Молибденовые мишени распыления - RU2007111556A

Реферат

1. Молибденовая мишень распыления, имеющая тонкий, однородный размер зерен, а также однородную структуру, по существу, не содержащую как полосчатости структуры, так и градиента по толщине от центра к краю мишени, с высокой чистотой и, возможно, микросплавная для улучшения характеристик.

2. Молибденовая мишень распыления по п.1, имеющая чистоту, по меньшей мере, 99,95%.

3. Молибденовая мишень распыления по п.1, имеющая чистоту, по меньшей мере, 99,99%.

4. Молибденовая мишень распыления по п.1, имеющая чистоту, по меньшей мере, 99,999%.

5. Молибденовая мишень ионного распыления по п.1, где тонкий, однородный средний размер зерен не превышает 125 мкм.

6. Молибденовая мишень распыления по п.1, где тонкий, однородный средний размер зерен не превышает 100 мкм.

7. Молибденовая мишень распыления по п.1, где тонкий, однородный средний размер зерен не превышает 90 мкм.

8. Молибденовая мишень распыления по п.1, где тонкий, однородный средний размер зерен не превышает 50 мкм.

9. Молибденовая мишень распыления по п.1, которые является микросплавной при добавлении от 10 ч. на миллион до 1000 ч. на миллион добавленного(-ых) элемента(-ов).

10. Микросплавная молибденовая мишень распыления по п.9, где добавленный(-ые) элемент(-ы) включает(-ют) один или более металлических материалов, выбранных из элементов, имеющих объемно-центрированную кубическую (ОЦК) структуру.

11. Микросплавная молибденовая мишень распыления по п.9, где добавленный(-ые) элемент(-ы) включает(-ют) один или более металлических материалов, выбранных из группы, состоящей из Та, Nb, Cr, W, V и их комбинаций.

12. Молибденовая мишень распыления по п.1, имеющая форму, выбранную из трубчатой, круглой, квадратной и прямоугольной.

13. Молибденовая мишень распыления по п.9, имеющая форму, выбранную из трубчатой, круглой, квадратной и прямоугольной.

14. Мишень распыления трубчатой формы, образованная путем

A) размещения порошка молибдена в форме и прессования этого порошка при давлении от 32 до 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм и спекания прессованного образца при температуре от 1785 до 2175°С с образованием заготовки;

B) удаления центра заготовки с образованием трубчатой заготовки, имеющей внутренний диаметр ВД₁ и наружный диаметр НД₁;

C) обработки трубчатой заготовки с образованием рабочей заготовки, имеющей внутренний диаметр ВД и наружный диаметр НД_f такой, что отношение НД₁ к НД_f составляет, по меньшей мере, 3:1; и

D) термической обработки трубчатой заготовки при температуре от 815 до 1375°С.

15. Мишень распыления по п.14, где прессование в А) проводят изостатически.

16. Мишень распыления по п.14, где порошок в А) спекают в водороде.

17. Мишень распыления по п.14, где ВД больше чем ВД₁.

18. Мишень распыления по п.14, где обработка в С) предусматривает экструдирование трубчатой заготовки при температуре от 925 до 1260°С.

19. Мишень распыления по п.14, где обработка в С) предусматривает ротационную штамповку трубчатой заготовки.

20. Мишень распыления по п.14, где после термической обработки в D) мишень распыления полностью рекристаллизована и свободна от напряжения.

21. Мишень распыления по п.14, где ее структура является однородной и 110 параллельна продольному направлению, а 111 относится к радиальному направлению.

22. Мишень распыления по п.14, где термическую обработку в D) проводят при температуре от 1250 до 1375°С.

23. Мишень распыления по п.14, где термическую обработку в D) проводят при температуре от 815 до 960°С.

24. Мишень распыления трубчатой формы, содержащая молибден, имеющий однородную структуру, которая представляет собой 110 ориентацию, параллельную продольному направлению, и 111 ориентацию, относящуюся к радиальному направлению.

