Спосіб виготовлення мішеней з дисиліцидів перехідних металів
Номер патенту: 11386
Опубліковано: 25.12.1996
Автори: Кудь Ірина Володимирівна, Дворіна Людмила Андріївна, Ганієв Рев Вахізович, Єрьоменко Людмила Іванівна, Лиходід Людмила Семенівна
Формула / Реферат
Способ изготовления мишеней из дисиллицидов переходных металлов, преимущественно для ионно-плазменного распыления, включающий смешивание порошков исходных компонентов, холодное прессование смеси и спекание-синтез, повторное измельчение продуктов синтеза и получение мишени путем прессования и спекания измельченных продуктов синтеза, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества мишеней за счет уменьшения пористости и содержания газовых примесей кислорода и углерода, синтез-спекание проводят в вакууме (3-7)·10-3 Па, повторное измельчение ведут до размера частиц 2-10 мкм, прессование при давлении 200-300 МПа и спекание в вакууме (3-7)·10-3 Па при температуре (0,86-0,96) температуры плавления соответствующего дисилицида в течение 10-15 мин, затем снижают температуру со скоростью (100-150)°С/мин до (1000-1100)°С, выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч и далее осуществляют охлаждение со скоростью (3-5)°С/мин.
Текст
Изобретение относится к технике нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано в технологии изготовления тонкопленочных пассивных элементов интегральных схем и полупроводниковых приборов из дисилицидов переходных металлов (Ті Si2. Та Si2, MoSi2, W, Si2) методом ионно-плазменного распыления. Цель изобретения - улучшение качества мишеней за счет уменьшения пористости и содержания газовых примесей кислорода. Сущность способа изготовления мишеней из дисилицидов переходных металлов, преимущественно для ионно-плазменного распыления, включающего смешивание порошков исходных компонентов, холодное прессование смеси и спекание-синтез, повторное измельчение продуктов синтеза и получение мишени путем прессования и спекания измельченных продуктов синтеза, состоит в том, что синтез-спекание проводят в вакууме (3 - 7)'10" Па, повторное пзмельчение ведут до размера частиц 2 - 1 0 мкм, прессование при давлении 200 ~ 300 МПа и спекание в вакууме (3-7). 10"3 Па при температуре (0,86 - 0,96) температуры плавления соответствующего дисилицида в течение 10- 15 мин, затем температуру снижают со скоростью (100 - 150)°С/мин до (1000 1100)°С, выдерживают при этой температуре в течение 1 - 2 ч и далее осуществляют охлаждение со скоростью (3 - 5)°С/мин. ел С ( Изобретение относится к технике нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано в технологии изготовления тонкопленочных пассивных элементов интегральных схем и полупроводниковых приборов из дисилицидов переходных металлов (T1SI2. TaSi2, MoSi2, WSi2) методом ионно-плазменного распыления. Целью изобретения является улучшение качества мишеней за счет уменьшения пористости и содержания газовых примесей кислорода и углерода. 6-92 Способ изготовления мишеней из исходных компонентов, взятых в стехиометрическом соотношении, включает их ориентирование, синтез-спекание в вакууме (3 - 7)'10~ Па при температурах 1100 1300°С в течение 1 - 4 ч, повторное измельчение продуктов синтеза, прессование продуктов синтеза в размере мишени и спекание их в вакууме (3 - 7J-10" Па при температуре (0,86 - 0,96 )Т плавления дисилицида в течение 10-15 мин, затем снижение темперауры со скоростью охлаждения 00 1713284 100 - 150 град/мин до 1000 - 1100°С, выдержку при этой температуре в течение 1 - 2 ч и затем отпуск со скоростью охлаждения не более 3 - 5 град/мин. Способ на первой стадии технологиче- 5 ского процесса - смешивании исходных компонентов, брикетировании и "синтезеспекании" при температуре 1100 - 1300°С в течение 1 - 3 ч в вакууме (3 - 7)* 10" Па обеспечивает получение гомогенного диси- 10 лицида стехиометрического состава. Измельчение продуктов синтеза приводит к усреднению состава и получению высокоактивной порошковой смеси. Холодное прессование мишеней при давлениях 15 200 - 300 МПа обеспечивает получение плотных прессовок без видимых следов расслоя. Повторное спекание осуществляется в вакууме (3 - 7)-10"3 Па при температуре 0,86 - 0,96 Т плавления дисилицида. 