Magnetrona izstarošanas titāna mērķa materiāla attīstība

Magnetrona izstarošanas titāna mērķa materiāla attīstība

IKS PVD Pielāgojis suitalbe PVD vakuuma pārklājumu mašīna jums, sazinieties ar mums tagad, iks.pvd@foxmail.com

Kā nozīmīgs funkcionāls filmas materiāls elektroniskās informācijas jomā pēdējos gados strauji attīstījās augstas tīrības pakāpes titāns, strauji attīstoties Ķīnas integrālajām shēmām, plakano ekrānu un saules enerģijas nozarēm. Magnetronu izsmidzināšanas tehnoloģija (PVD) ir viena no galvenajām tehnoloģijām plānu plēvju materiālu izgatavošanai. Augstas tīrības pakāpes titāna putekļainās vielas ir galvenie palīgmateriāli magnētiskās izkliedēšanas procesā un plašas pielietošanas iespējas. Titāna mērķim kā augstas pievienotās vērtības pārklājuma materiālam ir stingras prasības attiecībā uz ķīmisko tīrību un mikrostruktūru. Tam ir augsts tehniskais saturs un sarežģīta apstrāde. Ķīnas mērķa ražošanas uzņēmumi sāka salīdzinoši vēlu augstas klases mērķa ražošanas nozarē. Izejvielu tīrība ir salīdzinoši atpaliekoša, un pamatprocesu tehnoloģijās, piemēram, audu kontrolei un procesa formēšanai, pastāv zināmas nepilnības. Augstas efektivitātes titāna izsmidzināšanas mērķu attīstīšana augstākās klases pielietojumos ir svarīgs pasākums, kas ļauj realizēt neatkarīgu pētniecību un galveno materiālu izstrādi elektroniskās informācijas apstrādes rūpniecībā un veicināt titāna rūpniecības pārveidi un modernizāciju augstas klases

Titāna mērķa pielietojums un veiktspējas prasības

Magnetron Sputtering Ti mērķus galvenokārt izmanto elektronikas un informācijas nozarēs, piemēram, dekoratīvajiem pārklājumiem integrālajām shēmām, plakano displeju un mājas uzlabošanas automobiļu rūpniecībai, piemēram, stikla dekoratīvajiem pārklājumiem un riteņu dekoratīvajiem pārklājumiem. Dažādām nozarēm ir atšķirīgas prasības Ti mērķiem, tostarp: tīrība, mikrostruktūra, metināšanas veiktspēja un izmēru precizitāte. Īpašās prasības ir šādas:

1) Tīrība: neintegrēta shēma: 99,9%; Integrētajām shēmām: 99,995%, 99,99%.

2) Mikrostruktūra: neintegrētām shēmām: vidējais graudu izmērs ir mazāks par 100 μm; attiecībā uz integrālajām shēmām: vidējais graudu lielums ir mazāks par 30 μm, un graudaino graudu vidējais graudu izmērs ir mazāks par 10 μm.

3) Lodēšanas veiktspēja: Neintegrētajām shēmām: cietlodēšanai, monomērs; integrālajām shēmām: monomērs, cietlodēšana, difūzija lodēšana.

4) izmēru precizitāte: neintegrēta shēma: 0,1 mm; Integrējiet ķēdi: 0.01mm.

1.1 Ti integrālās shēmas mērķis

Integrēto ķēžu Ti mērķu tīrība pārsvarā pārsniedz 99,995%, un šobrīd tā galvenokārt balstās uz importu. 2013. gadā Ķīnas IK rūpniecība sasniedza 250,8 miljardus juaņu pārdošanas ieņēmumus, un imports sasniedza 231,3 miljardus ASV dolāru, tādējādi pirmo reizi Ķīnā importējot visvairāk. 2014. gadā integrēto shēmu nozares pārdošanas ieņēmumi bija 267,2 miljardi juaņu, un importa apjoms sasniedza 217,6 miljardus ASV dolāru. Integrēto shēmu mērķi veido lielu daļu no globālā mērķa tirgus.

