磁控濺射方法是薄膜材料制備的重要方法之一。這個原理是在真空腔體中，離子源產(chǎn)生的離子束轟擊到靶材表面，然后靶材表面的原子被碰撞轟擊下來，原子離開材料表面沉積到基底表面，這種用于沉積薄膜的固體原材料，稱為濺射靶材，濺射時使用的氣體為氬氣。氬原子與陰極靶材發(fā)射的電子發(fā)生碰撞，碰撞后把氬原子轉(zhuǎn)變成氬離子，帶正電的氬離子被加速撞擊到靶材表面，靶材原子與氬離子都被彈出，而靶材原子則沉積在基片表面，形成薄膜，這個過程稱為濺射，如圖1 所示。
磁控濺射原理圖
半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展是國家高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是一個國家科技水平的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，隨著電子信息行業(yè)的快速發(fā)展，各種材料的薄膜材料廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，高新材料向薄膜轉(zhuǎn)移，使得薄膜沉積用的器件快速發(fā)展起來。而隨著超大規(guī)模集成電路的技術(shù)進(jìn)步以及層數(shù)的增加，半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，這樣的背景下，對器件的金屬互連線也提出了更嚴(yán)苛的要求。近幾年，芯片最小線寬已經(jīng)達(dá)到納米級，其中 45nm 以下線寬代表了先進(jìn)的半導(dǎo)體芯片制造工藝，半導(dǎo)體金屬互連線用濺射靶材有廣闊的前景，目前全球只有少數(shù)幾家位于美國、日本、中國寧波等廠家擁有自主制造靶材的技術(shù)，隨著國內(nèi)芯片市場和芯片制造市場的繁榮，國內(nèi)對濺射靶材的需求也越來越大，12 英寸晶圓用的 Al、Ti、Ta、Cu 等材料的靶材已經(jīng)成為主流的產(chǎn)品。
在超級規(guī)模集成電路的技術(shù)上，一直受美國和日本等國家在技術(shù)上的封鎖，且技術(shù)上落后于世界先進(jìn)技術(shù)。并且用于芯片制造過程的各種關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵工藝以及關(guān)鍵原材料對進(jìn)口依賴性很強，包括了金屬互連線用的原材料靶材、鍵合靶材以及背裝和封裝用的靶材等材料，受到國外供應(yīng)商和技術(shù)的嚴(yán)重制約。對我國集成電路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展以及效益的提高有著嚴(yán)重的限制。因此，為了提高我國產(chǎn)業(yè)的競爭力，必須進(jìn)行前瞻性的技術(shù)開發(fā)，以提升我國金屬產(chǎn)業(yè)的深加工以及產(chǎn)業(yè)相關(guān)的技術(shù)延伸，為我國高科技制造技術(shù)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)，來填補國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。
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