20 Скорость подъема температуры в диапазоне 200°С - Тспек, должна быть не менее 100 - 150 град/мин, чтобы обеспечить сохранение высокой дефектности и активности порошковой смеси, тем самым 25 активируя процесс спекания в области высоких температур. Сам процесс спекания в области температур (0,86 - 0,96) Т плавления дисилицида в вакууме протекает в течение 10 - 15 мин и сопровождается резкой 30 усадкой - уплотнением мишеней до 10 20% пористости, очисткой от легкоплавких и газовых примесей. С целью предотвращения роста зерна которое приводит к уменьшению термостойкости мишеней, проводят 35 быстрое охлаждение до температуры 1000 1100°С, со скоростью 100 - 150 град/мин. При температуре 1000- 1100°С мишени выдерживают в течение 1 - 2 ч и затем следует медленное охлаждение со скоростью не бо- 40 лее 3 - 5 град/мин. Низкотемпературный отжиг, а затем отпуск мишеней приводит к снятию внутренних напряжений, вызванных высокотемпературным спеканием и последующим резким охлаждением, 45 уменьшению модуля упругости межзеренных контактов, что сопровождается повышением термостойкости и ресурса работы распыляемых мишеней в 5 - 10 раз по сравнению с более жестко связанной структурой 50 мишеней, получаемых в одном цикле "синтез-спекание" Отработанный режим спекания позволяет получать мишени с регулируемой структурой по величине зерна 55 Фазовый анализ мишеней, проведенный методами металлографии на электронном микроскопе "Стереоскан 4 -10" с рентгеновской микроприставкой "Lingistem-290MH оптическом микроскопе МИМ-9, рентгенографии на установке "ДРОН-3" показал однородность мишеней и соответствие их дисилицидам TtSi2, TaSi2, MoSi2, WS12. Количественный химический анализ также подтвердил соответствие материала мишеней указанным выше дисилицидам. Количественный анализ микропримесей, проведенный методом масс-спектрометрии вторичных ионов показал очень низкое общее количество примесей, которое не превышало ЮООррт и высокую чистоту по газовым примесям: Ог 100.. 200ррт, С - 200. .ЗООррт. П р и м е р 1 Порошки молибдена и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Мо - 63,07 мас.дол.(%) Si - 36,93 мас.дол. (%), смешивались в планетарной мельнице, брикетировались, затем помещались в реакционное пространство электровакуумной печи СШВ и подвергались процессу синтеза-спекания при температуре 1200°С в вакууме 5-Ю"3 Па в течение 2 ч. Рентгеновский анализ продуктов синтеза показал, что при данном технологическом режиме образуется дисилицид молибдена. Продукты синтеза подвергали размолу в шаровой мельнице, что сопровождается усреднением состава и получением высокоактивной дисперсной порошковой смеси. Из этой смеси прессовали мишени различных диаметров (100 - 200 мм) и высотой 5 7 мм при давлении прессования 250 МПа. Полученные прессовки мишеней были достаточно плотные, прочные, без видимых следов расслоя и осыпания кромок. Спекание мишеней проводили в вакуумной печи типа СВВ в вакууме 5*10~ Па. Подъем температуры в диапазоне от 200°С до температуры спекания 1900°С (0,94*Тплавл) проводили со скоростью 140 град/мин Такая скорость подъема температуры обеспечивала сохранение высокой дефектности порошковой композиции, тем самым активируя процесс спекания Наиболее интенсивное уплотнение (до 11% пористости) наблюдается только в области температур, максимально приближенных к температурам плавления, и в начальный период изотермической выдержки, которая составляла 12 мин, что характерно для тугоплавких соединений, к которым относятся дисилициды переходных металлов. Увеличение изотермической выдержки не сопровождается дальнейшей усадкой, а приводит к нежелательному росту зерна, а также потере кремния за счет его испарения при температурах