Вольфрамовые мишени для напыления по ТУ 48-19-119-84
Вольфрамовые мишени для напыления по ТУ 48-19-119-84 — это изделия из металлического вольфрама, предназначенные для использования в качестве распыляемых катодов в установках магнетронного и ионно-лучевого осаждения. Технические условия регламентируют химический состав, плотность, геометрические размеры и чистоту поверхности мишеней. Основное применение — формирование тонкоплёночных покрытий в микроэлектронике, оптике и приборостроении.
Технические характеристики
Мишени изготавливаются методом порошковой металлургии или горячего прессования. Содержание основного элемента — не менее 99,95 %. Плотность материала — 19,1–19,3 г/см, что обеспечивает стабильный распыл и минимальное образование капельной фазы на подложке. Пористость не превышает 1 %. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV. Температура плавления вольфрама — 3422 C, что позволяет использовать мишени в высокотемпературных процессах без деградации структуры.
Шероховатость рабочей поверхности — Ra 1,6 мкм. Отклонение от плоскостности — не более 0,05 мм на 100 мм длины. Мишени проходят ультразвуковую очистку и вакуумную дегазацию перед упаковкой. Содержание примесей регламентируется по 20 элементам, включая Fe, Ni, Cr, Cu, Mo.
Типоразмеры и исполнения
- Дисковые мишени диаметром 50–200 мм, толщиной 3–12 мм
- Прямоугольные мишени 100 300 мм, 125 400 мм
- Мишени с медным охлаждающим основанием (bonding)
- Мишени с фаской и без фаски по кромке
- Мишени для магнетронов с балансированной и разбалансированной магнитной системой
Области применения
- Микроэлектроника: барьерные слои, контактные металлизации в СБИС
- Оптика: интерференционные покрытия, зеркала для ИК-диапазона
- Приборостроение: износостойкие и жаростойкие покрытия на прецизионных деталях
- Энергетика: покрытия на элементах вакуумных камер и ускорителей
- Авиакосмическая отрасль: теплозащитные экраны и эрозионностойкие слои
Основные параметры мишеней по ТУ 48-19-119-84
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Допуск |
|---|---|---|---|---|
| Чистота вольфрама | 99,95 | Масс-спектрометрия | % | не менее |
| Плотность | 19,1–19,3 | Гидростатическое взвешивание | г/см | 0,1 |
| Пористость | 1 | Металлография | % | — |
| Шероховатость Ra | 1,6 | Профилометрия | мкм | — |
| Плоскостность | 0,05 | Индикаторный | мм/100 мм | не более |
| Твёрдость | 350–450 | Виккерс | HV | 20 |
Условия эксплуатации
Мишени работают в вакуумных камерах при остаточном давлении 10–10 Па. Рабочий газ — аргон высокой чистоты (99,999 %). Плотность мощности на поверхности мишени — 5–15 Вт/см. Ресурс распыления зависит от толщины и составляет 200–600 кВтч при непрерывной работе. Охлаждение — проточное водяное с температурой на входе 15–25 C.
Вопросы и ответы
Какая чистота вольфрамовой мишени требуется для микроэлектроники?
Для барьерных слоёв в СБИС применяются мишени с чистотой не менее 99,95 % по основному элементу. Суммарное содержание примесей Fe, Ni, Cu, Cr не должно превышать 0,01 %.
Какой метод изготовления обеспечивает максимальную плотность мишени?
Горячее изостатическое прессование (HIP) порошка вольфрама позволяет достичь плотности 19,2–19,3 г/см при пористости менее 0,5 %.
Совместимы ли мишени по ТУ 48-19-119-84 с магнетронными системами постоянного тока?
Да, мишени предназначены для магнетронного распыления на постоянном токе и в ВЧ-режиме. Требуется согласование по диаметру и толщине с катодным узлом установки.
Какой ресурс работы мишени до полного распыления?
При плотности мощности 10 Вт/см и толщине 6 мм ресурс составляет около 400 кВтч. Остаточная толщина после распыления — не менее 1 мм.
