熔煉法精煉高純鎢

微電子技術中大型積體電路集成度的提高對材料提出了更高要求，傳統的Si基器件已不再適用。高純鎢或超純鎢(5N或6N) 由於具有高電子遷移抗力、高溫穩定性以及非常高的電子發射係數，廣泛用作半導體大型積體電路的門電路電極材料、佈線材料和遮罩金屬材料。

熔煉法是鎢金屬精煉的主要方法，包括電弧熔煉、電子束熔煉和區域熔煉，其中電子束熔煉和區域熔煉主要用於生產純度在99. 999以上的鎢錠或單晶。

熔煉法製備高純鎢主要分為鎢酸鹽溶液淨化、還原法製備金屬鎢和鎢金屬精煉三個階段。第一階段主要採用化學提純工藝，如溶劑萃取、離子交換等以除去鎢酸鹽溶液中大部分雜質，如 As、P、Si; 第二階段是初鎢粉的製備，將煆燒後得到的WO3 經還原法等還原成金屬鎢; 第三階段主要採用物理提純工藝，如電子束熔煉、區域熔煉、真空脫氣處理等， 進一步脫除金屬鎢中雜質，得到高純鎢。

電子束熔煉在真空中進行，又稱真空熔煉法。由於其所提煉的金屬純度高、成本較低和能量密度高，在我國的發展前景十分廣闊。電子束熔煉技術利用電子束髮生系統發出的高能量電子束轟擊熔煉金屬，實現對金屬材料的熔煉、提純、去雜等工藝。熔煉時維持液態的時間長，可使精煉提純充分進行，但造成主金屬的損失，因此用電子束熔煉工藝提純時，應綜合考慮雜質的去除及主金屬的損失。

在電子工業生產中採用區域熔煉的方法能將金屬的純度提高到6N。區域熔煉由於其原理簡單，適用範圍非常廣泛，工藝已日漸成熟，區域熔煉又有水準區熔和懸浮區熔兩種方式。水準區域熔煉主要通過控制熔區的移動，通過分凝效應將雜質富集於首末兩端，切除首末端而達到提純的目的。電子束懸浮區域熔煉則在無坩堝的情況下，熔融區沿軸向緩慢移動，移動的熔區由表面張力、薄氧化層或電磁場的浮生效應等因素所支持，避免了容器對材料的污染並利用浮力或重力除去不溶物，懸浮區域熔煉是目前廣泛採用的高純鎢提純工藝，也是大批量提供高純鎢的經濟、有效的方法。

多次電子束熔煉和區域熔煉，可有效地提高W的純度，但其加工性能很差和尺寸規格小，還需用真空脫氣處理常式進行加強，超高真空脫氣處理利用間隙雜質生成氣體揮發物而脫除，可有效降低氫、氮、氧等間隙雜質含量，排除非金屬夾雜物。

熔煉法由於溫度高，無污染，提純效果好等特點，在提純難熔金屬方面具有極大的優勢，但它對APT原料純度、氧化鎢、鎢粉等一序列流程的成品純度要求較高，因此工藝費時，相應的成本也比化學氣相沉積法高。

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