Οι στόχοι νικελίου-κράματα πυριτίου (NiSi) αποτελούνται από συνδυασμό νικελίου (Ni) και πυριτίου (Si) που συνήθως υπάρχουν σε καθαρότητα 99,9 % (3N) ή υψηλότερη. Ως αποτέλεσμα της ενσωμάτωσης της ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητας του νικελίου μαζί με τα ημιαγωγικά χαρακτηριστικά του πυριτίου, αυτά τα υλικά ταξινομούνται τόσο ως "κράματα υψηλής{4} θερμοκρασίας" και ως πηγές εκτόξευσης για λειτουργικές μεμβράνες. Οι στόχοι εκτόξευσης από κράμα Ni-Πυριτίου (NiSi) διαδραματίζουν κρίσιμη λειτουργία στην κατασκευή στρωμάτων πυριτιδίου χαμηλής- ειδικής αντίστασης στον τομέα των ημιαγωγών. Η Neurotech, ως φιλμ NiSi, επιδεικνύει αξιοσημείωτη αγωγιμότητα μαζί με καλή θερμική σταθερότητα για χρήση στις διασυνδέσεις και τις ωμικές επαφές σε ολοκληρωμένα κυκλώματα. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση και η αξιοπιστία των συσκευών αργύρου, το κράμα, μαζί με το πυρίτιο, σχηματίζει πυριτικό νικέλιο, το οποίο αποτελεί ζωτικό συστατικό στην προηγμένη τεχνολογία CMOS για υψηλής απόδοσης, γρήγορες και αποδοτικές ηλεκτρικές διασυνδέσεις.
Πώς παρασκευάζεται ένα υλικό στόχου νικελίου-κράματος πυριτίου
1. Προετοιμασία Πρώτων Υλών. Για να επιτύχουμε το καλύτερο αποτέλεσμα, χρησιμοποιήσαμε μόνο καθαρό νικέλιο και καθαρό πυρίτιο και μετρήσαμε τις ακριβείς στοιχειομετρικές ποσότητες σύμφωνα με τη φάση του κράματος στόχου (π.χ. Ni/Si 90/10 at%, 80/20 at%).
2. Τήξη υπό κενό. Οι πρώτες ύλες πυριτίου και νικελίου χύνονται σε ένα χωνευτήριο (συχνά ένα χωνευτήριο από χαλκό ψυχόμενο με νερό-). Η επαγωγική θέρμανση το λιώνει πλήρως με ζιρκόνιο και το σχηματίζει σε λιωμένο κράμα. Αυτό συμβαίνει σε περιβάλλον υψηλής-θερμοκρασίας, χαμηλής-κενού με αέριες ακαθαρσίες όπως H, O και N. Κατά τη διάρκεια του λιωμένου σταδίου, χρησιμοποιούμε ηλεκτρομαγνητική ανάδευση για περαιτέρω διύλιση του ζιρκονίου προκειμένου να επιτευχθεί ένα υγρό κράμα. Ο συνδυασμός τετηγμένου κράματος χύνεται σε ένα καλούπι χαλκού, ψύχεται και στερεοποιείται σε ράβδο κράματος νικελίου-πυριτίου.
3. Θερμική επεξεργασία ομογενοποίησης. Το πλινθίο τοποθετείται σε ομοιογενή θερμική επεξεργασία σε κενό ή προστατευτική ατμόσφαιρα (π.χ. αέριο Ar) γύρω του. Διατηρείται σε θερμοκρασία κάτω από τη θερμοκρασία στερεού για όσο το δυνατόν περισσότερο (π.χ. 1000402 για 10 ώρες).
4. Θερμή κατεργασία (Hot Forging/Hot Rolling): Η ομογενοποιημένη ράβδος θερμαίνεται πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης (π.χ., 800-1000 βαθμοί ) και στη συνέχεια σφυρηλατείται εν θερμώ ή έλασης εν θερμώ.
5. Μηχανική κατεργασία: Το κατεργασμένο με θερμότητα-μπιλιέτα υποβάλλεται σε μηχανική κατεργασία στις στοχευόμενες διαστάσεις και το τελικό σχήμα του υλικού στόχου με υψηλή ακρίβεια χρησιμοποιώντας περιστρεφόμενη και φρέζα και μεθόδους λείανσης.
Εφαρμογές νικελίου-Στόχων με κράμα πυριτίου
Διασυνδέσεις ημιαγωγών/Στρώματα Επαφής: Οι λεπτές μεμβράνες NiSi χρησιμεύουν ως μέταλλα επαφής, μειώνοντας την αντίσταση επαφής.
Αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης και μετρητές καταπόνησης: Τα χαρακτηριστικά του συντελεστή αντίστασης χαμηλής θερμοκρασίας (TCR) τα καθιστούν κατάλληλα για υβριδικά IC και αισθητήρες πίεσης MEMS.
Επιφανειακά στρώματα εκπομπής ηλεκτρονίων: Χρησιμοποιούνται ως υλικά εκπομπών σε μικροηλεκτρονική κενού και συσκευές εκπομπής πεδίου.
Επιστρώσεις χαμηλής-Ε και εξοικονόμησης ενέργειας-: Όταν συνδυάζονται με χρώμιο και πυρίτιο, μπορούν να βελτιώσουν την αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση των μεμβρανών γυαλιού.
Φωτοβολταϊκά και οθόνες: Χρησιμοποιούνται για συνδυασμένο ψεκασμό διαφανών αγώγιμων μεμβρανών, ηλεκτροδίων ή στρωμάτων φραγμού.
