加工セラミックスパッタリングターゲットと製造プロセスの動作原理

現代産業の重要な材料として、スパッタリングターゲットはさまざまなハイテク分野で広く使用されています。 スパッタリングターゲットの主な機能は、スパッタリングプロセスを通じてターゲット原子を基板の表面に移送して薄膜を形成することである。 この薄膜は、半導体製造、光学コーティング、太陽電池、装飾コーティングなどの分野でかけがえのない役割を果たしています。 科学技術の継続的な進歩に伴い、スパッタリングターゲットの性能要件はますます高くなっており、従来の金属スパッタリングターゲットは、一部のアプリケーションではもはや需要を満たすことができません。 このとき、機械加工可能なセラミックススパッタリングターゲットが生まれました。

加工可能なセラミックススパッタリングターゲットの動作原理

Machinableの働く原理セラミックスパッタリングターゲットは、物理蒸着 (PVD) 技術であるスパッタリングプロセスに基づいています。 スパッタリングプロセスは、高電圧を印加することによってターゲットと基板の間にプラズマが形成される真空チャンバ内で始まる。 プラズマ中のエネルギティックイオンは電界によって加速され、ターゲットの表面に衝突し、原子または分子がターゲットからノックアウトされます。 これらのノックアウトされた原子または分子は真空環境で移動し、最終的には基板の表面に堆積して均一な薄膜を形成します。

このプロセスには物理的および化学的反応があります。 エネルギーイオンとターゲットの間の衝突とエネルギー移動は物理反応であり、プラズマ内のターゲット原子とガス分子は化学的に反応して新しい化合物を形成します。 これらの2つの反応の組み合わせにおけるスパッタリングプロセスは、フィルムの特定の物理的および化学的特性を有する基板の表面上に形成することができる。

加工セラミックスパッタリングターゲットの制造プロセス

製造プロセスは多くのステップから成ります。 1つ目は原材料の選択です。高純度セラミック粉末は、その純度と粒子サイズの分布が要件を満たしていることを確認するために、化学合成または物理的方法によって調製されます。 原材料が選択されると、準備段階は、均一な粒子分布と適切な粒子サイズを得るために、原材料粉末の混合と粉砕から始まります。 これは通常、粉末の均一性と加工性を確保するためにボールミルまたは他の研削装置を使用して行われます。 次に、重要なステップの1つである成形プロセスがあります。 一般的な成形方法は、圧縮成形および射出成形を含む。 圧縮成形では、セラミック粉末を高圧でプレスして目的の形状のブランクを作成し、射出成形では、セラミック粉末をバインダーと混合して射出成形で形成します。 どちらの方法にも長所と短所があり、選択は製品の形状と性能の要件に依存します。 焼結プロセスは、高温で焼結された成形ブランクであり、高密度になり、目的の機械的および物理的特性を取得します。 焼結温度および時間の制御は重要であり、通常、セラミック材料の高密度化および均一性を確実にするために高温炉で行われる。 最後に、機械加工と表面処理を含む後処理段階があります。 機械加工は、所望のサイズおよび形状を達成するための焼結セラミックターゲットの精密加工である。 一方、表面処理は、ターゲットの表面を研磨してコーティングし、その表面品質と使いやすさを向上させることです。