Magnetron-forstøvningsteknologi er en vigtig teknik, der i vid udstrækning anvendes til materialeoverflademodifikation og tyndfilmaflejring. Som kernekomponenten i denne teknologi påvirker ydeevnen og kvaliteten af magnetronsputteringsmål direkte egenskaberne og anvendelserne af de forberedte tynde film. Denne artikel vil give en omfattende og dybdegående introduktion til magnetronforstøvningsmål, herunder deres definition, klassificering, forberedelsesmetoder, ydeevnekrav, anvendelsesområder og fremtidige udviklingstendenser.
Magnetronsputteringsmål refererer til et materiale, der sputteres med atomer eller molekyler af højenergipartikler under magnetronsputteringsprocessen og derefter aflejres på et substrat for at danne en tynd film. Det er normalt sammensat af stoffer med specifikke kemiske sammensætninger og krystalstrukturer, såsom metaller, legeringer, forbindelser osv.
Sputtering mål materiale proces flow:
Råmaterialepulver - pulversmeltning - pulverblanding - kompressionsstøbning - atmosfæresintring - plastbehandling -varmebehandling- ultralydstest - vandskæring - mekanisk bearbejdning - metallisering - binding - ultralydstest - ultralydsrensning - inspektion - forsendelse.
De specifikke betydninger af hovedprocesserne er som følger:
Pulversmeltning: Udfør foreløbig atmosfæresintring på råmaterialepulver og kontroller gasindholdet i råmaterialepulveret.
Pulverblanding: Målmaterialet har en unik formel, der kræver præcis kontrol af indholdet af hver komponent og streng begrænsning af indholdet af urenheder. I processen med pulvermetallurgi er det nødvendigt fuldt ud at blande alle elementer jævnt med ensartet partikelstørrelsesfordeling for at forhindre forurening og at forberede blandet kompositpulver gennem specielle procesmetoder.
Kompressionsstøbning: Målmaterialet fremstillet ved pulvermetallurgisk proces kræver forpresning af pulvermaterialet for at gøre det til et grønt legeme med medium densitet. Ensartetheden af dens tæthed og interne defekter påvirker udbyttet af højtemperatursintring i det senere stadium.
Atmosfæresintring: Den forpressede grønne krop skal gennemgå en eller flere højtemperatursintringsprocesser. Forskellige sintringstemperaturkurver vælges i overensstemmelse med forskellige materialer, og forskellige sintringsmiljøer, såsom sintringsatmosfære og tryk, vælges for at fremstille mållegemer med høj tæthed.
Plastbearbejdning: Metalbarrer skal gennemgå betydelig plastisk deformation for at opnå tilstrækkelige længde-, bredde- og tykkelsesdimensioner og for at forårsage tilstrækkelig trækdeformation af de indre korn og derved generere nok dislokationer indeni. Varmebehandling: Efter at have gennemgået en betydelig plastisk deformation, udsættes metalbarrer for varmebehandlingsprocesser, der er udvalgt ud fra de forskellige materialers egenskaber, hvilket resulterer i omkrystallisation af metalmaterialet og fjernelse af indre spændinger.
Detektering af ultralydsfejl: Efter at målemnet er behandlet, skal ultralydsbølger bruges til at inspicere, om der er defekter inde i materialet. Efter at målemnet er bundet til bagpladen, skal der bruges en vandnedsænket ultralydsscanner til at detektere bindingslaget og kontrollere, om bindingsområdet opfylder standarden.
Mekanisk bearbejdning: Målemnet skal gennemgå en præcisionsmekanisk formningsbearbejdning for bagpladen, der bruges i kombination med målemnet. På grund af den præcise koordinering med belægningsudstyret og evnen til at modstå højtryksvandkøling, kræver det ekstrem høj dimensionsnøjagtighed og mekanisk styrke. Bearbejdningsvanskeligheden er høj, især for bagpladen med internt cirkulationsvandkredsløb. På grund af det specielle materiale er den lukkede svejsning af vandkredsløbet meget vanskelig og kræver speciel svejseteknologi.
