Tantaalipulber pooljuhtide pihustusobjektide jaoks
Seoses pooljuhttehnoloogia kiire arenguga suureneb järk-järgult nõudlus pihustuskilena kasutatava tantaali järele. Integraallülitustes kasutatakse tantaali difusioonibarjäärina. See asetatakse räni- ja vaskjuhtide vahele. Üldkasutatavad sihtmärgid on üldjuhul valmistatud tantaali valuplokkidest, kuid teatud erijuhtudel, näiteks nb-ränisulamist sihtmärkide puhul, ei saa I/M meetodit kasutada nb ja räni erinevate sulamistemperatuuride ning räniühendite madala sitkuse tõttu. Sihtmärkidena saab kasutada ainult pulbermetallurgiat.
Sihtmärgi jõudlus mõjutab otseselt pihustatud kile jõudlust. Kile moodustamisel ei saa esineda pooljuhtseadise saastavaid aineid.
Kui pihustuskile moodustub, kui tantaali (sulami, ühendi) sihtmärgis on lisandeid, viiakse lisandid pihustuskambrisse, põhjustades jämedate osakeste kinnitumist aluspinnale ja lühisesse kileahela.
Samal ajal saavad lisandid ka kile eendite osakeste suurenemise põhjuseks. Seetõttu on liitiumipulbri ja tantaali sihtmärkide kvaliteedile seatud kõrged nõuded.Kuigi metallist tantaali jõudlus on suhteliselt stabiilne, on peenemate osakeste suurusega metallist tantaalipulber aktiivsem ja reageerib toatemperatuuril hapniku, lämmastiku jms. suurendab lisandite, nagu hapniku ja lämmastiku sisaldust tantaalipulbris.
Kuigi mõnede metallist tantaalitoodete, näiteks kaubanduslikult saadavate tantaaliplokkide puhtus võib ulatuda 99,995%-ni või isegi kõrgemale, mida peenem on tantaalipulber, seda suurem on vastav aktiivsus ning vastavalt suureneb ka hapniku, lämmastiku, vesiniku ja süsiniku adsorbeerimisvõime. . Seetõttu on alati peetud üsna keeruliseks ja keeruliseks tantaalipulbri puhtuse tõstmist üle 99,99%.
Tantaalipulbri osakeste suuruse vähendamine on aga väga vajalik tantaalipulbri ja tantaali sihtmärkide kvaliteedi parandamiseks. Sihtmaterjali väli loodab saada kõrge puhtusastmega tantaalipulbrit, mille osakeste keskmine suurus on D50<25 μm.
Praegu kasutatakse tavapärase metallurgilise klassi tantaalipulbri tootmisprotsessis samaaegse dehüdrogeenimise ja hapniku redutseerimise meetodit. Erinevate kasutussuundade tõttu ei ole tavalise metallurgilise kvaliteediga tantaalipulbri puhtuse ja osakeste suuruse nõuded kõrged. Samaaegse dehüdrogeenimise ja hapniku redutseerimise protsess võib tõhusalt kulusid kokku hoida.
Dehüdrogeenimine on tantaalhüdriidi kuumutamine ja lagundamine, et eemaldada adsorbeerunud vesinik. Tantaalhüdriidi lagunemistemperatuur on 600 kraadi, kuid kiirus on äärmiselt aeglane.
Temperatuuri tõustes suureneb lagunemiskiirus. Üle 800 kraadi hakkab eralduma suur hulk vesinikku. Vesiniku täielikuks vabastamiseks peab temperatuur olema kõrgem kui 800 kraadi. Mida kõrgem on temperatuur, seda põhjalikum on dehüdrogeenimine.