выше 1200°С в вакууме В связи с этим ско 1713284 рость охлаждения в области высоких температур 1900 - 1050°С должна быть большой (140 град/мин). При температуре 1050°С мишени выдерживали в течение 1,5 ч, а затем следовало медленное охлаждение со скоростью не более 4 град/мин. Низкотемпературный отжиг позволяет снять внутренние напряжения в мишенях, возникшие в результате резкого подъема температуры до 1900°С и резкого охлаждения до 1050°С. Кроме того, в этом диапазоне температур не наблюдается испарение кремния и рост зерна. Медленное охлаждение со скоростью 4 град/мин позволяет сохранить рав~ новесное ненапряженное состояние структуры мишени, о чем можно судить по форме и ширине дифракционных пиков, а также периодам решетки MoSi2, уменьшить модуль упругости межзеренных контактов, что приводит к повышению термостойкости и ресурса работы распыляемых мишеней в 5 - 10 раз. 5 10 15 20 По данным анализа мишеней, проведенным по вышеуказанным методикам, видно, что по данному технологическому 25 режиму получены гомогенные мишени из дисилицида молибдена стехиометрического состава с пористостью 11 % и величиной зерна 5 - 10 мкм. Содержание примесей: 02 - 147ррт, С - 218ррт, что на порядок 30 ниже, чем у прототипа. П р и м е р 2. Порошки молибдена и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Мо 63,07 мае,дол (%), Si - 36,93 мас.дол (%), смешивали в планетарной 35 мельнице, брикетировали, помещали в реакционное пространство печи СШВ и подвергали процессу "синтеза-спекания" при температуре 1100°С в вакууме 3 - Ю 3 Па в течение 3 ч. Рентгеновский анализ продук- 40 тов синтеза свидетельствовал о получении дисилицида молибдена. Продукты синтеза подвергали размолу в планетарной мельнице, что приводит к усреднению состава и получению высокоактивной дисперсной по- 45 рошковой смеси. Из порошковой смеси прессовали мишени различных диаметров при давлении прессования 200 МПа. Полученные прессовки мишеней не имели видимых следов расслоя, осыпания кромки 50 были достаточно плотными и прочными. Спекание мишеней проводили в вакууме 3 -10" Па Подьем температуры в диапазоне от 200иС до температуры спекания 1750 - 0,86'Тпл проводили со скоростью 100 55 град/ мин, что позволяло обеспечить сохранение высокой дефектности порошковой композиции, тем самым активируя процесс спекания в начальный период изотермической выдержки - 10 мин и гарантировало получение мишеней с пористостью 14%. Охлаждение от температуры спекания 1750°С до 1000°С проводили со скоростью 100 град/мин, ограничивая этим рост зерна. Изотермическая выдержка при 1000°С в течение 2 ч, а затем медленное охлаждениесо скоростью 3 град/мин обеспечивало получение равновесной ненапряженной структуры мишеней, о чем свидетельствовала ширина и форма дифракционных максимумов отражений, а также величина периодов решетки M0SI2 Данные анализа мишеней свидетельствуют, что этот технологический режим обеспечивает получение гомогенных мишеней из дисилицида молибдена стехиометриче ского состава с пористостью 14% и величи ной зерна 7-11 мкм. Содержание примесей 02- 139ррт, С-237ррт П р и м е р з . Порошки молибдена и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Мо 63,07 мае.дол. (%), Si 36,93 мас.дол, (%), смешивали в планетарной мельнице, брикетировали, помещали в реакционное пространство печи СШВ и проводили процесс "спекание-синтез" при температуре 1300°С в вакууме 7*10' Па в течение 1 ч. Рентгеновский анализ продуктов синтеза свидетельствовал о получении дисилицида молибдена. Продукты синтеза подвергали размолу в планетарной мельнице, что обеспечивало получение дисперсной высокоактивной порошковой смеси. Затем следовала операция прессования мишеней при давлении 300 МПа. Полученные прессовки обладали достаточной прочностью и не имели следов рассола и осыпания кромки. Спекание мишеней проводили в вакууме 7*10" Па в вакуумной печи СШВ. Подъем температуры осуществлялся со скоростью 150 град/мин. Температура спекания составляла 1950°С - 0,96.