Характеристики и требования к керамическим мишеням

Для повышения эффективности распыления и обеспечения качества осаждаемых пленок обширные эксперименты показали, что существуют конкретные требования в отношении керамических целей распыления:

Чистота керамических распылителей значительно влияет на производительность пленки. Более высокая чистота в керамических целевых показателях приводит к улучшению однородности и последовательности в осаждении пленки из партии. С быстрым развитием полупроводниковой промышленности, где размеры силиконовой вафли достигли 12 дюймов, а ширина проводки сократилась до 0,13 дюйма, существуют строгие требования к однородности осажденных пленок. Например, чистота керамических целей должна превышать 4N. Целевые показатели ито (оксида олова Индия), используемые на дисплеях, также требуют высокой чистоты, причем как In2O3, так и Sn2O3 требуют наличия примесей, превышающих 4N. В случае керамических мишеней для магнитных пленок требуется чистота не менее 3N. Основным источником загрязнения для осаждаемых пленок могут служить примеси в пределах распыляющейся цели. Например, ионы щелочных металлов (Na+, K+) могут стать мобильными ионами в изоляционных слоях (SiO2), снижающими эффективность устройств, и их содержание должно быть ниже 0,01 МЛН - 1 (по весу).

1.2 DensityTo уменьшить присутствие поров в керамических распыляющих целей и улучшить производительность пленки, высокая целевая плотность, как правило, требуется. Целевая плотность не только влияет на скорость осаждения во время тления, но и влияет на электрические и оптические свойства тлевых пленок. Более плотные цели приводят к более высокой плотности частиц во время распыления, уменьшению выбросов и улучшению характеристик пленки. Кроме того, повышение целевых показателей#39; плотность и прочность s позволяют ему выдерживать тепловые нагрузки в процессе трения. Таким образом, улучшение целевой плотности является ключевой технологией в производстве керамических распыляющих целей.

1.3 однородность состава и конструкциидля обеспечения однородности испачкаемых пленок, особенно при нанесении сложных крупногабаритных покрытий, крайне важно обеспечить надлежащее однородность состава и структуры распыляющихся мишеней. Это является важным показателем качества керамических целевых показателей. Например, целевые показатели ито требуют единообразного состава In2O3 и SnO2 с соотношением 93:7 или 91:9 (молекулярное соотношение) для обеспечения качества. Микроструктура и#39. Единообразие целевых показателей трения также оказывает существенное воздействие на темпы осаждения, качество пленки и распределение толщины во время трения. Исследования показали, что целевые показатели трения с мелкозернистыми структурами приводят к более высоким показателям осаждения, чем показатели с мелкозернистыми структурами. Поэтому, когда распределение зерна на цели и#39; поверхность s неравномерна, это приводит к неоднородности толщины пленки.

Подготовка керамических распылителей

Производство керамических распылителей осуществляется в соответствии с процессом, описанным на рис. 1. В дополнение к строгому контролю за чистотой и составом сырья и конструкционными размерами формованных материалов, важно контролировать материал и#39; методы формирования и спекания s. Общие методы формования включают сухое прессование и холодное изостатическое прессование. Сухое прессование может сталкиваться с проблемами при производстве крупных оптовых целей, с такими проблемами, как износ плесени, сложная обработка, неравномерная целевая плотность, а также потенциал растрескивания и обмана. Холодные изостатические прессования, с другой стороны, имеют преимущества в производстве высокой плотности благодаря удобству изготовления пресс-форм, но требования к высокой чистоте для керамических целей могут потребовать добавления спекающих средств. С помощью этого метода спекание происходит при высоких температурах (в условиях чистой кислородной атмосферы), что приводит к тому, что ито керамические распылительные цели с видимой плотностью достигает 95% теоретической плотности. В процессе формования решающим фактором является также предформовочное давление. Низкое предформовочное давление приводит к снижению целевой плотности, что является благоприятным для спекания, но это снижает механическую прочность и может привести к переломам, которые не способствуют тонким пленочным процессам.

Спекание керамических мишеней, как правило, достигается с помощью таких методов, как беспечное спекание под давлением, горячее изостатическое прессование и контролируемое спекание атмосферы. Среди них горячее изостатическое прессование сочетает в себе преимущества горячего прессования и изостатического прессования. Этот метод предполагает применение давления на порошок в термопластическом состоянии, что приводит к низкой устойчивости к деформации, сокращению времени формования и улучшению контроля за ростом зерна. Это основной метод производства высокоплотных керамических распылителей. Однако этот метод требует дорогостоящего оборудования и имеет ограниченную производительность. Спекание материалов, не содержащих оксидов, таких как Si3N4 и SiC, проводится в атмосфере азота и инертного газа для предотвращения окисления.

Температура спекания, скорость нагрева, скорость охлаждения и атмосфера спекания-все это важнейшие факторы, влияющие на целевые показатели. Чрезмерно высокие температуры спекания могут привести к таянию или чрезмерному спеканию определенных веществ в пределах цели, что повлияет на последующую обработку кислорода и фазовые переходы. И наоборот, спекание при слишком низкой температуре может привести к проблемам целевой уплотнения. Медленные процессы охлаждения и расширенная высокотемпературная обработка атмосферы могут эффективно улучшить качество высокотемпературных сверхпроводных целей YBCO, предотвращая такие проблемы, как неполное спекание из-за фазовых переходов, деформация цели, тонкая трещина на поверхности цели и даже трещины цели. Исследователи из пекинского общего исследовательского института цветных металлов, например, использовали предформовочные давления 20-40 мпа/см2, спекающие температуры 950-980 градусов в течение 10-15 часов, и медленную скорость охлаждения 5 градусов в минуту, чтобы получить хорошо работающие высокотемпературные сверхпроводящие цели YBCO.

Подготовка керамической навозной жижи требует использования высокопрочных бусин оксида циркония в связи с длительным временем измельчения на песчаной мельнице.