25. Способ изготовления трубчатой мишени распыления, предусматривающий

A) размещение порошка молибдена в форме и прессование этого порошка при давлении от 32 до 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм и спекание прессованного образца при температуре от 1785 до 2175°С с образованием заготовки;

B) удаление центра заготовки с образованием трубчатой заготовки, имеющей внутренний диаметр ВД₁ и наружный диаметр НД₁;

C) обработку трубчатой заготовки с образованием рабочей заготовки, имеющей внутренний диаметр ВД и наружный диаметр НД_f такой, что отношение НД₁ к НД_f составляет, по меньшей мере 3:1; и

D) термическую обработку трубчатой заготовки при температуре от 815 до 1375°С.

26. Способ получения мишени по п.25, где прессование в А) проводят изостатически.

27. Способ по п.25, где порошок в А) спекают в водороде.

28. Способ по п.25, где обработка в С) предусматривает экструдирование трубчатой заготовки при температуре от 925 до 1260°С.

29. Способ по п.25, где обработка в С) предусматривает ротационную штамповку трубчатой заготовки.

30. Способ по п.25, где после термической обработки в D) мишень распыления полностью рекристаллизована и свободна от напряжения.

31. Способ по п.25, где структура мишени распыления является однородной и 110 параллельна продольному направлению, а 111 относится к радиальному направлению.

32. Способ по п.25, где термическую обработку в D) проводят при температуре от 1250 до 1375°С.

33. Способ по п.25, где термическую обработку в D) проводят при температуре от 815 до 960°С.

34. Мишень распыления, изготовленная в соответствии со способом по п.25.

35. Способ распыления, содержащий подвергание мишени распыления по п.1 условиям распыления и, таким образом, распылению мишени.

36. Способ по п.35, где распыление производят с использованием способа распыления, выбранного из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинаций.

37. Способ распыления, содержащий подвергание мишени распыления по п.34 условиям распыления и, таким образом, распылению мишени.

38. Способ по п.37, где распыление производят с использованием способа распыления, выбранного из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинаций.

39. Способ изготовления тонкой пленки, содержащий стадии (a) распыления мишени распыления по п.1; (b) удаления атомов Мо с мишени; (c) формирования тонкой пленки, содержащей молибден на субстрате.

40. Способ по п.39, дополнительно содержащий стадию, после стадии (b) подачи реакционного газа к Мо.

41. Способ по п.39, где реакционный газ представляет собой кислород, азот и/или газ, содержащий кремний.

42. Способ по п.39, где тонкая пленка имеет толщину в диапазоне от 0,5 нм до 10 мкм.

43. Способ по п.39, где способ распыления выбран из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинацией.

44. Тонкая пленка, изготовленная в соответствии со способом по п.39.

45. Тонкая пленка, изготовленная в соответствии со способом по п.41, где пленки имеют состав, содержащий МоО_х (окисление), MoN_x (азотирование) или MoSi_x (силицирование) и их комбинации, произведенный реактивным распылением с атомами кислорода, азота или кремния или ионным внедрением.

46. Плоскопанельное дисплейное устройство, содержащее тонкую пленку по п.44.

47. Плоскопанельное устройство по п.46, где устройство выбрано из группы, состоящей из тонкопленочных транзисторных жидкокристаллических дисплеев, панелей плазменных дисплеев, органических светоизлучающих диодов, неорганических светоизлучающих диодных дисплеев и дисплеев автоэлектронной эмиссии.

48. Мишень распыления по п.14, имеющая средний размер зерен не более 125 мкм.

49. Мишень распыления в форме диска, образованная путем

I) размещения порошка молибдена в форме и прессования порошка при давлении от 200 МПа до 250 МПа и спекания прессованного образца при температуре от 1780 до 2175°С с образованием заготовки, имеющей диаметр D₀;

II) экструдирования заготовки с образованием экструдированной заготовки, имеющей диаметр D₂ такой, что отношение D₀ к D₂ составляет от 3:1 до 5:1;

III) применения первой термической обработки к экструдированной заготовке при температуре от 900 до 1300°С;

IV) штамповки осадкой экструдированной заготовки при температуре от 870 до 1200°С с образованием штампованной заготовки, имеющей диаметр D_f такой, что отношение D_f к D₂ составляет от 1,5:1 до 3:1;

V) применения второй термической обработки к штампованной заготовке при температуре от 1200 до 1400°С.

