1) La teoría de la pulverización catódica magnetrónica.
Los imanes permanentes incrustados en la superficie del material objetivo crean un campo magnético de 250 a 350 gauss, que se combina con el campo eléctrico de alto voltaje para crear un campo electromagnético ortogonal en el polo objetivo pulverizado (cátodo) y el ánodo. Esto se hace en una cámara de alto vacío llena del gas inerte necesario (típicamente gas Ar). El objetivo se agrega con una cierta cantidad de alto voltaje negativo, los electrones del objetivo están sujetos a la acción del campo magnético y la ionización. del gas de trabajo aumenta. Luego se forma un plasma de alta densidad cerca del cátodo, donde los iones de Ar se aceleran bajo la influencia de la fuerza de Lorentz y vuelan hacia la superficie del objetivo, bombardeando la superficie del objetivo con una partícula de muy alta energía, de modo que los átomos que salen del el objetivo se adhiere al principio de conversión de momento con un alto grado de precisión Usando el principio de conversión de energía cinética, los átomos pulverizados en el objetivo vuelan fuera de la superficie y hacia el sustrato para depositar una capa. La pulverización catódica de magnetrón a menudo se divide en dos tipos: la pulverización catódica de CC y la pulverización catódica de RF. Los equipos de pulverización catódica de CC funcionan de forma sencilla y pulverizan metales a gran velocidad. A diferencia de la pulverización catódica reactiva, que se utiliza para crear materiales compuestos que incluyen óxidos, nitruros y carburos, la pulverización catódica de RF tiene una gama más amplia de usos y puede pulverizar materiales no conductores además de los conductores de electricidad. Cuando se eleva la frecuencia de RF, la El proceso se transforma en pulverización catódica de plasma de microondas. Hoy en día, la pulverización catódica de plasma de microondas del tipo de resonancia de ciclotrón de electrones (ECR) es la más utilizada.
2) Tipos de objetivos de pulverización catódica de magnetrón.
Los objetivos para la pulverización catódica de metal, aleación y cerámica incluyen objetivos de recubrimiento de pulverización catódica de metal, aleación y cerámica, así como objetivos de pulverización catódica de cerámica de boruro, objetivos de pulverización catódica de cerámica de carburo, objetivos de pulverización catódica de cerámica de fluoruro, objetivos de pulverización catódica de cerámica de nitruro, objetivos de cerámica de óxido, pulverización catódica de cerámica de seleniuro objetivos, objetivos de pulverización catódica de cerámica de siliciuro, pulverización catódica de cerámica de sulfuro (InAs).
Editor Voice, [2] Áreas de aplicación
Todos sabemos que la tendencia de desarrollo de tecnología de película delgada de la industria de aplicaciones aguas abajo y la tendencia de desarrollo de la tecnología de materiales de destino están estrechamente relacionadas, por lo que a medida que la industria de aplicaciones avanza en la tecnología de componentes o productos de película delgada, la tecnología de material de destino también debería avanzar. productores de Ic, como ilustración. Centrado recientemente en el desarrollo de cableado de cobre de baja resistividad, se anticipa que en unos pocos años la película de aluminio original será reemplazada en gran medida, lo que requerirá el desarrollo urgente de objetivos de cobre y el material de objetivo de la capa de barrera necesaria. Además, el mercado original de televisores y monitores de computadora basados en tubos de rayos catódicos (CRT) ha sido reemplazado en gran medida por pantallas planas (FPD) en los últimos años. También aumentará en gran medida el mercado y la demanda tecnológica de objetivos ITO. Además, en tecnología de almacenamiento. La demanda de discos duros de alta densidad y alta capacidad y discos ópticos regrabables de alta densidad va en aumento. La demanda de materiales de destino en el negocio de las aplicaciones ha cambiado como resultado de todo esto. Las principales aplicaciones de los materiales objetivo se analizarán en las secciones siguientes, junto con las tendencias de desarrollo de estas aplicaciones.
