而未米的0.18um}艺甚至0.13m工艺,所需要的靶材纯度将要求达到5甚至6N以上。更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。铜与铝相比较,铜具有更高的抗电迁移能力及更低的电阻率,能够满足!导体工艺在0.25um以下的亚微米布线的需要但却带米了其他的问题:铜与有机介质材料的附着强度低.并且容易发生反应,导致在使用过程中芯片的铜互连线被腐蚀而断路。
为了解决以上这些问题,需要在铜与介质层之间设置阻挡层。超纯金属超纯的纯度也可以用剩余电阻率来测定,其值约为2×10-5。阻挡层材料一般采用高熔点、高电阻率的金属及其化合物,因此要求阻挡层厚度小于50nm,与铜及介质材料的附着性能良好。铜互连和铝互连的阻挡层材料是不同的.需要研制新的靶材材料。铜互连的阻挡层用靶材包括Ta、W、TaSi、WSi等.但是Ta、W都是难熔金属.制作相对困难,如今正在研究钼、铬等的台金作为替代材料。
但是靶材制作困难,这是因为氧化铟不容易烧结在一起。由于W-Ti系列薄膜具有非常优良的性能,近几年来应用量急剧增加,2008年W-Ti靶材世界用量已达到400t,随着光伏产业的发展,这种靶材的需求量会越来越大。一般采用ZrO2、Bi2O3、CeO等作为烧结添加剂,能够获得密度为理论值的93%~98%的靶材,这种方式形成的ITO薄膜的性能与添加剂的关系极大。日本的科学家采用Bizo作为添加剂,Bi2O3在820Cr熔化,在l500℃的烧结温度超出部分已经挥发,这样能够在液相烧结条件下得到比较纯的ITO靶材。而且所需要的氧化物原料也不一定是纳米颗粒,这样可以简化前期的工序。
溅射靶材ITO靶材的生产工艺ITO靶材的生产工艺可以分为3种:热等静压法(HIP)、溅射靶材热压法(HP)和气氛烧结法。各种生产工艺及其特点简介如下:
热等静压法:ITO靶材的热等静压制作过程是将粉末或预先成形的胚体,在800℃~1400℃及1000kgf/cm 2~2000kgf/cm 2的压力下等方加压烧结。但只当金属纯度达到很高的标准时(如纯度9以上的金属),物理杂质的概念才是有意义的,因此目前工业生产的金属仍是以化学杂质的含量作为标准,即以金属中杂质总含量为百万分之几表示。热等静压工艺制造产品密度高、物理机械性能好,但设备投入高,生产成本高,产品的缺氧率高。