Лабораторные материалы

Лабораторные материалы являются критически важными компонентами для исследований, разработки и производства передовых технологий, требующих оптимальных свойств, производительности и качества.

KinTek предлагает широкий спектр материалов высокой чистоты, включая металлы, оксиды металлов и соединения. Эти материалы с уровнем чистоты 99,99% или 5N (пять девяток) подходят для различных применений, таких как получение высококачественных магнитных и полупроводниковых материалов, люминофоров и термоэлектрических материалов.

В области материалов высокой чистоты уровни чистоты выражаются в процентах, например, 2N для 99%, 2N5 для 99,5%, 3N для 99,9%, 3N5 для 99,95%, 4N для 99,99%, 4N5 для 99,995%, 6N для 99,9999 %, 7N для 99,99999%. Например, 4N-6N подразумевает уровень чистоты от 99,99% до 99,9999%.

О напылении

Распыление — это физическое явление, при котором энергичные частицы плазмы или газа бомбардируют поверхность твердого материала, вызывая выброс микроскопических частиц. Этот процесс происходит естественным образом в космосе и может привести к нежелательному износу прецизионных компонентов. Однако он также используется в науке и промышленности для выполнения точного травления, аналитических методов и осаждения тонкопленочных слоев при производстве оптических покрытий, полупроводниковых устройств и продуктов нанотехнологий.

Напыление мишени

Мишени для напыления имеют широкий спектр применения, в том числе для создания покрытий различных изделий. Например, мишени для распыления тантала используются при производстве основных компонентов современной электроники. Эти компоненты включают, среди прочего, микросхемы, микросхемы памяти, печатающие головки и плоские дисплеи.

Еще одним важным применением мишеней для распыления является производство стекла с покрытием с низким излучением, также известного как стекло Low-E. Этот тип стекла широко используется в строительстве благодаря его энергосберегающим свойствам, способности управлять светом и эстетической привлекательности.

В связи с растущим спросом на возобновляемые источники энергии технология напыления также используется при изготовлении тонкопленочных солнечных элементов третьего поколения. Эти солнечные элементы изготавливаются с использованием мишеней для распыления, что делает их важным компонентом в производстве солнечных панелей.

FAQ

Что такое физическое осаждение из паровой фазы (PVD)?

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD) — это метод осаждения тонких пленок путем испарения твердого материала в вакууме и последующего осаждения его на подложку. Покрытия PVD отличаются высокой прочностью, устойчивостью к царапинам и коррозии, что делает их идеальными для различных применений, от солнечных элементов до полупроводников. PVD также создает тонкие пленки, способные выдерживать высокие температуры. Однако PVD может быть дорогостоящим, и стоимость варьируется в зависимости от используемого метода. Например, испарение является дешевым методом PVD, а ионно-лучевое распыление довольно дорого. С другой стороны, магнетронное распыление более дорогое, но более масштабируемое.

Что такое мишень для распыления?

Мишень для распыления — это материал, используемый в процессе напыления, при котором материал мишени разбивается на мельчайшие частицы, образующие аэрозоль и покрывающие подложку, например кремниевую пластину. Мишени для распыления обычно представляют собой металлические элементы или сплавы, хотя доступны некоторые керамические мишени. Они бывают разных размеров и форм, при этом некоторые производители создают сегментированные мишени для более крупного распылительного оборудования. Мишени для распыления имеют широкий спектр применений в таких областях, как микроэлектроника, тонкопленочные солнечные элементы, оптоэлектроника и декоративные покрытия, благодаря их способности наносить тонкие пленки с высокой точностью и однородностью.

Что такое материалы высокой чистоты?

Материалы высокой чистоты относятся к веществам, не содержащим примесей и обладающим высоким уровнем химической однородности. Эти материалы необходимы в различных отраслях промышленности, особенно в области современной электроники, где примеси могут существенно влиять на работу устройств. Материалы высокой чистоты получают различными методами, включая химическую очистку, осаждение из паровой фазы и зонную очистку. Например, при получении монокристаллического алмаза электронного класса для достижения желаемого уровня чистоты и однородности необходимы исходный газ высокой чистоты и эффективная вакуумная система.

Что такое магнетронное распыление?

