开云优惠体育网页版入口

开云优惠体育网页版入口名称：半导体溅射靶材用超高纯钴锭产业化研究

开云优惠体育网页版入口完成单位：兰州金川开云优惠体育网页版入口园有限公司

开云优惠体育网页版入口完成人：张亚东;曹笃盟;杨晓艳;马骞;柴明强;陈学娇;吕锦雷;吴婧;石磊;白延利

所属行业：制造业

开云优惠体育网页版入口登记号：9622023Y0032

开云优惠体育网页版入口简介：

1、课题来源与背景
课题来源：甘肃省自然科学基金计划项目
超高纯钴锭产品是制备集成电路溅射靶材的基础性原材料，主要应用于极大规模集成电路溅射靶材领域，可以降低金属中杂质对信号传输的影响，满足半导体器件日益强大的功能性，另外由于高纯钴材料的物理特性优势，国际大型半导体生产企业预判当特征尺寸缩小到10nm以下时，使用高纯钴制备的硅化物可以大幅降低接触电阻，芯片导电性能提高3.7倍，速度提高5-15%，会对高纯钴材料的需求急剧增加，因此开展超高纯钴锭产业化研究对推动我国半导体产业的快速发展具有重要意义。由于高纯金属生产工艺技术门槛高，被美、日等发达国家所垄断，主要有日矿、霍尼韦尔大型企业实现规模化生产；国内在该领域起步晚，技术相对落后，除北京一家单位所制备产品只供自己生产溅射靶材使用外，金川是目前国内唯一一家实现高纯金属规模化生产的单位，国产化原材料无法满足国内半导体行业发展的需求，下游半导体行业所用的原材料大部分仍然依赖进口，导致中国每年半导体芯片的进口额远远超过原油产品。近几年随着半导体行业工艺技术的飞速发展，其对所用关键高纯原材料的质量要求越来越高，同时半导体市场也逐渐大面积向中国转移，下游市场需求越来越大，对原材料国产化的需求也越来越强烈。目前国家也对半导体行业及上游行业给予了高度重视，将“高纯金属及合金溅射靶材”列入《新材料产业发展指南》，成为“新一代信息技术”目录中重点支持的高端材料；工业和信息化部印发的有色金属工业发展规划（2016-2020年）中也明确提出“大力发展高端材料，围绕新一代信息技术产业的集成电路、功能元器件等领域需求，利用先进可靠技术，加快发展超大规格高纯金属靶材”。
2、技术原理及性能指标
利用公司的超高纯钴板材生产技术和原料优势，以公司自产高纯钴板为原料，经过剪切、清洗、吹干等工序得到适于熔炼的原料，在现有真空设备完成升级改造的基础上开展真空熔炼试验，完成工艺与设备的匹配性研究，攻克超高纯钴锭材生产技术和产业化过程中的技术难题，确定合适的高纯钴真空熔炼工艺，开发出拥有完全自主知识产权的超高纯钴锭材生产技术并实现产业化，形成10吨/年规模化生产能力，产品附加值高达30%-50%，满足国内下游半导体溅射靶材客户对高纯钴材料的国产化需求。
制备出的高纯钴锭产品化学纯度5N以上，熔炼过程中金属挥发损失率≤0.5%，成材率＞95%，铸锭表面光滑无裂纹，内部无气孔和夹杂等缺陷，缺陷率≤0.03%。
3、技术的创造性与先进性
该项目针对10nm以下半导体工艺对高纯钴材料的迫切需求，成功开发出以“自主设计、加工专用进料仓增加进料长度和原料重量，提高生产效率；合理匹配进料速度、熔炼速度和拉锭速度解决铸锭物理缺陷问题，提高产品成材率”为核心的超高纯钴锭关键制备技术，具有具有效率高、成本低、人员劳动强度小、产品纯度高的显著优势。技术创新程度高。
4、技术的成熟程度，适用范围和安全性
该项目开云优惠体育网页版入口已在金川集团股份有限公司实现产业化，运行两年以来，生产工艺平稳，设备设施可靠，产品质量稳定，技术重现性好、成熟度高。
5、应用情况及存在的问题
技术开云优惠体育网页版入口已经在兰州金川开云优惠体育网页版入口园有限公司成功应用于生产，建成了10t/a高纯钴锭生产线，并实现规模化生产；任务实施周期内销售1.79吨高纯钴锭，产生经济效益618.41万元。实现了从高纯钴板到集成电路用5N高纯钴锭的发展，打通了工艺流程，优化了公司高纯产品结构，为公司高纯金属产业链的延伸打下了坚实的基础。在半导体制造关键材料上打破了日本、美国等先进国家的技术垄断，结束了中国半导体制造企业高纯材料完全依赖进口的历史，带动了我国半导体制造产业的发展，提升了我国半导体关键材料制备工艺技术的自主创新能力，通过半导体巨大需求市场和技术要求的刺激，促进我国有色金属工业的深加工和产业延伸技术的提升，产生了巨大的社会效益。
随着下游半导体工艺技术的进一步发展，下游客户对高纯钴锭的化学质量和物理缺陷有更严苛的要求，需要从生产装备和真空熔炼技术等方面进行更深入的研究和改进提升，制备出满足下游客户不断提出的高纯钴锭产品新要求。
6、历年获奖情况
在研究过程中，培养真空熔炼专业人员3人，申请发明专利1件，获得2021年度甘肃省开云优惠体育网页版入口进步奖二等奖1项。