50. Мишень распыления по п.49, где прессование в I) проводят изостатически.

51. Мишень распыления по п.49, где порошок молибдена получают восстановлением димолибдата аммония в водороде.

52. Мишень ионного распыления по п.51, где димолибдат аммония имеет чистоту, по меньшей мере, 99,9 вес%.

53. Мишень распыления по п.49, где после второй термической обработки в V), мишень распыления полностью рекристаллизована и свободна от напряжения.

54. Мишень распыления по п.49, где после V) участок в форме диска отрезают от термически обработанной штампованной заготовки, чтобы получить мишень распыления в форме диска.

55. Способ изготовления мишени распыления, предусматривающий

I) размещение порошка молибдена в форме и прессование порошка при давлении от 200 МПа до 250 МПа и спекание прессованного образца при температуре от 1780 до 2175°С с образованием заготовки, имеющей диаметр D₀;

II) экструдирование заготовки с образованием экструдированной заготовки, имеющей диаметр D₂ такой, что отношение D₀ к D₂ составляет от 3:1 до 5:1;

III) применение первой термической обработки к экструдированной заготовке при температуре от 900 до 1300°С;

IV) штамповку осадкой экструдированной заготовки при температуре от 870 до 1200°С с образованием штампованной заготовки, имеющей диаметр D_f такой, что отношение D_f к D₂ составляет от 1,5:1 до 3:1; и

V) применение второй термической обработки к штампованной заготовке при температуре от 1200 до 1400°С.

56. Способ по п.55, где прессование в I) проводят изостатически.

57. Способ по п.55, где порошок в I) спекают в водороде.

58. Способ по п.55, где порошок молибдена получают восстановлением димолибдата аммония в водороде.

59. Способ по п.58, где димолибдат аммония имеет чистоту, по меньшей мере, 99 вес %.

60. Способ по п.55, где после термической обработки в V) мишень распыления полностью рекристаллизована и свободна от напряжения.

61. Способ по п.55, дополнительно предусматривающий стадию

VI) отрезания участка в форме диска от термически обработанной штампованной заготовки для получения мишени распыления в форме диска.

62. Мишень распыления, изготовленная в соответствии со способом по п.55.

63. Способ распыления, включающий подвергание мишени распыления по п.48 условиям распыления и, таким образом, распылению мишени.

64. Способ по п.63, где распыление производят с использованием способа распыления, выбранного из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинаций.

65. Способ распыления, содержащий подвергание мишени распыления по п.62 условиям распыления и, таким образом, распылению мишени.

66. Способ по п.62, где распыление производят с использованием способа распыления, выбранного из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинаций.

67. Способ изготовления тонкой пленки, предусматривающий стадии

(a) распыления мишени распыления по п.49;

(b) удаления атомов Мо с мишени;

(c) формирования тонкой пленки, содержащей молибден на субстрате.

68. Способ по п.67, дополнительно предусматривающий стадию, после стадии (b) подачи реакционного газа к Мо.

69. Способ по п.68, где реакционный газ представляет собой кислород, азот и/или газ, содержащий кремний.

70. Способ по п.67, где тонкая пленка имеет толщину в пределах от 0,5 нм до 10 мкм.

71. Способ по п.67, где способ распыления выбран из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинаций.

72. Тонкая пленка, изготовленная в соответствии со способом по п.67.

73. Тонкая пленка, изготовленная в соответствии со способом по п.69, где пленка содержит одно или несколько соединений из MoO_x, MoN_x, или MoSi_x, где пленку получают реакционным распылением с атомами кислорода, азота или кремния или ионным внедрением.

74. Мишень распыления по п.49, имеющая средний размер зерен не более 65 мкм.

75. Большие пластины молибдена, имеющие не сегментированную конструкцию, весящие, по меньшей мере, 300 кг и содержащие, по меньшей мере, 99 вес.% молибдена.

