1) La théorie de la pulvérisation magnétron.
Des aimants permanents intégrés dans la surface du matériau cible créent un champ magnétique de 250 à 350 gauss, qui est combiné au champ électrique haute tension pour créer un champ électromagnétique orthogonal dans le pôle cible pulvérisé (cathode) et l'anode. Cela se fait dans une chambre à vide poussé remplie du gaz inerte nécessaire (généralement du gaz Ar). La cible est ajoutée avec une certaine quantité de haute tension négative, les électrons de la cible sont soumis à l'action du champ magnétique et de l'ionisation. du gaz de travail augmente. Un plasma à haute densité se forme alors près de la cathode, où les ions Ar sont accélérés sous l'influence de la force de Lorentz et volent vers la surface cible, bombardant la surface cible avec une particule à très haute énergie. la cible respecte le principe de conversion de l'impulsion avec un haut degré de précision En utilisant le principe de conversion de l'énergie cinétique, les atomes pulvérisés sur la cible s'envolent de la surface et vers le substrat pour déposer une couche. La pulvérisation magnétron est souvent séparée en deux types : la pulvérisation CC et la pulvérisation RF. L'équipement de pulvérisation CC fonctionne de manière simple et pulvérise les métaux à un rythme rapide. Contrairement à la pulvérisation réactive, qui est utilisée pour créer des matériaux composés, notamment des oxydes, des nitrures et des carbures, la pulvérisation RF a un plus large éventail d'utilisations et peut pulvériser des matériaux non conducteurs en plus de ceux électriquement conducteurs. Lorsque la fréquence RF est élevée, le processus se transforme en pulvérisation plasma micro-ondes. De nos jours, la pulvérisation plasma micro-onde de type résonance cyclotronique électronique (RCE) est la plus utilisée.
2) Types de cibles de pulvérisation magnétron.
Les cibles pour la pulvérisation de métal, d'alliage et de céramique comprennent les cibles de revêtement de pulvérisation de métal, d'alliage et de céramique, ainsi que les cibles de pulvérisation en céramique de borure, les cibles de pulvérisation en céramique de carbure, les cibles de pulvérisation en céramique de fluorure, les cibles de pulvérisation en céramique de nitrure, les cibles en céramique d'oxyde, la pulvérisation en céramique de séléniure cibles, cibles de pulvérisation de céramique de siliciure, pulvérisation de céramique de sulfure (InAs).
Voix de l'éditeur, [2] Domaines d'application
Nous savons tous que la tendance de développement de la technologie des couches minces de l'industrie des applications en aval et la tendance de développement de la technologie des matériaux cibles sont étroitement liées, de sorte que, à mesure que l'industrie des applications fait progresser la technologie des composants ou des produits à couches minces, la technologie des matériaux cibles devrait également progresser. producteurs de Ic, à titre d'illustration. Récemment axé sur le développement de câblages en cuivre à faible résistivité, il est prévu que dans quelques années, le film d'aluminium d'origine sera largement remplacé, ce qui nécessitera le développement urgent de cibles en cuivre et du matériau cible de la couche barrière nécessaire. En outre, le marché original des écrans d'ordinateur et de la télévision à tube cathodique (CRT) a été largement supplanté par les écrans plats (FPD) ces dernières années, ce qui augmentera également considérablement le marché et la demande technologique pour les cibles ITO. De plus, dans la technologie de stockage. La demande de disques durs haute densité et haute capacité et de disques optiques réinscriptibles haute densité est en hausse. La demande de matériaux cibles dans le secteur des applications a changé en raison de tout cela. Les principales applications des matériaux cibles seront abordées dans les sections qui suivent, ainsi que les tendances de développement de ces applications.
3）Microélectronique
De toutes les industries d'application, l'industrie des semi-conducteurs a les normes de qualité les plus strictes pour les films de pulvérisation cible. Actuellement, des tranches de silicium jusqu'à 12 pouces de long (300 épitodes) sont produites, bien que les largeurs de connexion deviennent plus étroites. Les cibles produites doivent avoir une meilleure microstructure en raison des exigences des fabricants de plaquettes de silicium pour de grandes tailles, une grande pureté, une ségrégation réduite et des grains fins. Un facteur significatif influençant la vitesse à laquelle le film est déposé s'est avéré être l'homogénéité de la cible et le diamètre des particules cristallines. De plus, la pureté de la cible a un impact significatif sur la pureté du film. Une pureté cible de 99,995 % (4N5) de cuivre aurait pu être suffisante dans le passé pour satisfaire les besoins des fabricants de semi-conducteurs pour le {{10} }.35pm, mais le processus 0.25um d'aujourd'hui et même le processus artistique 0.18um pour les appareils non mesurés nécessitent une pureté cible de 5 ou même 6N ou plus. Le cuivre a une résistivité plus faible à respecter et une résistance à l'électromigration plus forte que l'aluminium ! L'approche conductrice nécessite un fil submicronique inférieur à 0,25 µm, mais elle présente également des inconvénients supplémentaires, comme la faible liaison du cuivre aux diélectriques organiques. Et réponse rapide, provoquant la corrosion et la rupture de la ligne de connexion en cuivre de la puce. Il est nécessaire de créer une couche barrière entre le cuivre et la couche diélectrique afin de résoudre ces problèmes. La majorité des matériaux de couche de blocage ont des points de fusion élevés et des résistivités élevées pour le métal et ses composés, ce qui se traduit par une épaisseur de couche inférieure à 50 nm et une adhérence efficace entre le cuivre et les matériaux diélectriques. La connectivité du matériau de la couche de blocage entre le cuivre et l'aluminium est distincte. Il est nécessaire de créer de nouveaux matériaux cibles. connectivité du cuivre entre la couche bloquante et les matériaux cibles Ta, W, TaSi, WSi, etc. Pourtant les métaux réfractaires Ta et W existent. Compte tenu de la difficulté de production, les chercheurs étudient actuellement d'autres matériaux, notamment le molybdène, le chrome et l'or de Taiwan.
