Tantalový prášok pre polovodičové naprašovacie terče
S rýchlym rozvojom polovodičovej technológie sa postupne zvyšuje dopyt po tantale používanom ako naprašovacia fólia. V integrovaných obvodoch sa tantal používa ako difúzna bariéra. Umiestňuje sa medzi kremíkové a medené vodiče. Bežne používané terče sú vo všeobecnosti vyrobené z tantalových ingotov, ale v niektorých špeciálnych prípadoch, ako sú terče z nb-kremíkovej zliatiny, nie je možné použiť I/M metódu kvôli rozdielnym bodom topenia nb a kremíka a nízkej húževnatosti zlúčenín kremíka. Ako terče možno použiť iba práškovú metalurgiu.
Výkon terča priamo ovplyvňuje výkon naprašovaného filmu. Pri vytváraní filmu nemôžu existovať žiadne látky, ktoré znečisťujú polovodičové zariadenie.
Keď sa vytvorí naprašovací film, ak sú v tantalovom terči (zliatina, zlúčenina) nečistoty, nečistoty sa dostanú do naprašovacej komory, čo spôsobí, že sa hrubé častice prichytia k substrátu a skratujú obvod filmu.
Nečistoty sa zároveň stanú dôvodom nárastu vyčnievajúcich častíc vo fólii. Preto sú vysoké požiadavky na kvalitu lítiového prášku a tantalových terčov. Hoci výkon kovového tantalu je relatívne stabilný, kovový tantalový prášok s jemnejšou veľkosťou častíc je aktívnejší a pri izbovej teplote reaguje s kyslíkom, dusíkom atď. zvyšuje obsah nečistôt, ako je kyslík a dusík v tantalovom prášku.
Hoci čistota niektorých kovových tantalových produktov, ako sú komerčne dostupné tantalové ingoty, môže dosiahnuť 99,995 % alebo dokonca vyššiu, čím jemnejší je tantalový prášok, tým vyššia je zodpovedajúca aktivita a zodpovedajúcim spôsobom sa zvyšuje aj schopnosť adsorbovať kyslík, dusík, vodík a uhlík. . Preto sa vždy považovalo za dosť ťažké a ťažké zvýšiť čistotu tantalového prášku na viac ako 99,99 %.
Avšak zmenšenie veľkosti častíc tantalového prášku je veľmi potrebné na zlepšenie kvality tantalového prášku a tantalových terčov. Cieľový materiál dúfa, že získa vysoko čistý tantalový prášok s priemernou veľkosťou častíc D50<25 μm.
V súčasnosti výrobný proces konvenčného metalurgického tantalového prášku využíva metódu simultánnej dehydrogenácie a redukcie kyslíka. V dôsledku rôznych smerov použitia nie sú požiadavky na čistotu a veľkosť častíc bežného tantalového prášku metalurgickej kvality vysoké. Proces simultánnej dehydrogenácie a redukcie kyslíka môže efektívne ušetriť náklady.
Dehydrogenáciou sa zahreje a rozloží hydrid tantalu, aby sa odstránil adsorbovaný vodík. Teplota rozkladu hydridu tantalu je 600 stupňov, ale rýchlosť je extrémne nízka.
So stúpajúcou teplotou sa rýchlosť rozkladu zvyšuje. Pri teplote nad 800 stupňov sa začína uvoľňovať veľké množstvo vodíka. Aby sa vodík úplne uvoľnil, teplota musí byť vyššia ako 800 stupňov. Čím vyššia je teplota, tým je dehydrogenácia dôkladnejšia.