Ti mērķa izejvielas: augstas tīrības Ti produkcija galvenokārt tiek koncentrēta Amerikas Savienotajās Valstīs, Japānā un citās valstīs, piemēram, Amerikas Savienoto Valstu Honeywell, Japānas Toho, Japānas Osaka titāna rūpniecībā; vietējais sākums vēlāk, pēc 2010. gada Pekinas krāsaino metālu izpētes institūts, Zunyi Titanium, Ningbo Chuangrun ir pakāpeniski uzsācis vietēji ražotus augstas tīrības pakāpes Ti produktus, taču produktu stabilitāte vēl nav uzlabojusies.

Tīkla mērķa struktūras attīstība: agrīnās mikroshēmas liešanas nozarei ir liela peļņas norma, galvenokārt izmantojot 100-150 mm magnetronu izsmidzināšanas mašīnu, un tā jauda ir maza, putekļainā plēve ir bieza, mikroshēmas izmērs ir liels, un viena mērķis ir liels. Tas var atbilst mašīnas lietošanas prasībām tajā laikā. Tolaik integrētās shēmas Ti mērķis bija galvenokārt 100-150 mm monomērs un apvienots mērķis, piemēram, tipisks 3180 tipa un 3290 tipa mērķs. Otrajā posmā, saskaņā ar Moore likumu, čipa līnijas platums ir sašaurināts. Šūpuļkrāsnī galvenokārt tiek izmantota 150-200 mm izsmidzināšanas mašīna. Lai palielinātu peļņas normu, mašīna palielina spiediena jaudu, kas prasa palielināt mērķa lielumu. Tajā pašā laikā tas saglabā augstu siltumvadītspēju, zemu cenu un noteiktu stiprību. Šajā laika posmā Ti mērķis galvenokārt sastāv no alumīnija sakausējuma dublējuma difūzijas metināšanas un vara sakausējuma cietā apdare un metināšana, piemēram, tipisks TN, TTN tips, Endura 5500 tips un citi mērķi. . Trešajā posmā, attīstot integrētās shēmas, čipa līnijas platums vēl sašaurinās. Šajā laikā mikroshēmas liešanas uzņēmums galvenokārt izmanto 200-300 mm smidzināšanas iekārtu. Lai vēl vairāk palielinātu peļņas normu, mašīna palielina spiediena jaudu, kas prasa mērķa sasniegšanu. Lielums tiek palielināts, saglabājot augstu siltumvadītspēju un pietiekamu izturību. Šajā laika posmā Ti mērķis galvenokārt ir izgatavots no vara sakausējuma plāksnes difūzijas metināšanas, piemēram, galvenā SIP tipa mērķa.

Ti mērķa pārstrāde un ražošana: Agrīnajiem vietējiem un starptautiskajiem tirgiem pamatā bija monopolizēti lielie mērķa ražotāji, piemēram, Amerikas Savienotās Valstis un Japāna. Pēc 2000. gada vietējā ražošanas nozare pakāpeniski nonāca mērķa tirgū un sāka importēt augstas tīrības t izejvielas, lai apstrādātu zemas klases mērķus. Pēdējos gados vietējie Ti mērķa ražošanas uzņēmumi ir strauji attīstījušies, un to tirgus daļa ir pakāpeniski paplašinājusies līdz Taivānai, Eiropai un Amerikas Savienotajām Valstīm utt. Ja ir divi uzņēmumi, Yanyijin un Jiangfeng Electronics koncentrējas uz mērķauditoriju daudzus gadus. Iekšzemes mērķa ražošanas uzņēmumi arī strādā ar vietējiem magnetronu izsmidzināšanas iekārtu ražotājiem, lai izstrādātu mērķus, lai veicinātu vietējās integrētās shēmas magnetronu izsmidzināšanas nozares attīstību.

1,2 Ti mērķis plakano ekrānu

Plakanā displeja ekrānā ir šķidro kristālu displejs (LCD), plazmas displejs (PDP), elektroluminiscentais displejs (EL) un lauka emisijas displejs (FED).

