Tehnologija magnetronskog raspršivanja je važna tehnika koja se široko koristi za modifikaciju površine materijala i taloženje tankog filma. Kao osnovna komponenta ove tehnologije, performanse i kvalitet meta magnetronskog raspršivanja direktno utiču na karakteristike i primjenu pripremljenih tankih filmova. Ovaj članak će pružiti sveobuhvatan i dubinski uvod u ciljeve magnetronskog raspršivanja, uključujući njihovu definiciju, klasifikaciju, metode pripreme, zahtjeve performansi, područja primjene i buduće trendove razvoja.
Magnetronska meta za raspršivanje odnosi se na materijal koji se raspršuje atomima ili molekulima česticama visoke energije tokom procesa magnetronskog raspršivanja, a zatim se taloži na podlogu kako bi se formirao tanak film. Obično se sastoji od supstanci sa specifičnim hemijskim sastavom i kristalnom strukturom, kao što su metali, legure, jedinjenja itd.
Tok procesa raspršivanja ciljanog materijala:
Sirovi materijal prah - topljenje praha - miješanje praha - kompresijsko oblikovanje - atmosfersko sinteriranje - prerada plastike -termička obrada- ultrazvučno ispitivanje - rezanje vodom - mehanička obrada - metalizacija - vezivanje - ultrazvučno ispitivanje - ultrazvučno čišćenje - pregled - otprema.
Specifična značenja glavnih procesa su sljedeća:
Topljenje praha: izvršite preliminarno atmosfersko sinterovanje na prahu sirovine i kontrolišete sadržaj gasa u prahu sirovine.
Mešanje praha: Ciljni materijal ima jedinstvenu formulu koja zahteva preciznu kontrolu sadržaja svake komponente i strogo ograničenje sadržaja nečistoća. U procesu metalurgije praha potrebno je potpuno ravnomjerno izmiješati sve elemente, sa ravnomjernom distribucijom veličine čestica kako bi se spriječila kontaminacija, te pripremiti miješani kompozitni prah posebnim procesnim metodama.
Kompresijsko oblikovanje: Ciljni materijal pripremljen postupkom metalurgije praha zahtijeva prethodno presovanje praškastog materijala kako bi se dobio zeleno tijelo srednje gustine. Ujednačenost njegove gustine i unutrašnji nedostaci utiču na prinos visokotemperaturnog sinterovanja u kasnijoj fazi.
Atmosfersko sinterovanje: Prethodno presovano zeleno telo treba da prođe jedan ili više procesa sinterovanja na visokim temperaturama. Različite krivulje temperature sinteriranja biraju se prema različitim materijalima, a različita okruženja za sinteriranje, kao što su atmosfera i tlak za sinteriranje, biraju se za pripremu ciljnih tijela visoke gustine.
Plastična obrada: Metalni ingoti moraju proći značajnu plastičnu deformaciju da bi dobili dovoljne dimenzije dužine, širine i debljine i da bi izazvali dovoljnu vlačnu deformaciju unutrašnjih zrna, čime se stvaraju dovoljno dislokacija unutar. Toplinska obrada: Nakon značajne plastične deformacije, metalni ingoti se podvrgavaju procesima termičke obrade koji se biraju na osnovu karakteristika različitih materijala, što rezultira rekristalizacijom metalnog materijala i uklanjanjem unutrašnjih naprezanja.
Ultrazvučna detekcija grešaka: Nakon što se obradi blanko meta, ultrazvučni talasi se moraju koristiti da bi se proverilo da li postoje defekti unutar materijala. Nakon što je ciljni blank vezan za zadnju ploču, potrebno je koristiti ultrazvučni skener za uranjanje u vodu da bi se otkrio vezni sloj i provjerio da li područje vezivanja zadovoljava standard.
Mehanička obrada: Ciljni blank mora proći preciznu mehaničku obradu oblikovanja za stražnju ploču koja se koristi u kombinaciji sa ciljnom slijedom. Zbog precizne koordinacije sa opremom za premazivanje i sposobnosti da izdrži vodeno hlađenje pod visokim pritiskom, zahtijeva izuzetno visoku dimenzionalnu točnost i mehaničku čvrstoću. Poteškoća obrade je velika, posebno za stražnju ploču s unutarnjim cirkulacijskim vodenim krugom. Zbog posebnog materijala, zatvoreno zavarivanje vodenog kruga je vrlo teško i zahtijeva posebnu tehnologiju zavarivanja.
