Молибденовые мишени для напыления МЧВП в Минске

Молибденовые мишени МЧВП для магнетронного напыления

Молибденовые мишени марки МЧВП — распыляемые катоды из вакуумно-плавленого молибдена высокой чистоты, предназначенные для магнетронного и ионно-лучевого напыления тонкоплёночных покрытий. Аббревиатура МЧВП расшифровывается как «молибден чистый вакуумной плавки»: слиток получают электронно-лучевой плавкой в вакууме, что обеспечивает низкое содержание газовых примесей и тугоплавких включений. Именно чистота исходного металла определяет стабильность разряда и воспроизводимость свойств осаждаемой плёнки.

Технические характеристики и структура

Мишень МЧВП представляет собой диск или прямоугольную пластину с плотностью 10,2 г/см, приближённой к теоретической для молибдена. Вакуумная плавка формирует крупнозернистую равноосную структуру без остаточной пористости, характерной для спечённых аналогов. Чистота металла — не менее 99,95 % по основному веществу; лимитируются Fe, Ni, Cr, Cu, а также газообразующие примеси O, N, C. Суммарное газовыделение при распылении минимально, что критично для поддержания рабочего вакуума в камере.

Тыльная сторона мишени часто снабжается медным основанием (bonding) для отвода тепла. Соединение выполняют пайкой индием или диффузионной сваркой; качество контакта определяет допустимую плотность мощности. Рабочая поверхность шлифуется и полируется до Ra 0,8 мкм, кромки притупляются для снижения краевого эффекта и паразитного осаждения.

Основные параметры мишеней МЧВП

Применение в тонкоплёночных технологиях

Мишени МЧВП востребованы там, где требуется тугоплавкий токопроводящий слой с высокой термостабильностью. Магнетронное распыление на постоянном токе формирует плёнки Mo толщиной от единиц нанометров до нескольких микрометров. Основные направления:

• барьерные и подслои в металлизации полупроводниковых пластин перед осаждением Cu;
• контактные слои в тонкоплёночных транзисторах и элементах памяти;
• токосъёмные электроды в CIGS-фотопреобразователях и гибкой электронике;
• жаростойкие покрытия на лопатках ГТД и деталях камер сгорания;
• просветляющие и отражающие слои в оптических фильтрах и зеркалах;
• износостойкие покрытия режущего инструмента в составе многослойных систем.

Распыление ведут в атмосфере Ar при давлении 0,1–1 Па, плотность мощности на мишени — до 10 Вт/см при эффективном охлаждении. Для получения стехиометричных плёнок в реактивном режиме добавляют O или N, получая оксидные и нитридные слои. Совместимость с установками магнетронного напыления (планарные и цилиндрические магнетроны, системы типа «AJA», «Bhler», «Von Ardenne») обеспечивается изготовлением мишени под конкретный посадочный размер.

Эксплуатационные ограничения

Молибден склонен к окислению при нагреве выше 400 C на воздухе, поэтому мишень хранят в инертной среде или вакуумной упаковке. При распылении контролируют эрозионный профиль: неравномерная выработка приводит к перегреву и растрескиванию. Ресурс мишени МЧВП определяется глубиной эрозии и обычно составляет 30–50 % исходной толщины. Остаточный материал подлежит регенерации или переплаву.

Вопросы и ответы