Мишень вольфрамовая

Мишень вольфрамовая применяется в физическом осаждении из паровой фазы (PVD) — методе нанесения тонких металлических плёнок на подложки в вакуумных камерах напылением. Вольфрамовые мишени являются источником материала при магнетронном распылении для получения диффузионных барьеров, контактных слоёв и адгезионных подслоёв в полупроводниковой промышленности и оптике.

Вольфрам выбирают для барьерных слоёв в микроэлектронике из-за нескольких свойств. Температура плавления 3422°C обеспечивает стабильность при термообработке ИС; электрическое удельное сопротивление 5,6 мкОм·см — умеренное, достаточное для контактных слоёв; коэффициент диффузии меди и алюминия в вольфраме при 400°C — менее 10⁻¹⁸ см²/с, то есть W слой 10–50 нм надёжно предотвращает диффузию металлизации в кремний. Слой TiW (10% Ti + 90% W) или чистого W наносится между металлизацией (Al, Cu) и кремниевой подложкой в каждом микропроцессоре и схеме памяти.

Мишень для производственного использования изготавливают методом горячего изостатического прессования (HIP) при 1500–1800°C и давлении 100–200 МПа, получая относительную плотность 99,5–99,9% теоретической. Зернистость материала мишени — 5–30 мкм; равномерность зёрен по объёму критична для однородности скорости распыления. Чистота вольфрама: 4N (99,99%) — стандарт для передовой микроэлектроники; 3N5 (99,95%) — для менее критичных применений. Кислород и азот в количестве более 50 ppm ухудшают электрические свойства осаждаемых плёнок.