Comment faire une cible de pulvérisation ?

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Les cibles de pulvérisation sont des matériaux utilisés pour le dépôt de couches minces.
La technologie de pulvérisation est utilisée pour pulvériser des atomes ou des molécules de matériaux à partir de cibles solides, puis former des films minces sur des substrats.
Les cibles de pulvérisation sont largement utilisées dans les industries de l’électronique et de l’information, notamment les puces à semi-conducteurs, les cellules solaires, les écrans plats, le stockage d’informations et d’autres domaines.

Magnetron sputtering
Principe de fonctionnement de la pulvérisation magnétron

Flux de processus cible de pulvérisation cathodique

Poudre de matière première–fusion de poudre–mélange de poudre–moulage par pressage–frittage d’atmosphère–traitement du plastique–traitement thermique–détection de défauts par ultrasons–découpe à l’eau–usinage–métallisation–liaison–contrôle par ultrasons–nettoyage par ultrasons–inspection–expédition.

Parmi eux, les significations spécifiques des principaux processus sont les suivantes :

Fusion des poudres : la poudre de la matière première est soumise à un frittage préalable sous atmosphère pour contrôler la teneur en gaz de la poudre de matière première.

Mélange de poudre : le matériau cible a une formule unique, et la teneur de chaque composant doit être contrôlée avec précision, et la teneur en impuretés doit être strictement limitée.
Dans le processus de métallurgie des poudres, il est nécessaire de mélanger complètement les éléments uniformément, et la distribution granulométrique est uniforme pour éviter la pollution, et une poudre composite mélangée doit être préparée par des moyens de processus spéciaux.

Moulage par pressage : le matériau cible préparé par le processus de métallurgie des poudres doit pré-presser le matériau en poudre pour en faire un corps vert de densité moyenne.
Sa densité, son uniformité et ses défauts internes affectent le rendement du frittage à haute température dans la dernière étape.

Frittage sous atmosphère : Le corps vert pré-pressé doit subir un ou plusieurs frittages 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 de frittage et la pression de frittage, sont sélectionnés pour préparer des ébauches cibles à haute densité.

Transformation des matières plastiques : La billette métallique doit subir une grande déformation plastique pour obtenir des dimensions suffisantes de longueur, de largeur et d’épaisseur, et pour permettre aux grains internes de subir une déformation de traction suffisante, générant ainsi suffisamment de dislocations à l’intérieur.
 Traitement thermique : Après que la billette métallique ait subi une grande déformation plastique, le processus de traitement thermique est sélectionné en fonction des caractéristiques des différents matériaux, de sorte que le matériau métallique puisse être recristallisé et que les contraintes internes du matériau puissent être éliminées.

Détection de défauts par ultrasons : Une fois l’ébauche cible traitée, des ondes ultrasonores doivent être utilisées pour vérifier s’il y a des défauts à l’intérieur du matériau.
Une fois que l’ébauche cible est collée à la plaque arrière, un scanner à ultrasons à immersion dans l’eau doit être utilisé pour détecter la couche de liaison afin de vérifier si la zone de liaison répond à la norme.

Traitement mécanique : L’ébauche cible doit être traitée par un formage mécanique précis.
La plaque arrière utilisée en combinaison avec l’ébauche cible doit avoir une précision dimensionnelle et une résistance mécanique extrêmement élevées en raison de sa coordination précise avec l’équipement de revêtement et de son refroidissement par eau à haute pression.
La difficulté de traitement est relativement élevée, en particulier pour la plaque arrière avec un canal d’eau à circulation interne.
En raison de la particularité du matériau, le soudage fermé du canal d’eau est très difficile et nécessite un processus de soudage spécial.

Métallisation: Avant que l’ébauche cible et la plaque arrière ne soient liées, afin d’améliorer les propriétés de mouillage du métal du matériau cible et du matériau cible et de la soudure, la surface de soudage doit être prétraitée de manière à ce qu’une couche de transition soit plaquée sur la surface.

Liaison: La plupart des matériaux cibles ne peuvent pas être installés directement pour le revêtement en raison des propriétés physiques ou chimiques du matériau.
Une soudure métallique est nécessaire pour souder l’ébauche cible et la plaque arrière ensemble, et le taux de liaison effectif de la surface doit atteindre une grande surface de soudage supérieure à 95%.
L’ensemble du processus doit être effectué à haute température et sous haute pression.

Zinc aluminum alloy (ZnAl)tube Sputtering Targets - VIMATERIAL
Cibles de pulvérisation cathodique rotative

CIBLE DE PULVÉRISATION - PROCESSUS DE FABRICATION

Le processus de fabrication des cibles commence par une conception unique du processus, adaptée aux performances et aux exigences de l’application en aval prévue. Ce processus implique une déformation plastique et un traitement thermique répétés, suivis d’un traitement mécanique, d’un nettoyage, d’un séchage et d’un emballage sous vide.

Les principales méthodes de préparation des cibles de pulvérisation comprennent actuellement le processus de moulage et le processus de métallurgie des poudres.

