Das Sputtertarget ist eine physikalische Gasphasenabscheidungstechnologie. Es handelt sich um einen Prozess, bei dem die von einer Ionenquelle erzeugten Ionen beschleunigt und in einem Vakuum gesammelt werden, um einen Hochgeschwindigkeits-Ionenstrahl zu bilden, der die feste Oberfläche bombardiert. Die Ionen tauschen kinetische Energie mit den Atomen auf der Festkörperoberfläche aus, wodurch die Atome auf der Festkörperoberfläche den Festkörper verlassen und sich auf der Substratoberfläche ablagern.
Um zu verhindern, dass spröde Metalle, Legierungen, Oxide und andere leicht zu brechende Materialien während des Gebrauchs brechen, können wir unseren Kunden gezielte Klebedienstleistungen anbieten. Das Target wird an eine Kupferträgerplatte gebunden. Neben dem Schutz des Ziels vor versehentlichem Bruch während des Transports oder der Handhabung kann es auch eine gute Kühlung und einen guten elektrischen Kontakt des Ziels gewährleisten und das Problem der unzureichenden mechanischen Festigkeit bei der Verwendung des Ziels verbessern oder das Problem des begrenzten großen Ziels lösen.
Die für die Target-Verklebung verwendeten Trägerplatten sind in der Regel Kupfer, Titan, Molybdän und Edelstahl. Die Trägerplatte stützt das Target während des Sputterns, um ein Reißen des Targets während des Sputterns zu verhindern und die Auslastung und Lebensdauer des Targets zu verbessern.
Die VI HALBLEITERMATERIAL GmbH (VIMATERIAL) bietet Dienstleistungen im Sputter-Target-Bonding mit drei Hauptmodi an: Kleben, Lötkleben und Hochtemperaturschweißen. Unser typischer Ansatz ist die Löttechnik, bei der das Metall Indium als Lot und Kupfer für die Rückplatte verwendet wird.
Bonding-Bereich: Metalltarget, Keramiktarget, Legierungstarget, rotierendes Target, flaches Target, rundes Target, speziell geformtes Target.
Die Klebematerialien können je nach Zielmaterial variieren. Wir bitten um Anfragen für spezielle Anforderungen.
Haupt-Target-Bonding-Modi von Targets
1. Klebstoff-Kombination
Die Silberklebetechnik ist eine kostengünstige Technologie. Das Verfahren besteht darin, das Target mit einem speziellen wärmeleitenden und elektrisch leitfähigen Epoxidharz mit der Backplane zu verbinden.
Diese Technologie erfordert eine Behandlung der Oberfläche des Targets und der Backplane. Das geklebte Ziel hat eine geringe Eigenspannung und ist leicht nachzubearbeiten. Der thermische Widerstand des Tangentenpunkts ist relativ groß, was die Leistungsdichte und die Abscheidungsrate des Sputtertargets begrenzt. Diese Methode funktioniert nicht gut.
2. Lötverklebung
Im Vergleich zur Silberklebung weist die Lötverklebung einen geringeren thermischen Widerstand auf und kann daher mit höheren Abscheideraten betrieben werden. Ein gebräuchlicher Lötfüllstoff ist Indium, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und einen Elastizitätsmodul aufweist, wodurch die Eigenspannung nach dem Verkleben reduziert werden kann. Sein niedriger Schmelzpunkt vereinfacht zudem die Nacharbeit der Verklebung und ermöglicht die Wiederverwendung der Backplane. Der Klebeprozess kann an der Luft durchgeführt werden, wodurch die Klebekosten gesenkt werden.
Da Indiummetall jedoch nicht leicht in die Kupfer-Backplane und das Target einzudringen ist, ist es leicht, das Target fallen zu lassen, was eine Ultraschallpenetration von Metall-Indium in die Backplane und das Target erfordert. Dies ist in den letzten Jahren eine gängige hocheffiziente und kostengünstige Methode.
3. Hochtemperatur-Schweißen
Das Hochtemperaturschweißen ist eine Technik, die Löten und Diffusionsschweißen kombiniert. Er muss über 500 °C betrieben werden und erfordert einen Vakuum- oder Regler mit kontrollierter Atmosphäre. Das Löten wird erreicht, indem die Lötlegierung an der Verbindung aufgeschmolzen wird, um eine Verbindung zu bilden. Anstelle der Verwendung von Zusatzstoffen wird beim Schweißen eine Verklebung erreicht, indem die Trägerplatte bei hohem Druck auf eine Temperatur erhitzt wird, die mit dem Zielmaterial interdiffusioniert.
