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Magnetron-Sputtertargets

202129. Oktober

1) Magnetron-Sputter-Prinzip.
Im gesputterten Targetpol (Kathode) und die Anode zwischen dem Hinzufügen eines orthogonalen magnetischen und elektrischen Feldes, in einer mit dem erforderlichen Inertgas gefüllten Hochvakuumkammer (normalerweise Ar-Gas), Permanentmagnete in der Oberfläche des Targetmaterials, um ein Magnetfeld von . zu bilden 250 ~ 350 Gauss, mit dem elektrischen Hochspannungsfeld, um ein orthogonales elektromagnetisches Feld zu bilden. Unter der Wirkung des elektrischen Feldes, das Ar-Gas wird in positive Ionen und Elektronen ionisiert, das Target wird mit einer bestimmten negativen Hochspannung hinzugefügt, die Elektronen des Targets unterliegen der Wirkung des Magnetfeldes und die Ionisation des Arbeitsgases nimmt zu, ein hochdichtes Plasma wird in der Nähe der Kathode gebildet, die Ar-Ionen werden unter der Wirkung der Lorentzkraft beschleunigt und fliegen auf die Zieloberfläche zu, Beschuss der Zieloberfläche mit sehr hoher Geschwindigkeit, so dass die aus dem Target gesputterten Atome dem Prinzip der Impulsumwandlung mit hoher Geschwindigkeit folgen. Magnetron-Sputtern wird im Allgemeinen in zwei Arten unterteilt: DC-Sputtern und HF-Sputtern, wo das Prinzip der DC-Sputteranlage einfach ist und die Geschwindigkeit beim Sputtern von Metallen hoch ist. HF-Sputtern, auf der anderen Seite, ist in einem breiteren Anwendungsbereich einsetzbar und kann neben elektrisch leitfähigen Materialien auch nichtleitende Materialien sputtern, sowie reaktives Sputtern zur Herstellung von Verbundwerkstoffen wie Oxiden, Nitride und Carbide. Wenn die HF-Frequenz erhöht wird, wird es zum Mikrowellen-Plasma-Sputtern, heute, gebräuchlich sind Elektronenzyklotronresonanz (ECR) Typ Mikrowellen-Plasma-Sputtern.
2) Arten von Magnetron-Sputter-Targets.
Metall-Sputtering-Beschichtungstarget, Legierungs-Sputter-Beschichtungstarget, Keramik-Sputter-Beschichtungstarget, Sputtertarget aus Boridkeramik, Karbid-Keramik-Sputtertarget, Sputtertarget aus Fluoridkeramik, Nitrid-Keramik-Sputtertarget, Oxidkeramik-Target, Selenid-Keramik-Sputtertarget, Sputtertarget aus Silizidkeramik, Sulfidkeramik-Sputtertarget, Sputtertarget aus Telluridkeramik, andere Keramikziele, Chrom-dotierte Siliziumoxid-Keramik-Targets (Cr-SiO), Indiumphosphid-Targets (InP), Bleiarsenid-Ziele (PbAs), Indiumarsenid-Targets (InAs). [2]
Anwendungsbereiche Editor Stimme
Wie wir alle wissen, Der Technologieentwicklungstrend der Zielmaterialien ist eng mit dem Entwicklungstrend der Dünnschichttechnologie in der nachgelagerten Anwendungsindustrie verbunden, und da die Anwendungsindustrie die Technologie von Dünnschichtprodukten oder -komponenten verbessert, auch die Zielmaterialtechnologie sollte sich ändern. Beispielsweise, IC-Hersteller. In letzter Zeit widmete man sich der Entwicklung von Kupferleitungen mit niedrigem spezifischen Widerstand, wird voraussichtlich in den nächsten Jahren die ursprüngliche Aluminiumfolie im Wesentlichen ersetzen, so dass die Entwicklung von Kupfer-Targets und deren erforderlichen Barriereschicht-Targetmaterial dringend erforderlich ist. In Ergänzung, in den vergangenen Jahren, der Flachbildschirm (FPD) die ursprüngliche Kathodenstrahlröhre erheblich ersetzt (CRT) Computermonitor- und Fernsehmarkt. Wird auch die Technologie- und Marktnachfrage nach ITO-Zielen erheblich erhöhen. In Ergänzung, in der Lagertechnik. Hohe Dichte, Festplatte mit hoher Kapazität, Die Nachfrage nach wiederbeschreibbaren optischen Datenträgern mit hoher Dichte nimmt weiter zu. All dies hat zu Veränderungen in der Nachfrage der Anwendungsindustrie nach Zielmaterialien geführt. Im Folgenden stellen wir die Hauptanwendungsgebiete von Zielmaterialien vor, und der Trend der Zielmaterialentwicklung in diesen Bereichen.
