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Cibles de pulvérisation magnétron

202129 octobre

1) Principe de pulvérisation magnétron.
Dans le pôle cible pulvérisé (cathode) et l'anode entre l'ajout d'un champ magnétique et électrique orthogonal, dans une chambre à vide poussé remplie du gaz inerte requis (généralement du gaz Ar), aimants permanents dans la surface du matériau cible pour former un champ magnétique de 250 ~ 350 gauss, avec le champ électrique haute tension pour former un champ électromagnétique orthogonal. Sous l'action du champ électrique, le gaz Ar est ionisé en ions positifs et en électrons, la cible est ajoutée avec une certaine haute tension négative, les électrons de la cible sont soumis à l'action du champ magnétique et l'ionisation du gaz de travail augmente, un plasma haute densité se forme près de la cathode, les ions Ar sont accélérés sous l'action de la force de Lorentz et volent vers la surface cible, bombarder la surface cible à très grande vitesse, de sorte que les atomes pulvérisés hors de la cible suivent le principe de conversion de quantité de mouvement avec un haut Les atomes pulvérisés sur la cible suivent le principe de conversion d'énergie cinétique et s'envolent de la surface cible vers le substrat pour déposer un film. La pulvérisation cathodique magnétron est généralement divisée en deux types: Pulvérisation DC et pulvérisation RF, où le principe de l'équipement de pulvérisation cathodique à courant continu est simple et le taux est rapide lors de la pulvérisation cathodique des métaux. Pulvérisation RF, d'autre part, peut être utilisé dans une plus large gamme d'applications et peut pulvériser des matériaux non conducteurs en plus des matériaux électriquement conducteurs, ainsi que la pulvérisation cathodique réactive pour la préparation de matériaux composés tels que les oxydes, nitrures et carbures. Si la fréquence RF est augmentée, cela devient une pulvérisation de plasma micro-ondes, aujourd'hui, couramment utilisés sont la résonance cyclotron électronique (ECR) type pulvérisation plasma micro-ondes.
2) Types de cibles de pulvérisation magnétron.
Cible de revêtement par pulvérisation de métal, cible de revêtement par pulvérisation cathodique d'alliage, cible de revêtement de pulvérisation en céramique, cible de pulvérisation en céramique de borure, cible de pulvérisation en céramique de carbure, cible de pulvérisation en céramique fluorée, cible de pulvérisation en céramique de nitrure, cible en céramique d'oxyde, cible de pulvérisation en céramique de séléniure, cible de pulvérisation en céramique de siliciure, cible de pulvérisation en céramique sulfurée, cible de pulvérisation en céramique tellurure, autres cibles en céramique, cibles en céramique d'oxyde de silicium dopé au chrome (Cr-SiO), cibles de phosphure d'indium (InP), cibles d'arséniure de plomb (PbA), cibles d'arséniure d'indium (EnAs). [2]
Domaines d'application Éditeur Voix
Comme nous le savons tous, la tendance de développement technologique des matériaux cibles est étroitement liée à la tendance de développement de la technologie des couches minces dans l'industrie des applications en aval, et à mesure que l'industrie des applications améliore la technologie des produits ou composants à couche mince, la technologie du matériau cible devrait également changer. Par exemple, fabricants de circuits intégrés. Ces derniers temps consacrés au développement de câblages en cuivre à faible résistivité, devrait remplacer substantiellement le film d'aluminium d'origine dans les prochaines années, de sorte que le développement de cibles en cuivre et de leur matériau cible de couche barrière requis sera urgent. en outre, dans les années récentes, l'écran plat (FPD) a considérablement remplacé le tube cathodique d'origine (tube cathodique) marché de l'écran d'ordinateur et de la télévision. Augmentera également considérablement la technologie et la demande du marché pour les cibles ITO. en outre, dans la technologie de stockage. Haute densité, disque dur haute capacité, la demande de disques optiques réinscriptibles haute densité continue d'augmenter. Tous ces éléments ont conduit à des changements dans la demande de l'industrie des applications pour les matériaux cibles. Dans ce qui suit, nous présenterons les principaux domaines d'application des matériaux cibles, et la tendance du développement de matériel cible dans ces domaines.
