Молибденовые мишени для напыления М-МП в Минске

Молибденовые мишени для напыления М-МП: технические характеристики и применение

Молибденовые мишени для напыления М-МП — это дисковые, трубчатые или прямоугольные изделия, изготовленные из молибдена высокой чистоты методом порошковой металлургии с последующей термомеханической обработкой. Маркировка М-МП указывает на молибден марки М, полученный методом прессования и спекания, что обеспечивает мелкозернистую структуру и равномерное распределение плотности по объему мишени. Материал соответствует требованиям ТУ 48-19-316-90 и предназначен для физического осаждения из паровой фазы (PVD-процессы) в вакуумных установках магнетронного и электронно-лучевого напыления.

Структура и свойства материала

Молибден М-МП характеризуется плотностью не менее 10,1 г/см, что составляет около 98–99 % от теоретической плотности чистого молибдена (10,22 г/см). Мелкозернистая структура с размером зерна 10–30 мкм достигается за счет оптимизации режимов спекания и последующей деформационной обработки. Содержание основного металла — не менее 99,96 %, суммарное содержание примесей не превышает 0,04 %, включая железо, никель, кремний и углерод.

Ключевые физико-механические параметры молибденовых мишеней М-МП:

• температура плавления — 2623 C;
• предел прочности при растяжении — 500–700 МПа;
• относительное удлинение — 10–20 %;
• твердость по Виккерсу — 180–220 HV;
• удельное электрическое сопротивление — 5,2 10 Омм при 20 C;
• коэффициент теплового расширения — 5,1 10 К.

Технология изготовления и геометрические параметры

Производственный цикл мишеней М-МП включает прессование заготовок из молибденового порошка, спекание в среде водорода при температуре 1800–2000 C, последующую горячую прокатку или ковку для достижения требуемой плотности и текстуры. Финальная механическая обработка обеспечивает шероховатость рабочей поверхности Ra не более 1,6 мкм и допуск плоскостности в пределах 0,1 мм на 100 мм длины.

Стандартный сортамент мишеней М-МП включает диски диаметром от 50 до 300 мм с толщиной 3–12 мм, а также прямоугольные пластины длиной до 600 мм. Для мощных магнетронных систем применяются трубчатые мишени с наружным диаметром 100–150 мм и длиной до 3000 мм. По согласованию с заказчиком возможна поставка мишеней с профилированной рабочей поверхностью и фасками для снижения краевых эффектов при распылении.

Применение в промышленных процессах

Молибденовые мишени М-МП используются в качестве источника материала при ионно-плазменном распылении для формирования функциональных покрытий в следующих отраслях:

• микроэлектроника — барьерные слои и контакты в интегральных схемах;
• солнечная энергетика — тыльные контакты в тонкопленочных фотоэлектрических модулях CIGS и CdTe;
• производство плоских дисплеев — затворные электроды в TFT-матрицах;
• оптическая промышленность — отражающие слои для зеркал и светотехнических систем;
• авиакосмическая отрасль — жаростойкие и износостойкие покрытия для узлов трения.

Молибденовые слои, осаждаемые из мишеней М-МП, обладают низким удельным сопротивлением (5–8 10 Омсм), высокой адгезией к кремниевым и стеклянным подложкам, а также устойчивостью к диффузии меди и алюминия при температурах до 500 C. Это делает их предпочтительным материалом для барьерных слоев в металлизации полупроводниковых приборов.

Режимы распыления и эксплуатационные характеристики

Мишени М-МП демонстрируют стабильную скорость распыления в диапазоне мощностей 5–15 Вт/см при магнетронном напылении в атмосфере аргона с рабочим давлением 0,1–1,0 Па. Оптимальная плотность тока на мишени составляет 10–50 мА/см. Благодаря высокой теплопроводности (138 Вт/(мК)) материал эффективно отводит тепло из зоны распыления, что минимизирует риск растрескивания при длительных технологических циклах.

Скорость эрозии молибденовой мишени М-МП при типовых режимах составляет 0,5–2,0 мкм/час, что обеспечивает ресурс работы до 500–1000 часов в зависимости от конфигурации магнетронной системы. Для увеличения коэффициента использования материала (до 70–80 %) рекомендуется применение магнитных систем с замкнутым электронным дрейфом и оптимизированной топологией магнитного поля.

Контроль качества и приемка

Каждая партия мишеней М-МП проходит входной контроль химического состава методом атомно-эмиссионного спектрального анализа, ультразвуковую дефектоскопию на отсутствие внутренних расслоений и пор, а также проверку геометрических размеров. На рабочую поверхность наносится защитное полимерное покрытие, предотвращающее окисление и загрязнение при транспортировке и хранении. Упаковка осуществляется в вакуумную пленку с влагопоглотителем, что исключает образование оксидной пленки на поверхности молибдена.

Вопросы и ответы