金属硅(gui)化物(wu)具有(you)优(you)异的(de)高温抗(kang)氧化(hua)性(xing)以及(ji)良(liang)好(hao)的(de)导(dao)电、导(dao)热(re)性(xing)，已广泛(fan)应用(yong)于(yu)半导体(ti)制(zhi)造(zao)中作(zuo)为(wei)优良(liang)的(de)接触材料[1-2]。随(sui)着金属(shu)硅化(hua)物的不断(duan)发展，主(zhu)导(dao)的硅(gui)化物已从(cong)钛(tai)、钴硅(gui)化物(wu)逐步发展到低电阻(zu)、低(di)耗硅(gui)量(liang)以(yi)及低形(xing)成温度的(de)镍(nie)硅化物。研(yan)究表(biao)明，高温(wen)下(xia)NiSi相(xiang)易(yi)转(zhuan)化成NiSi2稳(wen)定相，导(dao)致(zhi)界面粗糙，电阻升高(gao)[3]。添(tian)加(jia)一定量的(de)铂能提(ti)高NiSi的(de)高(gao)温(wen)稳(wen)定(ding)性，改善NiSi界(jie)面(mian)形(xing)貌，使之适应于精密(mi)的(de)接触(chu)与互连工(gong)艺[4-5]。
目(mu)前(qian)制备镍(nie)铂硅化(hua)物(wu)薄(bao)膜(mo)的主流(liu)方(fang)法(fa)是(shi)首先(xian)在(zai)半(ban)导(dao)体衬底(di)的(de)硅区(qu)域(yu)形(xing)成(cheng)离(li)子注入层，再(zai)在(zai)其(qi)上制备一(yi)层(ceng)硅(gui)外(wai)延(yan)层，随(sui)后(hou)采用磁(ci)控溅(jian)射(she)法(fa)在硅(gui)外延层(ceng)的表(biao)面(mian)溅(jian)射(she)一层NiPt薄膜，最(zui)后(hou)通(tong)过退火处理(li)形成(cheng)镍铂硅化物(wu)薄(bao)膜(mo)。
1、镍铂(bo)硅化(hua)物(wu)薄膜(mo)在半(ban)导(dao)体(ti)制造中(zhong)的(de)应用(yong)
1.1在(zai)肖特(te)基二极(ji)管制造(zao)中的(de)应(ying)用
镍(nie)铂硅(gui)化物(wu)薄(bao)膜(mo)在(zai)半(ban)导(dao)体器件(jian)中的一(yi)个典型应用就(jiu)是(shi)肖(xiao)特(te)基二(er)极(ji)管(guan)。肖(xiao)特(te)基(ji)二极管(guan)是一种利用(yong)金属与N型(xing)半(ban)导体(ti)接触(chu)形(xing)成势垒(lei)，从而具(ju)有(you)整流(liu)特性(xing)的(de)金(jin)属(shu)-半导(dao)体器(qi)件，广泛(fan)应(ying)用于(yu)开(kai)关电源、变(bian)频(pin)器(qi)、驱动器等电路中。随着(zhe)肖特(te)基(ji)二(er)极管工(gong)艺不(bu)断发展(zhan)，金属硅化(hua)物(wu)-硅接触已(yi)取代了(le)传统的金(jin)属-硅(gui)接(jie)触(chu)，避(bi)免了表(biao)面(mian)缺(que)陷与(yu)沾污(wu)，降(jiang)低了(le)表(biao)面(mian)态的影(ying)响，提(ti)高(gao)了器(qi)件(jian)的(de)正向特(te)性(xing)、反(fan)向(xiang)耐(nai)压(ya)、反(fan)向(xiang)能(neng)量冲(chong)击(ji)、耐(nai)高温(wen)、抗静(jing)电、抗(kang)烧(shao)毁(hui)能力[6]。镍(nie)铂(bo)硅化物(wu)是目前较(jiao)为理(li)想的肖(xiao)特基(ji)势(shi)垒(lei)接(jie)触材(cai)料(liao)，一方(fang)面镍(nie)铂合金(jin)作(zuo)为(wei)势(shi)垒金(jin)属，具有(you)良好的(de)高(gao)温(wen)稳(wen)定(ding)性；另(ling)一方(fang)面(mian)可(ke)以通(tong)过(guo)合金(jin)成(cheng)分配比的(de)改(gai)变(bian)实现(xian)势垒(lei)高(gao)低(di)的调(diao)整(zheng)。图1为一(yi)种肖特基二极(ji)管(guan)芯片示意图，其中势(shi)垒(lei)层(ceng)3的(de)厚(hou)度(du)大约(yue)为80nm[7]。势垒层的制备(bei)方法
