W-10Ti合金的微觀組織調(diào)控和性能改善.pdf

1、W-Ti薄膜因具有低電子遷移率，高耐腐蝕能力，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，已成功應(yīng)用于集成電路Al、Cu與Ag布線技術(shù)的擴(kuò)散阻擋層中。薄膜的性能主要依賴于合金的性能。集成電路快速發(fā)展，對(duì)W-Ti合金擴(kuò)散阻擋層也提出了更高的性能要求，與之密切相關(guān)的W-Ti合金靶材應(yīng)具有高的致密性和較少的富鈦相少、細(xì)小晶粒及均勻取向。
　　本文通過粉末冶金方法制備W-Ti合金.由于粉末的微觀組織在燒結(jié)后有一定的遺傳性，因此通過W粉末改性（高能球磨）、級(jí)配的

2、優(yōu)化來調(diào)整合金的晶粒尺寸、分布和相組成。但調(diào)控有限且不能控制晶粒的取向，通過對(duì)燒結(jié)的W-Ti合金進(jìn)行深冷處理改善合金的綜合性能尤其是合金的晶粒取向。通過上述研究，得出以下主要結(jié)論:
　　經(jīng)高能球磨改性后的W粉，粒度由原來的8μm細(xì)化到7.04μm，顯微應(yīng)變從0.04％增大到0.31％，且粉末顆粒分布更加均勻。改性后的W粉制備的W-Ti合金組織中空隙和富鈦相均減少，而致密度、電導(dǎo)率均提高。
　　對(duì)改性后的兩種粒徑的W粉(7.0

3、4μm、6μm)進(jìn)行級(jí)配，最佳的級(jí)配方式是質(zhì)量比2∶1分別為7.04μm的粉末和6μm的粉末。制備的W-Ti合金富W相細(xì)小均勻，所占的體積比高達(dá)95％。W-Ti合金的致密度、電導(dǎo)率和顯微硬度分別為95％、3.2Ms/m和505HV。
　　對(duì)不同粒度的TiH2粉末進(jìn)行不同時(shí)間(12、24和48h)球磨并隨后退火處理，TiH2的最佳球磨時(shí)間為24h。球磨時(shí)間過短制備的W-Ti合金富鈦相粗大;時(shí)間過長，富鈦相團(tuán)聚嚴(yán)重。合適的富鈦相的分布