Magnetron-forstøvningsteknologi er en viktig teknikk som er mye brukt for materialoverflatemodifisering og tynnfilmavsetning. Som kjernekomponenten i denne teknologien påvirker ytelsen og kvaliteten til magnetronsputteringsmål direkte egenskapene og bruksområdene til de forberedte tynnfilmene. Denne artikkelen vil gi en omfattende og dyptgående introduksjon til magnetronsputteringsmål, inkludert deres definisjon, klassifisering, forberedelsesmetoder, ytelseskrav, bruksområder og fremtidige utviklingstrender.
Magnetronforstøvningsmål refererer til et materiale som sputteres med atomer eller molekyler av høyenergipartikler under magnetronforstøvningsprosessen, og deretter avsettes på et substrat for å danne en tynn film. Det er vanligvis sammensatt av stoffer med spesifikke kjemiske sammensetninger og krystallstrukturer, som metaller, legeringer, forbindelser, etc.
Sputtering målmateriale prosessflyt:
Råstoffpulver - pulversmelting - pulverblanding - kompresjonsstøping - atmosfæresintring - plastbehandling -varmebehandling- ultralydtesting - vannskjæring - mekanisk prosessering - metallisering - binding - ultralydtesting - ultralydrensing - inspeksjon - forsendelse.
De spesifikke betydningene av hovedprosessene er som følger:
Pulversmelting: utfør foreløpig atmosfæresintring på råstoffpulver og kontroller gassinnholdet i råstoffpulveret.
Pulverblanding: Målmaterialet har en unik formel som krever nøyaktig kontroll av innholdet i hver komponent og streng begrensning av urenheter. I prosessen med pulvermetallurgi er det nødvendig å blande alle elementene jevnt, med jevn partikkelstørrelsesfordeling for å forhindre forurensning, og å tilberede blandet komposittpulver gjennom spesielle prosessmetoder.
Kompresjonsstøping: Målmaterialet fremstilt ved pulvermetallurgisk prosess krever forhåndspressing av pulvermaterialet for å gjøre det til en grønn kropp med middels tetthet. Ensartetheten av dens tetthet og indre defekter påvirker utbyttet av høytemperatursintring i det senere stadiet.
Atmosfæresintring: Den forhåndspressede grønne kroppen må gjennomgå en eller flere høytemperatursintringsprosesser. Ulike sintringstemperaturkurver velges i henhold til forskjellige materialer, og forskjellige sintringsmiljøer som sintringsatmosfære og trykk velges for å forberede mållegemer med høy tetthet.
Plastbehandling: Metallblokker må gjennomgå betydelig plastisk deformasjon for å oppnå tilstrekkelige lengde-, bredde- og tykkelsesdimensjoner, og for å forårsake tilstrekkelig strekkdeformasjon av de indre kornene, og dermed generere nok dislokasjoner på innsiden. Varmebehandling: Etter å ha gjennomgått betydelig plastisk deformasjon, blir metallblokker utsatt for varmebehandlingsprosesser som velges basert på egenskapene til forskjellige materialer, noe som resulterer i omkrystallisering av metallmaterialet og fjerning av indre spenninger.
Ultralydfeildeteksjon: Etter at målemnet er behandlet, må ultralydbølger brukes for å inspisere om det er defekter inne i materialet. Etter at målemnet er bundet til bakplaten, må en ultralydskanner med vannnedsenkning brukes for å oppdage bindingslaget og sjekke om bindingsområdet oppfyller standarden.
Mekanisk behandling: Målemnet må gjennomgå presisjonsmekanisk formingsbehandling for bakplaten som brukes i kombinasjon med målemnet. På grunn av den nøyaktige koordineringen med belegningsutstyret og evnen til å tåle høytrykksvannkjøling, krever det ekstremt høy dimensjonsnøyaktighet og mekanisk styrke. Behandlingsvanskeligheten er høy, spesielt for bakplaten med intern sirkulasjonsvannkrets. På grunn av det spesielle materialet er den lukkede sveisingen av vannkretsen svært vanskelig og krever spesiell sveiseteknologi.
