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Objetivos de pulverización catódica de magnetrón

2021年10月29日

1) Principio de pulverización catódica del magnetrón.
En el poste blanco chisporroteado (cátodo) y el ánodo entre la adición de un campo eléctrico y magnético ortogonal, en una cámara de alto vacío llena con el gas inerte requerido (generalmente gas Ar), imanes permanentes en la superficie del material objetivo para formar un campo magnético de 250 ~ 350 gauss, con el campo eléctrico de alto voltaje para formar un campo electromagnético ortogonal. Bajo la acción del campo eléctrico, el gas Ar se ioniza en iones y electrones positivos, el objetivo se agrega con un cierto alto voltaje negativo, los electrones del objetivo están sujetos a la acción del campo magnético y aumenta la ionización del gas de trabajo, se forma un plasma de alta densidad cerca del cátodo, los iones Ar se aceleran bajo la acción de la fuerza de Lorentz y vuelan hacia la superficie objetivo, bombardear la superficie del objetivo con una velocidad muy alta, de modo que los átomos pulverizados fuera del objetivo siguen el principio de conversión de momento con un alto Los átomos pulverizados en el objetivo siguen el principio de conversión de energía cinética y vuelan desde la superficie del objetivo hacia el sustrato para depositar una película. La pulverización catódica con magnetrón generalmente se divide en dos tipos: Sputtering de CC y de RF, donde el principio del equipo de pulverización catódica de CC es simple y la velocidad es rápida cuando se pulverizan metales. Bombardeo de RF, en la otra mano, Se puede utilizar en una gama más amplia de aplicaciones y puede pulverizar materiales no conductores además de materiales conductores de electricidad., así como la pulverización catódica reactiva para la preparación de materiales compuestos como óxidos, nitruros y carburos. Si la frecuencia de RF aumenta, se convierte en pulverización catódica de plasma de microondas., hoy dia, comúnmente utilizados son resonancia ciclotrónica de electrones (ECR) tipo pulverización catódica de plasma por microondas.
2) Tipos de objetivos de pulverización catódica magnetrón.
Objetivo de recubrimiento de pulverización catódica de metal, objetivo de recubrimiento de pulverización catódica de aleación, objetivo de revestimiento de pulverización cerámica, blanco de la pulverización catódica de cerámica de boruro, objetivo de pulverización catódica de cerámica de carburo, objetivo de pulverización catódica de cerámica fluorada, objetivo de pulverización catódica de cerámica de nitruro, blanco de cerámica de óxido, objetivo de pulverización catódica de cerámica de seleniuro, blanco de pulverización catódica de cerámica de siliciuro, objetivo de pulverización catódica de cerámica de sulfuro, objetivo de pulverización catódica de cerámica de telururo, otros blancos cerámicos, dianas cerámicas de óxido de silicio dopadas con cromo (Cr-SiO), objetivos de fosfuro de indio (En p), objetivos de arseniuro de plomo (PbAs), objetivos de arseniuro de indio (InAs). [2]
Voz del editor de áreas de aplicación
Como todos sabemos, La tendencia de desarrollo tecnológico de los materiales de destino está estrechamente relacionada con la tendencia de desarrollo de la tecnología de película delgada en la industria de aplicaciones posteriores., y a medida que la industria de aplicaciones mejora la tecnología en productos o componentes de película delgada, la tecnología del material de destino también debería cambiar. Por ejemplo, Fabricantes de ic. En los últimos tiempos dedicados al desarrollo de cableado de cobre de baja resistividad, Se espera que reemplace sustancialmente la película de aluminio original en los próximos años., por lo que el desarrollo de objetivos de cobre y su material objetivo de capa de barrera requerido será urgente. Además, en años recientes, la pantalla plana (FPD) reemplazó significativamente el tubo de rayos catódicos original (CRT) mercado basado en monitores de computadora y televisión. También aumentará significativamente la tecnología y la demanda del mercado para los objetivos de ITO.. Además, en la tecnología de almacenamiento. Alta densidad, disco duro de alta capacidad, La demanda de discos ópticos regrabables de alta densidad sigue aumentando. Todo esto ha llevado a cambios en la demanda de la industria de aplicaciones de materiales de destino.. A continuación, presentaremos las principales áreas de aplicación de los materiales de destino., y la tendencia del desarrollo de material de destino en estas áreas.
Microelectrónica
La industria de los semiconductores tiene los requisitos de calidad más exigentes para las películas de pulverización catódica de cualquier industria de aplicaciones.. Hoy dia, obleas de silicio de hasta 12 pulgadas (300 epítodos) son fabricados. mientras que el ancho de las interconexiones disminuye. Los requisitos de los fabricantes de obleas de silicio para tamaños grandes, alta pureza, La baja segregación y los granos finos requieren que los objetivos fabricados tengan una mejor microestructura.. El diámetro de la partícula cristalina y la uniformidad del objetivo se ha identificado como un factor clave que afecta la tasa de deposición de la película.. Además, la pureza de la película depende en gran medida de la pureza del objetivo. En el pasado, a 99.995% (4N5) El objetivo de cobre puro podría satisfacer las necesidades de los fabricantes de semiconductores