聊聊常见的薄膜材料-TiW

时间:2023-09-01 10:00    来源: Tom聊芯片智造    点击:
      钛钨(TiW)是一种在许多半导体工艺中得到广泛应用的关键材料。由于其独特的物理和化学性质,TiW为各种复杂工艺提供了可靠的性能。钛钨的物理和化学特性如何?在半导体制程中的有何 应  用?

什么是TiW?

            TiW,也就是钛钨合金,是一种在半导体工艺中广泛应用的镀膜材料。它是由钛(Ti)和钨(W)按照特定的比例混合而成的合金。常见的比例有10/90、30/70。

            根据合金中钛和钨的比例不同,可能会有不同的性质。以下是一些一般性的性质:
物理性质:
  1. 密度:TiW的密度在10-19 g/cm³范围内,具体值取决于钛和钨的比例。
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  3. 熔点:TiW的熔点通常在3000°C以上,取决于合金的具体成分。
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  5. 热导率:一般在15-50 W/m·K范围内。
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  7. 硬度:一般来说,随着钨的含量增加,TiW合金的硬度也会提高。这是因为钨是一种非常硬的元素,其硬度远超过钛。
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  10. 化学性质:
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    1. 稳定性:TiW具有良好的化学稳定性,不易与氧、氮等反应。
    2. 耐腐蚀性:TiW在大多数环境下表现出优秀的耐腐蚀性,可以抵抗许多酸和碱的腐蚀。这主要因为于钛和钨各自的耐腐蚀性,在空气中,钛能够迅速形成一层稳定的氧化膜,这层膜可以保护材料内部免受腐蚀。即使在氯化物环境中,钛也具有很高的耐腐蚀性。同时,钛对大多数酸和碱的腐蚀也相当稳定。钛钨结合后,耐腐蚀性大大提升。
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    5. TiW材料在镀膜中的应用
      1,做黏附层:TiW合金对许多常见的基底材料,如硅、氧化硅等,具有很强的黏附力。这使得在其上可以成功地沉积其他薄膜,而不会产生剥离或开裂。这些属性使得TiW合金成为黏附层的理想选择,特别是在需要高温处理的微电子制程中。
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    7. 2,做扩散阻挡层:钛钨合金常常被用作扩散阻挡层。扩散阻挡层的主要任务是防止不同材料之间的原子互相扩散。如果没有有效的扩散阻挡层,上层薄膜材料的原子可能会扩散到下层基底材料中,反之亦然。这种原子的扩散可能会导致芯片性能下降,因为它可能改变上下薄膜的电学性质。TiW做阻挡层是由于在制程中,经常需要进行高温处理。TiW合金的热稳定性好,可以防止在高温下发生扩散。
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    10. TiW薄膜与Ti薄膜的比较?
      在半导体制程中,钛(Ti)和钛钨(TiW)都是非常常见的材料,但应用不同,相互之间有异性也有共性。
      钛(Ti)在氧化硅和氮化硅等材料上有良好的附着力,因此经常被用作黏合层。但是,如果需要更强的附着力或是在金属界面上的附着力,钛钨(TiW)是更好的选择。
    11. 钛(Ti)的扩散阻隔性能较弱,特别是在高温下容易发生扩散现象。钛钨(TiW)在这方面的性能更好。

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