是通(tong)过(guo)磁(ci)控(kong)溅(jian)射(she)在N型(xing)硅(gui)半(ban)导(dao)体衬底上溅(jian)射镍铂合(he)金(jin)层(ceng)，并且(qie)460~480℃范(fan)围(wei)内(nei)真空退(tui)火(huo)30min左(zuo)右(you)形(xing)成(cheng)NiPtSi-Si势垒层。通常还(hai)需(xu)要溅射(she)NiV、TiW等扩(kuo)散阻(zu)挡(dang)层，阻(zu)挡金属间(jian)的互(hu)扩(kuo)散(san)，提(ti)高器(qi)件(jian)的抗疲(pi)劳性(xing)能(neng)。
由(you)于(yu)肖特基势(shi)垒对(dui)界(jie)面(mian)元(yuan)素的敏感(gan)依(yi)赖性，界(jie)面成分(fen)的(de)分布变(bian)化将(jiang)会对肖特基势(shi)垒高度产生影(ying)响(xiang)。例如(ru)，Thomas等(deng)人(ren)[8]发(fa)现(xian)NiPtSi-nSi势(shi)垒(lei)高(gao)度介于NiSi-nSi(势(shi)垒高度0.65eV)与(yu)PtSi-nSi(势垒高(gao)度(du)0.85eV)之间(jian)，且(qie)NiPtSi-nSi势(shi)垒(lei)高度ΦB随(sui)Ni-Pt合金(jin)薄膜(mo)中Pt含量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加，并(bing)推断(duan)势垒高(gao)度(du)ΦB很可(ke)能与(yu)界(jie)面Pt含(han)量有(you)关(guan)(如(ru)图(tu)2所示(shi))，其中(zhong)
Pt含(han)量(liang)的(de)误差棒(bang)对应根(gen)据(ju)相(xiang)应(ying)沉积(ji)参数(shu)与(yu)成(cheng)分分(fen)布计算(suan)出的薄(bao)膜中(zhong)的铂(bo)含量差(cha)异(yi)。Xu[9-10]等(deng)通过(guo)理论(lun)计(ji)算(suan)证(zheng)明了镍(nie)铂合(he)金表(biao)层(ceng)铂(bo)原(yuan)子浓度(du)将(jiang)显(xian)著影响(xiang)其功(gong)函(han)数(shu)，因(yin)此随界面Pt含量的(de)增(zeng)加(jia)，合(he)金(jin)功(gong)函(han)数增(zeng)加，导致势垒高度增(zeng)加。
人(ren)们通过对镍(nie)铂合金(jin)成分(fen)配(pei)比(bi)的(de)调整(zheng)，控(kong)制(zhi)势(shi)垒(lei)层(ceng)的势垒(lei)高(gao)度，开(kai)发(fa)了(le)一系(xi)列(lie)不(bu)同势垒(lei)高(gao)度(du)的(de)肖(xiao)特(te)基(ji)二极管，如(ru)低势垒高(gao)度(du)的肖特(te)基二(er)极管(guan)，可应用(yong)于低激(ji)励混(hun)频(pin)器，同(tong)时也是热成像系统的最主(zhu)要器件(jian)[11]。
1.2在(zai)半(ban)导(dao)体(ti)集成(cheng)电路(lu)中(zhong)的应(ying)用(yong)