Pašlaik šķidro kristālu displeja LCD tirgus ir lielākais plakano ekrānu tirgū, un tā daļa ir lielāka par 90%. LCD tiek uzskatīts par daudzsološāko plakano ekrānu, un tā izskats ievērojami paplašināja displeju lietojumu klāstu. No notebook monitoriem, galda monitoriem, augstas izšķirtspējas LCD televizoriem un mobilo sakaru, ietekmē dažādi jauni LCD produkti. Cilvēku dzīves paradumi un veicina straujo pasaules informācijas nozares attīstību. TFT-LCD tehnoloģija ir tehnoloģija, kas apvieno mikroelektroniskās tehnoloģijas un šķidro kristālu tehnoloģiju. Tas ir kļuvis par galveno plakano displeju tehnoloģiju, un tas ir sadalīts AL-Mo, AL-Ti, Cu-Mo un citos procesos.

Plakanā displeja plēvi lielākoties veido izplūdis. Mērķi, piemēram, Al, Cu, Ti un Mo, ir galvenie metāla mērķi plakano paneļu displejiem, un Ti mērķu tīrība attiecībā uz plakano ekrānu ir lielāka par 99,9%. Šo izejvielu var izgatavot Ķīnā. Plakanā Ti mērķa izmērs TFT-LCD6 paaudzes līnijai ir salīdzinoši liels, un tajā tiek izmantots vara sakausējuma ūdens dzesēšanas pamatplates mērķis un tiek izmantota CLP panda.

Šobrīd Ķīnas pašapkalpošanās pasaules augstākās paaudzes līnija - Hefei 10,5 paaudzes līnija galvenokārt ražo liela izmēra ultra-augstas izšķirtspējas šķidro kristālu displeju, kura projektētā ietilpība ir 90 000 stikla pamatņu mēnesī, stikla pamatnes izmērs 3370 × 2940 mm, kopējais investīcijas 40 miljardi juaņa, 2018 Gada otrajā ceturksnī, putekļsūcēju mašīnu izmantošana un atbilstošās tehnoloģijas un mērķi joprojām ir neskaidra.

2 Magnetrona iztvaikošanas Ti mērķa sagatavošanas tehnoloģija

Saskaņā ar ražošanas procesu, Ti mērķa izejvielu sagatavošanas tehnoloģiju var iedalīt divās kategorijās: elektronu kausēšanas kausēšana (saīsinājums EB tukšs) un vakuuma patēriņa elektriskā loka krāsns kausēšanas tukša (saīsinājums (VAR) tukšs). Mērķa sagatavošanas procesā, papildus stingrai materiāla tīrības, blīvuma, graudu lieluma un kristālu orientācijas kontrolei, siltuma apstrādes procesa apstākļi un turpmākās formēšanas procesi ir stingri jāpārrauga, lai nodrošinātu mērķa kvalitāti.

Augstas tīrības Ti izejvielām Ti-matricas augstas kūšanas piemaisījumu elementi parasti tiek izņemti, izkausējot elektrolīzi, un tālāk attīra ar vakuuma elektronu staru kausēšanu. Vakuuma elektronu staru kausēšana ir bombardēt metāla virsmu ar augstas enerģijas elektronu staru, un tad temperatūra pakāpeniski palielinās, līdz metāls kūst. Elements ar lielu tvaika spiedienu vislabāk iztvaikojas, un elements ar nelielu tvaika spiedienu paliek kausē, un piemaisījuma elements un matrica. Jo lielāka tvaika spiediena atšķirība, jo labāka ir attīrīšanas efekts. Vakuuma attīrīšanai pēc kausēšanas ir priekšrocība, ka piemaisījumu elementi tiek noņemti Ti matricā, neievierojot citus piemaisījumus. Tāpēc, ja 99,99% elektrolītiskais Ti tiek smēlēts ar elektronu staru ar augstu vakuuma vidi (10-4 vai vairāk), piemaisījuma elements (Fe, Co, Cu), kura piesātināta tvaika spiediens izejmateriālā ir augstāks nekā piesātināts tvaiks Ti elementa spiediens visprecīzāk izkliedēs. Piemaisījumu saturs matricā tiek samazināts, lai sasniegtu tīrīšanas mērķi. Šo divu metožu kombinācija var nodrošināt augstas tīrības metālu Ti ar tīrības pakāpi 99 995 vai vairāk.

