[發(fā)明專利]一種鉑鎳合金濺射靶材及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610833269.7
• 申請(qǐng)日: 2016-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN106282639B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅劍平;趙健;潘登
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中材科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C5/04
• 分類號(hào): C22C5/04;C23C14/34
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司32112
• 代理人: 李建芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉑鎳合金濺射靶材及其制備方法，屬于薄膜科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

科學(xué)和生產(chǎn)發(fā)展的事實(shí)說明，電子學(xué)的發(fā)展深刻地影響著當(dāng)今社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在電子學(xué)的發(fā)展中，起重要作用的是在理論研究的指導(dǎo)下，關(guān)鍵性新器件和新材料的制造。薄膜科學(xué)是開發(fā)新材料和新器件非常重要的領(lǐng)域。材料的結(jié)構(gòu)向二維(薄膜)化發(fā)展是充分發(fā)揮材料潛能的重要途徑。作為二維材料的功能薄膜，是在21世紀(jì)前夕為開拓高新技術(shù)而日益受到重視并發(fā)展起來的。高技術(shù)材料由體材向薄膜轉(zhuǎn)移，從而使鍍膜器件迅速發(fā)展起來。薄膜科學(xué)應(yīng)用日益廣泛，電子、磁性、光電、光學(xué)薄膜等己經(jīng)廣泛應(yīng)用于以集成電路、分立器件等為主的半導(dǎo)體制造、以TFT-LCD、OLED等為主的平面顯示面板制造和以薄膜太陽能電池為主的新能源制造等領(lǐng)域。近年來，在國家政策大力支持下，上述高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)均實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，我國逐漸成為世界上薄膜材料的最大需求地區(qū)之一。

貴金屬具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，特有的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能，廣泛應(yīng)用于高性能薄膜材料的制備，各種高純單質(zhì)貴金屬及新型合金及化合物功能薄膜不斷得到開發(fā)。

濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù)之一。用加速的離子轟擊固體表面，離子和固體表面原子交換動(dòng)量，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，這一過程稱為濺射。被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的源(source)材料，通常稱為靶材。用靶材濺射沉積的薄膜致密度高，與基材之間的附著性好。

在半導(dǎo)體制造技術(shù)中，金屬硅化物起著重要的作用，它廣泛用于以下方面：①肖特基二極管中制備勢(shì)壘接觸層；②在大規(guī)模集成電路VLSI/ULSI器件技術(shù)中用于源、漏和柵極與金屬電極之間的接觸。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，金屬硅化物的組成也從最初的TiSi、CoSi化合物逐漸發(fā)展到具有低電阻率、低硅消耗的NiSi化合物。但是在市場應(yīng)用中人們逐漸發(fā)現(xiàn)NiSi化合物耐熱性較差，且隨著超大極大規(guī)模集成電路VLSI/ULSI器件技術(shù)的不斷發(fā)展，NiSi化合物也無法適應(yīng)于高性能、特征尺寸為45nm以下的集成電路。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬硅化物耐熱性差、無法適應(yīng)45nm以下的集成電路的缺陷，本發(fā)明提供一種鉑鎳合金濺射靶材及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種鉑鎳合金濺射靶材，包括鉑60-80％和鎳20-40％，所述百分比為質(zhì)量百分比，鉑和鎳的質(zhì)量含量之和為100％。

申請(qǐng)人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述靶材與硅反應(yīng)，形成的硅化物在器件工作溫度下穩(wěn)定，耐熱性好，并主要表現(xiàn)金屬型導(dǎo)電性能，該產(chǎn)品能完美的解決了NiSi存在的問題；鉑(Pt)金屬具有較高的功函數(shù)(5.65eV)，其費(fèi)米能級(jí)接近于半導(dǎo)體，能夠在p型Si上面獲得較低的功函數(shù)差，利用鎳(Ni)和鉑(Pt)形成合金可以用來調(diào)節(jié)功函數(shù)，且在鎳(Ni)中添加一定量的鉑(Pt)能大幅提高高溫穩(wěn)定性。解決了耐熱性差的問題。

使用時(shí)，采用帶有一層硅區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，隨后在硅區(qū)域制備離子注入層，再在其上生長一層硅外延層，隨后采用NiPt靶材在硅外延層的表面磁控濺射一層NiPt薄膜，最后退火處理形成含Pt的NiSi化合物薄膜，這樣可以適用于尺寸為45nm以下的集成電路。本發(fā)明產(chǎn)品主要應(yīng)用于廈門三安光電股份有限公司等半導(dǎo)體廠家。

為了進(jìn)一步提高耐熱性，鉑鎳合金濺射靶材，包括鉑60％和鎳40％，所述百分比為質(zhì)量百分比。作為本申請(qǐng)的另一種優(yōu)選方案，上述鉑鎳合金濺射靶材，包括鉑70％和鎳30％，所述百分比為質(zhì)量百分比。作為本申請(qǐng)的另一種優(yōu)選方案，上述鉑鎳合金濺射靶材，包括鉑80％和鎳20％，所述百分比為質(zhì)量百分比。

為了進(jìn)一步保證產(chǎn)品的高強(qiáng)度、高耐溫和高耐酸等綜合性能，鉑的純度為99.99％以上，所述百分比為質(zhì)量百分比。鎳的純度為99.9％以上，所述百分比為質(zhì)量百分比。

為了保證產(chǎn)品的硬度、均勻性等，上述鉑鎳合金濺射靶材的制備方法，依次包括清洗、鑄態(tài)、均勻化退火和溫軋。

為了保證產(chǎn)品的綜合性能，上述清洗為分別將鎳片和鉑片進(jìn)行如下操作：線切割、除油、酸洗，然后在超聲波清洗器中依次用丙酮、乙醇和去離子水各清洗5±2min，最后烘干備用。

也即鎳片和鉑片分別經(jīng)過相同的清洗工藝：線切割、除油、酸洗，然后在超聲波清洗器中依次用丙酮、乙醇和去離子水各清洗5±2min，最后烘干備用。