镍铂(bo)硅化物还广(guang)泛用(yong)于超(chao)大(da)规(gui)模(mo)集成(cheng)电路(lu)(VLSI)微电(dian)子器(qi)件中(zhong)源、漏、栅极(ji)与(yu)金(jin)属(shu)电(dian)极(ji)间的(de)接(jie)触(chu)[12-13]。目(mu)前(qian)，Ni-5%Pt(摩(mo)尔(er)分(fen)数(shu))已成(cheng)功(gong)应用(yong)于(yu)65nm技术(shu)，Ni-10%Pt(摩(mo)尔分(fen)数)应(ying)用(yong)于(yu)45nm技术。随(sui)着(zhe)半导体(ti)器(qi)件(jian)线宽(kuan)的进一步(bu)减少，很有(you)可能需要进(jin)一步(bu)提高镍(nie)铂合金(jin)中(zhong)的Pt含(han)量来制备(bei)NiPtSi接(jie)触薄膜，其(qi)原(yuan)因主要是合金(jin)中Pt含量(liang)的增(zeng)加能(neng)够(gou)
提(ti)高薄(bao)膜(mo)的(de)高温(wen)稳(wen)定性(xing)并(bing)且改(gai)善界面形(xing)貌、减(jian)少侵(qin)占(zhan)缺(que)陷(xian)[14]。通(tong)常磁(ci)控溅射于相应硅器(qi)件表(biao)面(mian)的(de)镍(nie)铂合金(jin)薄(bao)膜(mo)层厚(hou)度(du)仅(jin)10nm左(zuo)右，形成镍铂(bo)硅化(hua)物所(suo)采用的方法(fa)为一(yi)步(bu)或(huo)多步(bu)快(kuai)速热(re)处理，温(wen)度(du)范(fan)围为400~600℃，时(shi)间(jian)30~60s。
近(jin)年来(lai)，人(ren)们(men)采用原(yuan)子(zi)探针层析(xi)技术(shu)(APT)，研究(jiu)不同Pt含(han)量镍铂合金(jin)薄(bao)膜(mo)经(jing)快速热处(chu)理后的相形(xing)成以(yi)及(ji)Pt原子分(fen)布情(qing)况[15-16]。硅化(hua)过(guo)程(cheng)采用(yong)不(bu)同(tong)处理工(gong)艺，界面(mian)处(chu)可(ke)能(neng)形成(cheng)θ-Ni2Si、NiSi以(yi)及(ji)δ-Ni2Si相，Pt原子(zi)在其(qi)中的固溶度(du)依(yi)次(ci)递(di)减(jian)。尤(you)其(qi)是(shi)Pt原(yuan)子由(you)于在δ-Ni2Si相(xiang)中固溶度(du)较小而(er)产生偏(pian)析集(ji)中在上表面，只(zhi)有少(shao)部分在(zai)下表面(mian)(即与硅接触内(nei)表面(mian))。其中(zhong)向(xiang)下表面(mian)即NiPtSi/Si内(nei)表(biao)面(mian)偏(pian)析的(de)Pt原子有(you)利(li)于消(xiao)除侵占(zhan)缺陷(xian)，而在上表面则(ze)会(hui)造成(cheng)NiPtSi薄(bao)膜(mo)的(de)阻抗增加[17]，有研究在半导体衬(chen)底(di)掺杂As、B、S、In等，通(tong)过元素偏析(xi)降(jiang)低肖(xiao)特基(ji)势(shi)垒(lei)从(cong)而降低(di)接触电阻[16,18-19]。而为(wei)了(le)减小镍铂硅(gui)化(hua)物(wu)整体(ti)的(de)阻(zu)抗，IBM的(de)专利(li)采用(yong)两(liang)步骤制造NiPtSi薄膜(mo)：第一(yi)步(bu)溅射沉积Pt含量(liang)较(jiao)高(gao)的镍铂合金(jin)薄(bao)膜，第二步溅射沉积Pt含量(liang)较低(di)的(de)镍(nie)铂合(he)金薄(bao)膜(mo)甚至(zhi)不含Pt的纯(chun)镍薄膜。这(zhe)样形(xing)成(cheng)的(de)镍(nie)铂硅(gui)化物薄(bao)膜(mo)上(shang)表面(mian)的Pt含(han)量(liang)低(di)，有(you)助(zhu)于减小镍(nie)铂(bo)硅(gui)化(hua)物(wu)整体(ti)的阻抗；而(er)下表(biao)面的(de)Pt含(han)量高(gao)，利于减少(shao)或消(xiao)除(chu)侵(qin)占(zhan)缺(que)陷(xian)[20]。因此在(zai)新的(de)技(ji)术节(jie)点(dian)里(li)，有可能依次采(cai)用不同Pt含量(liang)的(de)镍(nie)铂合(he)金溅(jian)射靶材(cai)来(lai)制备(bei)具有(you)梯(ti)度(du)结构(gou)的(de)镍铂硅化(hua)物(wu)接触薄膜(mo)。