Lai tīrības pakāpe būtu 99,9% Ti izejmateriāls, 0-pakāpju sūklis Ti tiek izsmidzināts vakuuma patēriņa elektriskā loka krāsnī, un pēc tam karstā sagatavotās sagataves tiek izmantotas neliela izmēra tukšai. Metāla t izejvielas, kas sagatavotas ar abām metodēm, tiek kontrolētas ar termomehānisku deformāciju, lai kontrolētu visu putekļainās virsmas mikrostruktūru, un pēc tam apstrādā integrētu shēmu apstrādei, saistīšanai, tīrīšanai un iepakošanai integrētu magnetronu putekļaino Ti mērījumu. Tīkla mērķim, kuram ir īpaši augsta prasība pēc 300 mm mašīnām, mērķa putekļainā virsma pirms fasēšanas arī ir iepriekš uzsmidzināta, lai samazinātu mērķa laiku (uzdegšanas laiku), kas uzstādīts uz izsmidzināšanas mašīnas.

Integrētās ķēdes mērķa sagatavošanas metodes sagatavotajam mērķim ir sarežģīts process un samērā lielas izmaksas.

3. Tehniskās prasības Ti mērķiem

Lai nodrošinātu deponētās filmas kvalitāti, mērķa kvalitāte ir stingri jāpārbauda. Pēc liela skaita prakses galvenie faktori, kas ietekmē Ti mērķa kvalitāti, ietver tīrību, vidējo graudu lielumu, kristālu orientāciju un strukturālo vienveidību, ģeometriju un izmēru.

3.1 tīrība

Ti mērķa tīrība lieliski ietekmē putekļainās plēves īpašības.

Jo augstāka ir Ti mērķa tīrība, jo mazāk piemaisījumu elementu daļiņas putekļainā Ti plēvē, tādējādi iegūstot labākas plēves īpašības, ieskaitot izturību pret koroziju un elektriskās un optiskās īpašības. Taču praktisku pielietojumu gadījumā dažādiem Ti mērķiem ir atšķirīgas tīrības prasības. Piemēram, vispārējo dekoratīvo pārklājumu Ti mērķi nav kritiski tīrības ziņā, un Ti mērķiem ir daudz augstāka tīrības prasība tādās jomās kā integrētās shēmas un displeja struktūras. Mērķis kalpo kā katoda avots izsmidzinot, un piemaisījumu elementi un poru iekļaušana materiālā ir galvenie nogulsnētās filmas piesārņojuma avoti. Smilšakmens ieslēgumi pamatā tiek noņemti lietņu nesagraujošā pārbaudē. Poras, kuras nav noņemtas, izraisīs galu izplūdes fenomenu (skābeklis) izstarošanas procesā, kas ietekmēs filmas kvalitāti. Piemaisījuma elementu saturu var analizēt tikai pilnā elementā. Testa rezultāti liecina, ka, jo zemāks kopējais piemaisījumu saturs, jo augstāka ir Ti mērķa tīrība. Pirmajās dienās Ķīnā nebija standartu augstas tīrības pakāpes titāna izsmidzināšanas mērķiem, kas balstījās uz Ti mērķa ražotāju prasībām gan mājās, gan ārzemēs. Pēc 2013. gada tika izdots standarts "YS / T893-2013 augstas tīrības pakāpes titāna izšļakstīšanās mērķi elektroniskajām filmām". Ir precizētas prasības attiecībā uz dažādu piemaisījumu saturu un kopējo piemaisījumu saturu trijos tīrības T mērķos. Šis standarts pakāpeniski standartizē tuvošanās prasības haotiskajam mērķa tirgum.

3.2 Vidējais graudu izmērs

Parasti Ti mērķim ir polikristāliska struktūra, un graudu izmērs var būt mikrometru secībā līdz milimetriem. Smalka izmēra kristāla mērķa izsmidzināšanas ātrums ir ātrāks nekā rupja grauda mērķa smalcināšanas ātrums, un mērķa ar nelielu graudu lieluma atšķirību uz spiediena virsmas ir apšļakstīts. Deponētās plēves biezuma sadalījums ir samērā vienveidīgs. Tika konstatēts, ka, ja tiek kontrolēta titāna mērķa graudu izmērs, kas ir mazāks par 100 μm, un graudu izmēra izmaiņas tiek saglabātas 20% robežās, spiediena rezultātā iegūtās plēves kvalitāte var ievērojami uzlaboties. Integrēto shēmu Ti mērķa vidējais graudu izmērs parasti ir 30 μm, un Ultra-Fine graudu Ti vidējā grauda izmērs ir 10 μm vai mazāks.

