行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
钽锭
建议项目名称
(英文)
Tantalum ingot
制定或修订
□制定 ■修订
被修订标准号
YS/T 827-2012
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.150.99
中国标准分类号
H63
牵头单位
宁夏东方钽业股份有限公司
体系编号
334
参与单位
九江有色金属冶炼有限公司、广东广晟稀有金属光电新材料有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

随着科学技术的不断发展,电子、通讯器材在向小型化和多功能化方向发展,多功能信息电子用新型材料的应用领域发展速度迅猛,因而应用于信息电子的各类溅射用靶材的市场需求讯速增加。溅射用钽靶材作为溅射薄膜用材料,广泛应用于集成电路、片式元器件、微电子、信息等前端产业。

为了提高芯片的性能以及降低芯片加工的成本,最重要的一个途径就是减小芯片的线宽(关键尺寸CD)。减小芯片的线宽就要求减小金属互连的电阻率ρ,这种减小通过铜取代铝作为基本的导电金属而实现。但是铜在硅和二氧化硅中都有很高的扩散率,这种高的扩散率将破坏器件的性能,传统的阻挡层金属对铜来说阻挡作用不够,铜需要由一层薄膜阻挡层完全封装起来,这层封装薄膜的作用是加固附着并有效的组织扩散。经证明,这种阻挡层最好的金属就是金属钽,钽金属具有优异的抗电子迁移的性能,是28nm以下线宽半导体芯片阻隔层的重要功能材料。伴随半导体与显示技术的新发展,具有特殊织构组织性能的高纯钽金属材料及钽粉末是制备金属溅射靶材的重要材料,并日益成为钽金属应用的新方向,半导体芯片快速发展,金属溅射技术创新,要求靶材用钽材料织构组织、杂质含量更加苛刻,钽的纯度对于靶材的制备十分重要,因杂质会引起问题。U和Th有α衰变,α粒子会造成半导体材料中阀门氧化物的电击穿。K、Na等碱金属离子很容易扩散到绝缘层(SiO2)中去,在绝缘层中它们以电的载体进行活动,而Fe等过渡元素在Si的能带间隙中起作用,从而降低了器件的性能。Nb、W、Mo其含量过高或不稳定,就可能要调整生成阻挡层的工艺参数,以获得合格的器件与隔离性能,所以尽可能降低杂质含量,提高钽基材纯度对制备靶材是有利的。Ta溅射用靶材在半导体行业的重要性越来越大,同时需求量也越来越大。

针对以上问题,国家科技部发布《国家重点研发计划重点基础材料技术提升与产业化重点专项2017年度项目》中,宁夏东方钽业股份有限公司作为项目“超高纯W、Mo、Ta、Re 关键制备技术研究”(课题编号:2017YFB0305404)的主持单位,承担了其中关于“超高纯Ta关键制备技术的研究”任务,宁夏东方钽业股份有限公司顺利实现了5N以上纯度的钽锭的研发与量产,实现了高纯钽锭关键材料核心技术及其关键制备技术的新突破,引领高纯钽金属冶炼制造业的发展,为超高纯钽靶材的制备有力提供了原料保障。

    高纯钽锭符合《中国制造2025》中关键原材料、电子元器件等重点行业的发展战略任务需要;符合新材料标准领航行动计划(2018-2020年)关于瞄准国家标准提高水平,实施新产业标准领航工程,开展新材料标准领航行动,加大先进基础材料、关键战略材料标准的有效供给和构建完善新材料行业标准体系的行动;符合《装备制造业标准化和质量提升规划》 国质检标联〔2016〕396号关键基础材料及《战略性新兴产业分类(2018)》(国家统计局令第23号)中产业分类名称“高纯金属制造”(代码3.2.9.1)国民经济行业名称“其他稀有金属冶炼”(国民经济行业代码3239*)中的重点产品也有明确规定有其他高纯稀有金属(全元素分析,纯度达到99.995%以上)”和高性能靶材制造”(代码3.2.9.2)国民经济行业名称“电子专用材料制造”(国民经济行业代码3985*)中的重点产品也有明确规定有“钽靶及环件”的发展提供了原料保障

行业标准《钽锭》2012年制定实施,最高纯度级别为4N5,随着客户端对钽锭纯度要求的日益提高,此标准已不能满足实际需要,因此提出修订,增加纯度为5N的产品牌号,以支持实现集成电路制造领域关键材料的供给。

    通过修订行业标准《钽锭》,构建和完善先进基础材料、关键战略材料和先进有色金属材料等新材料标准体系,以支持钽产业、高端微电子及信息技术的发展,更好的协助实现集成电路制造材料领域的技术突破和供给支撑,打破进口产品“卡脖子”的局面。

范围和主要
技术内容

    本文件与YS/T 8272012标准相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:

    a)增加了引用文件YS/T 899高纯钽化学分析方法 痕量杂质元素的测定 辉光放电质谱法

    b)增加了1GTD产品牌号,按照纯度进行了排序,对以前GTD产品牌号的化学成分指标作了较大调整,很大程度上提高了产品技术水平和标准适用

    c) GTD系列产品增加了SePt两个元素的含量要求。

        d)根据实际对“注”的内容进行了修正。

国内外情况
简要说明

    1国际上掌握300mm极大规模集成电路用各种靶材制造技术的国家主要有美国和日本,其高纯钽铸锭生产商主要是日本东京电解、H.C Starck等公司,批量为日矿金属、美国霍尼韦尔、H.C Starck等钽靶材制造商提供高纯钽铸锭。宁夏东方钽业股份有限公司也在2008年掌握了高纯钽锭的生产技术,其杂质含量与国际上高纯钽锭处于相当的技术水平,开始向美国、日本和国内客户提供产品。相应推动了我国同行业及下游行业的整体领域的技术进步,有利于促进我国电子工业及信息产业的全面振兴。

2、查新资料表明,该标准未发现有国际标准或国外先进标准。

3、经查询,国内现有行业标准《钽锭》(YS/T 827—2012)中有5个牌号的产品,其中纯度最高的是GTD-1牌号钽锭,纯度只能达到99.995%(4N5)。随着客户端对钽锭纯度要求的日益提高,需要增加纯度为5N的产品牌号,以支持实现集成电路制造领域关键材料的供给。

    4、无知识产权问题

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
22 钽锭.DOC (43.5KB)任务书(建议书)