Κοινό Πρόβλημα
-
Στην πραγματική παραγωγή, πολλοί τελικοί-χρήστες αντιμετωπίζουν ένα τυπικό πρόβλημα:
* Συχνό τόξο κατά την εκτόξευση
* Αυξημένο μέγεθος σωματιδίων στο φιλμ
* Ασταθής ρυθμός σχηματισμού φιλμ
* Χαμηλή αξιοποίηση στόχου
* Μη φυσιολογικό ράγισμα στην επιφάνεια στόχο
* Κακή συνοχή φιλμ -
Η πρώτη αντίδραση πολλών πελατών είναι να προσαρμόσουν τις παραμέτρους του εξοπλισμού, αλλά η πραγματικότητα είναι:
Πάνω από το 60% των μη φυσιολογικών προβλημάτων sputtering δεν προέρχονται από τον εξοπλισμό, αλλά από τον ίδιο τον στόχο sputtering.
Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για στόχους ζιρκονίου, των οποίων οι αντιδραστικές μεταλλικές ιδιότητες τους καθιστούν εξαιρετικά ευαίσθητους στην καθαρότητα, τη μικροδομή και τις διαδικασίες κατασκευής.
Αυτό το άρθρο θα αναλύσει αρκετούς βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητα των στόχων ζιρκονίου κατά την εκτόξευση από την άποψη της μηχανικής υλικών.
-
Η αγνότητα δεν είναι απλώς ένα «παιχνίδι αριθμών».
Οι κοινοί στόχοι επιμετάλλωσης ζιρκονίου στην αγορά έχουν τις ακόλουθες καθαρότητες:
* Zr 99,5%
* Zr 99,9%
* Zr 99,95%
* Zr 99,99%
Πολλοί αγοραστές πιστεύουν:
«Όσο μεγαλύτερη είναι η καθαρότητα, τόσο το καλύτερο».
Αλλά αυτό δεν ισχύει.
Αυτό που πραγματικά επηρεάζει τη σταθερότητα της εκτόξευσης δεν είναι μόνο η συνολική καθαρότητα, αλλά και η ικανότητα ελέγχου βασικών στοιχείων ακαθαρσίας όπως:
* Οξυγόνο (Ο)
* Άζωτο (N)
* Άνθρακας (C)
* Σίδηρος (Fe)
* Χάφνιο (Hf)
και άλλα κρίσιμα στοιχεία ακαθαρσίας.
II. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει τη σταθερότητα του στόχου ζιρκονίου
Το ζιρκόνιο είναι ένα μέταλλο υψηλής αντίδρασης και είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στο οξυγόνο.
Εάν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο σε έναν στόχο ζιρκονίου είναι πολύ υψηλή, θα οδηγήσει σε:
* Σχηματισμός εντοπισμένων μονωτικών φάσεων
* Στόχευση επιφανειακής συσσώρευσης φορτίου
* Αυξημένη μη φυσιολογική έκκριση
* Αυξημένη συχνότητα τόξου
Τελικά εκδηλώνεται ως:
* Αυξημένος αριθμός σωματιδίων φιλμ
* Μειωμένη απόδοση
* Αυξημένη μόλυνση της κοιλότητας
Αυτό το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα έντονο στις διεργασίες DC Magnetron Sputtering.
Επομένως, για εφαρμογές λεπτής μεμβράνης υψηλού-τελικού:
* Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο συνήθως πρέπει να ελέγχεται κάτω από 1000 ppm
* Ορισμένες εφαρμογές υψηλής-τελικής απαιτούν ακόμη και κάτω από 300 ppm
Αυτός είναι επίσης ο λόγος:
Οι στόχοι ζιρκονίου με την ίδια ονομαστική καθαρότητα 99,9% μπορούν να έχουν πολύ διαφορετική πραγματική διάρκεια ζωής και σταθερότητα κατά την εκτόξευση.
II. Η δομή του κόκκου καθορίζει την ομοιομορφία του φιλμ
Πολλοί πελάτες επικεντρώνονται μόνο στη χημική σύνθεση αλλά παραμελούν τη μικροδομή.
Στην πραγματικότητα:
Το μέγεθος των κόκκων και η ομοιομορφία της μικροδομής επηρεάζουν άμεσα την κατανομή του ρυθμού εκτόξευσης.
Εάν οι κόκκοι είναι χονδροειδείς ή έχουν σημαντική υφή:
Αυτό θα οδηγήσει σε:
* Ασυνεπή ποσοστά εκτόξευσης σε ορισμένες περιοχές
* Ανώμαλη διάβρωση στόχου
* Μη φυσιολογική φθορά σε περιοχές μαγνητικού πεδίου
* Επιδεινωμένη ομοιομορφία πάχους φιλμ
Αυτό το εφέ είναι ακόμη πιο έντονο για-περιστρεφόμενους στόχους μεγάλου μεγέθους.