3）Microelectrónica
De todas las industrias de aplicaciones, la industria de los semiconductores tiene los estándares de calidad más estrictos para las películas de pulverización catódica. Actualmente, se producen obleas de silicio de hasta 12 pulgadas de largo (300 epítodos), aunque los anchos de conexión son cada vez más estrechos. Los objetivos producidos deben tener una mejor microestructura debido a las demandas de los fabricantes de obleas de silicio de tamaños grandes, alta pureza, segregación reducida y granos finos. Se ha descubierto que un factor importante que influye en la velocidad a la que se deposita la película es la homogeneidad del objetivo y el diámetro de las partículas cristalinas. Además, la pureza del objetivo tiene un impacto significativo en la pureza de la película. Una pureza objetivo del 99,995 por ciento (4N5) de cobre podría haber sido suficiente en el pasado para satisfacer las necesidades de los fabricantes de semiconductores para {{10} }.35pm, pero el proceso de 0.25um actual e incluso el proceso de arte de 0.18um para dispositivos sin medidor requieren una pureza objetivo de 5 o incluso 6N o más. ¡El cobre tiene una resistividad más baja para cumplir y una resistencia más fuerte a la electromigración que el aluminio! El enfoque del conductor requiere un cable submicrónico de menos de 0,25 um, pero también tiene inconvenientes adicionales, como la unión débil del cobre con los dieléctricos orgánicos. Y responde rápidamente, lo que hace que la línea del conector de cobre del chip se corroa y se rompa. Es necesario crear una capa de barrera entre el cobre y la capa dieléctrica para abordar estos problemas. La mayoría de los materiales de la capa de bloqueo tienen puntos de fusión altos y resistividades altas para el metal y sus compuestos, lo que da como resultado un espesor de capa de menos de 50 nm y una adhesión efectiva entre el cobre y los materiales dieléctricos. La conectividad del material de la capa de bloqueo entre el cobre y el aluminio es distinta. Es necesario crear nuevos materiales de destino. conectividad del cobre entre la capa de bloqueo y los materiales objetivo Ta, W, TaSi, WSi, etc. Sin embargo, existen metales refractarios Ta y W. Dada la dificultad de la producción, los investigadores están investigando actualmente otros materiales, incluidos el molibdeno, el cromo y el oro de Taiwán.
4）Para ilustrar
El mercado de monitores de computadora y televisores se ha visto significativamente afectado por las pantallas de panel plano (FPD), principalmente en forma de tubos de rayos catódicos (CRT), que también impulsarán la necesidad técnica y de mercado de los objetivos ITO. Los objetivos iTO vienen en dos variedades diferentes hoy en día. Uno implica el uso de un objetivo de aleación de indio y estaño, mientras que el otro implica la mezcla y el polvo de óxido de indio y óxido de estaño en nanoestado sinterizado. Al usar la pulverización catódica reactiva de CC, los objetivos de aleación de indio y estaño se pueden usar para películas delgadas de ITO, sin embargo, la superficie del objetivo se oxidará y afectará la tasa de pulverización, y es difícil encontrar objetivos de oro de Taiwán de gran tamaño.
En estos días, el proceso de recubrimiento por pulverización catódica reactiva L-IRF se usa normalmente para crear objetivos ITO. La velocidad de deposición es rápida. Y puede manejar con precisión el espesor de la película, alta conductividad, buena uniformidad y fuerte adherencia al sustrato, entre otras propiedades. Sin embargo, la producción del material objetivo enfrenta desafíos ya que es difícil sinterizar el óxido de indio y el óxido de estaño. A menudo utilizados como aditivos de sinterización, ZrO2, Bi2O3 y CeO pueden producir objetivos con densidades entre el 93 % y el 98 % del valor teórico. Los aditivos tienen un impacto significativo en qué tan bien funcionan las películas de ITO hechas de esta manera. Los científicos japoneses utilizan Bi2O3, que se funde a 820 grados y ya ha comenzado a vaporizarse más allá de la temperatura de sinterización de 500 grados. Esto hace posible producir un objetivo de ITO que es comparativamente puro cuando se utiliza la sinterización en fase líquida. Además, el procedimiento de requisitos previos se simplifica por el hecho de que la materia prima de óxido necesaria no tiene por qué ser necesariamente nanopartículas. En el "desarrollo prioritario actual de la guía de áreas importantes de la industria de la información" publicado en 2000 por la Comisión Nacional de Planificación del Desarrollo y el Ministerio de Ciencia y Tecnología, también se menciona el principal material objetivo de ITO.
5）para sostener
La película compuesta multicapa CoFCu es una estructura de película magnetorresistiva gigante popular en la actualidad. En el campo de la tecnología de almacenamiento, el desarrollo de discos duros de alta densidad y alta capacidad exige una cantidad significativa de materiales de película magnetorresistivos gigantes. Los discos magnéticos fabricados con el material objetivo de aleación TbFeCo, que aún se está desarrollando, tienen una alta capacidad de almacenamiento, una larga vida útil y la capacidad de limpiarse repetidamente sin tocarlos. TbFeCo/Ta y TbFeCo/Al forman las capas de la estructura de película compuesta utilizada en los discos magnéticos actuales. El ángulo de rotación de Kerr de la estructura TbFeCo/AI puede llegar a 58, mientras que el de TbFeCofFa puede ser tan bajo como 0.8. Se ha descubierto que la baja permeabilidad magnética del material objetivo y el alto voltaje de descarga parcial de CA actúan como resistencias eléctricas.
Las memorias de cambio de fase (PCM) basadas en telururo de germanio y antimonio han demostrado un importante potencial comercial como tecnología de memoria de reemplazo para flash tipo NOR y como componente del mercado DRAM. Sin embargo, uno de los obstáculos para un escalado más rápido es la falta de celdas totalmente herméticas que se puedan producir para reducir aún más la corriente de reinicio. Para el consumidor actual centrado en los datos y altamente portátil, las corrientes de reinicio más bajas pueden aumentar el ancho de banda de datos, prolongar la vida útil de la batería y reducir el consumo de energía de la memoria.
