Utvikling av magnetron sputtering titan mål er gjennomgått

Utvikling av magnetron sputtering titanmål er gjennomgått

IKS PVD, PVD vakuum belegg maskin produksjon, kontakt med oss nå, iks.pvd @ foxmail.com

Som et viktig funksjonelt tynnfilmmateriale innen elektronisk informasjon, er høy renhet titan i rask etterspørsel med den raske utviklingen av Kinas IC, flydisplay, solenergi og andre næringer. Magnetron sputtering teknologi (PVD) er en av de viktigste teknologiene for å forberede tynnfilm materialer, og høy renhet titan sputtering mål materiale er nøkkelen forbruksmateriell i magnetron sputtering teknologi, som har et bredt marked søknad prospekt. Titan mål materiale som høyt verdiskapende belegg materiale, i slike aspekter som kjemisk renhet, organisatorisk ytelse har strenge krav, høyt teknisk innhold, prosesseringsproblemet er stort, målmateriellet produsenter i vårt land begynte relativt sent på feltet av høy -endemålsmaterialefremstilling, relativt bakover med hensyn til grunnleggende råmaterialets renhet, forberedelsesteknikker som kontrollmål, kjerneteknologien for støpingsteknologi i og utenlands har også et visst gap. Målrettet mot nedstrøms high-end applikasjoner er utviklingen av høyytende titanputtering målmateriale et viktig tiltak for å realisere den uavhengige forskning og utvikling av nøkkelmaterialer i elektronisk informasjonsindustri og fremme high-end transformasjon og oppgradering av titanindustrien .

Søknad og ytelse krav til titan mål

Magnetron sputtering Ti målmateriale brukes hovedsakelig i elektronikk og informasjonsindustrien, for eksempel integrert krets, flyskjerm og dekorasjonsbeleggfelt av hjemmebelegg, bilindustri, som glassdekorasjonsbelegg og navdekorasjonsbelegg. Ti målmaterielle krav til ulike bransjer er også svært forskjellige, hovedsakelig: renhet, mikrostruktur, sveiseytelse, dimensjonsnøyaktighet og flere aspekter, de spesifikke indekskravene er som følger :

1) Renhet: Ikke-integrert krets: 99,9%; Integrert krets for: 99,995%, 99,99%.

2) Mikrostruktur: Uintegrert krets: Gjennomsnittlig korn mindre enn 100 mikron; Integrert krets: Gjennomsnittlig korn er mindre enn 30 mikron, gjennomsnittlig ultrafint korn er mindre enn 10 mikron

3) sveiseprestasjon: ikke-integrert krets: lodding, monomer; Integrert krets for: monomer, lodding, diffusjons sveising

4) Dimensjonsnøyaktighet: For ikke-integrerte kretser: 0.1mm; For ikke-integrerte kretser: 0,01 mm.

1.1 Ti målmateriale for integrert krets

Ti målmateriell renhet av integrert krets er hovedsakelig større enn 99,995% og over, og for tiden er det hovedsakelig avhengig av import. I 2013 oppnådde Kinas integrerte kretsindustri en salgsinntekt på 250,8 milliarder yuan og et importvolum på 231,3 milliarder dollar, som ble den største importvaren i Kina for første gang. I 2014 var salgsinntektene i den integrerte kretsindustrien 267,2 milliarder yuan, og importvolumet nådde fortsatt 217,6 milliarder dollar. Målmaterialet for integrert krets har en stor andel i det globale målmateriellmarkedet.

Ti mål materialer: produksjonen av høy renhet Ti er hovedsakelig konsentrert i USA, Japan og andre land, for eksempel Honeywell av USA, toho av Japan og Osaka titan industrien i Japan. Siden 2010 har Beijing ikke-jernholdige metallforskningsinstitutt, zunyi-titanindustrien og Ningbo Chuangrun lansert lanseringen av Ti-produkter av høy renhet, men stabiliteten til produktene må fortsatt forbedres.