2、镍(nie)铂合金(jin)结构(gou)与性质研(yan)究(jiu)
对(dui)镍(nie)铂(bo)合金结(jie)构(gou)与(yu)性(xing)质(zhi)的研(yan)究，是(shi)制备高质量(liang)镍(nie)铂合金(jin)靶(ba)材的(de)基础(chu)。镍(nie)和铂(bo)能(neng)以任何混合(he)比(bi)例(li)形成(cheng)稳定的面心(xin)立方(fang)结(jie)构(gou)固溶(rong)体，而(er)且在相(xiang)应(ying)成(cheng)分(fen)、温度(du)范围(wei)内(nei)存在(zai)类似(shi)于Cu-Au体(ti)系(xi)相似的(de)有(you)序(xu)无序(xu)转(zhuan)变(bian)，Ni-Pt体(ti)系相晶体(ti)结构(gou)数(shu)据(ju)如(ru)表1所示(shi)，镍(nie)铂合(he)金相图(tu)如(ru)图(tu)3所示(shi)[21]。
满足一定(ding)原子(zi)配(pei)比(bi)的(de)镍(nie)铂合(he)金在相(xiang)应临界温度(du)以下(xia)形(xing)成L12Ni3Pt、L10NiPt、L12NiPt3三种有(you)序相，前(qian)两者的临(lin)界(jie)温度分别是580、645℃。然而(er)完(wan)全有(you)序(xu)需要(yao)在(zai)较低温(wen)度下长时间(jian)退火处理才(cai)能得(de)到(等原子比(bi)镍铂合(he)金在610℃退(tui)火(huo)54天(tian)或者在(zai)更低温(wen)度400℃退(tui)火长达135天(tian)才(cai)能(neng)获得(de)完全(quan)有(you)序)[22]，通过(guo)理(li)论(lun)计(ji)算以(yi)及实验(yan)研究(jiu)，研(yan)究者们(men)还(hai)对(dui)镍(nie)铂合金的热稳(wen)定(ding)性(xing)、有(you)序转(zhuan)变动力学(xue)、有(you)序参(can)数等(deng)进(jin)行了(le)研(yan)究(jiu)[22-25]。
关(guan)于镍铂合金的磁(ci)学(xue)性(xing)质的研究，也(ye)是一(yi)直以(yi)来(lai)人们(men)不(bu)断(duan)争(zheng)论研究(jiu)的(de)热(re)点(dian)，且对镍(nie)铂靶(ba)材的(de)质量有(you)着(zhe)重要意(yi)义。Ni与Pt同属(shu)过(guo)渡(du)族(zu)金(jin)属(shu)，其(qi)中(zhong)Ni表(biao)现为(wei)铁(tie)磁(ci)性(xing)，Pt表(biao)现(xian)为顺(shun)磁(ci)性，Ni-Pt合(he)金(jin)的磁性源(yuan)于未(wei)被电子(zi)填(tian)满(man)的(de)Ni3d与Pt5d电子轨道相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)，合(he)金(jin)中Ni的磁矩十(shi)分脆弱，易受近邻原子(zi)影(ying)响(xiang)，面(mian)心立方(fang)结构(gou)中1个(ge)Ni原子(zi)近(jin)邻至少(shao)得有(you)6个Ni原子(zi)才(cai)能(neng)维(wei)持(chi)其(qi)磁性，因(yin)此(ci)随(sui)Pt含(han)量(liang)的增(zeng)加(jia)，Ni-Pt合金(jin)磁性(xing)减弱(ruo)，由(you)铁磁(ci)性(xing)向顺(shun)磁(ci)性(xing)转变(bian)，磁性(xing)转变(bian)的(de)临(lin)界(jie)成分约为42.5%Ni(摩尔(er)分(fen)数)，然而(er)在(zai)临界(jie)成(cheng)分(fen)附(fu)近(jin)如等(deng)原子比(bi)镍铂(bo)合(he)金(jin)，决定其磁(ci)性的(de)主要(yao)因素(su)为晶(jing)体结(jie)构(gou)。