[发明专利]钼硅靶材的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种钼硅靶材的制作方法。

背景技术

钼硅材料是一种在高温下抗氧化性、抗腐蚀性极好的材料，在高温下也不会分解，钼硅材料与多晶硅材料接触性能良好。因此钼硅材料常被应用在半导体集成电路中。

使用真空溅射工艺实现钼硅膜的沉积。在真空溅镀过程中会使用到钼硅靶材。真空溅镀是由电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子（或分子）沉积在基片上成膜，而最终达到在基片表面形成膜层的目的。

现有技术中，采用铸造法制作钼硅靶材，制作的钼硅靶材具有以下缺陷，使其无法满足高端电子行业对钼硅靶材质量的要求。

（1）制作的钼硅靶材的致密度很低。

（2）制作的钼硅靶材的内部组织结构、内部晶粒尺寸不均匀。

（3）制作的钼硅靶材的纯度很低。

有鉴于此，实有必要提出一种新的钼硅靶材的制作方法，以克服现有技术的缺陷，来满足高端电子行业对钼硅靶材质量的要求。

发明内容

本发明解决的问题是现有工艺制作的钼硅靶材的致密度很低、内部组织结构和内部晶粒尺寸不均匀，纯度很低，无法满足高端电子行业对钼硅靶材质量的要求。

为解决上述问题，本发明提供一种钼硅靶材的制作方法，包括：

提供钼粉末和硅粉末，将所述钼粉末和所述硅粉末进行混合，形成钼硅混合粉末；

采用热压工艺将所述钼硅混合粉末烧结成型，形成钼硅靶材。

可选的，所述采用热压工艺将所述钼硅混合粉末烧结成型包括：

将所述钼硅混合粉末放入模具中；

将所述模具放入热压炉中，对所述钼硅混合粉末进行压实处理；

将所述钼硅混合粉末压实处理后，对所述热压炉抽真空处理；

抽真空处理后，将压实处理后的所述钼硅混合粉末进行烧结。

可选的，对所述热压炉抽真空处理至预设真空度，所述预设真空度小于等于10^-1Pa。

可选的，所述烧结包括：

以大于等于8℃/min且小于等于15℃/min的第一升温速度将热压炉的温度升至第一加热温度，所述第一加热温度为大于等于800℃且小于等于1000℃，并在第一加热温度下保温大于等于30min且小于等于60min;

在所述第一加热温度下保温大于等于30min且小于等于60min后，以大于等于2℃/min且小于等于5℃/min的第二升温速度将热压炉的温度升至第二加热温度，所述第二加热温度为大于1000℃且小于等于1400℃，在第二加热温度下保温大于等于50min且小于等于4h，并且，以所述第二升温速度升温、在所述第二加热温度下保温过程中，对所述钼硅混合粉末施加压力，所述压力为大于等于20MPa且小于等于30MPa。

可选的，将所述钼粉末和所述硅粉末进行混合包括：

将所述钼粉末和所述硅粉末放入容器中，向所述容器中的钼粉末和所述硅粉末中加入有机溶剂后，通入防氧化气体进行搅拌。

可选的，所述防氧化气体为氩气。

可选的，所述容器为球磨罐，采用氧化锆球对所述钼粉末和所述硅粉末进行搅拌。

可选的，所述混合的工艺条件为：所述球磨罐的旋转速度大于等于6r/min且小于等于7r/min；混合时间为大于等于16h且小于等于24h；混合的温度为30℃±5℃。

可选的，所述有机溶剂为无水乙醇和甘油的混合液。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

采用热压工艺将钼硅混合粉末烧结成型，烧结的过程中钼硅混合粉末在高温下通过热压工艺的单轴向压制，产生表面扩张力，钼硅混合粉末在表面扩张力作用下产生钼原子、硅原子的迁移，重新排列形成二硅化钼分子，从而实现了对钼硅混合粉末进行致密化以形成钼硅靶材的目的，其中钼硅靶材的材料为主要为二硅化钼。形成的钼硅靶材致密度高、内部组织结构和内部晶粒尺寸均匀。

附图说明

图1是本发明提供的钨靶材的制作方法的流程图；

图2是本发明实施例的将钼硅混合粉末进行烧结工艺的示意图；

图3是本发明实施例的采用热压工艺形成钼硅靶材坯料的示意图。

具体实施方式