Магнетронное напыление — это метод нанесения покрытия на основе плазмы, используемый для получения очень плотных пленок с превосходной адгезией, что делает его универсальным методом создания покрытий на материалах с высокой температурой плавления, которые не могут испаряться. Этот метод создает магнитно-удерживаемую плазму вблизи поверхности мишени, где положительно заряженные энергичные ионы сталкиваются с отрицательно заряженным материалом мишени, вызывая выброс или «распыление» атомов. Эти выброшенные атомы затем осаждаются на подложку или пластину для создания желаемого покрытия.

Как изготавливаются мишени для распыления?

Мишени для распыления изготавливаются с использованием различных производственных процессов в зависимости от свойств материала мишени и области его применения. К ним относятся вакуумная плавка и прокатка, горячее прессование, специальный процесс спекания под прессом, вакуумное горячее прессование и методы ковки. Большинство материалов мишеней для распыления могут быть изготовлены в широком диапазоне форм и размеров, причем наиболее распространенными являются круглые или прямоугольные формы. Мишени обычно изготавливают из металлических элементов или сплавов, но можно использовать и керамические мишени. Также доступны составные мишени для распыления, изготовленные из различных соединений, включая оксиды, нитриды, бориды, сульфиды, селениды, теллуриды, карбиды, кристаллические и композитные смеси.

Почему магнетронное распыление?

Магнетронное напыление предпочтительнее из-за его способности достигать высокой точности толщины пленки и плотности покрытий, превосходя методы испарения. Этот метод особенно подходит для создания металлических или изоляционных покрытий с особыми оптическими или электрическими свойствами. Кроме того, системы магнетронного распыления могут быть оснащены несколькими источниками магнетронов.

Для чего используется мишень для распыления?

Мишени для распыления используются в процессе, называемом распылением, для осаждения тонких пленок материала на подложку с использованием ионов для бомбардировки мишени. Эти мишени имеют широкий спектр применения в различных областях, включая микроэлектронику, тонкопленочные солнечные элементы, оптоэлектронику и декоративные покрытия. Они позволяют наносить тонкие пленки материалов на различные подложки с высокой точностью и однородностью, что делает их идеальным инструментом для производства прецизионных изделий. Мишени для распыления бывают разных форм и размеров и могут быть адаптированы для удовлетворения конкретных требований приложения.

Какие материалы используются для нанесения тонких пленок?

Для осаждения тонких пленок в качестве материалов обычно используются металлы, оксиды и соединения, каждый из которых имеет свои уникальные преимущества и недостатки. Металлы предпочтительнее из-за их долговечности и простоты нанесения, но они относительно дороги. Оксиды очень прочны, могут выдерживать высокие температуры и могут осаждаться при низких температурах, но могут быть хрупкими и сложными в работе. Соединения обладают прочностью и долговечностью, их можно наносить при низких температурах и придавать им особые свойства.

Выбор материала для тонкопленочного покрытия зависит от требований применения. Металлы идеально подходят для тепло- и электропроводности, а оксиды эффективны для защиты. Соединения могут быть адаптированы для удовлетворения конкретных потребностей. В конечном счете, лучший материал для конкретного проекта будет зависеть от конкретных потребностей приложения.

Что такое распыляющие мишени для электроники?

Мишени для распыления в электронике представляют собой тонкие диски или листы материалов, таких как алюминий, медь и титан, которые используются для нанесения тонких пленок на кремниевые пластины для создания электронных устройств, таких как транзисторы, диоды и интегральные схемы. Эти мишени используются в процессе, называемом распылением, при котором атомы материала мишени физически выбрасываются с поверхности и осаждаются на подложку путем бомбардировки мишени ионами. Напыляемые мишени для электроники имеют важное значение в производстве микроэлектроники и обычно требуют высокой точности и однородности для обеспечения качества устройств.

Каковы методы достижения оптимального осаждения тонкой пленки?

Для получения тонких пленок с желаемыми свойствами необходимы высококачественные мишени для распыления и материалы для испарения. На качество этих материалов могут влиять различные факторы, такие как чистота, размер зерна и состояние поверхности.

Чистота мишеней для распыления или материалов для испарения играет решающую роль, поскольку примеси могут вызывать дефекты в полученной тонкой пленке. Размер зерна также влияет на качество тонкой пленки, при этом более крупные зерна приводят к ухудшению свойств пленки. Кроме того, состояние поверхности имеет решающее значение, так как шероховатая поверхность может привести к дефектам пленки.

Для достижения высочайшего качества мишеней для распыления и материалов для испарения крайне важно выбирать материалы, которые обладают высокой чистотой, малым размером зерна и гладкой поверхностью.

