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スパッタリングコーティングのアドバンテージ

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スパッタリングコーティングのアドバンテージ


マグネトロンスパッタリングは、薄膜をガラス上に堆積させるための真空コーティングプロセスである。 1960年代後半の発明以来、スパッタリング電極は開発の革命を遂げてきた。 最も重要な技術的進歩は、回転円筒形マグネトロンおよび回転円筒形スパッタリング先進的なものである。 この2つの並行開発により、製造者は、コーティングのスループットを高め、コストを削減し、層の品質と厚さの一貫性を維持することができました。


回転マグネトロンスパッタリングは、技術、プロセス、エンジニアリングにおける著しい研究開発の進歩により、現在入手可能な最も経済的で結果主導型のプロセスです。 プレーナマグネトロンスパッタリング技術の多くの欠点は、回転円筒技術の採用および実施によって克服することができる。 回転円筒型マグネトロンスパッタリング法を採用することには3つの重要な利点があり、優れた材料インベントリ、より高い利用度、および電力密度を3倍にする可能性があり、より速いスパッタレートまたはより複雑なスタックをもたらす。


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回転可能なスパッタターゲット

マグネトロンスパッタリングによる真空コーティングの市場への関心が高まるにつれて、ターゲット製造が拡大している。 これらの非常に複雑な製造要求を満たす広範囲の能力を提供するので、スパッタリングターゲットを製造するためには、溶射が好ましい技術である。 3つのパラメータが総所有コストに直接影響します。

材料組成:ドーピングされた材料は、相図の制限なしに化学量論的および非化学量論的組成物の両方で製造することができ、オペレータは古典的なターゲットキャスティング技術ではできない特定のコーティングを開発することができます。 溶射は、溶射では限られた溶解性の制限を受ける必要はありません。2つの材料の混合物は、溶射前に適切な部分を一緒に混合するだけで処理できます。

広い範囲:低融点金属から高融点セラミックまで、ほぼすべての材料をスプレーすることができます。

ターゲットの柔軟性:長寿命(ドッグボーン型)のターゲットは、両端の材料の厚さを増加させます。 結果として、多くの材料と異なる目標長さ(152インチまで)で高いターゲット材料利用が可能であり、容易に製造される。

フィルムの組成:SnO2、TiO2、SiO2、Si3N4などの一般的な薄膜およびコーティングスタックは、先進の円筒ターゲットチューブを使用して作成できます。

 

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薄膜コーティング業界で広く使用されている特殊な回転円筒ターゲットがあります:

 

シリコンアルミニウムターゲット

SiO2およびSi3N4の薄膜は、Si(Al)ターゲットからスパッタリングされる。 サーマルスプレーによるSi(Al)ターゲットの良好な製造は、キースプレープロセスの特徴を利用する。 ターゲット形状の固有の柔軟性により、幅広いターゲット直径、長さ、ストレートまたはドッグボーンのターゲット端部が可能になりますが、ターゲット層の厚さを最大9 mmまで厚くすることでターゲットスパッタ能力を最大限に高めます。 アルミニウムのドーパントレベルは、0wt%〜19wt%の範囲であり、最終的な化学組成に対して厳密な制御が行われる。 標準厚さ6mmのターゲットから新しい9mmターゲット(材質を50%増やす)に変更することで、コーティング費用を最大3%削減することができ、目標スワップが少なくなるため稼動時間を5%増加させることができます。

 

高密度スズ

標準的な溶射錫ターゲットは、要求される理論密度の90%を有し、推定酸素含有量は2000ppmである。 しかしながら、溶射技術の進歩により、250ppm以下の酸素含有量と組み合わせて、要求される理論密度の98%以上に達する新しい高密度スズターゲットが得られた。 この進歩は、溶射技術の利点を高密度構造と組み合わせたものです。 アークレート、バーンイン挙動、堆積速度、および電流/電圧特性の観点から定義すると、高密度スズターゲットのスパッタ挙動は優れた性能を示す。 さらに、高度な溶射により、粒子の形態、粒子の向き、材料の密度を正確に調整することができます。 これらの柔軟な調整は、特定のスパッタまたはコーティング特性を提供するように性能を最適化し、大幅なコスト削減をもたらす。

 

酸化チタン

溶射が付加価値のあるターゲット製品をもたらす方法の完全な実例は、TiOxターゲットの製造です。 第1に、高いプロセス温度は、セラミック酸化チタンを溶融させる。 同時に、酸化チタンはプロセスガスによって部分的に還元され、導電性相に変換される。 高い冷却速度では、室温で導電性を維持する。 この材料は、フィードバックループプロセス制御システムを必要とせずに、反応プロセス中の安定性を大幅に向上させるが、スパッタ堆積速度を改善する。

 

インジウムスズ酸化物

インジウムスズ酸化物は、ディスプレイ市場で利用可能な最高性能の透明導電性酸化物の1つです。 用途には、LCD、PDP、OLEDなどのフラットパネルディスプレイが含まれ、インジウムスズ酸化物層は透明

電極。 平面状セラミックターゲットは、金属バッキングプレートに結合された1つ以上のタイルからなる。 今日、プレーナセラミックターゲットからの反応性DCマグネトロンスパッタ堆積は、ガラスおよびプラスチック基板上へのインジウム - スズ酸化物(ITO)コーティングの堆積のための最も広く展開された技術である。 彼らの人気にもかかわらず、平面ターゲットは、その平面構造のためにいくつかの固有の制限を有する。


回転円筒状ITOターゲットは、平面状セラミックITOターゲットの多くの限界を解決する。 その固有の利点のいくつかは次のとおりです。

有用なターゲットインベントリが大きくなり、ターゲット材料の利用率が向上し、どちらもマシンのダウンタイムを短縮します。

反応性蒸着のためのプロセス安定性の向上。

ターゲット冷却が改善され、電力密度が増加し、堆積速度が向上します。

予備的なフィールドテストでは、総所有コストを1平方メートルあたり40%以上削減し、目標を2倍にすることができました。