Los objetivos de aleaciones de níquel-silicio (NiSi) consisten en una combinación de níquel (Ni) y silicio (Si) que normalmente están presentes en una pureza del 99,9 % (3N) o superior. Como resultado de la incorporación de la conductividad eléctrica y térmica del níquel junto con las características semiconductoras del silicio, estos materiales se clasifican como "aleaciones de alta-temperatura" y como fuentes de pulverización catódica para películas funcionales. Los objetivos de pulverización catódica de aleación de Ni-silicio (NiSi) desempeñan una función crucial en la fabricación de capas de siliciuro de baja-resistividad en el sector de los semiconductores. Neurotech, como película de NiSi, demuestra una conductividad notable junto con una buena estabilidad térmica para su uso en interconexiones y contactos óhmicos en circuitos integrados. Para mejorar el rendimiento y la confiabilidad de los dispositivos de plata, la aleación, junto con el silicio, forma siliciuro de níquel, que es un componente vital en la tecnología CMOS avanzada para interconexiones eléctricas de alto-rendimiento, rápidas y eficientes.
Cómo se prepara un material objetivo de aleación de níquel-silicio
1. Preparación de Materias Primas. Para lograr el mejor resultado, solo utilizamos níquel puro y silicio puro y medimos las cantidades estequiométricas precisas según la fase de aleación objetivo (por ejemplo, Ni/Si 90/10 at%, 80/20 at%).
2. Fusión al vacío. Las materias primas de silicio y níquel se vierten en un crisol (a menudo un crisol de cobre enfriado con agua-). El calentamiento por inducción lo funde completamente con circonio y lo transforma en una aleación fundida. Esto sucede en un entorno de alta-temperatura y bajo-vacío con impurezas gaseosas como H, O y N. Durante la etapa fundida, utilizamos agitación electromagnética para refinar aún más el circonio a fin de lograr una aleación líquida. La combinación de aleaciones fundidas se vierte en un molde de cobre, se enfría y se solidifica formando un lingote de aleación de níquel-silicio.
3. Tratamiento Térmico de Homogeneización. El lingote se somete a un tratamiento térmico homogéneo al vacío o en una atmósfera protectora (por ejemplo, gas Ar) a su alrededor. Se mantiene a una temperatura inferior a la temperatura del solidus durante el mayor tiempo posible (p. ej., 1000402 durante 10 horas).
4. Mecanizado en caliente (forjado en caliente/laminado en caliente): el lingote homogeneizado se calienta por encima de la temperatura de recristalización (por ejemplo, 800-1000 grados) y luego se forja o lamina en caliente.
5. Mecanizado: El tocho-procesado en caliente se mecaniza hasta las dimensiones objetivo y la forma final del material objetivo con alta precisión utilizando una máquina rotativa y fresadora y métodos de rectificado.
Aplicaciones de objetivos de pulverización catódica de aleación de níquel-silicio
Interconexiones de semiconductores/capas de contacto: las películas delgadas de NiSi sirven como metales de contacto, lo que reduce la resistencia de contacto.
Resistencias de película delgada y medidores de tensión: las características de bajo coeficiente de resistencia a la temperatura (TCR) los hacen adecuados para circuitos integrados híbridos y sensores de presión MEMS.
Capas de emisión de electrones superficiales: utilizadas como materiales emisores en microelectrónica de vacío y dispositivos de emisión de campo;
Recubrimientos de baja-E y ahorro de energía-: cuando se combinan con cromo y silicio, pueden mejorar la resistencia a la oxidación y a la corrosión de las películas de vidrio.
Energía fotovoltaica y pantallas: se utiliza para la pulverización catódica combinada de películas conductoras transparentes, electrodos o capas de barrera.