Ti: struktur av mål materiale utvikling tidlig støperi profitt plass er stor, den viktigste bruken av 100 ~ 150 mm magnetron sputtering maskin, og liten kraft, sputtering film tykkere, chip størrelse er større, enkelt ytelse av mål materiale kan tilfredsstille bruksbehovet av maskinen på den tiden, den integrerte kretsen med Ti målmateriale hovedsakelig fra 100 ~ 150 mm monomer og kombinasjon av mål, slik som det typiske type 3180, type 3290 målmateriale osv. Den andre fasen, ifølge Moores lovutvikling, chip, smal linjebredde, støperi bruker hovedsakelig 150 ~ 200 mm sputtering maskin, for å forbedre fortjenesten plass, sputtering maskinen øker, dette krever at størrelsen på målet øker, samtidig som den høye termisk ledningsevne, lave priser og en viss styrke, denne perioden Ti målmateriale ved hjelp av aluminiumslegering bakplane diffusjons sveising og lodding av kobber legering backboard to strukturer prioriteres, for eksempel den typiske TN, TTN type, type Endura5500 målmateriell, etc. I tredje trinn, med utvikling av integrert krets blir smalbåndsbredden smalere. På dette tidspunktet bruker chipfunding fabrikker hovedsakelig 200 ~ 300mm sputtering maskiner. For å ytterligere øke profittrommet øker maskinens sputteringskraft, noe som krever at målmateriellets størrelse økes, samtidig som den opprettholder høy termisk ledningsevne og tilstrekkelig intensitet. I denne perioden er Ti-målet hovedsakelig sveiset med kobberlegering-bakplate, slik som det vanlige SIP-typen målet.

Ti mål materiale behandling og produksjon aspekter: tidlig marked i inn-og utland, av USA, Japan og andre store produsenter monopol mål materiale, etter 2000 års innenlandsk industri industrien gradvis inn i målmarkedet, lavt mål å begynne å importere høy renhet Ti råvarer behandlingen, i de senere årene av den raske utviklingen av innenlandske Ti mål materiale produksjon bedrifter, markedsandelen gradvis utvidet til Taiwan, Europa og USA og andre markeder, for eksempel YouYan millioner gull og Jiang Feng elektronisk to enterprise fokus mål Material produksjon i mange år. Innenlandske målindustrien bedrifter utvikler også målmaterialer sammen med innenlandske magnetron sputtering maskinprodusenter for å fremme utviklingen av innenriks integrert krets magnetron sputtering industrien.

1.2 Ti målmateriale for planvisning

Flatskjerm-skjermer inkluderer: LCD-skjerm, plasmaskjerm (PDP), feltluminescensdisplay (el), feltutslippsvisning (FED).

I dag er LCD-markedet det største i flatskjermmarkedet med en andel på over 90%. LCD er antatt å være det mest applikasjonsutsikter for flatskjerm-skjermen, det utvider applikasjonsområdet for skjerm, bærbare datamaskiner, stasjonær PC-skjerm, HD-LCD-TV og mobilkommunikasjon, en rekke nye LCD-produkter slår folkets levende vaner og fremmer den raske utviklingen av verdens informasjonsindustri. TFT-lcd-teknologi er en slags teknologi som kombinerer mikroelektronikkteknologi og flytende krystallteknologi med dyktighet. I dag er det blitt den vanlige teknologien til flyskjerm, som er delt inn i al-mo, al-ti, cu-mo og andre prosesser.

Den tynne filmen med plan skjerm er for det meste dannet ved forstøvning. Al, Cu, Ti, Mo og andre mål er de viktigste metallmålene for planvisning i dag. Renheten til Ti-målene for flyvisning er over 99,9%. Dette råmaterialet kan produseres i Kina. TFT-lcd6 generasjonslinje ANVENDER flat Ti-målmateriale med stor størrelse, vannkjølt bakplateplate av kobberlegering, brukes i strukturen, og CLP panda påføres.

I dag produserer verdens høyeste generasjonslinje uavhengig av Kina - hefei 10.5 generasjonslinje, hovedsakelig storformet ultrahøydefinisjon flytende krystallskjermer (uhd) med en designkapasitet på 90.000 glassubstrater per måned. Størrelsen på glassunderlag er 3,370x2,940mm, med en total investering på 40 milliarder yuan. Den vil bli satt i produksjon i andre kvartal 2018.

