¿Qué es un material objetivo?

El material objetivo del recubrimiento es una fuente de pulverización catódica que forma varias películas funcionales sobre el sustrato mediante pulverización catódica con magnetrón, revestimiento iónico de arco múltiple u otros tipos de sistemas de recubrimiento en condiciones de proceso apropiadas.En pocas palabras, el material objetivo es el material objetivo bombardeado por partículas cargadas de alta velocidad, utilizadas en armas láser de alta energía.Cuando diferentes densidades de potencia, formas de onda de salida y longitudes de onda de los láseres interactúan con diferentes materiales objetivo, producirán diferentes efectos de muerte y destrucción.Por ejemplo, el recubrimiento de pulverización catódica por magnetrón evaporativo es un recubrimiento por evaporación de calentamiento, una película de aluminio, etc. Al reemplazar diferentes materiales objetivo (como objetivos de aluminio, cobre, acero inoxidable, titanio, níquel, etc.), se pueden obtener diferentes sistemas de películas (como superduras, Se pueden obtener películas de aleación resistentes al desgaste, anticorrosión, etc.).

Los usos generales del material de destino incluyen:

1. Mantener y mejorar las propiedades superficiales de los materiales, como dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, etc.

2. Se utiliza para preparar nuevos materiales o mejorar el rendimiento de materiales existentes, como células solares, LED, pantallas planas, etc.

3. Se utiliza para preparar componentes electrónicos, como transistores, circuitos integrados, etc.;

4. Se utiliza para preparar materiales como superconductores, películas ópticas delgadas, sensores, etc.

Se han utilizado ampliamente varios tipos de materiales de película delgada pulverizados en circuitos integrados semiconductores (VLSI), discos ópticos, pantallas planas y revestimientos superficiales de piezas de trabajo.Desde la década de 1990, el desarrollo sincrónico de los materiales objetivo de la pulverización catódica y la tecnología de la pulverización catódica ha satisfecho en gran medida las necesidades del desarrollo de varios componentes electrónicos nuevos.Por ejemplo, en el proceso de fabricación de circuitos integrados semiconductores, se utilizan películas conductoras de cobre con menor resistividad en lugar de cableado de película de aluminio.En la industria de las pantallas planas, varias tecnologías de visualización (como LCD, PDP, OLED y FED) se han desarrollado sincrónicamente, y algunas se han utilizado en la fabricación de computadoras y pantallas de computadora;En la industria del almacenamiento de información, la capacidad de almacenamiento de la memoria magnética aumenta constantemente y constantemente surgen nuevos materiales de grabación magnetoópticos.Estos han planteado requisitos más altos para la calidad de los objetivos de pulverización catódica necesarios y la demanda de cantidad también aumenta año tras año.

Entre todas las industrias de aplicaciones, la industria de los semiconductores tiene los requisitos de calidad más estrictos para las películas de pulverización catódica.Hoy en día se fabrican obleas de silicio de 12 pulgadas (300 orificios), mientras que el ancho de las interconexiones va disminuyendo.Los requisitos de los fabricantes de obleas de silicio para los materiales objetivo son gran tamaño, alta pureza, baja segregación y tamaño de grano fino, lo que requiere que los materiales objetivo fabricados tengan una mejor microestructura.El diámetro y la uniformidad de las partículas cristalinas en el material objetivo se han considerado factores clave que afectan la tasa de deposición de películas delgadas.Además, la pureza de la película fina está estrechamente relacionada con la pureza del material objetivo.En el pasado, los objetivos de cobre con una pureza del 99,995% (4N5) podían satisfacer las necesidades de los fabricantes de semiconductores en el proceso de 0,35 pm, pero no pueden cumplir con los requisitos actuales del proceso de 0,25 um.Sin embargo, para el proceso de 0,18 um o incluso 0,13 m, la pureza objetivo requerida deberá alcanzar 5 o incluso 6 N.En comparación con el aluminio, el cobre tiene una mayor resistencia a la electromigración y una menor resistividad, ¡lo que puede cumplir con los requisitos!La necesidad de cableado submicrónico con tecnología de conductores por debajo de 0,25 um ha generado otros problemas: baja fuerza de adhesión entre el cobre y los materiales dieléctricos orgánicos, y fácil reacción, lo que provoca corrosión y circuito abierto de las interconexiones de cobre en el chip durante el uso.Para abordar estos problemas, es necesario instalar una capa de barrera entre el cobre y la capa dieléctrica.Los materiales de la capa barrera generalmente utilizan metales y sus compuestos con altos puntos de fusión y alta resistividad, por lo que se requiere que el espesor de la capa barrera sea inferior a 50 nm y tenga un buen rendimiento de adhesión con cobre y materiales dieléctricos.Los materiales de barrera para las interconexiones de cobre y las interconexiones de aluminio son diferentes.Es necesario desarrollar nuevos materiales objetivo.Los materiales objetivo utilizados para la capa barrera de las interconexiones de cobre incluyen Ta, W, TaSi, WSi, etc. Sin embargo, Ta y W son todos metales refractarios, lo que los hace relativamente difíciles de fabricar.Actualmente se investigan aleaciones de titanio como el molibdeno y el cromo como materiales alternativos.