Che cosa sono i target di sputtering?
I bersagli sputtering sono i componenti principali del processo di sputtering e servono come materiali bombardati da fasci di ioni ad alta velocità per fornire gli atomi sorgente per la deposizione di film sottili. Nel processo di deposizione fisica del vapore (PVD) utilizzato nella produzione di dispositivi elettronici, i bersagli sputtering di elevata purezza svolgono un ruolo fondamentale. Si tratta di materiali essenziali per la produzione di film sottili elettronici sulle superfici di wafer, display, celle solari e altre apparecchiature avanzate.

In parole povere, i target sputtering sono materiali chiave utilizzati nella tecnologia PVD. Questa tecnologia può essere vista come un microscopico processo di “trasferimento del metallo”, in cui le particelle ad alta energia colpiscono la superficie del bersaglio, facendo sì che gli atomi vengano espulsi – o “sputati” – e depositati sul substrato per formare un film sottile. Il bersaglio di sputtering funge da “materia prima” in questo trasferimento preciso e controllato di materiale.

Come funzionano gli obiettivi sputtering?

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• Gas Ionizzazione: Il gas argon viene ionizzato in una camera a vuoto da un’alta tensione per generare ioni ad alta energia.
• Bombardamento di ioni: Questi ioni collidono con la superficie del bersaglio, espellendo gli atomi dal suo reticolo.
• Deposizione di film sottile: gli atomi espulsi viaggiano e si depositano sul substrato, formando un film sottile.

Requisiti di prestazione per i target di sputtering

– Purezza: ≥ 99,9% per garantire la qualità e le proprietà del film.

– Densità: Una maggiore densità riduce la contaminazione e migliora l’uniformità.

– Uniformità chimica: La stabilità della composizione del film si basa sull’omogeneità del materiale.

– Struttura del cristallo: Ottimizzata per l’efficienza e la qualità della deposizione.

– Accuratezza della forma: Deve corrispondere alle specifiche dell’apparecchiatura per un montaggio stabile.

– Stabilità termica: Resiste alle alte temperature e all’impatto delle particelle.

– Resistenza alla corrosione: Prolunga la vita operativa dell’obiettivo.

Metodi di fabbricazione dei bersagli per lo sputtering

1. Fusione e colata
   – Materiali: Metalli e alcune leghe
   – Processo: Fusione sotto vuoto/gas inerte → colata
   – Pro: Basso costo, grandi obiettivi, composizione uniforme
   – Cons: Non per metalli ad alta fusione/ossidazione
   – Applicazioni: Obiettivi di Al, Cu, Cr
2. Metallurgia delle polveri (PM)
   – Materiali: Metalli, leghe, ceramiche
   – Processo: Miscelazione delle polveri → compattazione → sinterizzazione
   – Pro: Elevata purezza/densità, flessibile
   – Cons: Sensibile alle condizioni di sinterizzazione
   – Applicazioni: Bersagli di Al₂O₃, ZnO, Ti-Al, Cr-Ni

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1. Pressatura isostatica a caldo (HIP)
   – Materiali: Ceramica, leghe
   – Processo: Polvere sigillata e densificata a caldo/pressione
   – Pro: Obiettivi ad alta densità e resistenza
   – Cons: Costo elevato, non adatto a materiali soggetti a ossidazione
2. Sinterizzazione al plasma di scintille (SPS)
   – Materiali: Leghe, ceramiche
   – Processo: Corrente d’impulso + pressione = sinterizzazione rapida
   – Pro: Rapidità, grani fini, mantenimento della composizione
   – Cons: Costoso, solo in laboratorio
3. Pressatura a freddo + sinterizzazione a caldo
   – Materiali: Metalli, ceramica
   – Processo: Pressatura a freddo → sinterizzazione
   – Pro: Economicità, controllo della forma
   – Cons: Densità inferiore a HIP

Purezza: Riduce al minimo le impurità che influiscono sulla qualità del film.
Densità: Migliora le prestazioni di sputtering
Conduttività: Mantiene la stabilità del processo
Stabilità termica e resistenza alla corrosione: Fondamentale per le condizioni più difficili

Campi di applicazione

• Semiconduttori: Deposito di strati metallici/dielettrici per circuiti integrati

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• Display: film LCD, OLED e PDP (conduttori trasparenti, fosfori)
• Celle solari: deposizione di film sottili (Si, CIGS) per la conversione di energia
• Ottica: Rivestimenti antiriflesso, filtri, specchi
• Aerospaziale: Rivestimenti protettivi e resistenti all’usura in condizioni estreme

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