3.3 Kristāla orientācija

Metāls Ti ir cieši pieguļoša sešstūra struktūra, un, tā kā Ti mērķa atomi ir pārspīlēti tādā virzienā, kādā atomi ir visprecīzāk sakārtoti sprauslā, mērķa kristāla struktūras maiņas metodi var sasniegt, lai lai sasniegtu visaugstāko spiediena ātrumu. Palieliniet spiediena ātrumu. Šobrīd lielākā daļa integrētās shēmas Ti mērķa putekļainās virsmas {1013} kristāla sejas saimes ir vairāk nekā 60%, mērķa graudu orientācija, ko ražo dažādi ražotāji, nedaudz atšķiras, un Ti mērķa kristāla orientācija ir vienāda ar putekļainās plēves slāņa biezums. Ietekme ir arī lielāka. Plakanā displeja un dekoratīvā pārklājuma plēves izmērs ir relatīvi biezs, tāpēc attiecīgās Ti mērķa graudu orientācijas prasības ir salīdzinoši zemas.

3.4 Strukturālā vienotība

Strukturālā viendabība ir arī viens no svarīgiem rādītājiem, lai pārbaudītu mērķu kvalitāti. Tīkla mērķim ir nepieciešami ne tikai mērķa pīķa plakne, bet arī parastais virziena elements, graudu orientācija un putekļainās virsmas vidējā graudainības vienveidība. Tikai šādā veidā Ti mērķis var iegūt Ti plēvi ar vienāda biezuma un uzticamu kvalitāti un vienmērīgu graudu lielumu tajā pašā laika periodā.

3.5. Ģeometrija un izmēri

Galvenokārt atspoguļojas apstrādes precizitātē un apstrādes kvalitātē, piemēram, apstrādes apjomā, virsmas līdzenumā, nelīdzenumā un tā tālāk. Ja montāžas atveres leņķa novirze ir pārāk liela, to nevar uzstādīt pareizi; mazais biezums ietekmēs mērķa kalpošanas laiku; blīvējuma virsma un blīvējuma rievu izmērs ir pārāk raupja, kas radīs problēmas vakuumā pēc mērķa uzstādīšanas, izraisot nopietnu ūdens noplūdi; Virsmas apstrādes apstrāde var padarīt mērķa virsmu par izliektu galu. Saskaroties ar gala efektu, šo paaugstināto padomju potenciāls ievērojami palielināsies, tādējādi sadalot dielektrisko izlādi, bet pārmērīgais izvirzījums ir spiediens. Kvalitāte un stabilitāte ir nelabvēlīgi.

3.6. Metināšanas savienojums

Šobrīd ir daudzi dokumenti par Ti / Al izpēte, kas atšķiras no metāla difūzijas metināšanas. Parasti augstas izlādes punkta titāna un alumīnija materiālu ar zemu kušanas punktu difūzijas metināšana pamatā ir balstīta uz vienvirziena vai divvirzienu spiediena vai siltuma izostatisko vakuumdifūzijas savienošanas tehnoloģiju. Spiediena tehnoloģija apzinās titāna un alumīnija metāla materiālu augstspiediena vidēji zemas temperatūras tiešu difūziju. Ir daudz vietējo Ti / Cu un Cu metināšanas sakausējumu ražotāju, taču ir maz pētījumu.

4, Ti mērķa perspektīvas

Āzijā strauji pulcējas globālās mērķa ražošanas bāzes. Strauji attīstoties augsto tehnoloģiju nozarēm, piemēram, vietējām pusvadītāju integrālajām shēmām, plakano ekrānu un dekoratīvajiem pārklājumiem, Ķīnas mērķa tirgus paplašinās un pakāpeniski ir kļuvis par vienu no pasaules lielākajām pieprasījuma zonām plānu filmu mērķiem. Attīstība piedāvā iespējas un izaicinājumus.

