La technologie de pulvérisation magnétron est une technique importante largement utilisée pour la modification de la surface des matériaux et le dépôt de couches minces. En tant que composant central de cette technologie, les performances et la qualité des cibles de pulvérisation magnétron affectent directement les caractéristiques et les applications des films minces préparés. Cet article fournira une introduction complète et approfondie aux cibles de pulvérisation magnétron, y compris leur définition, leur classification, leurs méthodes de préparation, leurs exigences de performances, leurs domaines d'application et leurs tendances de développement futures.
La cible de pulvérisation magnétron fait référence à un matériau qui est pulvérisé avec des atomes ou des molécules par des particules à haute énergie pendant le processus de pulvérisation magnétron, puis déposé sur un substrat pour former un film mince. Il est généralement composé de substances ayant des compositions chimiques et des structures cristallines spécifiques, telles que des métaux, des alliages, des composés, etc.
Flux de processus du matériau cible de pulvérisation :
Poudre de matière première - fusion de poudre - mélange de poudre - moulage par compression - frittage sous atmosphère - transformation du plastique -traitement thermique- contrôle par ultrasons - découpe à l'eau - traitement mécanique - métallisation - reliure - contrôle par ultrasons - nettoyage par ultrasons - inspection - expédition.
Les significations spécifiques des principaux processus sont les suivantes :
Fusion de poudre : effectuez un frittage préliminaire sous atmosphère sur la poudre de matière première et contrôlez la teneur en gaz de la poudre de matière première.
Mélange de poudre : Le matériau cible a une formule unique qui nécessite un contrôle précis du contenu de chaque composant et une limitation stricte de la teneur en impuretés. Dans le processus de métallurgie des poudres, il est nécessaire de mélanger complètement tous les éléments de manière uniforme, avec une distribution granulométrique uniforme pour éviter la contamination, et de préparer une poudre composite mélangée par des méthodes de traitement spéciales.
Moulage par compression : Le matériau cible préparé par le procédé de métallurgie des poudres nécessite un pré-pressage du matériau en poudre pour en faire un corps vert de densité moyenne. L'uniformité de sa densité et ses défauts internes affectent le rendement du frittage à haute température au stade ultérieur.
Frittage sous atmosphère : le corps vert pré-pressé doit subir un ou plusieurs processus de frittage à haute température. Différentes courbes de température de frittage sont sélectionnées en fonction de différents matériaux, et différents environnements de frittage tels que l'atmosphère et la pression de frittage sont choisis pour préparer des corps cibles à haute densité.
Transformation du plastique : les lingots métalliques doivent subir une déformation plastique importante pour obtenir des dimensions de longueur, de largeur et d'épaisseur suffisantes, et pour provoquer une déformation en traction suffisante des grains internes, générant ainsi suffisamment de dislocations à l'intérieur. Traitement thermique : Après avoir subi une déformation plastique importante, les lingots métalliques sont soumis à des procédés de traitement thermique sélectionnés en fonction des caractéristiques des différents matériaux, entraînant une recristallisation du matériau métallique et une suppression des contraintes internes.
Détection des défauts par ultrasons : une fois le blanc cible traité, des ondes ultrasoniques doivent être utilisées pour inspecter s'il y a des défauts à l'intérieur du matériau. Une fois que le flan cible est lié à la plaque arrière, un scanner à ultrasons à immersion dans l'eau doit être utilisé pour détecter la couche de liaison et vérifier si la zone de liaison répond à la norme.
Traitement mécanique : Le flan cible doit subir un traitement de formage mécanique de précision pour la plaque arrière utilisée en combinaison avec le flan cible. En raison de la coordination précise avec l’équipement de revêtement et de la capacité à résister au refroidissement par eau à haute pression, cela nécessite une précision dimensionnelle et une résistance mécanique extrêmement élevées. La difficulté de traitement est élevée, en particulier pour la plaque arrière avec circuit d'eau à circulation interne. En raison du matériau spécial, le soudage fermé du circuit d'eau est très difficile et nécessite une technologie de soudage spéciale.
