Nikel-silikon alaşımları (NiSi) hedefler, genellikle %99,9 (3N) veya daha yüksek bir saflıkta bulunan nikel (Ni) ve silikonun (Si) birleşiminden oluşur. Nikelin elektriksel ve termal iletkenliğinin silikonun yarı iletken özellikleriyle birleştirilmesinin bir sonucu olarak, bu malzemeler hem "yüksek-sıcaklık alaşımları" hem de fonksiyonel filmler için püskürtme kaynakları olarak sınıflandırılır. Ni-Silikon (NiSi) alaşımlı püskürtme hedefleri, yarı iletken sektöründe düşük-dirençli silisit katmanlarının üretiminde çok önemli bir işlev görür. Neurotech, bir NiSi filmi olarak, entegre devrelerdeki ara bağlantılarda ve omik kontaklarda kullanım için iyi termal kararlılığın yanı sıra olağanüstü iletkenlik gösterir. Gümüş cihazların performansını ve güvenilirliğini artırmak için alaşım, silikonla birlikte yüksek performans, hızlı ve verimli elektrik bağlantıları için gelişmiş CMOS teknolojisinde hayati bir bileşen olan nikel silisidi oluşturur.
Nikel-Silikon Alaşımlı Hedef Malzeme Nasıl Hazırlanır?
1. Hammaddelerin Hazırlanması. En iyi sonucu elde etmek için yalnızca saf nikel ve saf silikon kullandık ve hedef alaşım fazına göre kesin stokiyometrik miktarları ölçtük (örneğin, %Ni/Si 90/10, %80/20).
2. Vakumlu Eritme. Silikon ve nikel hammaddeleri bir potaya (genellikle suyla-soğutulmuş bir bakır potaya) dökülür. İndüksiyonla ısıtma, onu zirkonyumla tamamen eritir ve erimiş bir alaşım haline getirir. Bu, H, O ve N gibi gaz halindeki yabancı maddelerin bulunduğu yüksek-sıcaklıklı, düşük{-vakumlu bir ortamda gerçekleşir. Erimiş aşamada, sıvı bir alaşım elde etmek amacıyla zirkonyumu daha da rafine etmek için elektromanyetik karıştırma kullanırız. Erimiş alaşım kombinasyonu bir bakır kalıba dökülür, soğutulur ve bir nikel-silikon alaşımı külçe halinde katılaştırılır.
3. Homojenizasyon Isıl İşlemi. Külçe, etrafındaki vakum veya koruyucu atmosfer (örneğin Ar gazı) içerisine homojen bir ısıl işleme tabi tutulur. Mümkün olduğu kadar uzun süre katılaşma sıcaklığının altındaki bir sıcaklıkta tutulur (örn. 10 saat boyunca 1000402).
4. Sıcak İşleme (Sıcak Dövme/Sıcak Haddeleme): Homojenleştirilmiş külçe, yeniden kristalleşme sıcaklığının (örn., 800-1000 derece) üzerine ısıtılır ve daha sonra sıcak dövme veya sıcak haddelenir.
5. İşleme: Sıcak-işlenmiş kütük, döner ve freze makinesi ve taşlama yöntemleri kullanılarak yüksek hassasiyetle hedef malzemenin hedef boyutlarına ve son şekline göre işlenir.
Nikel-Silikon Alaşımlı Püskürtme Hedeflerinin Uygulamaları
Yarı İletken Ara Bağlantıları/Kontak Katmanları: NiSi ince filmleri, kontak metalleri görevi görerek temas direncini azaltır.
İnce Film Dirençleri ve Gerinim Ölçerler: Düşük sıcaklık direnç katsayısı (TCR) özellikleri, onları hibrit IC'ler ve MEMS basınç sensörleri için uygun kılar.
Yüzey Elektron Emisyon Katmanları: Vakum mikroelektroniklerinde ve alan emisyon cihazlarında yayıcı malzemeler olarak kullanılır;
Düşük-E ve Enerji-Tasarruflu Kaplamalar: Krom ve silikonla birleştirildiğinde cam filmlerin oksidasyon direncini ve korozyon direncini geliştirebilirler.
Fotovoltaikler ve Ekranlar: Şeffaf iletken filmlerin, elektrotların veya bariyer katmanlarının kombine püskürtmesi için kullanılır.
