在半導(dǎo)體制造和薄膜沉積領(lǐng)域，靶材的選擇影響工藝效率和產(chǎn)品質(zhì)量。銅靶材和鎢靶材作為兩種常見(jiàn)的濺射靶材，在物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性和應(yīng)用場(chǎng)景上各有優(yōu)劣。
中鎢智造鎢靶材圖片
銅靶材因其優(yōu)異的導(dǎo)電性和相對(duì)較低的成本，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)的互連層沉積。銅的高導(dǎo)電性使其成為制備低電阻薄膜的理想選擇，尤其是在集成電路中形成導(dǎo)電路徑，如互連線和接觸層。其較低的材料成本和成熟的加工工藝進(jìn)一步降低了生產(chǎn)費(fèi)用，使銅靶材在大規(guī)模生產(chǎn)中具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)，銅靶材的熔點(diǎn)較低，在高功率濺射過(guò)程中，靶材表面容易因高溫而退化，甚至產(chǎn)生微粒污染。這些微粒可能沉積到薄膜中，導(dǎo)致缺陷，進(jìn)而影響芯片的電學(xué)性能和可靠性。此外，銅在復(fù)雜化學(xué)環(huán)境中（如含氧的濺射氛圍）容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化銅層。這不僅降低了濺射效率，還可能引入雜質(zhì)，進(jìn)一步降低薄膜質(zhì)量。銅靶材的這些局限性使其在高精度、高可靠性工藝中的應(yīng)用受到一定限制。
銅靶材圖片
相比之下，鎢靶材憑借其良好的耐高溫性和化學(xué)穩(wěn)定性，在苛刻工藝環(huán)境中表現(xiàn)出色。鎢的熔點(diǎn)高達(dá)3422°C，遠(yuǎn)超銅靶材，其體心立方晶體結(jié)構(gòu)賦予了優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。在高能離子轟擊下，鎢靶材也能保持結(jié)構(gòu)相對(duì)完整性，適合長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的濺射工藝，如半導(dǎo)體障壁層或擴(kuò)散阻擋層的沉積。另外，在含有氧、氮、硫等活性氣體的濺射環(huán)境中，鎢靶材能夠抵抗氧化和腐蝕反應(yīng)，有效抑制雜質(zhì)形成，從而確保制備薄膜的純度和一致性。
然而，鎢靶材也存在一定局限性。相較于銅，鎢的導(dǎo)電性較差，使其在低電阻互連層應(yīng)用中不如銅靶材。此外，鎢靶材的加工難度較高，制備成本也較昂貴，這在一定程度上限制了其在大規(guī)模、低成本生產(chǎn)中的應(yīng)用。
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