Cibles de pulvérisation en tungstène-titane

Cibles de pulvérisation WTi

La masse atomique élevée du tungstène, la forte résistance à la corrosion du titane et sa bonne capacité d'adhésion à de nombreux types de surfaces, ajoutés à la solubilité de ces matériaux font de l'alliage tungstène-titane (WTi) la solution idéale pour des couches denses prévenant la diffusion d'atomes externes.

C'est ce qui explique l'utilisation de WTi avec 10 % de Ti en pourcentage massique, en tant que barrière antidiffusion et couche d'adhésion lors du processus de métallisation dans la fabrication de puces. Dans ce champ d'application, le WTi sépare les couches semi-conductrices de celles de métallisation, p. ex. l'aluminium et le silicium ou le cuivre et le silicium.

Dans les cellules solaires flexibles à couche mince (CIGS), une couche de barrière en WTi prévient la diffusion d'atomes de fer du substrat d'acier dans le contact du molybdène et dans les semiconducteurs CIGS.

Pourquoi est-ce important ? Sans les barrières antidiffusion, le cuivre et le silicium formeraient une phase intermétallique réduisant considérablement le fonctionnement du semiconducteur dans la puce. En outre, seules quelques particules de fer par million dans le semiconducteur suffisent à réduire considérablement l'efficacité des cellules solaires CIGS. Vous pouvez en apprendre davantage à ce sujet dans la publication « CIGS thin-film solar cells on steel substrates »[cellules solaires à couche mince CIGS sur substrats d'acier].

Les deux graphiques ci-dessous représentent la structure d'une cellule solaire CIGS (gauche) et la métallisation du semiconducteur sur une puce électronique (droite). Dans les deux cas, les couches WTi sont utilisées lorsque le semiconducteur ou la couche de métallisation doivent être correctement séparés des autres couches et qu'une bonne adhésion au substrat est nécessaire pour les couches suivantes.

Exemples d'application pour les couches WTi

Les couches WTi sont déposées à l'aide de la technique de pulvérisation PVD. Nous fournissons le matériau d'origine sous la forme de cibles de pulvérisation. Notre matériau présente une densité élevée, un grand niveau de pureté et une composition de phase homogène. Nous nous occupons personnellement de toutes les étapes de la production et contrôlons toutes les étapes du processus depuis les poudres d'éléments jusqu'à la cible finie. Nous pouvons donc garantir une qualité supérieure et régulière sur de longues périodes.

WTi de Plansee : Aperçu des caractéristiques
Densité ≥ 98 %
Pureté > 99,95 %
Proportion de titane10 % de la masse
Homogénéité de la distribution du titane± 0,5 %
Microstructure grain fin, < 50 µm

Nos cibles de pulvérisation WTi sont disponibles dans diverses tailles. En plus de fournir le WTi sous la forme de cibles planes, nous faisons partie des premiers fabricants à fournir également des cibles rotativesdenses. Nos cibles WTi contiennent du titane à raison de 10 % la masse.

Microstructure
Microstructure d'une cible WTi (image SEM x 200)
Analyse de phase
Analyse de phase d'une cible WTi
Rouge : phase riche en titane, vert : phase riche en tungstène
Microstructure de la surface
Microstructure de la surface d'une couche de pulvérisation
WTi (image SEM x 50 000)

Le graphique ci-dessous représente le taux de déposition du WTi sur la poudre de pulvérisation pour une cible d'un diamètre de 100 mm et avec une pression d'argon de 5 x 10-3 mbar.

Graphique WTi

La forte densité et la grande pureté de nos cibles WTi aident à réduire la formation de particules lors du processus de revêtement, ce qui constitue un facteur déterminant pour des couches minces de qualité supérieure. Les liens entre la formation de particules et les caractéristiques de la cible ont été étudiés dans plusieurs publications scientifiques, dont :

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