para el proceso de 0,35 pm., pero no puede cumplir con los requisitos del proceso actual de 0.25um, mientras que el 0.18um} El arte o incluso el proceso de 0,13 m para los no medidos requerirá una pureza objetivo de 5 o incluso 6N o más. Cobre comparado con aluminio, el cobre tiene una mayor resistencia a la electromigración y menor resistividad para cumplir! El proceso del conductor requiere cableado submicrónico por debajo de 0.25um pero trae consigo otros problemas: la fuerza de adhesión del cobre a los materiales dieléctricos orgánicos es baja. Y fácil de reaccionar, lo que resulta en el uso de la línea de interconexión de cobre del chip se corroe y se rompe. Para solucionar estos problemas, la necesidad de establecer una capa de barrera entre el cobre y la capa dieléctrica. Los materiales de la capa de bloqueo se utilizan generalmente con un alto punto de fusión., alta resistividad del metal y sus compuestos, por lo que el grosor de la capa de bloqueo es inferior a 50 nm, y el rendimiento de adhesión de cobre y material dieléctrico es bueno. La interconexión de cobre y la interconexión de aluminio del material de la capa de bloqueo es diferente. Es necesario desarrollar nuevos materiales de destino. Interconexión de cobre de la capa de bloqueo con materiales objetivo, incluido Ta, W, TaSi, WSi, etc.. Pero Ta, W son metales refractarios. La producción es relativamente difícil, ahora está estudiando molibdeno, cromo y otro oro de Taiwán como materiales alternativos.
Para exhibiciones
Pantallas de panel plano (FPD) han tenido un impacto significativo en el mercado de monitores de computadora y televisión a lo largo de los años, principalmente en forma de tubos de rayos catódicos (CRT), que también impulsará la tecnología y la demanda del mercado para los objetivos de ITO. Hay dos tipos de objetivos iTO disponibles en la actualidad. Uno es el uso de óxido de indio nanoestado y polvo de óxido de estaño mezclado y sinterizado, uno es el uso del objetivo de aleación de indio y estaño. Los objetivos de aleación de indio-estaño se pueden utilizar para películas delgadas de ITO mediante pulverización catódica reactiva con CC, pero la superficie objetivo se oxidará y afectará la tasa de pulverización catódica, y no es fácil obtener objetivos de oro de gran tamaño en Taiwán. Hoy en día, el primer método se adopta generalmente para producir objetivos de ITO, usando L}Recubrimiento de pulverización catódica reactiva IRF. Tiene una velocidad de deposición rápida.. Y puede controlar con precisión el grosor de la película., alta conductividad, buena consistencia de la película, y fuerte adherencia al sustrato, etc. l. Pero las dificultades de producción del material de destino, que se debe a que el óxido de indio y el óxido de estaño no son fáciles de sinterizar juntos. ZrO2, Bi2O3 y CeO se utilizan generalmente como aditivos de sinterización y pueden obtener objetivos con una densidad de 93% para 98% del valor teórico. El rendimiento de las películas ITO formadas de esta manera depende en gran medida de los aditivos.. Los científicos japoneses utilizan Bizo como aditivo, Bi2O3 se funde a 820Cr y se ha volatilizado más allá de la temperatura de sinterización de 1500 ° C.. Esto permite obtener un objetivo de ITO relativamente puro en condiciones de sinterización en fase líquida.. es más, la materia prima de óxido requerida no tiene por qué ser necesariamente nanopartículas, que simplifica el proceso preliminar. En 2000, la Comisión Nacional de Planificación del Desarrollo, Ministerio de Ciencia y Tecnología Ministerio de Ciencia y Tecnología en el “desarrollo prioritario actual de la industria de la información guía de áreas clave”, También se incluye material de diana grande ITO.
Para almacenamiento
En tecnología de almacenamiento, el desarrollo de alta densidad, El disco duro de alta capacidad requiere una gran cantidad de materiales de película magnetorresistiva gigantes., y la película compuesta multicapa CoF ~ Cu es una estructura de película magnetorresistiva gigante ampliamente utilizada en la actualidad. El material objetivo de aleación TbFeCo necesario para los discos magnéticos aún se está desarrollando., y los discos magnéticos fabricados con él tienen una gran capacidad de almacenamiento, larga vida útil y se puede borrar repetidamente sin contacto. Los discos magnéticos desarrollados hoy tienen una estructura de película compuesta de capas de TbFeCo / Ta y TbFeCo / Al. El ángulo de rotación de Kerr de la estructura TbFeCo / AI alcanza 58, mientras que TbFeCofFa puede estar cerca de 0.8. Se ha encontrado que la baja permeabilidad magnética del material objetivo alto voltaje de descarga parcial de CA l resiste la fuerza eléctrica.
Memorias de cambio de fase basadas en telururo de antimonio de germanio (PCM) han mostrado un potencial comercial significativo como tecnología de memoria alternativa para flash tipo NOR y parte del mercado de DRAM, sin embargo, Uno de los desafíos en el camino hacia un escalado más rápido es la falta de celdas completamente herméticas que se puedan producir para reducir aún más la corriente de reinicio.. Las corrientes de reinicio más bajas pueden reducir el consumo de energía de la memoria, extender la vida útil de la batería y aumentar el ancho de banda de datos, todas las funciones importantes para la tecnología centrada en datos de hoy, consumidor altamente portátil

 

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