2. Magnetron sputtering Ti mål forberedelsesteknologi

Ti råmaterialetilberedningsteknologi og metoder for målmateriale i henhold til produksjonsprosessen kan deles inn i (heretter referert til som EB billet) og vakuumelektronstrålesmeltende billett fra elektrisitetsbueovn smeltegrå (heretter referert til som (VAR) billet) to typer store, i ferd med å utarbeide målmateriale, i tillegg til streng kontroll av materialets renhet, tetthet, kornstørrelse og krystallretning, tilstanden til varmebehandlingsprosessen, må den etterfølgende formasjonsprosessen være strengt kontrollert for å sikre kvaliteten på målmaterialet.

For råmaterialene med høy renhet Ti fjernes forurensningselementene med høyt smeltepunkt i Ti-matriksen vanligvis ved smeltelektrolyse og renses deretter videre ved vakuumelektronstrålesmelting. Vakuum elektronstråle smelting er å bruke høy-energi elektronstråle bombardement på metalloverflaten, og deretter øker temperaturen gradvis til metallet smelter. Elementene med høyt damptrykk vil være de første som fordampes, og elementene med lavt damptrykk vil forbli i smelten. Jo større forskjellen mellom urenhetselementene og damptrykket i matrisen er, jo bedre blir rensingseffekten. Fordelen med vakuumraffinering etter smelting er imidlertid at urenhetselementer i Ti-matriksen kan fjernes uten å innføre andre urenheter. Derfor, når 99,99% elektrolytisk Ti elektrolyseres ved elektronstråle-smelte i et høyvakuummiljø (10-4 ovenfor), er urenhetselementer (Fe, Co, Cu) med et metningstamptrykk høyere enn metningsdamptrykket av Ti-elementet selv ( Fe, Co, Cu) i råmaterialet vil bli prioritert for bølge, for å redusere innholdet av urenheter i matrisen og oppnå formålet med rensing. Det høye renhetsmetall Ti med 99,995 + renhet kan oppnås ved å kombinere de to metodene.

For råmaterialene med renhet på 99,9% Ti, er klasse 0-svamp Ti mest brukt til å smelte av vakuumforbruket lysbueovn, og deretter åpnes blankt med varm smiing for å danne liten størrelse. Ti metallråmateriale ved fremstillingen av de to metodene gjennom den termiske mekaniske deformasjonskontrollen sin hele sputtering overflate mikrostruktur er konsistent, deretter bearbeidet, bindende, rengjøring og emballasje prosess i fremstillingen av integrert krets med magnetron sputtering Ti, mål materiale for 300 mm Maskinen brukes til spesielt høy Ti-målmateriale, i forkant av sputtering, måleoverflaten før pakking og sputtering reduseres installert på sputtermaskinen, brukes til å brenne måltidspunktet for målet (brenntid).

Ti mål materiale forberedelse metode av integrert krets har kompleks teknologi og relativt høy kostnad .

3. Tekniske krav til Ti målmaterialer

For å sikre kvaliteten på avsatt film, må kvaliteten på målmaterialet være strengt kontrollert. Etter mye praksis har de viktigste faktorene som påvirker kvaliteten på Ti-målmaterialet blant annet renhet, gjennomsnittlig kornstørrelse, krystallorientering og strukturell uniformitet, geometrisk form og størrelse, etc.

3.1 Renhet

Renheten av Ti-målmaterialet har stor innflytelse på egenskapene til forstøvningsfilmer.

Jo høyere renheten av Ti-målmaterialet, desto mindre urenhetselementpartikler i sputtering Ti-film, noe som resulterer i bedre filmegenskaper, inkludert korrosjonsmotstand, elektriske og optiske egenskaper. I praktiske anvendelser er imidlertid renhetskravene til Ti-målmaterialer for forskjellige anvendelser forskjellige. For eksempel er det generelle dekorasjonsbelegget med Ti-målmaterialets renhetskrav ikke krevende, og integrert krets, skjermlegeme og andre felt med Ti-målmaterialets renhetskrav er mye høyere. Som katodekilden i sputtering er forurensningselementene og poreinneslutningene de viktigste forurensningskildene. Stomatal inneslutninger vil i utgangspunktet bli fjernet i prosessen med ingot ikke-destruktiv feil deteksjon. De unremoved stomatal inneslutninger vil produsere tips utladning fenomen (Arcing) under sputtering, og deretter påvirke kvaliteten på tynnfilmen. Imidlertid kan urenhetselementinnhold bare gjenspeiles i resultatene av helelementanalyse. Jo lavere total urenhet innholdet er, desto høyere er renheten til Ti-målmaterialet. Tidlige innenlandske ikke høy renhet titan sputtering mål materialer, er referanse til det innenlandske og utenlandske Ti mål materiale produksjonsselskap, etter 2013 standard utstedt av YS / T893-2013 elektronisk film med høy renhet titan sputtering mål materialer, regler tre renhet Ti mål materiale enkelt urenhet innhold og totale urenhet innhold ulike krav, er denne standarden gradvis standardisere opptatt Ti renhet av målmarkedet etterspørsel.

