理想的な真空円形マグネトロンスパッタリングターゲット、タンタル - Taスパッタリングターゲット、直径3インチ x 厚さ0.25インチ、純度99.95パーセント

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タンタル -Ta

タンタル（Ta）スパッタリングターゲットは、その優れた機械的、化学的、電気的特性により、様々なハイテク産業における薄膜堆積に広く使用されています。薄膜におけるタンタルスパッタリングターゲットの用途について、以下に簡潔にまとめます。

1. 材料特性：
高い融点: タンタルは融点が非常に高い (約 3017 °C) ため、高温条件下でも安定しています。
耐腐食性: タンタルは化学的に不活性で、酸による腐食に対して非常に耐性があるため、保護層やバリア層に最適です。
延性と強度: タンタルは強度と延性を兼ね備えており、耐久性のある薄膜の形成を可能にします。
電気伝導性: タンタルは導電性材料であるため、電気およびマイクロエレクトロニクスの用途に適しています。

2. 堆積方法：
DC スパッタリング: タンタルは導電性があるため、薄膜堆積には DC スパッタリングがよく使用され、RF スパッタリングに比べて堆積速度が速くなります。
RF スパッタリング: 特に複雑な堆積設定では、必要に応じて RF スパッタリングも使用できますが、タンタルの場合は DC スパッタリングがより一般的です。
反応性スパッタリング: タンタルは、特定の用途向けに五酸化タンタル (Ta ₂ O ₅ ) などのタンタル化合物を形成するために、反応性スパッタリングで頻繁に使用されます。

3. 用途:
マイクロエレクトロニクス：タンタルは半導体および集積回路の製造に広く使用されています。薄いタンタル膜は、銅配線におけるバリア層として使用され、シリコンなどの層への銅の拡散を防ぎます。
コンデンサ: タンタル薄膜はタンタルコンデンサに使用され、特に小型デバイスで高い静電容量と信頼性を実現します。
保護コーティング: タンタルは優れた耐腐食性を備えているため、化学処理産業や生体医学インプラントなどの過酷な化学環境での保護コーティングとして使用されます。
光学コーティング: タンタルは機械的強度と耐久性を備えているため、一部の光学コーティングに使用されていますが、光学分野での主な用途は Ta ₂ O ₅などの化合物です。

4. フィルム特性：
機械的強度: タンタルの薄膜は、保護用途に役立つ、強力で耐摩耗性のあるコーティングを提供します。
耐腐食性および耐酸化性: タンタルフィルムは酸化および腐食に耐えるため、高性能環境に適しています。
バリア層: タンタルは、金属の移動 (銅など) を防ぎ、デバイスの寿命を延ばすために、マイクロエレクトロニクスの拡散バリアとして頻繁に使用されます。
電気伝導性: タンタルは導電性が高いため、抵抗器、電極、薄膜トランジスタなどの電子回路やコンポーネントに最適です。

5. 反応性堆積：
五酸化タンタル (Ta ₂ O ₅ ): タンタルは、多くの場合、酸素との反応性環境でスパッタリングされて Ta ₂ O ₅薄膜を形成します。この薄膜は、高い誘電率と光透過性を備えているため、光学コーティングや誘電体層に使用されます。

6. 課題:
ターゲット中毒: 反応性スパッタリング プロセスでは、タンタル ターゲット上に非金属化合物 (酸化物など) が形成されるとターゲット中毒が発生し、スパッタリング効率が低下する可能性があります。
フィルム内の応力: タンタルフィルムは堆積中に内部応力を生じ、フィルムの接着力や性能に影響を及ぼす可能性があります。

まとめ：
タンタル（Ta）スパッタリングターゲットは、高い耐腐食性、導電性、そして機械的耐久性を有することから、主にマイクロエレクトロニクス、保護コーティング、コンデンサに使用されています。タンタル薄膜は、集積回路のバリア層、銅配線の拡散バリア、そしてコンデンサ電極に不可欠です。効率的な成膜にはDCスパッタリングが一般的に用いられますが、反応性スパッタリングではTa ₂ O ₅などのタンタル化合物を形成でき、光学コーティングや誘電体に広く使用されています。