Тплавл. при изотермической выдержке 16 мин Затем следовало охлаждение до температуры 1100°С со скоростью 150 град/мин, что ограничивало рост зерна. Изотермическая выдержка при П00°С в течение 1 ч, а затем медленное охлаждение со скоростью 5 град/мин обеспечивало получение равновесной ненапряженной структуры мишеней, о чем свидетельствовали ширина и форма дифракционных максимумов отражений, а также периоды решетки MoSi2Данные анализа мишеней показывают, что описанный технологический режим гарантирует получение новых гомогенных мишеней из дисилицида молибдена стехиометрического состава с пористостью 10% и 1713284 8 го состава. Материал мишени представляет смесь фаз: M05S13. M02S12 и Si. Это отрицательно сказывается на воспроизводимости состава и электрических свойствах в тонких пленках. Кроме того, высокая пористость (27%) и крупнозернистая структура (50 70 мкм) значительно ухудшает термостойкость мишеней и уменьшает ресурс распыления в 8 - 10 раз. За счет недостаточно высокого вакуума в реакционном пространстве печи содержание примесей достигает Ог - 432ррт, С - 928ррт, что значительно выше, чем в предыдущих примерах. П р и м е р 5. Порошки молибдена и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Мо - 63,07 мае.дол {%), Si 36,94 мас.дол. (%), смешивали в планетарной мельнице, брикетировали и помещали в реакционное пространство вакуумной электропечи СШВ, где проводили процесс "спекание-синтез" при температуре 1400°С в вакууме 1 "їй" Па в течение 0,5 ч. Рентгеновский анализ продуктов синтеза показал наличие двух силицидных фаз: MosSis и MoSi2- Продукты синтеза подвергали размолу в планетарной мельнице для усреднения состава и получения высокоактивной порошковой смеси. Прессование мишеней проводили при давлении прессования 400 МПа. Полученные прессовки мишеней были достаточно плотными и прочными, однако имели видимые следы расслоя, что указывает на превышение давления прессования. Спекание мишеней проводили в диапазоне от 200°С до температуры спекания 2000°С - 0,99-Т.пл. со скоростью 150 град/мин, что обеспечива- , ло сохранение высокой дефектности порошковой композиции в вакууме 1-10 МПа. . Однако при температуре 2000°С и выдержке 0,5 ч имеет место процесс оплавления мишеней за счет образования более низОхлаждение от 1600°С до 800°С со скокоплавкой эвтектики MoSi2 - MoSi2 при ростью 40 град/мин не позволяет ограни1900°С, так как обе силицидные фазы причить рост зерна за счет рекристаллизации, 45 сутствуют в материале мишеней. Затем и величина зерна в спеченной мишени доследовало быстрое охлаждение до 1300°С стигает 50 - 70 мкм, что отрицательно скасо скоростью 150 град/мин. При этой темзывается на прочностных свойствах пературе проводили изотермическую вымишени. Кроме того, отжиг при температуре держку в течение 3 ч, которая позволила 800°С в течение 0,5 ч с последующим охлаж- 50 снять внутренние напряжения, возникаюдением со скоростью 2 град/мин не позвощие в процессе резкого нагрева и охлажделяет обеспечить получение равновесной ния. Однако при температуре 1300°С структуры мишени, о чем свидетельствует наблюдался сильный рост зерна, что отриуширение дифракционных максимумом, отцательно сказывается на прочностных свойражений фазы MoSi255 ствах мишеней. Кроме того, в области Данные анализа мишеней показывают, температур свыше 1200°С в высоком вакуучто этот технологический режим не обеспеме наблюдается большая скорость испаречивает получения гомогенных мишеней из ния кремния, что приводит к появлению дисилицида молибдена стехиометрическо величиной зерна 7 - 1 5 мкм; содержание примесей: 02 1бОррт, С - 225ррт. П р и м е р 4. Порошки молибдена и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Мо 63,07 мае.дол (%), Si - 5 36,93 мас.