Microélectronique
L'industrie des semi-conducteurs a les exigences de qualité les plus exigeantes pour les films de pulvérisation cible de toute industrie d'application. Aujourd'hui, plaquettes de silicium jusqu'à 12 pouces (300 épitodes) sont fabriqués. tandis que la largeur des interconnexions diminue. Les exigences des fabricants de plaquettes de silicium pour les grandes tailles, haute pureté, une faible ségrégation et des grains fins nécessitent que les cibles fabriquées aient une meilleure microstructure. Le diamètre des particules cristallines et l'uniformité de la cible ont été identifiés comme un facteur clé affectant la vitesse de dépôt du film. en outre, la pureté du film dépend fortement de la pureté de la cible. Autrefois, une 99.995% (4N5) la cible en cuivre pur pourrait être en mesure de répondre aux besoins des fabricants de semi-conducteurs pour le processus de 0,35 pm, mais il ne peut pas répondre aux exigences du processus actuel de 0,25 um, tandis que le 0.18um} l'art ou même un procédé de 0,13 m pour le non mesuré nécessitera une pureté cible de 5 ou même 6N ou plus. Le cuivre comparé à l'aluminium, le cuivre a une résistance plus élevée à l'électromigration et une résistivité plus faible pour répondre! Le processus de conducteur nécessite un câblage inférieur au micron inférieur à 0,25 um mais entraîne d'autres problèmes: la force d'adhérence du cuivre aux matériaux diélectriques organiques est faible. Et facile à réagir, résultant en l'utilisation de la ligne d'interconnexion en cuivre de la puce est corrodée et cassée. Afin de résoudre ces problèmes, la nécessité de mettre en place une couche barrière entre le cuivre et la couche diélectrique. Les matériaux de la couche de blocage sont généralement utilisés à point de fusion élevé, haute résistivité du métal et de ses composés, donc l'épaisseur de la couche de blocage est inférieure à 50 nm, et les performances d'adhérence du cuivre et du matériau diélectrique sont bonnes. L'interconnexion en cuivre et l'interconnexion en aluminium du matériau de la couche de blocage sont différentes. De nouveaux matériaux cibles doivent être développés. Interconnexion cuivre de la couche de blocage avec des matériaux cibles dont Ta, W, TaSi, WSi, etc.. Mais Ta, W sont des métaux réfractaires. La production est relativement difficile, étudie maintenant le molybdène, chrome et autre or de Taiwan comme matériaux alternatifs.
Pour les écrans
Écrans plats (FPD) ont eu un impact significatif sur le marché des écrans d'ordinateur et de la télévision au fil des ans, principalement sous forme de tubes à rayons cathodiques (tube cathodique), qui stimulera également la technologie et la demande du marché pour les cibles ITO. Il existe deux types de cibles iTO disponibles aujourd'hui. L'un est l'utilisation de poudre d'oxyde d'indium et d'oxyde d'étain à l'état nanométrique mélangée et frittée, l'un est l'utilisation d'une cible en alliage d'indium et d'étain. Les cibles en alliage indium-étain peuvent être utilisées pour les films minces ITO par pulvérisation cathodique réactive DC, mais la surface cible s'oxydera et affectera le taux de pulvérisation, et il n'est pas facile d'obtenir des cibles aurifères de grande taille à Taiwan. De nos jours, la première méthode est généralement adoptée pour produire des cibles ITO, en utilisant L}Revêtement de pulvérisation cathodique réactif IRF. Il a une vitesse de dépôt rapide. Et peut contrôler avec précision l'épaisseur du film, haute conductivité, bonne consistance du film, et une forte adhérence au substrat, etc. je. Mais les difficultés de production de matériaux cibles, c'est parce que l'oxyde d'indium et l'oxyde d'étain ne sont pas faciles à fritter ensemble. ZrO2, Bi2O3 et CeO sont généralement utilisés comme additifs de frittage et sont capables d'obtenir des cibles avec une densité de 93% à 98% de la valeur théorique. Les performances des films ITO ainsi formés dépendent fortement des additifs. Des scientifiques japonais utilisent Bizo comme additif, Le Bi2O3 fond à 820Cr et s'est volatilisé au-delà de la température de frittage de l500°C. Cela permet d'obtenir une cible d'ITO relativement pure dans des conditions de frittage en phase liquide. de plus, la matière première oxyde requise ne doit pas nécessairement être des nanoparticules, ce qui simplifie le processus préliminaire. Dans 2000, la Commission nationale de planification du développement, Ministère de la Science et de la Technologie Ministère de la Science et de la Technologie dans le “le développement prioritaire actuel du guide des domaines clés de l'industrie de l'information”, Le matériel de grande cible ITO est également inclus.
Pour le stockage
Dans la technologie de stockage, le développement de haute densité, un disque dur de grande capacité nécessite un grand nombre de matériaux de films magnétorésistifs géants, et le film composite multicouche CoF~Cu est une structure de film magnétorésistive géante largement utilisée aujourd'hui. Le matériau cible en alliage TbFeCo requis pour les disques magnétiques est encore en cours de développement, et les disques magnétiques fabriqués à partir de celui-ci ont une capacité de stockage élevée, longue durée de vie et peut être effacé à plusieurs reprises sans contact. Les disques magnétiques développés aujourd'hui ont une structure de film composite en couches de TbFeCo/Ta et TbFeCo/Al. L'angle de rotation de Kerr de la structure TbFeCo/AI atteint 58, tandis que TbFeCoffa peut être proche de 0.8. Il a été constaté que la faible perméabilité magnétique du matériau cible haute tension de décharge partielle alternative l résiste à la résistance électrique.
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