Teknologi sputtering magnetron adalah teknik penting yang banyak digunakan untuk modifikasi permukaan material dan deposisi film tipis. Sebagai komponen inti dari teknologi ini, kinerja dan kualitas target sputtering magnetron secara langsung mempengaruhi karakteristik dan aplikasi film tipis yang dibuat. Artikel ini akan memberikan pengenalan yang komprehensif dan mendalam tentang target sputtering magnetron, termasuk definisi, klasifikasi, metode persiapan, persyaratan kinerja, area aplikasi, dan tren pengembangan di masa depan.
Target sputtering magnetron mengacu pada bahan yang disemprotkan dengan atom atau molekul oleh partikel berenergi tinggi selama proses sputtering magnetron, dan kemudian diendapkan ke substrat untuk membentuk film tipis. Biasanya terdiri dari zat dengan komposisi kimia dan struktur kristal tertentu, seperti logam, paduan, senyawa, dll.
Alur proses bahan target sputtering:
Bubuk bahan mentah - peleburan bubuk - pencampuran bubuk - pencetakan kompresi - sintering atmosfer - pemrosesan plastik -perlakuan panas- pengujian ultrasonik - pemotongan air - pemrosesan mekanis - metalisasi - pengikatan - pengujian ultrasonik - pembersihan ultrasonik - inspeksi - pengiriman.
Arti khusus dari proses utama adalah sebagai berikut:
Peleburan bubuk: melakukan sintering atmosfer awal pada bubuk bahan mentah dan mengontrol kandungan gas dalam bubuk bahan mentah.
Pencampuran bubuk: Bahan target memiliki formula unik yang memerlukan kontrol yang tepat terhadap kandungan setiap komponen dan batasan ketat terhadap kandungan pengotor. Dalam proses metalurgi serbuk, semua elemen harus tercampur secara merata, dengan distribusi ukuran partikel yang seragam untuk mencegah kontaminasi, dan menyiapkan serbuk komposit campuran melalui metode proses khusus.
Pencetakan kompresi: Bahan target yang dibuat melalui proses metalurgi serbuk memerlukan pengepresan awal bahan bubuk untuk menjadikannya benda hijau dengan kepadatan sedang. Keseragaman kepadatan dan cacat internal mempengaruhi hasil sintering suhu tinggi pada tahap selanjutnya.
Sintering atmosfer: Badan hijau yang telah dipres sebelumnya perlu menjalani satu atau lebih proses sintering suhu tinggi. Kurva suhu sintering yang berbeda dipilih berdasarkan bahan yang berbeda, dan lingkungan sintering yang berbeda seperti atmosfer dan tekanan sintering dipilih untuk menyiapkan badan target dengan kepadatan tinggi.
Pemrosesan plastik: Ingot logam perlu mengalami deformasi plastis yang signifikan untuk mendapatkan dimensi panjang, lebar, dan ketebalan yang cukup, dan untuk menyebabkan deformasi tarik yang cukup pada butiran internal, sehingga menghasilkan dislokasi yang cukup di dalamnya. Perlakuan panas: Setelah mengalami deformasi plastis yang signifikan, batangan logam menjalani proses perlakuan panas yang dipilih berdasarkan karakteristik bahan yang berbeda, sehingga menghasilkan rekristalisasi bahan logam dan menghilangkan tekanan internal.
Deteksi cacat ultrasonik: Setelah target blank diproses, gelombang ultrasonik perlu digunakan untuk memeriksa apakah ada cacat di dalam material. Setelah blanko target diikat ke pelat belakang, pemindai ultrasonik perendaman air perlu digunakan untuk mendeteksi lapisan ikatan dan memeriksa apakah area ikatan memenuhi standar.
Pemrosesan mekanis: Target blank perlu menjalani pemrosesan pembentukan mekanis yang presisi untuk pelat belakang yang digunakan dalam kombinasi dengan target blank. Karena koordinasi yang tepat dengan peralatan pelapisan dan kemampuan menahan pendinginan air bertekanan tinggi, hal ini memerlukan akurasi dimensi dan kekuatan mekanik yang sangat tinggi. Kesulitan pemrosesannya tinggi, terutama untuk pelat belakang dengan sirkuit air sirkulasi internal. Karena bahannya yang khusus, pengelasan tertutup pada sirkuit air sangat sulit dan memerlukan teknologi pengelasan khusus.
