[发明专利]带有铜合金背板的镍铂合金靶材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件制造领域，具体涉及一种带有铜合金背板的镍铂合金靶材及其制备方法。

背景技术

在半导体器件中，例如在Field-Effect-Transistor（缩写FET），即场效应晶体管中，NiSi是一种重要且频繁使用的接触材料，但也常常是造成半导体器件缺陷的原因。这些缺陷以在掩蔽垫片（masking spacer）边缘形成的NiSi和在FET结点（junction）方向形成的NiSi的形式出现。在自65nm后的几乎所有技术节点都观察到了这些所谓的侵占缺陷。已知在形成NiSi的过程中添加一定量的Pt可以减少或消除侵占缺陷。Ni-5at.%Pt成功地应用于65nm技术，而Ni-10at.%Pt应用于45nm技术。随着半导体器件线宽的进一步减少，很有可能需要更高Pt含量的NiPt来制备Ni（Pt）Si接触薄膜。

在形成的含铂的Ni（Pt）Si薄膜中，Pt有向薄膜上下两个表面偏析的现象。在下表面（即和Si接触的界面）偏析的Pt有减少或消除侵占缺陷的作用，而在上表面偏析的Pt则会造成Ni（Pt）Si薄膜的阻抗增加。为了减小Ni（Pt）Si硅化物整体的阻抗，IBM的专利（US20120153359 A1）采用两个步骤制造Ni（Pt）Si薄膜。第一步溅射沉积带Pt含量较高的NiPt，第二步溅射沉积Pt含量较低的NiPt甚至不含Pt的纯Ni。这样形成的Ni（Pt）Si薄膜上表面的Pt含量低，有助于减小Ni（Pt）Si硅化物整体的阻抗；而下表面的Pt含量高，利于减少或消除侵占缺陷。因此在新的技术节点里，有可能采用不同Pt含量的NiPt溅射靶材来制备Ni（Pt）Si接触薄膜。

针对市场对不同Pt含量的NiPt溅射靶材的需求，本发明采用晶粒尺寸＜100μm的镍铂合金靶材与铜合金背板进行钎焊，制得成分均匀、晶粒细小、氧含量低、结合强度高和结合后弯曲变形小的的溅射靶材。用钎焊方法制得的有铜合金背板的镍铂合金靶材适用于低功率溅射镀膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镍铂合金靶材与铜合金背板的钎焊方法，解决钎焊工艺中由于镍铂合金靶材和铜合金背板难以与钎料浸润熔合以及焊缝不均、靶材与背板不易对中等问题。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述制备方法制得的适用于低功率溅射镀膜的带有铜合金背板的镍铂合金靶材

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种带有铜合金背板的镍铂合金靶材的制备方法，包括依次进行的步骤如下：

（1）、在铜合金背板的待焊面加工一个直径大于镍铂合金靶材的直径，深度大于设计焊缝厚度的凹槽；

（2）、对加工有凹槽的铜合金背板和所述的镍铂合金靶材进行机加工，然后进行化学清洗；

（3）、在化学清洗后的铜合金背板和镍铂合金靶材的待焊面上均镀铬；

（4）、将镀铬后的铜合金背板放在带有加压装置的加热工作台上，待焊面朝上，然后在所述的铜合金背板的待焊面上放置一个直径等于设计焊缝厚度的铜丝，加热到200℃~250℃后保温，然后向所述的铜合金背板的待焊面上倒液态钎料，然后再将镀铬后的所述的镍铂合金靶材放置在倒有液态钎料的铜合金背板的凹槽中，然后进行加压焊接；

（5）、关闭所述的加压装置，冷却20~40min后清除多余的钎料，即得所述的带有铜合金背板的镍铂合金靶材。

优选地，所述的镍铂合金靶材的铂含量为5~20at.%。

优选地，步骤（1）中，所述铜合金背板的凹槽的深度为1~2mm，凹槽的直径比镍铂合金靶材坯料的直径大1~2mm。

在本步骤中使用凹槽的目的是方便为镍铂合金靶材定位，并阻止大部分钎料外流，从而能够获得足够高的焊接率。

优选地，步骤（2）中，机加工后所述镍铂合金靶材和铜合金背板的待焊面的粗糙度为1.2~1.6μm。

优选地，步骤（2）中，采用有机清洗溶剂进行所述的化学清洗，所述的有机清洗溶剂为异丁醇、异丙醇、混丙醇中的任一种。

更优选地，所述的有机清洗溶剂为异丙醇。

优选地，步骤（3）中，镀铬形成的镀铬层的厚度为50~100nm。