一、概括

WSi（硅化钨）溅射靶材是由钨（W）与硅（Si）通过高温合成形成的金属硅化物陶瓷材料，专用于物理气相沉积工艺中的磁控溅射镀膜。其化学式通常为 WSi₂，是半导体制造中沉积高稳定性金属硅化物薄膜的核心材料，广泛应用于晶体管栅极、接触层及互连结构的形成。

二、 性能特点

1.优异的薄膜特性

• 低电阻率：形成薄膜电阻率低（约50–70μΩ·cm），显著降低电路互联电阻，提升器件开关速度;

• 高热稳定性：耐高温（>1000℃），在后续退火工艺中保持化学稳定性，抑制元素扩散;

• 强界面粘附性：与硅基板、SiO₂介质层结合力优异，避免薄膜剥离问题;

2. 高溅射性能

• 高溅射速率：高密度（≥9.5 g/cm³）与高纯度（≥99.995%）提升溅射效率，降低工艺成本;

• 均匀成膜性：晶粒尺寸可控（通常≤50μm），确保大尺寸晶圆表面膜厚均匀性（不均匀性≤3%）;

• 低颗粒污染：致密微观结构减少溅射过程中的微颗粒释放，提高良率;

3. 化学与工艺兼容性

• 抗氧化耐腐蚀：在高温及等离子体环境下抵抗氧化，兼容PVD/CVD等严苛工艺;

• 低应力控制：薄膜内应力可调节，减少晶圆翘曲及界面缺陷风险;

• 刻蚀选择性高：与光刻胶、介质层刻蚀选择性优异，简化图形化工艺;

三、应用领域

1、先进半导体制造

• 栅极工程：替代多晶硅，用于CMOS金属栅极（如28nm以下高K金属栅工艺）;

• 接触层：晶体管源/漏极的欧姆接触层（WSi/Si接触电阻低至10⁻⁷ Ω·cm²）;

• 局部互连：连接晶体管与第一层金属的栓塞结构（如钨栓塞扩散阻挡层）;

 2. 存储器件制造

• DRAM：电容电极与位线接触层，提升电荷存储稳定性;

• 3D NAND：垂直通道的栅极叠层结构，耐高温特性适配阶梯刻蚀工艺;

3. 功率与化合物半导体

• 功率器件：SiC/GaN器件的栅极金属化，耐受高温工作环境;

• 射频器件：低电阻薄膜降低器件寄生电阻，提升高频性能;

4. 其他高端领域

• 平板显示：TFT背板的栅极与信号线薄膜沉积;

• 抗辐照器件：航空航天电子元件的辐射硬化金属层;