3,2 gjennomsnittlig kornstørrelse

Generelt er Ti-målmaterialet av polykrystallinsk struktur, med kornstørrelse som strekker seg fra mikron til millimeter. Sputteringshastigheten for små kornmål er raskere enn grov kornmål, og tykkelsesfordelingen av sputtering avsatt film er mer ensartet for mål med liten forskjell i kornstørrelse på sputteroverflaten. Det er funnet at hvis kornstørrelsen på titanmålet styres under 100 mikrometer, og endringen av kornstørrelse holdes innen 20%, kan kvaliteten på forstøvningsfilmene bli betydelig forbedret. De gjennomsnittlige kornstørrelsene på Ti-mål som skal brukes i integrerte kretser, er vanligvis pålagt å være mindre enn 30 mikron, og de gjennomsnittlige kornstørrelsene skal være mindre enn 10 mikron.

3,3 krystalliseringsorientering

Metal Ti er en tett anordnet sekskantet struktur. Siden det er lett for Ti-målatomer å fortrinnsvis sputteres langs retningen av de tettest anordnede sekskantede atomer under sputtering, kan forstøvningshastigheten økes ved å endre krystallstrukturen til målmaterialet for å oppnå den høyeste sputteringshastigheten. For tiden er krystallfamilien til Ti-målsputtering overflaten {1013} av de fleste integrerte kretser mer enn 60%, kornretningen av målmaterialer produsert av forskjellige produsenter er litt annerledes, og krystallretningen til Ti-målet har også stor innflytelse på tykkelsen likhet i sputtering film. Filmstørrelsen til flydisplay og dekorasjonsbelegg er relativt tykk, så kornorienteringsbehovet for Ti-målmaterialet er relativt lavt.

3,4 ensartet struktur

Strukturuniformitet er også en av de viktige indeksene for å evaluere kvaliteten på målmaterialet. For Ti-mål kreves ikke bare forstøvningsplanet for målmaterialet, men også den normale retningssammensetning, kornorientering og gjennomsnittlig kornstørrelsesuniformitet på forstøvningsplanet. Kun på denne måten kan Ti-film med jevn tykkelse, pålitelig kvalitet og konsistent kornstørrelse oppnås samtidig i levetiden til Ti-målmaterialet.

3,5 geometrisk form og størrelse

Det reflekteres hovedsakelig i maskinens presisjon og kvalitet, for eksempel maskinens størrelse, overflate flathet, grovhet osv. Hvis vinkelavviket til monteringshullet er for stort, kan det ikke installeres riktig. Liten tykkelse vil påvirke levetiden til målet; Størrelsen på tetningsflaten og forseglingssporet er for grov, noe som vil føre til vakuumproblemer etter at målmaterialet er installert og fører til vannlekkasje. Målsputtering overflateforbedringsbehandling kan gjøre overflaten av målmaterialet full av rike konvekse spisser. Effekten av disse konvekse spissene vil bli betydelig forbedret, slik at utskriftsmaterialetes utløp, men for stor konveks sputteringskvalitet og stabilitet er uheldig.

3.6 sveisebinding

For tiden om Ti / Al forskjellig metalldiffusjonssveisforskningspapir mer, vanligvis for høyt smeltepunkt for titan- og diffusjonssveising av lavt smeltepunkt av aluminiummateriale, hovedsakelig basert på enveis eller toveis-trykk eller vakuumdiffusjonsbindingsteknologi av varmt isostatisk presseteknologi ble vedtatt for å realisere titan, aluminiummetallmaterialer av høyt trykk i direkte temperaturdiffusjonsbinding med lav temperatur. Ti / Cu og Cu-legerings sveising innenlandske produsenter har mange applikasjoner, men få undersøkelser.