Metallisering: Før du binder målemnet til bakplaten, for å forbedre fuktingsytelsen til målmaterialet og metallet mellom målmaterialet og loddetinn, er det nødvendig å utføre forbehandling på limoverflaten for å belegge den med et overgangslag.
Binding: På grunn av materialets begrensede fysiske eller kjemiske egenskaper, kan de fleste målmaterialer ikke installeres og belegges direkte for bruk. Metallloddemetall er nødvendig for å sveise og koble målemnet til støtteplaten, og den effektive overflatebindingshastigheten må nå en sveisehastighet på over 95 %. Hele prosessen må utføres ved høy temperatur og høyt trykk.
Klassifisering av magnetronsputteringsmålmaterialer
1. Målmaterialer av metall: inkludert målmaterialer av rent metall (som kobber, aluminium, nikkel, etc.) og legeringsmålmaterialer (som rustfritt stål, aluminiumslegering osv.).
2. Sammensatte målmaterialer: som oksidmålmaterialer (som silisiumdioksid, aluminiumoksid, etc.), nitridmålmaterialer (som silisiumnitrid, aluminiumnitrid, etc.), karbidmålmaterialer (som silisiumkarbid, wolfram karbid, etc.), etc.
3. Målmaterialer for halvledere: slik som silisiummålmaterialer, germaniummålmaterialer, etc.
Klassifisert etter målmaterialstruktur:
1. Flatt målmateriale: Det har en enkel plan struktur og brukes ofte i konvensjonelt magnetronforstøvningsutstyr.
2. Roterende målmateriale: Det kan oppnå kontinuerlig rotasjon, forbedre utnyttelsesgraden til målmaterialet og jevnheten til den avsatte filmen
Ytelseskrav for magnetronsputteringsmål:
(1) Renhet
Målmaterialer med høy renhet kan sikre renheten og ytelsen til avsatte tynne filmer. Generelt kreves det at renheten til målmaterialet er over 99,9 %.
(2) Tetthetsreduksjon
Målmaterialer med høy tetthet kan redusere partikkelforurensning under sputtering og forbedre kvaliteten og jevnheten til tynne filmer.
(3) Ensartethet av kjemisk sammensetning
Den kjemiske sammensetningen av målmaterialet bør være jevnt fordelt for å sikre stabiliteten til den avsatte filmen.
(4) Krystallstruktur
En passende krystallstruktur bidrar til å forbedre sputteringseffektiviteten til målmaterialet og ytelsen til den tynne filmen.
(5) Dimensjons- og formnøyaktighet
Størrelsen og formen på målmaterialet bør oppfylle utstyrskravene for å sikre god installasjon og sputtereffekt.
(6) Termisk stabilitet
Under sputteringsprosessen utsettes målmaterialet for høye temperaturer og høyenergipartikkelpåvirkninger, noe som krever god termisk stabilitet.
(7) Korrosjonsbestandighet
Målmaterialet bør ha en viss grad av korrosjonsbestandighet for å forlenge levetiden.
For tiden, med den raske utviklingen av bransjer som elektronisk informasjon og ny energi, fortsetter markedets etterspørsel etter magnetronsputteringsmål å vokse. Magnetronforstøvningsmål, som kjernekomponenten i magnetronforstøvningsteknologi, har brede bruksmuligheter i moderne industri. Med den kontinuerlige utviklingen av teknologi og den kontinuerlige utviklingen av industrier, vil ytelses- og kvalitetskravene til magnetronsputteringsmål også fortsette å øke.
Høy ytelse: Med den kontinuerlige forbedringen av kravene til filmytelse i bruksområder, har det blitt fremsatt høyere krav til ytelsen til magnetronforstøvningsmål, for eksempel høyere renhet, tetthet, jevnhet, etc.
Diversifisering: Med den kontinuerlige fremveksten av nye applikasjonsfelt, blir typene og ytelseskravene til magnetronsputteringsmål også mer diversifiserte, for eksempel nye halvledermaterialemål, nye sammensatte mål, etc.