Использование тонкопленочного осаждения

Тонкие пленки на основе оксида цинка

Тонкие пленки ZnO находят применение в нескольких отраслях, таких как термическая, оптическая, магнитная и электрическая, но в основном они используются в покрытиях и полупроводниковых устройствах.

Тонкопленочные резисторы

Тонкопленочные резисторы имеют решающее значение для современных технологий и используются в радиоприемниках, печатных платах, компьютерах, радиочастотных устройствах, мониторах, беспроводных маршрутизаторах, модулях Bluetooth и приемниках сотовых телефонов.

Магнитные тонкие пленки

Тонкие магнитные пленки используются в электронике, хранении данных, радиочастотной идентификации, микроволновых устройствах, дисплеях, печатных платах и оптоэлектронике в качестве ключевых компонентов.

Оптические тонкие пленки

Оптические покрытия и оптоэлектроника являются стандартными областями применения тонких оптических пленок. Молекулярно-лучевая эпитаксия может производить оптоэлектронные тонкопленочные устройства (полупроводники), в которых эпитаксиальные пленки наносятся на подложку по одному атому за раз.

Полимерные тонкие пленки

Тонкие полимерные пленки используются в микросхемах памяти, солнечных элементах и электронных устройствах. Методы химического осаждения (CVD) обеспечивают точный контроль полимерных пленочных покрытий, включая соответствие и толщину покрытия.

Тонкопленочные батареи

Тонкопленочные батареи питают электронные устройства, такие как имплантируемые медицинские устройства, а литий-ионные батареи значительно продвинулись вперед благодаря использованию тонких пленок.

Тонкопленочные покрытия

Тонкопленочные покрытия улучшают химические и механические характеристики целевых материалов в различных отраслях промышленности и технологических областях. Некоторыми распространенными примерами являются антибликовые покрытия, анти-ультрафиолетовое или анти-инфракрасное покрытие, покрытие против царапин и поляризация линзы.

Тонкопленочные солнечные элементы

Тонкопленочные солнечные элементы необходимы для солнечной энергетики, позволяя производить относительно дешевую и чистую электроэнергию. Фотоэлектрические системы и тепловая энергия являются двумя основными применимыми технологиями.

Каково время жизни мишени для распыления?

Срок службы мишени для распыления зависит от таких факторов, как состав материала, чистота и конкретное применение, для которого она используется. Как правило, мишени могут длиться от нескольких сотен до нескольких тысяч часов распыления, но это может сильно варьироваться в зависимости от конкретных условий каждого запуска. Надлежащее обращение и техническое обслуживание также могут продлить срок службы мишени. Кроме того, использование вращающихся мишеней для распыления может увеличить время работы и снизить вероятность появления дефектов, что делает их более экономичным вариантом для крупносерийных процессов.

Факторы и параметры, влияющие на осаждение тонких пленок

Скорость осаждения:

Скорость производства пленки, обычно измеряемая по толщине, деленной на время, имеет решающее значение для выбора технологии, подходящей для конкретного применения. Умеренные скорости осаждения достаточны для тонких пленок, в то время как для толстых необходимы высокие скорости осаждения. Важно найти баланс между скоростью и точным контролем толщины пленки.

Единообразие:

Однородность пленки по подложке известна как однородность, которая обычно относится к толщине пленки, но также может относиться к другим свойствам, таким как показатель преломления. Важно иметь хорошее представление о приложении, чтобы избежать недостаточного или чрезмерного определения единообразия.

Возможность заполнения:

Способность заполнения или ступенчатое покрытие относится к тому, насколько хорошо процесс осаждения охватывает топографию подложки. Используемый метод осаждения (например, CVD, PVD, IBD или ALD) оказывает значительное влияние на покрытие и заполнение ступеней.

Характеристики фильма:

Характеристики пленки зависят от требований приложения, которые можно разделить на фотонные, оптические, электронные, механические или химические. Большинство фильмов должны соответствовать требованиям более чем в одной категории.

Температура процесса:

На характеристики пленки существенно влияет температура процесса, которая может быть ограничена областью применения.

Повреждать:

Каждая технология осаждения может повредить материал, на который наносится осаждение, при этом более мелкие элементы более подвержены повреждению процесса. Загрязнение, УФ-излучение и ионная бомбардировка входят в число потенциальных источников повреждений. Крайне важно понимать ограничения материалов и инструментов.

Ярлык