων της σκόνης τανταλίου είναι πολύ απαραίτητη για τη βελτίωση της ποιότητας της σκόνης τανταλίου και των στόχων τανταλίου. Το πεδίο υλικού στόχου ελπίζει να αποκτήσει σκόνη τανταλίου υψηλής καθαρότητας με μέσο μέγεθος σωματιδίων D50<25 μm.
Επί του παρόντος, η διαδικασία παραγωγής συμβατικής σκόνης τανταλίου μεταλλουργικής ποιότητας υιοθετεί τη μέθοδο της ταυτόχρονης αφυδρογόνωσης και αναγωγής οξυγόνου. Λόγω διαφορετικών κατευθύνσεων χρήσης, οι απαιτήσεις για την καθαρότητα και το μέγεθος σωματιδίων της συνήθους μεταλλουργικής σκόνης τανταλίου δεν είναι υψηλές. Η διαδικασία ταυτόχρονης αφυδρογόνωσης και μείωσης του οξυγόνου μπορεί να εξοικονομήσει αποτελεσματικά το κόστος.
Η αφυδρογόνωση είναι η θέρμανση και η αποσύνθεση του υδριδίου του τανταλίου για την απομάκρυνση του προσροφημένου υδρογόνου. Η θερμοκρασία αποσύνθεσης του υδριδίου του τανταλίου είναι 600 μοίρες, αλλά η ταχύτητα είναι εξαιρετικά αργή.
Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ταχύτητα αποσύνθεσης αυξάνεται. Μια μεγάλη ποσότητα υδρογόνου αρχίζει να απελευθερώνεται πάνω από τους 800 βαθμούς. Για να απελευθερωθεί πλήρως το υδρογόνο, η θερμοκρασία πρέπει να είναι υψηλότερη από 800 βαθμούς. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο διεξοδική είναι η αφυδρογόνωση.
