高純鎢是制造集成電路的基本材料,材料形狀可以是箔片、片材、靶材、燈絲、絕緣線、直棒、圓管、粉末、單晶等。廣泛用作半導(dǎo)體大型的柵電路電極材料、布線材料和屏蔽金屬材料級集成電路。純度達(dá)到99.999%和99.9999%,分別記錄為5N和6N純鎢。各種雜質(zhì)元素的含量應(yīng)在(0.1~1000)×10-12之間,某些雜質(zhì)元素的含量有特殊要求,如放射性、堿金屬、重金屬、氣體元素等。
高純鎢及其硅化物在超大規(guī)模集成電路中用作電阻層、擴(kuò)散阻擋層等,在金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管中用作柵極材料和連接材料。微量元素的測定是評價性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。降低微量元素的測定限,增加微量元素的數(shù)量,提高測定的準(zhǔn)確度和靈敏度是檢測過程的主要任務(wù)。研究方向。檢測高純金屬中痕量元素的常用方法包括光譜分析、質(zhì)譜分析和中子分析。隨著材料純度的提高,傳統(tǒng)的光譜分析和中子分析所測元素的量和分析靈敏度已不能滿足6N鎢粉的分析要求,而質(zhì)譜法在高濃度鎢粉的痕量雜質(zhì)檢測發(fā)揮著越來越重要的作用-純度鎢。越來越重要的作用。
高純鎢的制備過程繁瑣,各種提純方法去除不同雜質(zhì)的效果差異很大;國內(nèi)高純鎢精煉工藝中,仍僅采用簡單的真空脫氣去除間隙雜質(zhì)。純度受到某些限制。該熔煉法溫度高、無污染、提純效果好,在提純難熔金屬方面有很大優(yōu)勢;但其原料純度要求高,成本高,工藝費時。因此如何將多種工藝有機(jī)結(jié)合成功制備高純鎢成為研究熱點和難點。
高純鎢的制備方法可分為粉末冶金、熔煉和化學(xué)氣相沉積法。
1、粉末冶金:鎢粉成型后,可得到鎢坯或某種簡單形式的鎢制品,加熱至其熔點下的某一溫度,通過物質(zhì)遷移完成致密化過程。
2、熔制:指原料加熱至熔點以上形成液相,具體方法有真空自耗電弧熔煉法、電子束熔煉法、等離子體熔煉法等,除去雜質(zhì)后冷卻凝固致密化的過程,根據(jù)所采用的手段不同而不同。
3、化學(xué)氣相沉積:指以化合物氣(一般為WF6)為鎢源,得到致密的坯(或產(chǎn)品)的過程,在一定溫度下被H2還原,將生成的沉積在特定的基底上,沉積完成后去除基底材料。