Круглые серебряные мишени для напыления Ср99.99
Круглые серебряные мишени для напыления Ср99.99 — это прецизионные расходные элементы для процессов физического осаждения из газовой фазы (PVD), изготавливаемые из серебра высокой чистоты с массовой долей основного металла не менее 99,99 %. Материал соответствует требованиям ГОСТ 6836-80 и ГОСТ 28595-90 в части химического состава, а геометрические параметры мишеней регламентируются отраслевыми техническими условиями на изделия для вакуумного напыления.
Высокая чистота Ср99.99 обеспечивает минимальное содержание газовых примесей (кислорода, азота) и металлических включений, что критически важно при формировании тонкопленочных покрытий с воспроизводимыми электрофизическими характеристиками. Серебро обладает максимальной электропроводностью среди металлов (удельное сопротивление 1,5910 Омм при 20 C) и высоким коэффициентом отражения в инфракрасном диапазоне, что определяет его применение в оптоэлектронике и микроэлектронике.
Технологические особенности изготовления
Мишени Ср99.99 производятся методом вакуумной плавки с последующей деформационной обработкой и механической доводкой. Структура материала — мелкозернистая, рекристаллизованная, без пор и расслоений. Плотность готового изделия составляет не менее 10,49 г/см. Шероховатость рабочей поверхности Ra не превышает 0,8 мкм, что обеспечивает стабильность скорости распыления и равномерность толщины осаждаемой пленки.
Для круглых мишеней нормируются следующие параметры:
- диаметр — от 25 до 200 мм (типоразмерный ряд зависит от конфигурации магнетрона);
- толщина — от 3 до 12 мм, допуск на разнотолщинность — не более 0,1 мм;
- отклонение от плоскостности — не более 0,05 мм на 100 мм длины;
- чистота поверхности — без окисных пленок, следов смазки и инородных включений.
Применение в промышленных процессах
Круглые серебряные мишени Ср99.99 используются в установках магнетронного распыления постоянного и среднечастотного тока, а также в электронно-лучевых испарителях. Основные области применения — формирование контактных площадок и токопроводящих дорожек в производстве полупроводниковых приборов, светодиодных структур и тонкопленочных солнечных элементов.
В оптической промышленности мишени Ср99.99 применяются для нанесения отражающих слоев на зеркала лазерных резонаторов, инфракрасной оптики и астрономических инструментов. В микроэлектромеханических системах (МЭМС) серебряные пленки используются как электродные слои и элементы коммутации.
Благодаря высокой теплопроводности серебра (429 Вт/(мК)) мишени эффективно отводят тепло из зоны распыления, что позволяет работать при повышенных плотностях мощности без локального перегрева и деформации подложки. Это особенно важно при нанесении покрытий на полимерные пленки и гибкие подложки в рулонных вакуумных установках.
Контроль качества и приемка
Каждая партия мишеней Ср99.99 проходит входной контроль химического состава методом атомно-эмиссионной спектрометрии. Геометрические размеры проверяются микрометром и индикаторной оснасткой, шероховатость — профилометром. На поверхность изделия наносится маркировка с указанием номера плавки и массовой доли серебра.
| Параметр | Значение для Ср99.99 | Метод контроля | Нормативный документ | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ag, % | 99,99 | Атомно-эмиссионная спектрометрия | ГОСТ 6836-80 | Все типы PVD-процессов |
| Плотность, г/см | 10,49 | Гидростатическое взвешивание | ГОСТ 18898-73 | Контроль структуры |
| Удельное электросопротивление, Омм | 1,5910 | Четырехзондовый метод | ГОСТ 7229-76 | Электродные слои |
| Шероховатость Ra, мкм | 0,8 | Профилометрия | ГОСТ 2789-73 | Равномерность осаждения |
| Разнотолщинность, мм | 0,1 | Микрометраж | ТУ на изделие | Стабильность процесса |
Условия эксплуатации и хранения
Мишени Ср99.99 предназначены для работы в вакуумных камерах с остаточным давлением не выше 510 Па. Перед установкой в магнетронную систему рекомендуется обезжиривание поверхности этиловым спиртом или ацетоном. Хранение осуществляется в упаковке производителя при температуре 15–25 C и относительной влажности не более 60 % в условиях, исключающих контакт с серосодержащими соединениями, вызывающими потемнение серебра.
При выборе типоразмера мишени необходимо учитывать геометрию магнитного поля магнетрона и требуемую равномерность толщины покрытия на подложке. Для процессов с высокой плотностью мощности рекомендуется использовать мишени толщиной не менее 6 мм с принудительным водяным охлаждением тыльной стороны.
Вопросы и ответы
Чем отличается мишень Ср99.99 от мишени Ср99.9?
Различие заключается в массовой доле основного металла: Ср99.99 содержит не менее 99,99 % серебра, тогда как Ср99.9 — не менее 99,9 %. Более высокая чистота Ср99.99 снижает содержание примесей, которые могут диффундировать в растущую пленку и изменять ее удельное сопротивление или оптические характеристики.
Какие типы вакуумных установок совместимы с круглыми мишенями Ср99.99?
Мишени применяются в установках магнетронного распыления с плоскими круглыми катодами, в электронно-лучевых испарителях и в системах ионно-лучевого распыления. Крепление осуществляется через прижимное кольцо или непосредственную пайку к медному основанию катода.
Какова максимальная плотность мощности распыления для мишеней Ср99.99?
При наличии эффективного водяного охлаждения тыльной стороны допустимая плотность мощности достигает 20–30 Вт/см в режиме постоянного тока. Без принудительного охлаждения значение снижается до 5–8 Вт/см во избежание локального перегрева и деформации мишени.
Допустима ли переработка остатков серебряных мишеней?
Остатки мишеней после выработки ресурса принимаются на аффинаж для повторного получения серебра высокой чистоты. Это экономически целесообразно, поскольку содержание серебра в отработанных мишенях превышает 99 % при отсутствии загрязнения материалом подложки.