Mikroelektronik
Die Halbleiterindustrie stellt die höchsten Qualitätsanforderungen an Target-Sputterfilme aller Anwendungsbranchen. Heute, Siliziumwafer bis zu 12 Zoll (300 Inbegriffe) werden hergestellt. während die Breite der Leiterbahnen abnimmt. Die Anforderungen der Siliziumwaferhersteller für große Größen, hohe Reinheit, geringe Seigerung und feine Körnung erfordern eine bessere Mikrostruktur der hergestellten Targets. Der kristalline Partikeldurchmesser und die Gleichmäßigkeit des Targets wurden als Schlüsselfaktoren identifiziert, die die Abscheidungsrate des Films beeinflussen. In Ergänzung, die Reinheit des Films hängt stark von der Reinheit des Targets ab. In der Vergangenheit, ein 99.995% (4N5) Reinkupfer-Target könnte die Anforderungen von Halbleiterherstellern für den 0,35-PM-Prozess erfüllen, aber es kann die Anforderungen des heutigen 0,25-um-Prozesses nicht erfüllen, während die 0,18 um} Kunst oder sogar 0,13 m Prozess für die undosierte erfordert eine Zielreinheit von 5 oder sogar 6N oder mehr. Kupfer im Vergleich zu Aluminium, Kupfer hat eine höhere Beständigkeit gegen Elektromigration und einen niedrigeren spezifischen Widerstand, um die Anforderungen zu erfüllen! Der Leiterprozess erfordert eine Submikron-Verdrahtung unter 0,25 um, bringt aber andere Probleme mit sich: die Haftfestigkeit von Kupfer an organischen dielektrischen Materialien ist gering. Und leicht zu reagieren, was zur Verwendung des Chips führt, ist die Kupferverbindungsleitung korrodiert und gebrochen. Um diese Probleme zu lösen, die Notwendigkeit, eine Sperrschicht zwischen Kupfer- und Dielektrikumsschicht aufzubauen. Sperrschichtmaterialien werden in der Regel mit hohem Schmelzpunkt verwendet, hoher spezifischer Widerstand des Metalls und seiner Verbindungen, die Dicke der Sperrschicht beträgt also weniger als 50 nm, und die Adhäsionsleistung von Kupfer und dielektrischem Material ist gut. Kupferverbindung und Aluminiumverbindung des Sperrschichtmaterials sind unterschiedlich. Neue Zielmaterialien müssen entwickelt werden. Kupferverbindung der Sperrschicht mit Zielmaterialien einschließlich Ta, W, TaSi, WSi, etc.. Aber Ta, W sind hochschmelzende Metalle. Die Produktion ist relativ schwierig, studiert jetzt Molybdän, Chrom und anderes Taiwan-Gold als alternative Materialien.
