Cátodos para sputtering (pulverización) de tungsteno-titanio

Cátodos para sputtering de WTi

El alto peso atómico del tungsteno y el elevado nivel de resistencia a la corrosión del titanio, son una buena adhesión para diferentes superficies, aunado a la solubilidad de estos materiales, convierten al tungsteno-titanio (WTi) en la solución perfecta en capas densas para evitar la difusión del átomo exterior

Es por ello que el WTi con un 10% de Ti por peso es usado como una barrera de difusión y capa de adhesión durante el proceso de metalización en la producción de microchips. En este campo de aplicación, el WTi separa las capas semiconductoras y de metalización, por ejemplo: aluminio y silicio o cobre y silicio.

En las celdas solares flexibles de capa fina (CIGS, por sus siglas en inglés), una capa de barrera de WTi evita que los átomos de hierro en el sustrato de acero se difundan a través del contacto posterior de molibdeno y dentro del semiconductor CIGS.

¿Por qué es tan importante? Sin barreras de difusión, el cobre y el silicio formarían una fase intermetálica que degradaría significativamente la función del semiconductor en el microchip. Y solo se requieren pocas partes por millón de hierro en el semiconductor para reducir significativamente la eficiencia de la celda solar COGS. Para mayor información consulte el siguiente documento "Celdas solares de capa fina CIGS en sustrato de acero".

Los siguientes dos diagramas muestran la estructura de una celda solar CIGS (a la izquierda) y la metalización de un semiconductor en un chip invertido (a la derecha). En ambos casos, las capas de WTi son utilizadas donde las capas semiconductoras o de metalización requieren ser totalmente separadas de otras capas y donde la buena adhesión al sustrato debe ser proporcionado por las capas posteriores.

Ejemplos de aplicación para capas de WTi

Las capas de WTi se depositan utilizando el método de sputtering (pulverizado) PVD. Nosotros suministramos el material de partida en forma de cátodos para sputtering. Nuestro material posee una alta densidad, alta pureza del material y una composición homogénea. Nosotros realizamos cada una de las etapas del proceso de producción y monitoreamos todos los pasos del proceso desde los polvos elementales hasta el cátodo terminado. Lo que significa que podemos garantizar una alta y consistente calidad durante periodos muy largos.

WTi de Plansee: Propiedades a simple vista
Densidad ≥ 98 %
Pureza > 99.95 %
Contenido de Titanio10 wt.%
Homogeneidad en la distribución de titanio± 0.5 %
Microestructura grano fino, < 50 µm

Nuestros cátodos para sputtering de WTi están disponibles en diferentes tamaños. No solo ofrecemos WTi en forma decátodos planos; somos uno de los primeros fabricantes en ofrecerlo en forma completamente densa de cátodos rotatorios. Nuestros cátodos de WTi tienen un contenido de titanio de 10.%.

Microestructura
Microestructura de un cátodo de WTi (SEM image x 200)
Fase de análisis
Fase de análisis de un cátodo de WTi
Rojo: fase rica en titanio, verde: fase rica en tungsteno
Microestructura de la superficie
Microestructura de la superficie de un pulverizado
Capa de WTi (SEM image x 50,000)

La siguiente tabla muestra la tasa de deposición del WTi sobre el polvo de pulverización para un diámetro de cátodo de 100 mm y una presión argón de 5x10-3 mbar.

Gráfica WTi

La alta densidad y pureza de nuestros cátodos de WTi ayudan a reducir la formación de partículas durante el proceso de recubrimiento, lo cual es un factor crítico para alcanzar películas finas de alta calidad. La relación entre la formación de partículas y propiedades del cátodo ha sido investigada en los siguientes documentos científicos, entre otros:

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