Diese Struktur hat einen niedrigen Wärmewiderstand, der in der Regel nahe oder niedriger als der Wärmewiderstand der Grundlegierung ist, und ermöglicht eine höhere Leistungsdichte. Diese Methode ist jedoch kostspielig.
LEISTUNGSANFORDERUNGEN AN DIE KLEBESCHICHT
Wärmeleitfähigkeit:
Beim Magnetron-Sputtern beschießen hochenergetische Ionen die Oberfläche des Targets und erzeugen dabei erhebliche Hitze. Eine ineffiziente Wärmeableitung kann zu einem raschen Temperaturanstieg im Targetmaterial führen, was Probleme wie das Auslöten des Targets, Schmelzen und eine Überhitzung der Geräte zur Folge haben kann, was wiederum zu Fehlfunktionen oder Schäden an den Geräten führen kann.
Ein effektives Wärmemanagement wird durch die Verbindung des Targets mit der Backplate über eine Klebeschicht und durch zirkulierendes Kühlwasser erreicht.
Leitfähigkeit:
Beim Magnetron-Sputtern muss das Target, das als Kathode fungiert, eine gute elektrische Leitfähigkeit mit dem Targethalter aufweisen, um optimale Sputterraten und eine lange Lebensdauer des Targets zu gewährleisten.
Stärke:
Die Target-Bonding-Schicht muss über eine ausreichende Festigkeit verfügen, um das Gewicht des Targets zu tragen und sicherzustellen, dass sie während des Gebrauchs sicher an Ort und Stelle bleibt.
TARGET BONDING PROZESS
- Oberflächenvorbehandlung des Ziels und der Rückplatte (Reinigen Sie den Schmutz und Staub darauf);
- Platzierung des Ziels und der Rückplatte auf dem Schweißtisch, gefolgt von der Erwärmung auf die erforderliche Schweißtemperatur (in der Regel 180 Grad);
- Metallisierung des Targets und der Rückplatte (Ultraschall-Indium);
- Auftragen von Klebstoff auf die Zielscheibe und die Rückplatte;
- Einstellung der Position der Target-Bindung (Druckblock auf dem Target);
- Kühlung und anschließende Nachbearbeitungsschritte.
Warum müssen wir uns verkleben?
1. Verhindern Sie, dass das Ziel ungleichmäßig erhitzt und gebrochen wird, wie z. B. spröde Ziele wie ITO, SiO2, Keramik und gesinterte Ziele.
2. Sparen Sie Kosten und verhindern Sie Verformungen. Wenn das Target zu teuer ist, kann das Target dünner gemacht und an das hintere Target gebunden werden, um eine Verformung zu vermeiden.
Vorsichtsmaßnahmen für das Verkleben von Zielen
- Die Sputtertemperatur sollte nicht zu hoch sein;
- Der Strom sollte langsam erhöht werden;
- Das zirkulierende Kühlwasser sollte unter 35 Grad Celsius liegen;
- Angemessene Zieldichte.
Die Anforderungen an eine qualitativ hochwertige Targetverklebung sind sehr hoch.
Bei der Verklebung müssen Materialien mit niedrigem Wärmewiderstand ausgewählt werden, damit bei der Verwendung des Targets die höchstmögliche Leistung aufgebracht werden kann, ohne dass es zu einer Überhitzung und Rissbildung des Targets kommt.
Die Porosität nach dem Verkleben muss ebenfalls minimiert werden, um die Möglichkeit von Rissbildung und ungleichmäßiger Abscheidung zu vermeiden.
Die Verklebung muss stark genug sein, um zu verhindern, dass sich das Target während des Betriebs löst, aber flexibel genug, um die Bildung von Eigenspannungen während des Klebeprozesses zu minimieren. Letzterer Stress kann dazu führen, dass das Ziel zerbricht.
Schließlich kann die Targetverklebung das Target und die Rückplatte leicht trennen, so dass die Rückplatte wiederverwendet werden kann.
Wenn Sie mehr über Sputtertargets, Targetbonding und andere Technologien erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an VIMATERIAL!