Métallisation : Avant de lier l'ébauche cible à la plaque de support, afin d'améliorer les performances de mouillage du matériau cible et du métal entre le matériau cible et la soudure, il est nécessaire d'effectuer un prétraitement sur la surface de liaison pour la recouvrir de une couche de transition.
Liaison : En raison des propriétés physiques ou chimiques limitées du matériau, la plupart des matériaux cibles ne peuvent pas être directement installés et enduits pour être utilisés. Une soudure métallique est nécessaire pour souder et connecter l'ébauche cible à la plaque de support, et le taux de liaison de surface effectif doit atteindre un taux de soudage sur de grandes surfaces supérieur à 95 %. L’ensemble du processus doit être effectué à haute température et haute pression.
Classification des matériaux cibles de pulvérisation magnétron
1. Matériaux cibles métalliques : y compris les matériaux cibles métalliques purs (tels que le cuivre, l'aluminium, le nickel, etc.) et les matériaux cibles en alliage (tels que l'acier inoxydable, l'alliage d'aluminium, etc.).
2. Matériaux cibles composés : tels que les matériaux cibles d'oxyde (tels que le dioxyde de silicium, l'oxyde d'aluminium, etc.), les matériaux cibles de nitrure (tels que le nitrure de silicium, le nitrure d'aluminium, etc.), les matériaux cibles de carbure (tels que le carbure de silicium, le tungstène). carbure, etc.), etc.
3. Matériaux cibles semi-conducteurs: tels que les matériaux cibles en silicium, les matériaux cibles en germanium, etc.
Classé par structure de matériau cible :
1. Matériau cible plat : il a une structure planaire simple et est couramment utilisé dans les équipements de pulvérisation magnétron conventionnels.
2. Matériau cible rotatif : il peut réaliser une rotation continue, améliorer le taux d'utilisation du matériau cible et l'uniformité du film déposé.
Exigences de performances pour les cibles de pulvérisation magnétron :
(1) Pureté
Les matériaux cibles de haute pureté peuvent garantir la pureté et les performances des films minces déposés. Généralement, la pureté du matériau cible doit être supérieure à 99,9 %.
(2) Réduction de la densité
Les matériaux cibles haute densité peuvent réduire la contamination par les particules lors de la pulvérisation et améliorer la qualité et l'uniformité des films minces.
(3) Uniformité de la composition chimique
La composition chimique du matériau cible doit être uniformément répartie pour garantir la stabilité du film déposé.
(4) Structure cristalline
Une structure cristalline appropriée contribue à améliorer l’efficacité de pulvérisation du matériau cible et les performances du film mince.
(5) Précision dimensionnelle et de forme
La taille et la forme du matériau cible doivent répondre aux exigences de l'équipement pour garantir une bonne installation et un bon effet de pulvérisation.
(6) Stabilité thermique
Au cours du processus de pulvérisation cathodique, le matériau cible est soumis à des impacts de particules à haute température et à haute énergie, nécessitant ainsi une bonne stabilité thermique.
(7) Résistance à la corrosion
Le matériau cible doit avoir un certain degré de résistance à la corrosion pour prolonger sa durée de vie.
À l'heure actuelle, avec le développement rapide d'industries telles que l'information électronique et les nouvelles énergies, la demande du marché pour les cibles de pulvérisation magnétron continue de croître. Les cibles de pulvérisation magnétron, en tant que composant essentiel de la technologie de pulvérisation magnétron, ont de larges perspectives d’application dans l’industrie moderne. Avec l'avancement continu de la technologie et le développement continu des industries, les exigences de performance et de qualité des cibles de pulvérisation magnétron continueront également d'augmenter.
Haute performance : avec l'amélioration continue des exigences de performance des films dans les domaines d'application, des exigences plus élevées ont été proposées pour les performances des cibles de pulvérisation magnétron, telles qu'une pureté, une densité, une uniformité plus élevées, etc.
Diversification : avec l'émergence continue de nouveaux domaines d'application, les types et les exigences de performance des cibles de pulvérisation magnétron deviennent également plus diversifiés, comme les nouvelles cibles en matériaux semi-conducteurs, les nouvelles cibles composées, etc.