4. Utsikt over Ti målmaterialer

Globale målproduksjonsbaser samles raskt i Asia. Med den raske utviklingen av innenlandske høyteknologiske næringer som halvledertilkoblet krets, flydisplay og dekorativt belegg, utvider Kinas målmaterialemarked hver dag, og har etter hvert blitt en av verdens største etterspørselsområder for tynnfilmmål, noe som gir muligheter og utfordringer for utviklingen av Kinas målmaterialeindustri.

I de siste årene, i integrerte kretsbransjen midler, nasjonal vitenskap og teknologi store prosjekter (01, 02, 03) og lokale midler, teamledere, den integrerte kretsindustrien investering er en stor varme, ifølge statistikken, bare 2015, 2016 to år, den innenlandske har erklært under bygging eller planlegger å starte wafer produksjonslinje er opptil 44, 300 av dem mm18 artikkel, artikkel 200 mm20, 6 150 mm. Drevet av den store etterspørselen etter markedet er målmateriellindustrien bundet til å tiltrekke seg oppmerksomhet og oppmerksomhet fra relevante vitenskapelige forskningsinstitutter og bedrifter i Kina, og har investert menneskelige, materielle og økonomiske ressurser i forskning og utvikling og produksjon av magnetisk styrt sprut mål.

Ti målmateriale, som en unik gren av målmaterialefelt, har blitt brukt i både halvleder Al-prosess og Cu-prosess, og har vært mye brukt i LCD-industri og dekorative beleggingsindustri. I dag er Ti mål materiale FoU og produksjon baser hovedsakelig konsentrert i Beijing, Guangdong, Jiangsu, Zhejiang, Gansu og andre steder. På grunn av råmaterialets renhet av mål, begrensning av produksjonsutstyr og teknologiforsknings- og utviklingsteknologi, er Ti-målmaterialeindustrien i vårt land fortsatt i tidlig fase, og det innenlandske Ti-målmaterialeproduksjonsbedriften tilhører kvalitet og grunnleggende teknisk terskel er lav, den tradisjonelle prosesseringsmetoden, på pris for å vinne det lave nivået av sputtering målmaterialeprodusenter, eller profittbegrenset OEM-fabrikk. En liten liten produksjon skala, variasjon, teknologi er også ikke stabil, så langt, Kina (inkludert Taiwan), bare noen få selskaper spesialisert seg på produksjon av mål materiale, for eksempel YouYan millioner gull, Jiang Feng elektronisk bedrift, produksjon av Ti mål materiale langt langt ikke kan tilfredsstille behovene til markedsutviklingen, må et stort antall Ti-målmateriale fortsatt importeres fra utlandet, råvarer av høy renhetsmetall Ti-målmateriale har gjennombrudd, men de fleste må fremdeles stole på importen.

Ti målmateriale, som en slags materiale med spesielle formål, har sterk applikasjonsformål og klar applikasjonsbakgrunn. Metallurgisk rensingsteknologi skilt fra metall Ti, EB vakuum smelte teknologi, Ti ingot ikke-destruktiv feil gjenkjenning teknologi, urenhet analyse teknologi av høy renhet Ti, forberedelsesteknologi Ti, sputtering maskin forberedelse teknologi, sputtering teknologi og tynn film ytelse test teknologi bare å studere Ti målet selv har ingen betydning. FoU-produksjonen og produksjonen av Ti-målmaterialet og den påfølgende applikasjonsforbedringen innebærer en hel industrikjede fra oppstrøms råmaterialer til mid-stream utstyrsproducenter og målmaterialeprodusenter og nedstrøms Ti-målbelegg-chipapplikasjon. Forholdet mellom Ti-målmaterialegenskaper og sputteringfilmegenskaper bidrar ikke bare til å skaffe filmegenskaper som oppfyller bruksbehov, men også til bedre bruk av målmateriale, som gir full rolle for sin rolle og fremmer utviklingen av målmaterialebransjen.

Er for tiden i IC-bransjen i blomstring i fastlands-Kina, møter mulighetene og utfordringene, hvis du ikke kan benytte muligheten til å målrette materialproduksjon, filmproduksjon og testing av utstyr, vil gapet mellom vårt land og internasjonalt nivå bli større og større , ikke bare ute av stand til å gjenvinne den utenlandske okkupasjonen av hjemmemarkedet, kan flere ikke delta i det internasjonale markedskonkurransen.