Pēdējos gados integrētās shēmas rūpniecības fonda vadībā, valsts zinātnes un tehnoloģiju lielajos projektos (01, 02, 03) un vietējos fondos investīcijas integrētās shēmas rūpniecībā var raksturot kā karsējamas. Saskaņā ar statistiku, tikai divos gados no 2015. gada līdz 2016. gadam iekšzemes tirgū ir paziņots, ka 44 vai vairāk vafelēšanas ražošanas līnijas tiek būvētas vai plānotas, ieskaitot 300 mm, 18 mm, 200 mm 20 un 150 mm. Šo milzīgo tirgus pieprasījumu noteicošā nozare, protams, pievērsīs Ķīnas attiecīgo pētniecības institūtu un uzņēmumu uzmanībai un uzmanībai, kā arī ieguldīs līdzekļus darbaspēkam, materiālajiem resursiem un finanšu resursiem, lai attīstītu un ražotu magnētiski kontrolētas sprūda mērķus.

Kā mērķa lauka unikāla filiāle Ti tiek izmantoti gan pusvadītāju Al un Cu procesos, gan arī tiek plaši izmantoti šķidro kristālu displeja industrijā un dekoratīvo pārklājumu industrijā. Šobrīd pētījumu un attīstības un Ti mērķu ražošanas pamats galvenokārt ir koncentrēts Pekinā, Guangdongā, Džjangos, Zhejiang un Gansu. Sakarā ar mērķa izejmateriālu tīrības ierobežojumiem, ražošanas iekārtu un procesu pētījumu un izstrādes tehnoloģijām, Ķīnas "Ti" mērķa ražošanas nozare joprojām ir sākumstadijā. Vietējie Ti mērķa ražošanas uzņēmumi pamatā ir zemi kvalitātes un tehnoloģiju jomā, izmantojot tradicionālās apstrādes metodes un paļaujoties uz cenu, lai uzvarētu. Zemas kvalitātes izsmidzināšanas mērķa ražotāji vai ierobežotas izmaksas liešanas pārstrādes uzņēmumi. Ražošanas apjoms ir mazs, šķirne ir vienota, un tehnoloģija joprojām ir nestabila. Līdz šim Ķīnā (tai skaitā Taivānā, Ķīnā) ir tikai daži profesionāli uzņēmumi, kas ražo tādus mērķus kā Yanyijin, Jiangfeng Electronics uc, kas rada Ti mērķus. Tālu no tirgus attīstības vajadzību apmierināšanas liela daļa Ti mērķu joprojām ir jāieved no ārvalstīm. Augstas tīrības metāla Ti mērķa izejvielas jau ir sasniegušas panākumus, bet lielākajai daļai no tiem ir jāpaļaujas uz importu.

Kā mērķa materiālam Ti mērķim ir spēcīgs pielietošanas mērķis un skaidra pieteikuma fona. Metalurģijas attīrīšanas tehnoloģija metāla atdalīšanai no metāla Ti, EB vakuuma kausēšanas tehnoloģija, nesagraujošā testēšanas tehnoloģija Ti stieņiem, augu tīrības līmeņa piesārņojuma analīzes tehnoloģija Ti, Ti mērķlielumu sagatavošanas tehnoloģija, izsmidzināšanas mašīnas sagatavošanas tehnoloģija, izsmidzināšanas process un filmas veiktspējas pārbaude tehnoloģija Tīkla mērķa pētījumam nav jēgas. Ti mērķu izstrāde un ražošana un sekojošie pielietojuma uzlabojumi ietver veselu rūpniecības ķēdi no augšteces izejmateriāliem līdz industriālajiem vidējā līmeņa iekārtu ražotājiem un mērķa ražotājiem, lai izstrādātu un pakārtota Ti mērķa pārklājuma mikroshēmas. Attiecība starp Ti mērķa veiktspēju un putekļainās plēves īpašībām ir izdevīga, lai iegūtu filmas īpašības, kas atbilst pieteikuma prasībām, un tā ir arī labāka mērķa labāka izmantošana, pilnībā iedarbojoties, un veicinot mērķa nozare.

Šobrīd Ķīnā plaukstošo ķēdes nozaru bizness. Iespējas un problēmas pastāv līdzās. Ja mēs nevarēsim izmantot iespēju lokalizēt mērķa ražošanu, filmu ražošanu un testēšanu, atšķirība starp Ķīnu un starptautisko līmeni, protams, kļūs lielāka. Tas ne tikai nevar atgūt ārvalstu investoru aizņemto vietējo tirgu, bet arī konkurēt starptautiskajā tirgū.