研(yan)究(jiu)表明，无序状态的(de)镍铂(bo)合金(jin)呈铁(tie)磁性(xing)，而有序(xu)状(zhuang)态(tai)的(de)L10NiPt呈顺(shun)磁性(xing)[26]，这(zhe)是由(you)于(yu)L10NiPt相(xiang)发(fa)生四方(fang)畸变使(shi)Ni原(yuan)子之(zhi)间(jian)间(jian)距增(zeng)大，导(dao)致(zhi)局域(yu)磁(ci)矩消(xiao)失(shi)。另(ling)外(wai)，在(zai)0%~31%Pt(摩(mo)尔分(fen)数(shu))范(fan)围内，随着(zhe)含(han)量的增(zeng)加，居(ju)里(li)转(zhuan)变(bian)温度(du)满(man)足Tc=354.3-9.413XPt线性(xing)降(jiang)低[27]。
3、镍铂合(he)金靶(ba)材的制(zhi)备方(fang)法
靶(ba)材制(zhi)备方(fang)法(fa)主(zhu)要为(wei)熔炼(lian)法和(he)粉(fen)末冶(ye)金(jin)法(fa)[28]，镍铂(bo)合(he)金靶材(cai)的(de)传统(tong)制(zhi)备的方法(fa)是(shi)粉末(mo)冶金(jin)法(fa)，将高纯Ni粉(fen)与(yu)Pt粉烧结成合金(jin)块(kuai)体(ti)再(zai)进(jin)行后(hou)续加工，此方(fang)法(fa)相(xiang)比(bi)于熔(rong)炼法可(ke)使镍铂合(he)金获得(de)更好的可(ke)加(jia)工(gong)性，但(dan)致(zhi)密(mi)度难以满(man)足要求(qiu)并且(qie)制(zhi)备过(guo)程中易混(hun)入(ru)杂(za)质(zhi)，尤其是气体杂质(zhi)混入将(jiang)引起(qi)溅射(she)过程中(zhong)异常放电现象(xiang)[29]。目前通常(chang)使用(yong)真空(kong)熔(rong)炼(lian)法(fa)来(lai)制(zhi)备(bei)镍
铂(bo)合金靶(ba)材(cai)，真(zhen)空(kong)熔(rong)炼法(fa)包(bao)括(kuo)真空(kong)感(gan)应(ying)熔(rong)炼和真空(kong)电(dian)子(zi)束熔炼等方法，为(wei)了获得(de)杂质含(han)量(liang)低(尤(you)其气体(ti)成分)、高致密(mi)且(qie)成(cheng)分均(jun)匀(yun)的(de)合(he)金(jin)铸(zhu)锭，熔(rong)炼(lian)后(hou)的(de)铸锭(ding)需(xu)要一次或(huo)多次(ci)精(jing)炼(lian)，以(yi)真空(kong)电子束熔(rong)炼为例(li)，熔(rong)体中饱和(he)蒸(zheng)气压(ya)较(jiao)高的(de)杂质(zhi)元(yuan)素如Cu、Mg、Al等(deng)被迅速(su)挥(hui)发到(dao)气(qi)相(xiang)中(zhong)并被抽真空带到炉体外(wai)，在反复精(jing)炼中(zhong)逐(zhu)渐达(da)到提纯的(de)目(mu)的(de)。同(tong)时，精炼也避(bi)
免(mian)了(le)气(qi)体在铸锭凝固初(chu)期形(xing)核，并在随后连续冷(leng)却过(guo)程中(zhong)长大(da)而形(xing)成疏松、气(qi)孔(kong)、缩孔(kong)等铸造(zao)缺(que)陷(xian)[30]。
