Каква е скоростта на отлагане на титанов диборид в PVD?

Каква е скоростта на отлагане на целта от титанов диборид при PVD?

Физическото отлагане на пари (PVD) е широко използвана техника за отлагане на тънък филм в различни индустрии, включително полупроводници, покритие на инструменти и декоративно покритие. Титанов диборид (TiB₂) е твърд керамичен материал с отлични свойства като висока точка на топене, висока твърдост, добра електропроводимост и химическа стабилност. Като доставчик на мишени от титаниев диборид, разбирането на скоростта на отлагане на мишени от TiB₂ в PVD е от решаващо значение както за нашите клиенти, така и за нас.

Фактори, влияещи върху скоростта на отлагане на мишена от титанов диборид при PVD

1. Разпръскваща мощност
   • Силата на разпрашаване е един от най-значимите фактори, влияещи върху скоростта на отлагане. В PVD разпрашването е често срещан метод за отлагане на тънки филми от целевия материал. Когато мощността на разпръскване се увеличи, повече енергия се подава към йоните на разпръскващия газ (обикновено йони на аргон). Тези високоенергийни йони се сблъскват с целевата повърхност на TiB₂, изхвърляйки повече TiB₂ атоми или клъстери. В резултат на това скоростта на отлагане върху субстрата се увеличава. Например, в система за магнетронно разпръскване, ако мощността се повиши от 100 W на 300 W, скоростта на отлагане на TiB₂ може приблизително да се утрои, в зависимост от други условия като налягане на газа и разстояние между целта и субстрата.
2. Газово налягане
   • Налягането на газа в PVD камерата също играе важна роля. При ниско налягане на газа средният свободен път на разпръснатите частици е относително дълъг. Разпръснатите TiB₂ атоми или клъстери могат да пътуват директно от мишената до субстрата с по-малко сблъсъци с газовите молекули в камерата. Това води до по-висока скорост на отлагане върху субстрата. Въпреки това, ако налягането на газа е твърде ниско, плътността на плазмата може да е недостатъчна, което води до нестабилно разпръскване. От друга страна, при високо налягане на газа, разпръснатите частици се сблъскват по-често с газовите молекули, което може да разпръсне частиците и да намали скоростта на отлагане върху субстрата. Типичен диапазон на оптимално налягане на газ за разпръскване на цели от TiB₂ е между 0,1 Pa и 1 Pa.
3. Цел - Разстояние на субстрата
   • Разстоянието между целта на TiB₂ и субстрата влияе върху скоростта на отлагане. По-късото разстояние между целта и субстрата означава, че разпръснатите частици имат по-кратък път, за да достигнат до субстрата. Това намалява вероятността частиците да бъдат разпръснати от газовите молекули в камерата, като по този начин увеличава скоростта на отлагане. Въпреки това, ако разстоянието е твърде малко, субстратът може да бъде изложен на високоенергийно йонно бомбардиране от плазмата близо до мишената, което може да причини увреждане на растящия филм. Подходящото разстояние между целта и субстрата за отлагане на TiB₂ обикновено е в диапазона от 50 mm до 150 mm.
4. Целеви състав и плътност
   • Съставът и плътността на целта TiB₂ също оказват влияние върху скоростта на отлагане. Мишена от TiB₂ с висока чистота с подходяща стехиометрия (Ti:B = 1:2) и висока плътност може да осигури по-последователна и по-висока скорост на отлагане. Примесите в целта могат да причинят неравномерно разпръскване, намалявайки ефективността на отлагането. В допълнение, мишена с по-ниска плътност може да има повече пори, които могат да уловят газ и да повлияят на процеса на разпрашаване, което води до по-ниска скорост на отлагане.

Измерване на скоростта на отлагане на мишена от титанов диборид в PVD

1. Измерване на дебелината
   • Един от най-простите методи за измерване на скоростта на отлагане е чрез измерване на дебелината на отложения TiB₂ филм. Това може да се направи с помощта на техники като елипсометрия, профилометрия или атомно-силова микроскопия (AFM). Елипсометрията измерва промяната в поляризационното състояние на светлината, отразена от интерфейса филм - субстрат, което може да се използва за изчисляване на дебелината на филма. Профилометрията използва стилус за сканиране на повърхността на филма и измерва разликата във височината между субстрата и повърхността на филма. AFM предоставя топографска информация с висока разделителна способност за повърхността на филма и може точно да измерва дебелината на филма. Чрез отлагане на TiB₂ филма за известен период от време и след това измерване на дебелината на филма, скоростта на отлагане може да се изчисли като дебелината на филма, разделена на времето на отлагане.
2. Измерване на маса
   • Друг метод е да се измери промяната на масата на субстрата преди и след отлагането. Увеличаването на масата на субстрата се дължи на отложения TiB₂ филм. Като се знае площта на субстрата и времето на отлагане, скоростта на отлагане може да се изчисли въз основа на коефициента на преобразуване на масата към дебелината на TiB₂. Този метод е относително прост, но може да бъде по-малко точен за много тънки филми поради ограничената чувствителност на оборудването за претегляне.

Приложения и значението на скоростта на отлагане

1. Покритие на инструмента
   • В индустрията за покритие на инструменти TiB₂ покритията се използват за подобряване на твърдостта, устойчивостта на износване и ефективността на рязане на режещите инструменти. Желателна е висока скорост на отлагане, тъй като може да намали времето за нанасяне на покритието, повишавайки ефективността на производството. Например, при масовото производство на свредла, по-бързата скорост на отлагане на TiB₂ може значително да намали общото време и разходи за производство.
2. Полупроводникова индустрия
   • В полупроводниковата индустрия тънките слоеве от TiB₂ могат да се използват като дифузионни бариери или проводими слоеве. Прецизният контрол на скоростта на отлагане е от решаващо значение за осигуряване на еднородност и качество на филмите. Стабилната и добре контролирана скорост на отлагане помага да се изпълнят строгите изисквания за производство на полупроводникови устройства, като толеранс на дебелината на филма и електрически свойства.

Като доставчик на цели от титаниев диборид, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени цели от TiB₂, които могат да постигнат оптимални скорости на отлагане в PVD процеси. Нашите мишени са внимателно произведени, за да осигурят висока чистота, правилен състав и висока плътност, които са от съществено значение за последователно и ефективно отлагане. Ние също предлагаме техническа поддръжка на нашите клиенти, за да им помогнем да оптимизират своите PVD процеси за най-добри резултати от отлагане.

Ако се интересувате от други свързани продукти, можете да проверитеШестоъгълен борен карбид,Бронеустойчива плоча от борен карбид, иБронеустойчив лист от борен карбид.

Ако обмисляте закупуването на цели от титанов диборид или имате някакви въпроси относно скоростта на отлагане или PVD процесите, моля не се колебайте да се свържете с нас за по-нататъшно обсъждане и потенциално бизнес сътрудничество. Очакваме с нетърпение да ви обслужим и да ви помогнем да постигнете целите си за отлагане на тънък филм.

Референции

• Bunshah, RF (1982). Наръчник по технология на тънък филм. Макгроу - Хил.
• Kelly, A., & Groves, GW (1970). Кристалография и кристални дефекти. Адисън - Уесли.
• Thornton, JA (1977). Високоскоростен растеж на дебел филм. Journal of Vacuum Science and Technology, 14(5), 1187 - 1203.