O que é um material alvo

O material alvo de revestimento é uma fonte de pulverização catódica que forma vários filmes funcionais no substrato por meio de pulverização catódica por magnetron, revestimento iônico multiarco ou outros tipos de sistemas de revestimento sob condições de processo apropriadas.Simplificando, o material alvo é o material alvo bombardeado por partículas carregadas de alta velocidade, usadas em armas laser de alta energia.Quando diferentes densidades de potência, formas de onda de saída e comprimentos de onda de lasers interagem com diferentes materiais alvo, eles produzirão diferentes efeitos de morte e destruição.Por exemplo, o revestimento por pulverização catódica evaporativa do magnetron é um revestimento de evaporação de aquecimento, filme de alumínio, etc. Ao substituir diferentes materiais alvo (como alumínio, cobre, aço inoxidável, titânio, alvos de níquel, etc.), diferentes sistemas de filme (como superduro, filmes de liga anticorrosivos e resistentes ao desgaste, etc.) podem ser obtidos.

Os usos gerais do material alvo incluem:

1. Manter e melhorar as propriedades superficiais dos materiais, como dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, etc;

2. Usado para preparar novos materiais ou melhorar o desempenho de materiais existentes, como células solares, LEDs, monitores de tela plana, etc;

3. Utilizado para preparação de componentes eletrônicos, como transistores, circuitos integrados, etc;

4. Usado para preparar materiais como supercondutores, filmes finos ópticos, sensores, etc.

Vários tipos de materiais de película fina pulverizados têm sido amplamente utilizados em circuitos integrados de semicondutores (VLSI), discos ópticos, monitores de tela plana e revestimentos de superfície de peças de trabalho.Desde a década de 1990, o desenvolvimento síncrono de materiais alvo de pulverização catódica e tecnologia de pulverização catódica atendeu amplamente às necessidades de desenvolvimento de vários novos componentes eletrônicos.Por exemplo, no processo de fabricação de circuitos integrados semicondutores, são utilizados filmes condutores de cobre com menor resistividade em vez de fios de filme de alumínio.Na indústria de monitores de tela plana, várias tecnologias de exibição (como LCD, PDP, OLED e FED) foram desenvolvidas de forma síncrona e algumas foram usadas na fabricação de computadores e monitores de computador;Na indústria de armazenamento de informações, a capacidade de armazenamento da memória magnética está aumentando constantemente e novos materiais de gravação magneto-ópticos estão surgindo constantemente.Estes apresentaram requisitos mais elevados para a qualidade dos alvos de pulverização exigidos, e a procura por quantidade também está a aumentar de ano para ano.

Entre todas as indústrias de aplicação, a indústria de semicondutores possui os requisitos de qualidade mais rigorosos para filmes de pulverização catódica.Hoje em dia, foram fabricadas pastilhas de silício de 12 polegadas (300 orifícios), enquanto a largura das interconexões está diminuindo.Os requisitos dos fabricantes de wafers de silício para materiais alvo são tamanho grande, alta pureza, baixa segregação e tamanho de grão fino, o que exige que os materiais alvo fabricados tenham melhor microestrutura.O diâmetro e a uniformidade das partículas cristalinas no material alvo têm sido considerados fatores-chave que afetam a taxa de deposição de filmes finos.Além disso, a pureza da película fina está intimamente relacionada com a pureza do material alvo.No passado, os alvos de cobre com pureza de 99,995% (4N5) podem atender às necessidades dos fabricantes de semicondutores no processo de 0,35 pm, mas não podem atender aos requisitos atuais do processo de 0,25um.No entanto, para o processo de 0,18um ou mesmo 0,13m, a pureza alvo necessária será necessária para atingir 5 ou mesmo 6N.Comparado ao alumínio, o cobre possui maior resistência à eletromigração e menor resistividade, o que pode atender aos requisitos!A necessidade de fiação submícron com tecnologia de condutor abaixo de 0,25um trouxe outros problemas: baixa resistência de adesão entre cobre e materiais dielétricos orgânicos e fácil reação, levando à corrosão e circuito aberto de interconexões de cobre no chip durante o uso.Para resolver estes problemas, é necessário instalar uma camada de barreira entre o cobre e a camada dielétrica.Os materiais da camada de barreira geralmente utilizam metais e seus compostos com altos pontos de fusão e alta resistividade, por isso é necessário que a espessura da camada de barreira seja inferior a 50 nm e tenha bom desempenho de adesão com cobre e materiais dielétricos.Os materiais de barreira para interconexões de cobre e interconexões de alumínio são diferentes.Novos materiais-alvo precisam ser desenvolvidos.Os materiais alvo utilizados para a camada de barreira das interconexões de cobre incluem Ta, W, TaSi, WSi, etc. No entanto, Ta e W são todos metais refratários, tornando-os relativamente difíceis de fabricar.Atualmente, pesquisas estão sendo conduzidas em ligas de titânio, como molibdênio e cromo, como materiais alternativos.