La durée de vie d'une cible de pulvérisation peut varier considérablement en fonction de plusieurs facteurs. Il s'agit notamment du matériau de la cible, de la puissance appliquée, du cycle de travail et de l'efficacité du refroidissement. En général, la cible est conçue pour supporter une certaine quantité d'énergie avant de devoir être remplacée.
Quelle est la durée de vie d'une cible de pulvérisation cathodique ? 4 facteurs clés à prendre en compte
1. Matériau et application de l'énergie
Le type de matériau utilisé pour la cible de pulvérisation joue un rôle crucial dans sa longévité. Par exemple, les cibles en molybdène sont utilisées pour produire des couches minces conductrices et sont soumises à des réglages de puissance spécifiques.
L'énergie appliquée à la cible est pulsée. Cela signifie que des salves d'énergie à haute tension (~100 µs, kW-cm-2) sont suivies de périodes de puissance plus faible ou nulle, connues sous le nom de "temps mort".
Ces impulsions permettent à la cible de refroidir et réduisent la puissance moyenne à 1-10 kW, ce qui maintient la stabilité du processus.
2. Efficacité du refroidissement
Un refroidissement efficace est essentiel pour prolonger la durée de vie de la cible de pulvérisation. Les conceptions traditionnelles comportent de multiples interfaces thermiques entre la cible et le système de refroidissement, ce qui peut entraver le transfert de chaleur.
Cependant, les nouvelles conceptions permettent une connexion directe au puits de refroidissement, réduisant le nombre d'interfaces de transfert de chaleur à une seule. Cette connexion peut être améliorée par l'utilisation d'une graisse sous vide thermoconductrice.
Cette méthode de refroidissement direct permet des taux de dépôt plus élevés et une durée de vie plus longue des cibles.
3. Distribution de l'énergie
Dans le processus de pulvérisation, seul 1 % environ de l'énergie de l'ion incident est utilisé pour éjecter le matériau de la cible. Le reste est réparti comme suit : 75 % chauffent la cible et les 24 % restants sont dissipés par les électrons secondaires.
Cette répartition de l'énergie souligne l'importance d'un refroidissement efficace pour éviter que la cible n'atteigne des températures critiques susceptibles de dégrader ses performances ou de l'endommager.
4. Taille et forme
La taille et la forme de la cible de pulvérisation peuvent également affecter sa durée de vie. Les cibles plus grandes peuvent nécessiter des conceptions segmentées pour faciliter le refroidissement et la manipulation.
Cela peut influencer la durée de vie de chaque segment en fonctionnement.
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