Metalisasi: Sebelum mengikat blanko target ke pelat belakang, untuk meningkatkan kinerja pembasahan bahan target dan logam antara bahan target dan solder, perlu dilakukan perlakuan awal pada permukaan ikatan untuk melapisinya dengan lapisan transisi.
Pengikatan: Karena keterbatasan sifat fisik atau kimia material, sebagian besar material target tidak dapat langsung dipasang dan dilapisi untuk digunakan. Solder logam diperlukan untuk mengelas dan menyambungkan benda kerja target ke pelat belakang, dan tingkat ikatan permukaan yang efektif harus mencapai tingkat pengelasan area luas lebih dari 95%. Seluruh proses perlu dilakukan pada suhu tinggi dan tekanan tinggi.
Klasifikasi Bahan Sasaran Sputtering Magnetron
1. Bahan sasaran logam: termasuk bahan sasaran logam murni (seperti tembaga, aluminium, nikel, dll.) dan bahan sasaran paduan (seperti baja tahan karat, paduan aluminium, dll.).
2. Bahan sasaran majemuk: seperti bahan sasaran oksida (seperti silikon dioksida, aluminium oksida, dll.), bahan sasaran nitrida (seperti silikon nitrida, aluminium nitrida, dll.), bahan sasaran karbida (seperti silikon karbida, tungsten karbida, dll.), dll.
3. Bahan target semikonduktor: seperti bahan target silikon, bahan target germanium, dll.
Diklasifikasikan berdasarkan struktur bahan target:
1. Bahan target datar: Memiliki struktur planar sederhana dan biasa digunakan dalam peralatan sputtering magnetron konvensional.
2. Memutar bahan target: Dapat mencapai rotasi terus menerus, meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan target dan keseragaman film yang diendapkan
Persyaratan kinerja untuk target sputtering magnetron:
(1) Kemurnian
Bahan target dengan kemurnian tinggi dapat menjamin kemurnian dan kinerja film tipis yang disimpan. Umumnya kemurnian bahan target harus di atas 99,9%.
(2) Pengurangan kepadatan
Bahan target dengan kepadatan tinggi dapat mengurangi kontaminasi partikel selama sputtering dan meningkatkan kualitas dan keseragaman film tipis.
(3) Keseragaman komposisi kimia
Komposisi kimia bahan target harus didistribusikan secara merata untuk menjamin stabilitas film yang diendapkan.
(4) Struktur kristal
Struktur kristal yang sesuai membantu meningkatkan efisiensi sputtering bahan target dan kinerja film tipis.
(5) Akurasi Dimensi dan Bentuk
Ukuran dan bentuk bahan target harus memenuhi persyaratan peralatan untuk memastikan pemasangan dan efek sputtering yang baik.
(6) Stabilitas termal
Selama proses sputtering, bahan target terkena suhu tinggi dan dampak partikel berenergi tinggi, sehingga memerlukan stabilitas termal yang baik.
(7) Ketahanan korosi
Bahan target harus memiliki tingkat ketahanan korosi tertentu untuk memperpanjang masa pakainya.
Saat ini, dengan pesatnya perkembangan industri seperti informasi elektronik dan energi baru, permintaan pasar terhadap target sputtering magnetron terus meningkat. Target sputtering magnetron, sebagai komponen inti teknologi sputtering magnetron, memiliki prospek penerapan yang luas dalam industri modern. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan perkembangan industri yang berkelanjutan, persyaratan kinerja dan kualitas target sputtering magnetron juga akan terus meningkat.
Kinerja tinggi: Dengan peningkatan terus-menerus dalam persyaratan kinerja film di bidang aplikasi, persyaratan yang lebih tinggi telah diajukan untuk kinerja target sputtering magnetron, seperti kemurnian, kepadatan, keseragaman yang lebih tinggi, dll.
Diversifikasi: Dengan terus bermunculannya bidang aplikasi baru, jenis dan persyaratan kinerja target sputtering magnetron juga menjadi lebih terdiversifikasi, seperti target material semikonduktor baru, target senyawa baru, dll.
