Tehnologija magnetronskega razprševanja je pomembna tehnika, ki se pogosto uporablja za modifikacijo površine materiala in nanašanje tankega filma. Kot osrednja komponenta te tehnologije zmogljivost in kakovost tarč za magnetronsko razprševanje neposredno vplivata na lastnosti in uporabo pripravljenih tankih filmov. Ta članek bo zagotovil celovit in poglobljen uvod v tarče za magnetronsko razprševanje, vključno z njihovo definicijo, razvrstitvijo, metodami priprave, zahtevami glede učinkovitosti, področji uporabe in prihodnjimi razvojnimi trendi.
Tarča za magnetronsko razprševanje se nanaša na material, ki ga visokoenergijski delci razpršijo z atomi ali molekulami med postopkom magnetronskega razprševanja in nato nanesejo na substrat, da tvorijo tanek film. Običajno je sestavljen iz snovi s specifično kemično sestavo in kristalno strukturo, kot so kovine, zlitine, spojine itd.
Potek postopka ciljnega materiala za razprševanje:
Prah surovin - taljenje prahu - mešanje prahu - stiskanje - sintranje v atmosferi - predelava plastike -toplotna obdelava- ultrazvočno testiranje - vodno rezanje - mehanska obdelava - metalizacija - vezava - ultrazvočno testiranje - ultrazvočno čiščenje - pregled - odprema.
Posebni pomeni glavnih procesov so naslednji:
Taljenje prahu: izvedite predhodno atmosfersko sintranje prahu surovin in nadzorujte vsebnost plina v prahu surovin.
Mešanje prahu: ciljni material ima edinstveno formulo, ki zahteva natančno kontrolo vsebnosti vsake komponente in strogo omejitev vsebnosti nečistoč. V procesu praškaste metalurgije je treba popolnoma enakomerno premešati vse elemente z enakomerno porazdelitvijo velikosti delcev, da preprečimo kontaminacijo, in pripraviti mešani kompozitni prah s posebnimi procesnimi metodami.
Stiskanje: ciljni material, pripravljen s postopkom praškaste metalurgije, zahteva predhodno stiskanje praškastega materiala, da postane zeleno telo srednje gostote. Enakomernost njegove gostote in notranje napake vplivajo na izkoristek visokotemperaturnega sintranja v kasnejši fazi.
Atmosfersko sintranje: predhodno stisnjeno zeleno telo mora opraviti enega ali več postopkov visokotemperaturnega sintranja. Različne temperaturne krivulje sintranja so izbrane glede na različne materiale, za pripravo ciljnih teles z visoko gostoto pa so izbrana različna okolja za sintranje, kot sta atmosfera in tlak za sintranje.
Obdelava plastike: Kovinski ingoti morajo biti podvrženi precejšnji plastični deformaciji, da dobijo zadostne dimenzije dolžine, širine in debeline ter povzročijo zadostno natezno deformacijo notranjih zrn, s čimer ustvarijo dovolj dislokacij v notranjosti. Toplotna obdelava: Po precejšnji plastični deformaciji so kovinski ingoti izpostavljeni postopkom toplotne obdelave, ki so izbrani na podlagi značilnosti različnih materialov, kar povzroči rekristalizacijo kovinskega materiala in odstranitev notranjih napetosti.
Ultrazvočno odkrivanje napak: po obdelavi surovca tarče je treba z ultrazvočnimi valovi preveriti, ali so znotraj materiala napake. Ko je ciljni surovec vezan na zadnjo ploščo, je treba uporabiti ultrazvočni skener, ki potopi v vodo, da zazna vezno plast in preveri, ali območje lepljenja ustreza standardu.
Mehanska obdelava: surovec tarče mora biti obdelan z natančnim mehanskim oblikovanjem za zadnjo ploščo, ki se uporablja v kombinaciji s surovcem tarče. Zaradi natančnega usklajevanja z opremo za nanašanje premazov in zmožnosti prenašanja visokotlačnega vodnega hlajenja zahteva izjemno visoko dimenzijsko natančnost in mehansko trdnost. Težavnost obdelave je velika, zlasti za zadnjo ploščo z notranjim kroženjem vode. Zaradi posebnega materiala je zaprto varjenje vodnega tokokroga zelo težavno in zahteva posebno varilno tehnologijo.