真(zhen)空(kong)熔(rong)炼(lian)所(suo)获(huo)得(de)的(de)铸锭还(hai)需要进一(yi)步塑(su)性加工、热(re)处理(li)和机(ji)械(xie)加工(gong)，与铜(tong)背板(ban)焊合，经超声(sheng)检测、清洗(xi)真空(kong)包装等(deng)步(bu)骤，才能(neng)获(huo)得合格(ge)的靶材(cai)产(chan)品，具体(ti)流程如(ru)图(tu)4所(suo)示。
为(wei)了获(huo)得高质量(liang)的(de)镍铂(bo)合金(jin)靶(ba)材，除了纯(chun)度(du)、致密(mi)度满足要(yao)求(qiu)之(zhi)外(wai)，组(zu)织均匀、晶(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)及晶粒(li)取(qu)向(xiang)也是影(ying)响(xiang)最(zui)终镀膜(mo)质(zhi)量的(de)关(guan)键因(yin)素(su)。镍(nie)铂(bo)合(he)金(jin)靶(ba)材微(wei)观组织结构主(zhu)要由塑性加工(gong)与热(re)处(chu)理相结(jie)合的(de)手段(duan)来(lai)控制(zhi)。通(tong)常(chang)先(xian)将(jiang)镍铂(bo)合金(jin)铸锭热(re)锻成(cheng)块或者采(cai)用(yong)热轧(ya)的(de)方式(shi)消(xiao)除铸态组(zu)织(zhi)，达到(dao)减(jian)小变(bian)形(xing)抗(kang)力(li)并且(qie)达到(dao)细(xi)化(hua)晶(jing)粒的效果，再(zai)采用(yong)多(duo)次冷(leng)轧(ya)与(yu)真空热(re)处(chu)理(li)相结合的(de)方式(shi)来(lai)控制合金(jin)微观组(zu)织结构。镍铂(bo)合金(jin)靶材(cai)最(zui)终(zhong)平(ping)均(jun)晶粒(li)尺寸(cun)可控(kong)制(zhi)在(zai)20~200µm之(zhi)间(jian)，晶粒取向(xiang)随(sui)机分(fen)布[31]。
4、镍(nie)铂(bo)合金靶(ba)材发展趋势(shi)
超(chao)高纯(chun)、高利(li)用率(lv)与(yu)良(liang)好(hao)的溅(jian)射沉积(ji)均(jun)匀性(xing)是(shi)高质(zhi)量靶(ba)材(cai)所(suo)追(zhui)求(qiu)的(de)优良(liang)特(te)性(xing)，因此(ci)在靶材(cai)基(ji)本(ben)制(zhi)备方法(fa)的(de)基础上(shang)，需(xu)要不(bu)断优(you)化(hua)工(gong)艺提(ti)高(gao)靶材(cai)质量(liang)，具(ju)体地，从高(gao)纯(chun)化(hua)、提高(gao)磁(ci)透(tou)率(PTF)以及组(zu)织结(jie)构(gou)控(kong)制(zhi)等方(fang)面提高靶材(cai)质量(liang)，将(jiang)成为镍(nie)铂合(he)金(jin)靶材(cai)制备工艺的(de)发(fa)展趋(qu)势(shi)。
4.1高(gao)纯(chun)化(hua)
半导体(ti)用溅射(she)靶材(cai)对质量(liang)要求非(fei)常(chang)高，尤(you)其是(shi)对(dui)靶(ba)材化学纯(chun)度(du)的(de)控制(zhi)，原因是(shi)杂质的(de)存(cun)在(zai)将(jiang)严(yan)重(zhong)影响靶(ba)材(cai)及(ji)相(xiang)应(ying)薄(bao)膜(mo)的质量，引(yin)起(qi)溅(jian)射(she)时异(yi)常放电(dian)等(deng)现象[32]。目(mu)前，国内外(wai)镍铂合金靶(ba)材(cai)在纯(chun)度方面(mian)的(de)差(cha)距(ju)显(xian)著(zhu)，国(guo)内所生(sheng)产(chan)的镍铂(bo)合(he)金靶材能(neng)达(da)到4N级，而(er)日(ri)本(ben)相(xiang)关(guan)靶(ba)材(cai)厂(chang)家制备(bei)的(de)镍铂(bo)靶可(ke)以(yi)达(da)到5N以(yi)上(shang)。
