Молибденовые мишени для напыления МЧ в Минске

Молибденовые мишени для напыления МЧ: технические характеристики и применение

Молибденовые мишени для напыления МЧ — это дисковые, прямоугольные или трубчатые изделия из молибдена марки МЧ (молибден чистый), предназначенные для формирования функциональных покрытий методом магнетронного распыления и электронно-лучевого испарения. Материал МЧ характеризуется содержанием основного металла не менее 99,96 % и относится к категории технически чистого молибдена без легирующих добавок, что обеспечивает стабильность состава осаждаемой плёнки.

Ключевое отличие мишеней МЧ от аналогов из молибдена марки МП (молибден с присадками) — отсутствие кремнещёлочных примесей, которые могли бы мигрировать в покрытие в процессе распыления. Это критично для применений, где требуется высокая чистота интерфейса: в полупроводниковой литографии, при формировании барьерных слоёв в микроэлектронике и в производстве тонкоплёночных солнечных элементов.

Физико-механические параметры мишеней МЧ

Молибден МЧ поставляется в состоянии рекристаллизованного или деформированного металла, что определяет его механические характеристики. Для мишеней, работающих в режиме высоких плотностей мощности, предпочтительна мелкозернистая структура с размером зерна 20–50 мкм, достигаемая термомеханической обработкой. Предел прочности материала МЧ составляет 500–700 МПа, твёрдость по Виккерсу — 180–220 HV, плотность — 10,2 г/см.

Температурный коэффициент линейного расширения молибдена МЧ (5,2 10 К) близок к значениям для кремния и карбида кремния, что минимизирует термомеханические напряжения в многослойных структурах при циклических нагревах. Теплопроводность материала — 138 Вт/(мК), что обеспечивает эффективный отвод тепла из зоны распыления и снижает риск локального перегрева мишени.

Технологические особенности распыления

Мишени МЧ применяются в установках магнетронного распыления на постоянном токе (DC) и среднем частотном диапазоне (MF). Для молибдена МЧ характерен коэффициент распыления 0,9 атом/ион при энергии ионов аргона 600 эВ. Оптимальное рабочее давление — 0,1–1,0 Па, плотность мощности на мишени — 5–15 Вт/см. При превышении плотности мощности выше 20 Вт/см требуется водяное охлаждение тыльной стороны мишени для предотвращения рекристаллизации и растрескивания.

Скорость осаждения плёнок из мишени МЧ при стандартных режимах составляет 0,5–2,0 нм/с. Полученные покрытия обладают удельным электрическим сопротивлением 5,2 10 Омм, что делает их пригодными для формирования проводящих слоёв и затворных электродов. Адгезия плёнок к подложкам из оксида кремния и нитрида титана оценивается не ниже 30 МПа по методу скретч-теста.

Применение мишеней МЧ

• Формирование барьерных слоёв Mo/Si в многослойной рентгеновской оптике для литографических систем EUV
• Создание затворных электродов и межсоединений в тонкоплёночных транзисторах (TFT) для дисплеев
• Осаждение нижнего электрода в структурах CIGS-солнечных элементов
• Нанесение износостойких и антифрикционных покрытий на детали узлов трения в вакуумной технике
• Формирование жертвенных слоёв в микроэлектромеханических системах (МЭМС)
• Металлизация керамических подложек в силовой электронике

Типовые размеры и геометрия

Поверхность мишеней МЧ подвергается механической обработке до шероховатости Ra 1,6 мкм, а для применений в ультравысоком вакууме — дополнительной полировке до Ra 0,4 мкм. Тыльная сторона может быть оснащена индиевым или эластомерным слоем для улучшения теплового контакта с охлаждаемой плитой магнетрона.

Вопросы и ответы