Processus de préparationCaractéristiques générales du type
Fusion et couléeFusion par induction sous vide
Fusion à l’arc sous vide
Fusion par bombardement d’électrons sous vide
Par rapport à la méthode des poudres, les cibles d’alliage produites par fusion présentent une teneur en impuretés plus faible, notamment en termes d’impuretés gazeuses, et se caractérisent par une énergie et une densité élevées. Toutefois, pour les alliages comprenant des métaux dont les points de fusion et les densités sont très différents, il est généralement difficile d’obtenir une composition uniforme dans les cibles d’alliage fondues.
Procédé de métallurgie des poudresPressage à chaud
Pressage à chaud sous vide
Pression isostatique à chaud (HIP)
Cette méthode facilite l’obtention d’une structure uniforme à grains fins, tout en préservant les matières premières et en améliorant l’efficacité de la production. Les facteurs critiques sont les suivants : sélection d’une poudre ultrafine de haute pureté comme matière première ; utilisation de technologies de formage et de frittage capables de densifier rapidement pour garantir la faible porosité de la cible et contrôler la taille des particules de cristallisation ; et contrôle rigoureux de l’introduction d’éléments d’impureté au cours du processus de préparation.
Processus d’extrusionExtrusion à chaud
Extrusion à froid
Principalement
utilisé pour préparer des cibles rotatives en métal et en alliage avec une bonne plasticité, telles que l’alliage aluminium-cuivre-zinc-nickel-chrome.
Procédé de pulvérisation plasmavide
Stabilité de l’eau
Stabilité des gaz
Principalement
utilisé pour préparer des cibles métalliques et céramiques en alliage cassants, telles que le chrome métallique, le silicium, l’alliage d’aluminium au silicium, l’oxyde et d’autres cibles rotatives.

VI HALBLEITERMATERIAL GmbH propose une gamme étendue de matériaux cibles de pulvérisation de haute pureté et de haute performance, disponibles dans différentes formes et compositions. Notre inventaire comprend des cibles de pulvérisation circulaires, des cibles de pulvérisation rectangulaires, des cibles de pulvérisation triangulaires, des cibles de pulvérisation planes, des cibles de pulvérisation rotatives et des cibles de pulvérisation annulaire, avec des puretés allant de 99,0 % à 99,9999 %.

Il est possible de fabriquer sur mesure la plupart des cibles de pulvérisation à n’importe quelle forme et taille, sur la base des dessins fournis. Pour les cibles de pulvérisation avec des contraintes techniques sur la taille maximale d’une seule pièce, les segments peuvent être assemblés à l’aide d’assemblages bout à bout ou inclinés pour former une cible de pulvérisation multi-segments.

Si les matériaux/spécifications des cibles de pulvérisation ne figurent pas dans la liste, nous vous invitons à nous contacter.

Qu’est-ce que nous pouvons vous offrir ?

Métal Alliage Oxyde Céramique (non oxydée) Chalcogénure Métal précieux Terre rare Halogénure Composé
Al AlCo Al₂O₃ AlN Bi₂Te₃ Ag Ce CsI ATO
Ba AlCr AlON B₄C BiSbTe AgCr CeGd EnF₃ AZO
Bi AlCu CdO BN BiSbSe AgCu CeSm LiF FTO
Co AlMg Cu₂O Cr₂AlC CdS Au Er MgF₂ IGZO
Cu AlNi Fe₃O₄ CrSi₂ FeS Ir Gd PbCl₂ ITO
Fe AlSi Ga₂O₃ GaN GeS₂ IrMn La YbF₃ IZO
Ge CoCr HfO₂ MgSi₂ MoS₂ Pd La₂O₃ KF YSZ
Hf CrNb En₂O₃ Mo₂C MoSe₂ PdAg La₂Zr₂O₇ ZnF₂ ZTO
En CrSiAl Li₂O MoSi₂ NbSe₂ PdNi LaB₆ MoCl₅ BaTiO₃
Li CuSn MoO₃ NbN SnS₂ Pt Sm NbCl₅ BaVO₃
Mg CuZn Nb₂O₅ Si₃N₄ ZnS Rh SmB₆ ZrF₄ BiFeO₃
Mn FeCrAl NiO SiC CdTe Ru SmCo BiVO₄
Mo MoNb Sb₂O₅ TaC ZnSe Tm KNbO₃
NbMoTaSiOTaNZnTe Y Li₃PO₄
NiMoWSiO₂Ti₃SiC₂CaSe Yb LiCoPO₄
SbNbTiSnO₂TiB₂FeSe Yb₂O₃ LiSiO₄
ScNbZrTa₂O₅TiNCu₂Te YBCO LiFePO₄
SeNiAlTiOxVNCuTe YPO₄ MgTiO₃
SiNiCrV₂O₅VSi₂NiTe MgSiO₃
SnNiFeZnOWCMoTe₂ SrTiO₃
TaNiSiZrO₂WSi₂… SrNbO₃
TeNiVZrB₂ ZnTiO₃
TiSiFe ZrC ZrNbO₃
VTiAlSi
WTiZr
ZnWRe
ZrWTi
ZnSn

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