4.2提高(gao)磁(ci)透率
提高(gao)镍铂合(he)金(jin)磁(ci)透率(lv)(PTF)对提高靶(ba)材(cai)利用(yong)率有(you)着重要(yao)意义(yi)。镍含量较(jiao)高(gao)的镍铂(bo)合金靶材具有较强的磁性，磁(ci)控(kong)溅(jian)射时(shi)磁(ci)场很容(rong)易(yi)被靶(ba)材所分(fen)流，从而减少(shao)穿越(yue)至表面的磁力(li)线(xian)，使(shi)起(qi)辉(hui)或(huo)维持(chi)放(fang)电相(xiang)对困难，同(tong)时(shi)也会导(dao)致(zhi)比(bi)如(ru)沉积膜(mo)厚(hou)不均匀等(deng)问(wen)题(ti)，虽(sui)然减少靶材厚(hou)度(du)(一般<3mm)可(ke)以(yi)提(ti)高磁透率(lv)，但靶材的(de)使用寿命短(duan)、利(li)用率(lv)低(di)。提高磁透率的方法主要有(you)添加(jia)合金(jin)元(yuan)素、改(gai)变靶(ba)材(cai)外(wai)形(xing)设(she)计或(huo)者(zhe)在溅(jian)射时(shi)使操作温(wen)度(du)高(gao)于(yu)靶材(cai)的居(ju)里温(wen)度等。
4.3组(zu)织(zhi)结(jie)构控(kong)制(zhi)
靶(ba)材的组(zu)织结(jie)构控制(zhi)也与溅射沉(chen)积(ji)均(jun)匀性(xing)有(you)密(mi)切(qie)关(guan)系[33]。通常溅射靶(ba)材(cai)晶粒(li)尺寸(cun)需要控(kong)制(zhi)在200µm以下，而(er)且晶粒尺(chi)寸(cun)越细(xi)小均匀(yun)，溅(jian)射镀膜(mo)的(de)厚(hou)度分(fen)布(bu)越(yue)均(jun)匀，溅射(she)速率(lv)也(ye)越(yue)快。另(ling)外(wai)，晶体织(zhi)构控制对(dui)于溅(jian)射靶材十(shi)分重(zhong)要，不(bu)同处(chu)理工艺(yi)的(de)靶(ba)材(cai)有着(zhe)不同的(de)织构，对于镍以(yi)及(ji)一些(xie)面心(xin)立(li)方金(jin)属(shu)，<200>取向(xiang)的织(zhi)构对于均(jun)匀镀(du)膜(mo)与延长靶(ba)材寿(shou)命十(shi)分有(you)利，而大(da)量(liang)<111>以及<113>取(qu)向织(zhi)构(gou)的(de)存(cun)在(zai)却(que)十分不利(li)，原(yuan)因(yin)很(hen)可能是(shi)大(da)量<111>、<113>取向织构(gou)的存在，将(jiang)导致(zhi)磁力(li)线(xian)分(fen)流而(er)不(bu)是(shi)垂直于(yu)工件与靶(ba)材空(kong)间(jian)，此时即(ji)使靶(ba)材具有较高的(de)磁透(tou)率（>45%)和(he)细(xi)小的(de)晶粒(li)尺寸（<100µm），其(qi)镀膜(mo)均(jun)匀(yun)性(xing)以(yi)及靶材(cai)寿(shou)命(ming)都(dou)难(nan)以(yi)满(man)足(zu)需(xu)要(yao)[34]。镍(nie)铂(bo)合(he)金(jin)靶(ba)材的晶体(ti)织(zhi)构以(yi)及织构控(kong)制(zhi)工艺(yi)研(yan)究(jiu)并(bing)未有文献和(he)专利(li)报道(dao)，镍(nie)铂合金(jin)靶材(cai)的晶体(ti)织(zhi)构(gou)与(yu)靶材(cai)溅射性(xing)能(neng)的关(guan)联性研究(jiu)以(yi)及织(zhi)构(gou)控制等(deng)方面(mian)将(jiang)是成为(wei)镍(nie)铂(bo)合金(jin)溅射靶材(cai)新(xin)的研发(fa)趋势(shi)。
