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部分高端靶材实现产业化,原材料制备难题待破

集成电路的飞速发展,离不开材料和系统集成技术的支撑。高纯金属溅射靶材作为芯片制造、封装中物理气相沉积(PVD)工艺所需关键材料,应用于各种功能薄膜的制备。它的发展壮大不仅能极大地带动上游我国传统有色金属材料产业结构升级,更能促进下游电子制造产业的技术进步和稳定快速发展。


国内高纯溅射靶材企业崭露头角


在半导体衬底(基片)上生长各种具有重要功能的薄膜是集成电路芯片生产制造中最核心的工艺之一。基于物理气相沉积(PVD)的溅射工艺具有薄膜纯度高、成膜质量好、沉积速度快、工艺稳定可靠等优点,广泛应用于集成电路生产制造中,具有不可替代性。溅射沉积薄膜的原材料就是靶材,靶材的化学纯度、组织性能等直接决定了芯片中接触层、介质层、互连层等薄膜的性能,从而影响电子产品的性能和寿命。芯片对溅射靶材的要求非常高,它要求靶材纯度要达到5N(99.999%)以上。


超高纯金属材料及溅射靶材是芯片制造所必需的关键原材料,具有金属镀膜的均匀性、可控性等诸多优势。溅射靶材以超高纯金属(铝、钛、铜、钽、钴、钨等)为原料,经过压力加工、热处理、机械加工、清洗包装等一系列复杂精密工艺加工制造完成的。利用物理气相沉积技术,用高压加速气态离子轰击,使靶材的原子被溅射出,以薄膜的形式沉积到硅片上,最终形成半导体芯片中复杂的配线结构。靶材在半导体材料中的占比约为3%。


超高纯溅射靶材是伴随着半导体工业的发展而兴起的,属于典型的技术密集型产业,产品技术含量高,研发生产设备专业性强。目前,全球范围内美国的Honeywell、Praxair和日本的JX集团、Tosoh四家资金实力雄厚、技术水平领先、产业经验丰富的跨国公司居全球超高纯溅射靶材行业的领导地位。近年来,在国家一系列政策及资金的支持下,国内靶材行业涌现出了江丰电子、有研亿金等企业,实现了超高纯铝、钛、钽、铜等全系列高端靶材的产业化,打破了国外公司对我国高端靶材的垄断。江丰电子材料股份有限公司董事长姚力军博士告诉《中国电子报》记者,靶材是集成电路材料领域最先打破国外垄断的产品。目前,江丰电子攻克了芯片制造用超高纯金属材料的提纯及溅射靶材制备的核心技术,开发出用于芯片制造的超高纯金属溅射靶材的全套生产工艺,公司产品70%以上销往以台积电等为代表的280多家海外芯片制造工厂,并在国际领先的7nm技术得到量产应用。


我国靶材行业急需突破人才和技术瓶颈


集成电路制造工艺的不断前行,使得无论在微观品质,还是宏观规格�


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