дол. (%), смешивали в планетарной мельнице, брикетировали и помещали в реакционное пространство печи СШВ, где проводили процесс "спекание-синтез", при температуре 1000°С в вакууме 9-Ю'2 Па в 10 течение 4 ч. Рентгеновский анализ продуктов синтеза свидетельствовал о наличии двух силицидных фаз МОББІЗ. MoSi2 и Si. Продукты синтеза подвергали размолу в планетар- 15 ной мельнице, что обеспечивает усреднение состава и получение порошковой смеси с высокоактивной поверхностью. Из порошковой смеси прессовали мишени различных диаметров при давлении прессова- 20 ния 100 МПа. Полученные прессовки были достаточно прочными, однако наблюдалось осыпание кромок, что указывало на недостаточную величину давления прессования. Спекание мишеней проводили в вакууме 25 9-Ю Па. Подъем температуры в диапазоне от 200°С до температуры спекания 1600°С - 0,80 -Тплавл. проводили со скоростью 40 град/мин, что не обеспечивало сохранение высокой дефектности порошко- 30 вой композиции за счет частичной релаксации дефектов частиц за время нагрева, которое при этой скорости (40 град/мин) составляло 35 мин. В связи с этим не наблюдалось активации процесса спекания в на- 35 чальный период изотермической выдержки - 5 мин, и пористость мишеней составляла 27%. Кроме того, температура спекания равная 1600°С, недостаточна, чтобы обеспечить усадочное скольжение массы 40 по границам зерен под действием сил поверхностного натяжения. 1713284 фазы Mo5St3, о чем можно судить по данным рентгеновского и химического анализов. Все это отрицательно сказывается на воспроизводимости состава и свойствах пленок, уменьшает ресурс распыления 5 мишеней в 7 - 8 раз. П р и м е р 6. Порошки титана и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Ті- 46,03 мас дол/%), Si- 53,97мас.дол{%), смешивали в планетарной мельнице, брике- 10 тировали, помещали на реакционное пространство электровакуумной печи СШВ и подвергали процессу "спекание-синтез" при температуре 1300°С в течение 2 ч в вакууме 7-10" Па. Рентгеновский анализ 15 продуктов синтеза показал, что при данном температурно-временном режиме образуется гомогенный дисилицид титана. Продукты синтеза подвергали размолу в планетарной мельнице, что обеспечивало 20 получение высокоактивной дисперсной порошковой смеси. Из порошковой смеси прессовали мишени различных диаметров (100 - 200 мм) при давлении прессования 250 МПа. Полученные прессовки были плот- 25 ными, прочными, без видимых следов расслоя и осыпания кромок. Спекание мишеней проводили в вакуумной печи СШВ в вакууме 7-10' Па. Подъем температуры в диапазоне 200°С - температура 30 спекания 1450°С - 0,97-Тпл. осуществлялся с максимально возможной скоростью 150 град/мин, что обеспечивает сохранение высокой дефектности порошковой композиции, и тем самым активирует 35 процесс спекания. Наиболее интенсивное уплотнение до 17% пористости наблюдается в области температур, максимально приближенных к ТПл и в начальный период изотермической выдержки, которая со- 40 ставляла 10 мин. Увеличение выдержки не приводит к дальнейшей усадке, а сопровождается ростом зерна и потерей кремния за счет его испарения при температурах свыше 1200°С. В связи с этим скорость охлаж- 45 дения до 1000°С должна быть высокой и составляла 150 град/мин. При температуре 1000°С мишени выдерживали в течение 1 ч, затем следовало медленное охлаждение со скоростью 3 град/мин. Низкотемператур- 50 ный отжиг позволяет снять внутренние напряжения в мишенях, возникшие в результате резкого нагрева до 1450°С и охлаждения до 1000°С. Кроме того, при этой температуре не наблюдается испарение 55 кремния и рост зерна. Медленное охлаждение (от 1000°С до комнатной температуры) со скоростью 3 град/мин позволяет сохранить равновесное ненапряженное состоя 10 ние структуры мишени, о чем можно судить по форме и ширине дифракционных максимумом отражений, а также периодам решетки TiSi2 уменьшить модуль упругости межзеренных контактов, что приводит к повышению термостойкости и ресурса распыления мишеней в 5 - 10 раз. По данным анализа мишеней видно, что данный технологический режим обеспечивает получение гомогенных мишеней из TiSi2 стехиометрического состава в пористостью 17%, величиной зерна 5 - 11'мкм. Содержание примесей: Ог 152ppm, С 217ppm, что на порядок ниже, чем у прототипа. П р и м е р 7, Порошки тантала и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: Та - 76,31 мае.