[發明專利]鎳鉑合金靶材及其制備方法

有效

• 申請號: 201410286746.3
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104018120A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 邵玲;王廣欣;趙學義
• 申請（專利權）人: 昆山海普電子材料有限公司
• 主分類號: C23C14/14
• 分類號: C23C14/14;C23C14/34;C22F1/10;C22C1/02;C22C19/03
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

技術領域

本發明屬于半導體器件制造領域，具體涉及鎳鉑合金靶材及其制備方法。

背景技術

在半導體器件中，例如在Field-Effect-Transistor（縮寫FET），即場效應晶體管中，NiSi是一種重要且頻繁使用的接觸材料，但也常常是造成半導體器件缺陷的原因。這些缺陷以在掩蔽墊片（masking?spacer）邊緣形成的NiSi和在FET結點（junction）方向形成的NiSi的形式出現。在自65nm后的幾乎所有技術節點都觀察到了這些所謂的侵占缺陷。已知在形成NiSi的過程中添加一定量的Pt可以減少或消除侵占缺陷。Ni-5at.%Pt成功地應用于65nm技術，而Ni-10at.%Pt應用于45nm技術。隨著半導體器件線寬的進一步減少，很有可能需要更高Pt含量的NiPt來制備Ni（Pt）Si接觸薄膜。

在形成的含鉑的Ni（Pt）Si薄膜中，Pt有向薄膜上下兩個表面偏析的現象。在下表面（即和Si接觸的界面）偏析的Pt有減少或消除侵占缺陷的作用，而在上表面偏析的Pt則會造成Ni（Pt）Si薄膜的阻抗增加。為了減小Ni（Pt）Si硅化物整體的阻抗，IBM的專利（US20120153359?A1）采用兩個步驟制造Ni（Pt）Si薄膜。第一步濺射沉積帶Pt含量較高的NiPt，第二步濺射沉積Pt含量較低的NiPt甚至不含Pt的純Ni。這樣形成的Ni（Pt）Si薄膜上表面的Pt含量低，有助于減小Ni（Pt）Si硅化物整體的阻抗；而下表面的Pt含量高，利于減少或消除侵占缺陷。因此在新的技術節點里，有可能采用不同Pt含量的NiPt濺射靶材來制備Ni（Pt）Si接觸薄膜。

針對不同Pt含量（1-20at.%Pt）的NiPt濺射靶材，?Heraeus的專利（US20090028741?A1）公開了一種NiPt靶材的制備方法。該方法制得的NiPt靶材晶粒尺寸在200-300μm之間，氧含量約100ppm。眾所周知，使用成分均勻、晶粒細小、氧含量低的濺射靶材利于獲得厚度均勻、顆粒少的高質量薄膜。因此有必要制造成分均勻無偏析、晶粒更為細小、氧含量更低的NiPt濺射靶材。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鎳鉑合金靶材的制備方法，制得成分均勻、純度高、晶粒細小、氧含量低的鎳鉑合金靶材。

為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：

一種鎳鉑合金靶材的制備方法，包括依次進行的如下步驟：

（1）、采用純度大于等于99.99%的鎳和純度大于等于99.95%的鉑作為原料，所述原料中鉑含量為1?at.%~20?at.%，所述原料在坩堝中進行真空感應熔煉成鎳鉑合金錠；

（2）、在真空度為0.3~4Pa條件下，采用真空電子束將所述的鎳鉑合金錠熔煉成高純鎳鉑合金錠；所述的高純鎳鉑合金錠的純度大于99.995%，氧含量低于50ppm；

（3）、在950℃~1150℃下對所述的高純鎳鉑合金錠進行徑向熱鍛，然后將進行徑向熱鍛后的高純鎳鉑合金錠進行退火處理；

（4）、在950℃~1150℃下對步驟（3）處理后的高純鎳鉑合金錠進行縱向墩粗，然后將進行縱向墩粗后的高純鎳鉑合金錠進行退火處理；

（5）、在600℃~800℃下對步驟（4）處理后的高純鎳鉑合金錠進行熱軋，然后在10℃~40℃下對熱軋后的高純鎳鉑合金錠進行冷軋，然后在600℃~700℃下對冷軋后的高純鎳鉑合金錠進行再結晶退火處理，形成晶粒尺寸小于100μm的鎳鉑合金靶坯；

（6）、對所述的鎳鉑合金靶坯進行機械加工，形成所述的鎳鉑合金靶材。

優選地，步驟（1）中，所述坩堝為石墨坩堝，所述的鎳為通過電解法制備得到的電解鎳。

優選地，步驟（2）中，采用所述的真空電子束將所述的鎳鉑合金錠滴熔成直徑為250~350mm的所述的高純鎳鉑合金錠。

優選地，步驟（3）中，進行所述的徑向熱鍛前，對所述的高純鎳鉑合金錠進行預熱處理，預熱的方式為將所述的高純鎳鉑合金錠加熱到950℃~1150℃。

優選地，步驟（3）中，所述的退火處理的方法為將徑向熱鍛后的所述的高純鎳鉑合金錠升溫到950℃~1150℃，保溫2~3小時，然后自然冷卻到10℃~40℃；步驟（3）中，所述的徑向熱鍛后的高純鎳鉑合金錠的直徑為100~200mm。