5、结语(yu)
镍(nie)铂硅化物作(zuo)为(wei)优良(liang)的(de)接(jie)触材(cai)料(liao)广(guang)泛(fan)应用于半(ban)导(dao)体制造(zao)中(zhong)，镍铂合金(jin)溅射靶(ba)材(cai)成为(wei)保证(zheng)半导(dao)体(ti)器(qi)件性能(neng)和发(fa)展(zhan)半(ban)导(dao)体技术的关键(jian)材(cai)料(liao)，其(qi)不(bu)断增长的(de)需(xu)求量为(wei)中国贵(gui)金属(shu)靶(ba)材制(zhi)造业的(de)发(fa)展(zhan)提供(gong)了机遇(yu)和(he)挑(tiao)战(zhan)。
1)不(bu)同Pt含(han)量的(de)镍(nie)铂合(he)金(jin)溅射靶(ba)材(cai)在(zai)导(dao)体(ti)制(zhi)造工艺(yi)中发(fa)挥了(le)重(zhong)要作用，尤(you)其是通过(guo)镍(nie)铂(bo)合(he)金溅射靶(ba)材成(cheng)分配(pei)比调节肖特(te)基势(shi)垒高度以及(ji)在新的技术(shu)节(jie)点里(li)，依(yi)次采(cai)用(yong)不同(tong)Pt含量的(de)镍(nie)铂(bo)合金(jin)溅射靶材(cai)来制备具(ju)有(you)梯度(du)结构的镍(nie)铂硅化(hua)物接(jie)触薄(bao)膜(mo)从(cong)而降(jiang)低接(jie)触电(dian)阻。
2)满足一(yi)定原子(zi)配(pei)比(bi)的(de)镍(nie)铂合(he)金在相应(ying)临(lin)界(jie)温(wen)度以下形(xing)成(cheng)L12Ni3Pt、L10NiPt、L12NiPt3三种有(you)序相(xiang)。Ni-Pt合金磁性(xing)随(sui)Pt含(han)量增(zeng)加(jia)由(you)铁(tie)磁性向顺磁性(xing)转变，磁性转变的(de)临界(jie)成(cheng)分(fen)约为(wei)42.5%Ni(摩尔分(fen)数(shu))。
3)镍铂(bo)合(he)金溅(jian)射靶(ba)材的制备方(fang)法主(zhu)要采(cai)用真(zhen)空(kong)熔炼(lian)法(fa)，并通过塑(su)性加工(gong)与热处(chu)理相结合(he)的方式来控(kong)制(zhi)靶材(cai)微观组(zu)织结构(gou)。针对(dui)不(bu)同(tong)成(cheng)分镍铂(bo)合(he)金的结(jie)构(gou)与(yu)性质(zhi)，溅(jian)射(she)靶(ba)材制(zhi)备(bei)需(xu)要(yao)相关制备方法以及工艺(yi)参(can)数(shu)的调(diao)整。
4)高纯化、靶(ba)材(cai)组织结(jie)构(gou)控制(zhi)以及提(ti)高磁透率(PTF)将(jiang)成(cheng)为镍铂(bo)合金(jin)靶(ba)材(cai)制备(bei)工(gong)艺(yi)的(de)发(fa)展趋(qu)势。提(ti)高(gao)靶材(cai)纯(chun)度到5N以上，晶粒大小均匀且(qie)平均(jun)晶粒(li)尺寸(cun)控制在(zai)200µm以下，是(shi)目前镍铂靶材(cai)工艺优化的目标，另(ling)外，镍铂合金靶(ba)材(cai)的(de)晶(jing)体织构与靶材溅(jian)射(she)性(xing)能的(de)关联性(xing)研(yan)究(jiu)以及(ji)织(zhi)构控制(zhi)等(deng)方(fang)面(mian)也(ye)将是镍铂合金(jin)溅射靶(ba)材(cai)新(xin)的(de)研发趋(qu)势(shi)。
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