дол. (%) Si 23,69 мас.дол. (%), смешивали в планетарной мельнице, брикетировали помещали в реакционное пространство электровакуумной печи СШВ и подвергали процессу "спекание-синтез" при температуре 1200°С в течение 3 ч в вакууме 5-Ю"3 Па. Рентгеновский анализ продуктов синтеза показал, что при данной температуре и времени выдержки образуется гомогенный дисилицид тантала. Продукты синтеза подвергали размолу в планетарной мельнице, что обеспечивало получение высокоактивной дисперсной порошковой смеси. Из порошковой смеси прессовали мишени различных диаметров: 100 -200 м придавлений прессования 300 МПа. Полученные прессовки мишеней были достаточно плотными и прочными, без видимых следов осыпания кромки и расслоя. Спекание мишеней проводили в вакуумной печи СШВ в вакууме 5-10" Па. Подъем температуры в диапазоне 200°С - ТСПек (2100 - 0,96-Тпл) проводили со скоростью 150 град/мин. Такая скорость подъема температуры обеспечивала сохранение высокой дефектности порошковой композиции, тем самым активируя процесс спекания в области высоких температур. Наиболее интенсивное уплотнение (до 18% пористости) наблюдается только в области температур, максимально приближенных к температурам плавления и в начальный период изотермической выдержки, которая составляет 15 мин. Увеличение изотермической выдержки не сопровождается дальнейшей усадкой, а приводит к нежелательным эффектам: росту зерна и потере кремния за счет его испарения. В связи с этим скорость охлаждения в области высоких температур 2100 - 1100°С должна быть большой (150 град/мин). При температуре 1100°С мише 11 1713284 ни выдерживали в течение 2 ч, а затем следовало медленное охлаждение со скоростью 3 град/мин. Низкотемпературный отжиг позволяет снять внутренние напряжения в мишенях, возникшие в результате резкого подъема температуры до 2100°С и последующего охлаждения до 1100°С. Кроме того, при этой температуре не наблюдается испарение кремния и рост зерна. Медленное охлаждение со скоростью 3 град/мин позволяет сохранить равновесное напряженное состояние структуры мишени, о чем свидетельствует форма и ширина дифракционного максимума, а также периоды решетки TaSi2; уменьшить модуль упругости межзеренных контактов, что приводит к повышению термостойкости и ресурса работы распыляемых мишеней в 5 - 10 раз. По данным анализа мишеней видно, что данный технологический режим обеспечивает получение гомогенных мишеней TaSi2 стехиометрического состава с пористостью 15% и величиной зерна 16-21 мкм. Содержание примесей: Ог - НЗрргп, С - 209рргл, что на порядок ниже, чем у прототипа. П р и м е р 8 . Порошки вольфрама и кремния, взятые в стехиометрическом соотношении: W - 73,41 мае дол. (%), Si - 26,59 мас.дол. (%) смешивали в планетарной мельнице, брикетировали, помещали в реакционное пространство печи СШВ и подвергали процессу "синтез-спекание" при температуре 1100°С в течение 2 ч в вакууме 5-10" Па. Рентгеновский анализ продуктов синтеза показал, что при данном температурно-временном режиме образуется гомогенный дисилицид вольфрама. Продукты синтеза подвергали размолу в планетарной мельнице, что обеспечивало получение высокоактивной дисперсной порошковой смеси. Из порошковой смеси прессовали мишени различных диаметров: 100-200 мм пои давлении прессования 300 МПа. Полученные прессовки мишеней были достаточно плотными и прочными, без видимых следов расслоя и осыпания кромки. Спекание мишеней проводили в вакуумной печи СШВ в вакууме 5-10" Па Подъем температуры в диапазоне 200°С - Т с п е к (2000°С 0,95 • Тпл) проводили со скоростью 150 град/мин. Такая скорость нагрева обеспечивала сохранение высокой степени дефектности порошковой композиции, тем самым активируя процесс