Für Displays
Flachbildschirme (FPD) haben im Laufe der Jahre einen erheblichen Einfluss auf den Computermonitor- und Fernsehmarkt gehabt, hauptsächlich in Form von Kathodenstrahlröhren (CRT), was auch die Technologie- und Marktnachfrage nach ITO-Zielen ankurbeln wird. Heute sind zwei Arten von iTO-Zielen verfügbar. Einer ist die Verwendung von Indiumoxid- und Zinnoxidpulver im Nanozustand, gemischt und gesintert, eine ist die Verwendung von Indium-Zinn-Legierungszielen. Targets aus Indium-Zinn-Legierung können für ITO-Dünnschichten durch DC-reaktives Sputtern verwendet werden, aber die Targetoberfläche oxidiert und beeinflusst die Sputterrate, und es ist nicht einfach, große taiwanesische Goldziele zu erhalten. Heutzutage, die erste Methode wird im Allgemeinen zur Herstellung von ITO-Targets verwendet, mit L}IRF-reaktive Sputterbeschichtung. Es hat eine schnelle Abscheidungsgeschwindigkeit. Und kann die Dicke des Films genau steuern, hohe Leitfähigkeit, gute Konsistenz des Films, und starke Haftung auf dem Untergrund, etc. l. Aber die Produktionsschwierigkeiten des Zielmaterials, Das liegt daran, dass Indiumoxid und Zinnoxid nicht leicht miteinander zu sintern sind. ZrO2, Bi2O3 und CeO werden im Allgemeinen als Sinteradditive verwendet und können Targets mit einer Dichte von 93% zu 98% des theoretischen Wertes. Die Leistungsfähigkeit der so gebildeten ITO-Filme hängt stark von den Additiven ab. Japanische Wissenschaftler verwenden Bizo als Zusatzstoff, Bi2O3 schmilzt bei 820Cr und hat sich über die Sintertemperatur von 1500 °C hinaus verflüchtigt. Dies ermöglicht es, ein relativ reines ITO-Target unter Flüssigphasen-Sinterbedingungen zu erhalten. Außerdem, der benötigte Oxidrohstoff muss nicht zwingend Nanopartikel sein, was den Vorprozess vereinfacht. In 2000, die Nationale Entwicklungsplanungskommission, das Ministerium für Wissenschaft und Technologie Ministerium für Wissenschaft und Technologie in der “Leitfaden zur aktuellen prioritären Entwicklung von Schlüsselbereichen der Informationsindustrie”, ITO großes Targetmaterial ist ebenfalls enthalten.
Zur Aufbewahrung
In der Lagertechnik, die Entwicklung von High-Density, Festplatte mit hoher Kapazität erfordert eine große Anzahl von riesigen magnetoresistiven Filmmaterialien, und CoF~Cu-Mehrschichtverbundfilm ist heute eine weit verbreitete riesige magnetoresistive Filmstruktur. Das für Magnetscheiben erforderliche Targetmaterial aus TbFeCo-Legierung wird noch weiterentwickelt, und die daraus hergestellten Magnetscheiben haben eine hohe Speicherkapazität, lange lebensdauer und kontaktlos löschbar. Die heute entwickelten Magnetscheiben haben einen Schichtverbundfilmaufbau aus TbFeCo/Ta und TbFeCo/Al. Der Kerr-Rotationswinkel der TbFeCo/AI-Struktur erreicht 58, während TbFeCoffa in der Nähe von sein kann 0.8. Es hat sich gezeigt, dass die geringe magnetische Permeabilität des Targetmaterials hohe AC-Teilentladungsspannung l der Spannungsfestigkeit widersteht.
Phasenwechselspeicher auf Germanium-Antimon-Tellurid-Basis (PCM) haben ein erhebliches kommerzielles Potenzial als alternative Speichertechnologie für Flash vom NOR-Typ gezeigt und sind Teil des DRAM-Marktes, jedoch, Eine der Herausforderungen auf dem Weg zu einer schnelleren Skalierung ist das Fehlen von vollständig hermetischen Zellen, die hergestellt werden können, um den Reset-Strom weiter zu reduzieren. Niedrigere Reset-Ströme können den Stromverbrauch des Speichers reduzieren, Verlängern Sie die Akkulaufzeit und erhöhen Sie die Datenbandbreite, alle wichtigen Funktionen für die Datenzentrierung von heute, sehr tragbarer Verbraucher

 

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