IV. Γιατί οι στόχοι ζιρκονίου υψηλής-πυκνότητας είναι πιο σταθεροί;
Το εσωτερικό πορώδες στο υλικό στόχο είναι πηγή πολλών ανωμαλιών.
Οι στόχοι ζιρκονίου χαμηλής-πυκνότητας συνήθως παρουσιάζουν:
* Μικροπορώδες
* Υπολειμματικό αέριο
* Τοπική συσσώρευση θερμότητας
Υπό συνθήκες υψηλής-ισχύς:
Αυτές οι περιοχές είναι επιρρεπείς στην ανάπτυξη:
* Μικρο-εκφόρτιση
* Θερμική πυρόλυση
* Τοπική απολέπιση
Επομένως, οι στόχοι ζιρκονίου υψηλού-τελικού συνήθως χρησιμοποιούν:
* Αναστολή κενού (VAR)
* Διαδικασία θερμής σφυρηλάτησης
* HIP (Καυτό ισοστατικό πάτημα)
για τη βελτίωση της πυκνότητας του υλικού.
Υψηλής ποιότητας-στόχοι ζιρκονίου στον κλάδο:
Συνήθως απαιτούνται:
* Σχετική πυκνότητα Μεγαλύτερη ή ίση με 99% θεωρητική πυκνότητα
Διαφορετικά, ακόμη και αν η εκτόξευση είναι επιτυχής αρχικά, είναι πιθανό να προκύψουν προβλήματα σταθερότητας αργότερα.
V. Η διαδικασία συγκόλλησης συχνά υποτιμάται
Πολλοί πελάτες εστιάζουν στο σώμα-στόχο, αλλά παραμελούν τη συγκόλληση του κάτω φύλλου.
Στην πραγματικότητα:
Η αποτυχία στόχου συχνά δεν είναι «υλικό πρόβλημα», αλλά «πρόβλημα θερμικής διαχείρισης».
Εάν το συνδετικό στρώμα έχει:
* Κενά
* Τοπική αποκόλληση
* Ανομοιόμορφη θερμική αγωγιμότητα
Αυτό θα οδηγήσει σε:
* Τοπική αύξηση θερμοκρασίας στην επιφάνεια στόχο
* Συγκέντρωση θερμικής καταπόνησης
Αυξημένος κίνδυνος ρωγμών
Οι συνήθεις μέθοδοι συγκόλλησης περιλαμβάνουν:
Χαρακτηριστικά Διαδικασίας
Συγκόλληση ινδίου: Καλή θερμική αγωγιμότητα, κατάλληλη για διεργασίες χαμηλών-θερμοκρασιών
Συγκόλληση ελαστομερούς: Ισχυρή ικανότητα ρυθμιστικής πίεσης
Συγκόλληση διάχυσης: Υψηλή αντοχή συγκόλλησης, κατάλληλη για εφαρμογές υψηλής ισχύος-
Διαφορετικές συνθήκες εξοπλισμού και ισχύος έχουν εντελώς διαφορετικές απαιτήσεις για συστήματα συγκόλλησης.
Σύναψη
Για διεργασίες PVD:
Οι στόχοι εκτόξευσης ζιρκονίου δεν είναι απλώς «αναλώσιμα».
Ουσιαστικά είναι:
βασικά υλικά που επηρεάζουν την ποιότητα του φιλμ, τη σταθερότητα του εξοπλισμού και την απόδοση παραγωγής.
Πραγματικά σταθεροί στόχοι επιμετάλλωσης ζιρκονίου βασίζονται σε:
* Έλεγχος καθαρότητας υλικού
* Σχεδιασμός μικροδομής
* Διαδικασία πύκνωσης
* Δυνατότητες θερμικής διαχείρισης
* Ένα πλήρες σύστημα ποιότητας
Για τελικούς-χρήστες:
Κατά την αγορά στόχων εκτόξευσης ζιρκονίου, η τιμή δεν θα πρέπει να αποτελεί το μοναδικό κριτήριο.
Εστιάστε περισσότερο σε:
Εάν ο στόχος sputtering μπορεί να υποστηρίξει σταθερά το παράθυρο της διαδικασίας σας μακροπρόθεσμα.
Η Κίνα είναι ο μοναδικός-κατασκευαστής εξατομικευμένων στόχων sputtering
Τα προϊόντα μας διαθέτουν χαμηλότερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο, υψηλότερη καθαρότητα, πιο ομοιόμορφη μικροδομή, μεγαλύτερους περιστρεφόμενους στόχους και υψηλότερους ρυθμούς χρήσης.
Προσφέρουν σταθερό έλεγχο σε: τη διαδικασία τήξης, τη μικροδομή, τη διαδικασία συγκόλλησης και τα εξαιρετικά-υψηλά επίπεδα ακαθαρσίας.