спекания. Наиболее интенсивное уплотнение наблюдается только в области температур, максимально приближенных к температуре плавления и в начальной стадии изотермической выдержки, которая, в данном слу 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 чае, составляет 15 мин. Увеличение изотермической выдержки не приводит к дальнейшему уплотнению и сопровождается нежелательным эффектом - испарением кремния и ростом зерна. В связи с этим скорость охлаждения в области температуры 2000 - 1000°С должна быть большой и составляла 150 град/мин. При температуре 1000°С мишени выдерживали в течение 2 ч, затем следовало медленное охлаждение со скоростью 3 град/мин. Низкотемпературный обжиг позволяет снять внутренние напряжения в мишенях, которые возникают в результате резкого нагрева и охлаждения. Кроме того, при этой температуре не наблюдается рост зерна, испарение кремния. Медленное охлаждение со скоростью 3 град/мин позволяет сохранить равновесное ненапряженное состояние структуры мишени, о чем свидетельствует форма и ширина дифракционного максимума, а также периоды решетки, уменьшить модуль упругости межзеренных контактов, что приводит к повышению термостойкости и ресурса работы мишеней в 5 - 10 раз. По данным анализа мишеней видно, что по данному технологическому режиму получаются гомогенные мишени дисилицида вольфрама стехиометрического состава с пористостью 12% и величиной зерна 8 19мкм. Содержание примесей: 02 - 118ррт, С - 229ррт, что на порядок ниже, чем у прототипа. Таким образом, из анализа и приведенных примеров видно, что данный способ изготовления мишеней позволяет получать мишени из дисилицидов переходных металлов п о в ы ш е н н о й однородности, плотности, с уменьшенным содержанием примесей 02 и С. Формула изобретения Способ изготовления мишеней из дисилицидов переходных металлов, преимущественно для ионно-плазменного распыления, включающий смешивание порошков исходных компонентов, холодное прессование смеси и спекание-синтез, повторное измельчение продуктов синтеза и получение мишени путем прессования и спекания измельченных продуктов синтеза, отличающ и й с я тем, что, с целью улучшения качества мишеней за счет уменьшения пористости и содержания газовых примесей кислорода и углерода, синтез-спекание проводят в вакууме(3 - !)• 10~ Па, повторное измельчение ведут до размера частиц 2 - 1 0 мкм, прессование при давлении 200-300 МПа и спекание в вакууме (3 - 7)-10'3 Па при температуре (0,86 - 0,96) температуры плавления соответствующего із 1713284 дисилицида в течение 10 - 15 мин, затем снижают температуру со скоростью (100 150)°С/мин до (1000- 1100)°С, выдержива 14 ют при этой температуре в течение 1 - 2 ч и далее осуществляют охлаждение со скоростью (3 - 5)°С/мин, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Редактор Г.Мозжечкова Составитель И.Фишель Техред М.Моргентал Корректор Н.Король Заказ 450/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for targets producing from disilicides of transition metals
Автори англійськоюDvorina Liudmyla Andriivna, KUd Iryna Volodymyrivna, Lykhodid Liudmyla Semenivna, Yeriomenko Liudmyla Ivanivna, Haniiev Rev Vakhizovych
Назва патенту російськоюСпособ изготовления мишеней из дисилицидов переходных металлов
Автори російськоюДворина Людмила Андреевна, Кудь Ирина Владимировна, Лиходид Людмила Семеновна, Еременко Людмила Иванлвна, Ганиев Рев Вахизович
МПК / Мітки
МПК: C23C 14/32
Мітки: спосіб, перехідних, виготовлення, металів, дисиліцидів, мішеней
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-11386-sposib-vigotovlennya-mishenejj-z-disilicidiv-perekhidnikh-metaliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення мішеней з дисиліцидів перехідних металів</a>
Попередній патент: Фундамент будинку, споруди, що споруджується на деформуючий основі
Наступний патент: Мас-спектрометричний течошукач
Випадковий патент: Пристрій для вимірювання ступеня радіоактивного забруднення місцевості