Sputtertargets aus Wolfram-Titan.

WTi Sputtertargets

Das hohe Atomgewicht von Wolfram, die guten Korrosionsbeständigkeit und Haftung von Titan auf vielen Oberflächen sowie deren gute Löslichkeit macht Wolfram-Titan zum idealen Werkstoff für dichte Schichten, um die Diffusion von Fremdatomen zu verhindern.

So kommt WTi mit 10 Gew.% Ti als Diffusionsbarriere und Haftvermittler bei der Metallisierung in Mikrochips zum Einsatz. WTi trennt in diesem Anwendungsbereich die Halbleiter- und Metallisierungsschichten, z.B. Aluminium von Silizium oder Kupfer von Silizium.

Bei flexiblen Dünnschichtsolarzellen (CIGS) verhindert eine Barriereschicht aus WTi, dass Eisenatome aus dem Stahlsubstrat durch den Molybdän-Rückkontakt hindurch in den CIGS-Halbleiter diffundieren.

Warum das wichtig ist? Ohne Diffusionsbarrieren würden in Mikrochips Kupfer und Silizium eine intermetallische Phase ausbilden und so die Funktion des Halbleiters empfindlich stören. Und bereits wenige ppm an Eisen im Halbleiter können den Wirkungsgrad von CIGS-Solarzellen deutlich verringern.
Mehr zu diesem Thema finden Sie im wissenschaftlichen Artikel "CIGS thin-film solar cells on steel substrates".

Sie sehen in den beiden Abbildungen unten den schematischen Aufbau einer CIGS Solarzelle (links) und einer Flip-Chip Halbleitermetallisierung (rechts). WTi-Schichten kommen in beiden Fällen dort zum Einsatz, wo der Halbleiter oder die Metallisierungsschicht von anderen Schichten zuverlässig getrennt werden müssen und für nachfolgende Schichten eine gute Haftung auf dem Substrat gewährleistet werden muss.

Anwendungsbeispiele für WTi Schichten

WTi-Schichten werden im PVD-Sputterverfahren hergestellt. Wir liefern das Ausgangsmaterial in Form von Sputtertargets. Unser Werkstoff hat eine hohe Dichte, eine hohe Werkstoffreinheit und eine homogene Phasenzusammensetzung. Wir haben den gesamten Produktionsprozess selbst in der Hand und kontrollieren vom Pulver bis zum fertigen Target alle Prozessschritte. So können wir auch über sehr lange Zeiträume eine gleichbleibend hohe Qualität garantieren.

 WTi von Plansee: Eigenschaften im Überblick
Dichte ≥ 98 %
Reinheit > 99.95 %
Titangehalt 10 Gew.%
Homogenität der Titanverteilung± 0.5 %
Mikrostruktur feinkörnig, < 50 µm 

Unsere WTi-Sputtertargets bekommen Sie in verschiedenen Größen. Wir liefern WTi nicht nur als Flachtarget sondern als einer der ersten Hersteller auch als volldichtes Rohrtarget. Unsere WTi-Targets haben einen Titan-Anteil von 10 Gew.%.

Mikrostrukturbild
Mikrostruktur WTi Target (REM-Bild x 200)
Phasenanalyse
Phasenanalyse WTi Target
Rot: Titanreiche Phase, Grün: Wolframreiche Phase
Mikrostuktur der Oberfläche
Mikrostruktur der Oberfläche einer gesputterten
WTi Schicht (REM-Bild x 50.000)

Sie sehen im Diagramm unten die Beschichtungsrate von WTi in Abhängigkeit von der Sputterleistung bei einem Targetdurchmesser von 100 mm und einem Argondruck von 5•10-3 mbar.

Diagramm WTi

Die hohe Dichte und Reinheit unserer WTi-Targets tragen dazu bei, die Partikel­bildung während des Beschichtungs­prozesses zu verringern - ein wichtiger Beitrag für optimale Beschichtungs­ergebnisse. Der Zusammenhang von Partikelbildung und Target­eigenschaften wurde zum Beispiel in folgenden wissen­schaftlichen Arbeiten untersucht:

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