聊聊常見(jiàn)的薄膜材料-TiW
鈦鎢（TiW）是一種在許多半導(dǎo)體工藝中得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵材料。由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，TiW為各種復(fù)雜工藝提供了可靠的性能。鈦鎢的物理和化學(xué)特性如何？在半導(dǎo)體制程中的有何應(yīng)用？
什么是TiW？
TiW，也就是鈦鎢合金，是一種在半導(dǎo)體工藝中廣泛應(yīng)用的鍍膜材料。它是由鈦（Ti）和鎢（W）按照特定的比例混合而成的合金。常見(jiàn)的比例有10/90、30/70。根據(jù)合金中鈦和鎢的比例不同，可能會(huì)有不同的性質(zhì)。以下是一些一般性的性質(zhì)：物理性質(zhì)：
密度：TiW的密度在10-19 g/cm3范圍內(nèi)，具體值取決于鈦和鎢的比例。
熔點(diǎn)：TiW的熔點(diǎn)通常在3000°C以上，取決于合金的具體成分。
熱導(dǎo)率：一般在15-50 W/m·K范圍內(nèi)。
硬度：一般來(lái)說(shuō)，隨著鎢的含量增加，TiW合金的硬度也會(huì)提高。這是因?yàn)殒u是一種非常硬的元素，其硬度遠(yuǎn)超過(guò)鈦。
化學(xué)性質(zhì)：
穩(wěn)定性：TiW具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與氧、氮等反應(yīng)。
耐腐蝕性：TiW在大多數(shù)環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)秀的耐腐蝕性，可以抵抗許多酸和堿的腐蝕。這主要因?yàn)橛阝伜玩u各自的耐腐蝕性,在空氣中，鈦能夠迅速形成一層穩(wěn)定的氧化膜，這層膜可以保護(hù)材料內(nèi)部免受腐蝕。即使在氯化物環(huán)境中，鈦也具有很高的耐腐蝕性。同時(shí)，鈦對(duì)大多數(shù)酸和堿的腐蝕也相當(dāng)穩(wěn)定。鈦鎢結(jié)合后，耐腐蝕性大大提升。
TiW材料在鍍膜中的應(yīng)用1，做黏附層：TiW合金對(duì)許多常見(jiàn)的基底材料，如硅、氧化硅等，具有很強(qiáng)的黏附力。這使得在其上可以成功地沉積其他薄膜，而不會(huì)產(chǎn)生剝離或開(kāi)裂。這些屬性使得TiW合金成為黏附層的理想選擇，特別是在需要高溫處理的微電子制程中。
2，做擴(kuò)散阻擋層：鈦鎢合金常常被用作擴(kuò)散阻擋層。擴(kuò)散阻擋層的主要任務(wù)是防止不同材料之間的原子互相擴(kuò)散。如果沒(méi)有有效的擴(kuò)散阻擋層，上層薄膜材料的原子可能會(huì)擴(kuò)散到下層基底材料中，反之亦然。這種原子的擴(kuò)散可能會(huì)導(dǎo)致芯片性能下降，因?yàn)樗赡芨淖兩舷卤∧さ碾妼W(xué)性質(zhì)。TiW做阻擋層是由于在制程中，經(jīng)常需要進(jìn)行高溫處理。TiW合金的熱穩(wěn)定性好，可以防止在高溫下發(fā)生擴(kuò)散。
TiW薄膜與Ti薄膜的比較？
在半導(dǎo)體制程中，鈦（Ti）和鈦鎢（TiW）都是非常常見(jiàn)的材料，但應(yīng)用不同，相互之間有異性也有共性。鈦（Ti）在氧化硅和氮化硅等材料上有良好的附著力，因此經(jīng)常被用作黏合層。但是，如果需要更強(qiáng)的附著力或是在金屬界面上的附著力，鈦鎢（TiW）是更好的選擇。鈦（Ti）的擴(kuò)散阻隔性能較弱，特別是在高溫下容易發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。鈦鎢（TiW）在這方面的性能更好。
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