各种类型靶材中属半导体靶材技术要求最高,其对纯度要求通常高达5N5以上,且对尺寸精密度也存在极高要求.

半导体用溅射靶材

半导体芯片行业是金属溅射靶材的主要应用领域之一,也是对靶材的成分、组织和性能要求最高的领域.具体来讲,半导体芯片的制作过程可分为硅片制造、晶圆制造和芯片封装等三大环节,其中,在晶圆制造和芯片封装这两个环节中都需要用到金属溅射靶材.

半导体芯片用金属溅射靶材的作用,就是给芯片上制作传递信息的金属导线.具体的溅射过程:首先利用高速离子流,在高真空条件下分别去轰击不同种类的金属溅射靶材的表面,使各种靶材表面的原子一层一层地沉积在半导体芯片的表面上,然后再通过的特殊加工工艺,将沉积在芯片表面的金属薄膜刻蚀成纳米级别的金属线,将芯片内部数以亿计的微型晶体管相互连接起来,从而起到传递信号的作用.

半导体芯片行业用的金属溅射靶材,主要种类包括:铜、钽、铝、钛、钴和钨等高纯溅射靶材,以及镍铂、钨钛等合金类的溅射靶材.铝和铜是半导体生产主流工艺.芯片生产的导电层中同时存在铝和铜两种导线工艺,一般来说110nm晶圆技术节点以上使用铝导线,通常用钛材料作为阻挡层薄膜材料;110nm晶圆技术节点以下使用铜导线,通常使用钽材料作为铜导线的阻挡层.在芯片的应用场景中,既需要使用铜、钽材料等先进工艺来实现降低功耗、提高运算速度等作用,又需要使用铝、钛材料的110nm以上节点工艺来保证可靠性和抗干扰性等性能.

半导体用靶材简介

铜靶 - 导电层, 高纯铜材料因其电阻很低,对芯片集成度的提高非常有效,因此在110nm以下技术节中被大量用作布线材料.

钽靶 - 阻挡层,高纯钽靶主要用在12英寸晶圆片90nm以下的高端半导体芯片上.

铝靶 - 导电层,高纯铝靶在制作半导体芯片导电层方面应用甚广,但因其响应速度方面的原因,而在110nm以下技术节点中很少应用.

钛靶 - 阻挡层,高纯钛靶主要用在8英寸晶圆片130和180nm技术节点上.

钴靶 - 接触层,可与芯片表面的硅层生成一层薄膜,起到接触作用.

钨靶 - 主要用于半导体芯片存储器领域.

钨钛合金靶 - 接触层,钨钛合金,由于其电子迁移率低等优点,可作为接触层材料用在芯片的门电路中.

镍铂合金靶 - 接触层,可与芯片表面的硅层生成一层薄膜,起到接触作用.

半导体靶材工作原理