Metalizacija: Prije vezivanja mete za podlogu za podlogu, kako bi se poboljšala svojstva vlaženja ciljnog materijala i metala između ciljnog materijala i lema, potrebno je izvršiti prethodnu obradu površine za spajanje kako bi se premazala prelazni sloj.
Vezivanje: Zbog ograničenih fizičkih ili hemijskih svojstava materijala, većina ciljanih materijala ne može se direktno instalirati i premazati za upotrebu. Metalni lem je neophodan za zavarivanje i povezivanje ciljanog blanka sa podložnom pločom, a efektivna stopa vezivanja površine treba da dostigne brzinu zavarivanja velike površine od preko 95%. Cijeli proces se mora odvijati na visokoj temperaturi i visokom tlaku.
Klasifikacija ciljnih materijala za raspršivanje magneta
1. Metalni ciljni materijali: uključujući čiste metalne ciljne materijale (kao što su bakar, aluminij, nikal, itd.) i legirane ciljne materijale (kao što su nehrđajući čelik, legure aluminija, itd.).
2. Složeni ciljni materijali: kao što su oksidni ciljni materijali (kao što su silicijum dioksid, aluminijum oksid, itd.), nitridni ciljni materijali (kao što su silicijum nitrid, aluminijum nitrid, itd.), karbidni ciljni materijali (kao što su silicijum karbid, volfram karbid, itd.) itd.
3. Poluprovodnički ciljni materijali: kao što su silicijumski ciljni materijali, germanijumski ciljni materijali, itd.
Klasificirano prema strukturi ciljanog materijala:
1. Ravni ciljni materijal: Ima jednostavnu planarnu strukturu i obično se koristi u konvencionalnoj opremi za raspršivanje magnetrona.
2. Rotirajući ciljni materijal: Može postići kontinuiranu rotaciju, poboljšati stopu korištenja ciljanog materijala i ujednačenost nanesenog filma
Zahtjevi performansi za mete magnetronskog raspršivanja:
(1) Čistoća
Ciljni materijali visoke čistoće mogu osigurati čistoću i performanse nanesenih tankih filmova. Generalno, čistoća ciljanog materijala mora biti iznad 99,9%.
(2) Smanjenje gustine
Ciljni materijali visoke gustine mogu smanjiti kontaminaciju česticama tokom raspršivanja i poboljšati kvalitet i ujednačenost tankih filmova.
(3) Ujednačenost hemijskog sastava
Hemijski sastav ciljnog materijala treba biti ravnomjerno raspoređen kako bi se osigurala stabilnost nanesenog filma.
(4) Kristalna struktura
Odgovarajuća kristalna struktura pomaže da se poboljša efikasnost raspršivanja ciljnog materijala i performanse tankog filma.
(5) Preciznost dimenzija i oblika
Veličina i oblik ciljanog materijala treba da zadovoljavaju zahtjeve opreme kako bi se osigurala dobra instalacija i učinak prskanja.
(6) Termička stabilnost
Tokom procesa raspršivanja, ciljni materijal je podvrgnut visokoj temperaturi i udarima čestica visoke energije, što zahtijeva dobru termičku stabilnost.
(7) Otpornost na koroziju
Ciljni materijal treba da ima određeni stepen otpornosti na koroziju da bi produžio svoj životni vek.
Trenutno, sa brzim razvojem industrija kao što su elektronske informacije i nova energija, potražnja tržišta za metama za magnetronsko raspršivanje nastavlja da raste. Magnetronsko raspršivanje mete, kao osnovna komponenta tehnologije magnetronskog raspršivanja, imaju široku perspektivu primjene u modernoj industriji. Uz kontinuirani napredak tehnologije i kontinuirani razvoj industrije, zahtjevi za performansama i kvalitetom za ciljeve magnetronskog raspršivanja će također nastaviti rasti.
Visoke performanse: Uz kontinuirano poboljšanje zahtjeva performansi filma u poljima primjene, postavljeni su viši zahtjevi za performanse ciljeva magnetronskog raspršivanja, kao što su veća čistoća, gustoća, uniformnost, itd.
Diverzifikacija: Uz kontinuiranu pojavu novih područja primjene, tipovi i zahtjevi za performansama meta magnetronskog raspršivanja također postaju raznovrsniji, kao što su nove mete od materijala poluvodiča, nove složene mete, itd.
