PA电子工业科技有限公司

在先进制程芯片制造中，物理气相沉积（PVD）工艺对溅射靶材的纯度与微观结构提出极致要求。我们采用电子束悬浮区熔（FZ）技术，通过多道次熔炼将钽材纯度提升至99.995%以上，关键轻元素杂质碳、氧、氮分别控制在10ppm、15ppm、8ppm以下。制备过程中在1250℃进行多向锻造，累计变形量达80%，最终获得均匀的等轴晶组织，平均晶粒尺寸50μm，晶向偏离度≤5°。

通过电子背散射衍射（EBSD）分析显示，优化后的{111}织构强度达到随机取向的4.2倍，这种织构特征使靶材在溅射过程中膜厚均匀性提升至98.5%。在300mm晶圆溅射测试中，薄膜电阻均匀性达到1.8%，缺陷密度降至0.02个/cm²。X射线光电子能谱（XPS）分析证实，靶材表面氧化层厚度控制在2nm以内，且成分均匀无偏析。

我们建立了完整的靶材寿命预测模型，综合考虑溅射速率、热负载与微观结构演变。在实际生产验证中，优化后的靶材利用率从常规的35%提升至48%，单个靶材寿命达到1200kWh。通过飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）深度剖析显示，薄膜中的杂质含量较传统靶材降低两个数量级。