Metalizacija: Pred vezavo surovca tarče na podložno ploščo je treba izvesti predobdelavo na vezni površini, da bi povečali moč vlaženja materiala tarče in kovine med materialom tarče in spajko. prehodni sloj.
Vezava: zaradi omejenih fizikalnih ali kemičnih lastnosti materiala večine ciljnih materialov ni mogoče neposredno namestiti in premazati za uporabo. Kovinska spajka je potrebna za varjenje in povezovanje ciljnega surovca s podložno ploščo, učinkovita površinska stopnja lepljenja pa mora doseči stopnjo varjenja velike površine nad 95 %. Celoten postopek je treba izvesti pri visoki temperaturi in visokem tlaku.
Razvrstitev materialov za tarče za magnetronsko razprševanje
1. Kovinski ciljni materiali: vključno s čistimi kovinskimi ciljnimi materiali (kot so baker, aluminij, nikelj itd.) in ciljnimi materiali iz zlitin (kot so nerjavno jeklo, aluminijeve zlitine itd.).
2. Sestavljeni ciljni materiali: kot so oksidni ciljni materiali (kot so silicijev dioksid, aluminijev oksid itd.), nitridni ciljni materiali (kot so silicijev nitrid, aluminijev nitrid itd.), karbidni ciljni materiali (kot so silicijev karbid, volfram karbid itd.) itd.
3. Polprevodniški ciljni materiali: kot so silicijevi ciljni materiali, germanijevi ciljni materiali itd.
Razvrščeno po strukturi ciljnega materiala:
1. Material za ploščato tarčo: ima preprosto ravninsko strukturo in se običajno uporablja v običajni opremi za magnetronsko razprševanje.
2. Vrteči se ciljni material: lahko doseže neprekinjeno vrtenje, izboljša stopnjo izkoriščenosti ciljnega materiala in enakomernost nanesenega filma
Zahteve glede zmogljivosti za tarče za magnetronsko razprševanje:
(1) Čistost
Tarčni materiali visoke čistosti lahko zagotovijo čistost in učinkovitost nanesenih tankih filmov. Na splošno mora biti čistost ciljnega materiala nad 99,9 %.
(2) Zmanjšanje gostote
Ciljni materiali z visoko gostoto lahko zmanjšajo kontaminacijo z delci med brizganjem ter izboljšajo kakovost in enakomernost tankih filmov.
(3) Izenačenost kemične sestave
Kemična sestava ciljnega materiala mora biti enakomerno porazdeljena, da se zagotovi stabilnost nanesenega filma.
(4) Kristalna struktura
Ustrezna kristalna struktura pomaga izboljšati učinkovitost razprševanja ciljnega materiala in učinkovitost tankega filma.
(5) Natančnost dimenzij in oblik
Velikost in oblika ciljnega materiala morata izpolnjevati zahteve glede opreme, da zagotovita dobro namestitev in učinek razprševanja.
(6) Toplotna stabilnost
Med postopkom razprševanja je ciljni material izpostavljen visokim temperaturam in udarcem visokoenergijskih delcev, zato je potrebna dobra toplotna stabilnost.
(7) Odpornost proti koroziji
Ciljni material mora imeti določeno stopnjo odpornosti proti koroziji, da se podaljša njegova življenjska doba.
Trenutno s hitrim razvojem industrij, kot sta elektronske informacije in nova energija, tržno povpraševanje po tarčah za magnetronsko razprševanje še naprej raste. Tarče za magnetronsko razprševanje, kot osrednja komponenta tehnologije magnetronskega razprševanja, imajo široke možnosti uporabe v sodobni industriji. Z nenehnim napredkom tehnologije in nenehnim razvojem industrij se bodo še naprej povečevale tudi zahteve glede zmogljivosti in kakovosti za tarče za magnetronsko razprševanje.
Visoka zmogljivost: Z nenehnim izboljševanjem zahtev glede učinkovitosti filma na področjih uporabe so bile postavljene višje zahteve za učinkovitost tarč za magnetronsko razprševanje, kot so večja čistost, gostota, enakomernost itd.
Diverzifikacija: Z nenehnim pojavljanjem novih področij uporabe postajajo vse bolj raznolike tudi vrste in zahteve glede zmogljivosti tarč za magnetronsko razprševanje, kot so nove tarče iz polprevodniškega materiala, nove sestavljene tarče itd.