Metalisering: Før du binder målemnet til bagpladen, for at forbedre befugtningsevnen af målmaterialet og metallet mellem målmaterialet og loddemetal, er det nødvendigt at udføre forbehandling på limoverfladen for at belægge den med et overgangslag.
Binding: På grund af materialets begrænsede fysiske eller kemiske egenskaber kan de fleste målmaterialer ikke installeres og belægges direkte til brug. Metallodning er påkrævet for at svejse og forbinde målemnet til bagpladen, og den effektive overfladebindingshastighed skal nå en svejsehastighed på over 95%. Hele processen skal udføres ved høj temperatur og højt tryk.
Klassificering af magnetronforstøvningsmålmaterialer
1. Metalmålmaterialer: inklusive rene metalmålmaterialer (såsom kobber, aluminium, nikkel osv.) og legerede målmaterialer (såsom rustfrit stål, aluminiumslegering osv.).
2. Sammensatte målmaterialer: såsom oxidmålmaterialer (såsom siliciumdioxid, aluminiumoxid osv.), nitridmålmaterialer (såsom siliciumnitrid, aluminiumnitrid osv.), carbidmålmaterialer (såsom siliciumcarbid, wolfram karbid osv.), osv.
3. Halvledermålmaterialer: såsom siliciummålmaterialer, germaniummålmaterialer osv.
Klassificeret efter målmaterialestruktur:
1. Fladt målmateriale: Det har en simpel plan struktur og bruges almindeligvis i konventionelt magnetronforstøvningsudstyr.
2. Roterende målmateriale: Det kan opnå kontinuerlig rotation, forbedre udnyttelsesgraden af målmaterialet og ensartetheden af den aflejrede film
Ydeevnekrav for magnetronforstøvningsmål:
(1) Renhed
Målmaterialer med høj renhed kan sikre renheden og ydeevnen af aflejrede tynde film. Generelt kræves det, at målmaterialets renhed er over 99,9 %.
(2) Densitetsreduktion
Målmaterialer med høj densitet kan reducere partikelforurening under sputtering og forbedre kvaliteten og ensartetheden af tynde film.
(3) Ensartethed af kemisk sammensætning
Den kemiske sammensætning af målmaterialet bør være jævnt fordelt for at sikre stabiliteten af den aflejrede film.
(4) Krystalstruktur
En passende krystalstruktur hjælper med at forbedre sputteringseffektiviteten af målmaterialet og ydeevnen af den tynde film.
(5) Dimensions- og formnøjagtighed
Målmaterialets størrelse og form skal opfylde udstyrskravene for at sikre god installation og sputtereffekt.
(6) Termisk stabilitet
Under sputteringsprocessen udsættes målmaterialet for høje temperaturer og højenergipartikelpåvirkninger, hvilket kræver god termisk stabilitet.
(7) Korrosionsbestandighed
Målmaterialet skal have en vis grad af korrosionsbestandighed for at forlænge dets levetid.
På nuværende tidspunkt, med den hurtige udvikling af industrier som elektronisk information og ny energi, fortsætter markedets efterspørgsel efter magnetronsputteringsmål med at vokse. Magnetronforstøvningsmål, som kernekomponenten i magnetronforstøvningsteknologi, har brede anvendelsesmuligheder i moderne industri. Med den fortsatte udvikling af teknologi og den kontinuerlige udvikling af industrier vil ydeevne- og kvalitetskravene til magnetronforstøvningsmål også fortsætte med at stige.
Høj ydeevne: Med den kontinuerlige forbedring af filmydeevnekravene i anvendelsesområder er der blevet stillet højere krav til ydeevnen af magnetronforstøvningsmål, såsom højere renhed, tæthed, ensartethed osv.
Diversificering: Med den kontinuerlige fremkomst af nye anvendelsesfelter bliver typerne og ydeevnekravene for magnetronforstøvningsmål også mere diversificerede, såsom nye halvledermaterialemål, nye sammensatte mål osv.