4）Pour illustrer
Le marché des écrans d'ordinateur et des téléviseurs a été considérablement impacté par les écrans plats (FPD), principalement sous la forme de tubes à rayons cathodiques (CRT), qui augmenteront également le besoin technique et commercial de cibles ITO. Les cibles iTO se déclinent de nos jours en deux variétés différentes. L'une consiste à utiliser une cible d'alliage indium-étain, tandis que l'autre implique le mélange et la poudre d'oxyde d'indium et d'oxyde d'étain à l'état nanométrique fritté. En utilisant la pulvérisation réactive CC, des cibles en alliage d'indium-étain peuvent être utilisées pour les films minces ITO, mais la surface cible s'oxydera et affectera le taux de pulvérisation, et il est difficile de trouver des cibles d'or de grande taille à Taiwan.
De nos jours, le procédé de revêtement par pulvérisation réactive L-IRF est généralement utilisé pour créer des cibles ITO. La vitesse de dépôt est rapide. Et peut gérer avec précision l'épaisseur du film, sa conductivité élevée, sa bonne uniformité et sa forte adhérence au substrat, entre autres propriétés. Cependant, la production du matériau cible est confrontée à des défis car il est difficile de fritter ensemble l'oxyde d'indium et l'oxyde d'étain. Souvent utilisés comme additifs de frittage, ZrO2, Bi2O3 et CeO peuvent produire des cibles avec des densités comprises entre 93 % et 98 % de la valeur théorique. Les additifs ont un impact significatif sur le fonctionnement des films ITO fabriqués de cette manière. Le Bi2O3, qui fond à 820 degrés et a déjà commencé à se vaporiser au-delà de la température de frittage de 500 degrés, est utilisé comme additif par les scientifiques japonais. Cela permet de produire une cible d'ITO relativement pure lors de l'utilisation d'un frittage en phase liquide. De plus, la procédure préalable est simplifiée par le fait que la matière première d'oxyde nécessaire ne doit pas nécessairement être des nanoparticules. Dans le "guide de développement prioritaire actuel des domaines importants de l'industrie de l'information" publié en 2000 par la Commission nationale de planification du développement et le ministère de la Science et de la Technologie, le matériel cible majeur de l'ITO est également mentionné.
5) pour tenir
Le film composite multicouche CoFCu est une structure de film magnétorésistif géant populaire de nos jours. Dans le domaine de la technologie de stockage, le développement de disques durs haute densité et haute capacité exige un nombre important de matériaux de films magnétorésistifs géants. Les disques magnétiques fabriqués à partir du matériau cible en alliage TbFeCo, qui est toujours en cours de développement, ont une capacité de stockage élevée, une longue durée de vie et la possibilité d'être essuyés à plusieurs reprises sans contact. TbFeCo/Ta et TbFeCo/Al forment les couches de la structure de film composite utilisée dans les disques magnétiques d'aujourd'hui. L'angle de rotation Kerr de la structure TbFeCo/AI peut atteindre 58 tandis que celui de TbFeCoffa peut être aussi bas que 0.8. Il a été découvert que la faible perméabilité magnétique du matériau cible et la tension de décharge partielle CA élevée agissent comme des résistances électriques.
Les mémoires à changement de phase (PCM) basées sur le tellurure de germanium et d'antimoine ont démontré un potentiel commercial important en tant que technologie de mémoire de remplacement pour le flash de type NOR et en tant que composant du marché des DRAM. Cependant, l'un des obstacles à une mise à l'échelle plus rapide est le manque de cellules entièrement hermétiques qui peuvent être produites pour réduire davantage le courant de réinitialisation. Pour le consommateur d'aujourd'hui centré sur les données et hautement portable, des courants de réinitialisation plus faibles peuvent augmenter la bande passante des données, prolonger la durée de vie de la batterie et réduire la consommation d'énergie de la mémoire.
