Tantalov prah za polprevodniške razpršilne tarče
S hitrim razvojem polprevodniške tehnologije postopoma narašča povpraševanje po tantalu, ki se uporablja kot film za brizganje. V integriranih vezjih se tantal uporablja kot difuzijska pregrada. Nameščen je med silicijevim in bakrenim vodnikom. Običajno uporabljene tarče so na splošno narejene iz tantalovih ingotov, vendar v nekaterih posebnih primerih, kot so tarče iz nb-silicijeve zlitine, metode I/M ni mogoče uporabiti zaradi različnih tališč nb in silicija ter nizke žilavosti silicijevih spojin. Kot tarče se lahko uporablja le metalurgija prahu.
Zmogljivost tarče neposredno vpliva na učinkovitost napršenega filma. Pri nastajanju filma ne morejo obstajati snovi, ki onesnažujejo polprevodniško napravo.
Ko se razpršilni film oblikuje, če so v tantalovi (zlitini, spojini) tarči nečistoče, se nečistoče vnesejo v razpršilno komoro, kar povzroči, da se grobi delci pritrdijo na podlago in povzročijo kratek stik v filmskem vezju.
Hkrati bodo nečistoče postale tudi razlog za povečanje štrlečih delcev v filmu. Zato obstajajo visoke zahteve glede kakovosti litijevega prahu in tantalovih tarč. Čeprav je delovanje kovinskega tantala razmeroma stabilno, je kovinski tantalov prah z manjšo velikostjo delcev bolj aktiven in reagira s kisikom, dušikom itd. pri sobni temperaturi, kar poveča vsebnost nečistoč, kot sta kisik in dušik v tantalovem prahu.
Čeprav lahko čistost nekaterih kovinskih izdelkov iz tantala, kot so komercialno dostopni ingoti tantala, doseže 99,995 % ali celo več, čim bolj fini je tantalov prah, tem višja je ustrezna aktivnost in ustrezno se poveča tudi sposobnost adsorpcije kisika, dušika, vodika in ogljika. . Zato je vedno veljalo za precej težko in težko povečati čistost tantalovega prahu na več kot 99,99%.
Vendar pa je zmanjšanje velikosti delcev tantalovega prahu zelo potrebno za izboljšanje kakovosti tantalovega prahu in tantalovih tarč. Področje ciljnega materiala upa, da bo pridobilo tantalov prah visoke čistosti s povprečno velikostjo delcev D50<25 μm.
Trenutno proizvodni proces običajnega metalurškega tantalovega prahu uporablja metodo hkratne dehidrogenacije in redukcije kisika. Zaradi različnih smeri uporabe zahteve glede čistosti in velikosti delcev navadnega metalurškega tantalovega prahu niso visoke. Postopek hkratne dehidrogenacije in redukcije kisika lahko učinkovito prihrani stroške.
Dehidrogenacija je segrevanje in razgradnja tantalovega hidrida, da se odstrani adsorbirani vodik. Temperatura razgradnje tantalovega hidrida je 600 stopinj, vendar je hitrost izredno počasna.
Ko se temperatura dvigne, se hitrost razgradnje poveča. Nad 800 stopinjami se začne sproščati velika količina vodika. Za popolno sprostitev vodika mora biti temperatura višja od 800 stopinj. Višja kot je temperatura, temeljitejša je dehidrogenacija.