76. Пластина по п.75, где пластина имеет тонкий, однородный размер зерен не более 100 мкм.

77. Пластина по п.75, где пластина имеет структуру, которая, по существу, не содержит полосчатости и, по существу, не содержит какого-либо градиента по толщине.

78. Пластины по п.75, имеющие прямоугольное сечение и имеющие длину от 0,8 до 4,0 м, ширину от 0,7 до 2,5 м и высоту от 0,008 до 0,064 м.

79. Пластины по п.75, имеющие квадратное поперечное сечение и имеющие длину от 0,8 до 3,0 м, по существу, равную ширину и высоту от 0,008 до 0,064 м.

80. Пластины по п.75, разрезанные с образованием цилиндрического поперечного сечения, и имеющие диаметр от 0,7 до 3 м и высоту от 0,008 до 0,064 м.

81. Способ получения пластины по п.49, содержащий

i) засыпание порошка молибдена в суточную пресс-форму;

а) уплотнение этого порошка холодным изостатическим прессованием (ХИП) при давлениях от 100 до 250 МПа (от 15 до 36 тысяч фунтов на квадратный дюйм) с образованием листовой заготовки;

b) спекание листовой заготовки при температуре, по меньшей мере, 1600°С с образованием слитка, имеющего плотность, по меньшей мере, 90% от теоретической плотности;

ii) предварительное нагревание слитка при температуре от 1100 до 1450°С;

а) горячую прокатку слитка при температуре от 1050° до 1400°С до эффекта снижения толщины и увеличения длины слитка;

iii) термическую обработку прокатанного слитка при температуре от 850 до 950°С.

82. Способ по п.81, где порошок имеет чистоту молибдена более 99,9%.

83. Способ по п.81, где порошок получают восстановлением димолибдата аммония в водороде.

84. Способ по п.81, где снижение толщины в ii) обеспечивает слиток высотой от 0,060 до 0,140% высоты листовой заготовки.

85. Способ по п.81, где стадия горячей прокатки снижает толщину слитка путем последовательного снижения прокаткой.

86. Способ по п.81, дополнительно содержащий стадию проверки целостности слитка ультразвуковыми методами.

87. Способ по п.81, дополнительно содержащий стадию выравнивания точности слитка, чтобы достичь оптимальной его сглаженности для операций механической обработки/измельчения до конечных размеров.

88. Мишень распыления, содержащая участок пластины молибдена, изготовленный по п.75.

89. Способ распыления, содержащий подвергание мишени распыления по п.88 условиям распыления и, таким образом, распылению мишени.

90. Способ по п.89, где распыление производят с использованием способа распыления, выбранного из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления, и их комбинаций.

91. Способ изготовления тонкой пленки, предусматривающий стадии

(a) распыления мишени распыления по п.85;

(b) удаления атомов Мо с мишени;

(c) формирования тонкой пленки, содержащей молибден на субстрате.

92. Способ по п.91, далее содержащий после стадии (b) стадию подачи реакционного газа к Мо.

93. Способ по п.92, где реакционный газ представляет собой кислород, азот и/или газ, содержащий кремний.

94. Способ по п.91, где тонкая пленка имеет толщину в диапазоне от 0,5 нм до 10 мкм.

95. Способ по п.91, где способ распыления выбран из группы, состоящей из магнетронного распыления, распыления импульсным лазером, распыления ионным пучком, триодного распыления и их комбинаций.

96. Тонкая пленка, изготовленная в соответствии со способом по п.91.

97. Тонкая пленка, изготовленная в соответствии со способом по п.93, где пленка содержит одно или несколько соединений из MoO_x, MoN_x и MoSi_x, где пленку получают реакционным распылением с атомами кислорода, азота или кремния или ионным внедрением.

98. Устройство, содержащее тонкую пленку по п.96.

99. Устройство по п.98, где устройство выбрано из группы, состоящей из тонкопленочных транзисторных жидкокристаллических дисплеев, плазменных индикаторных панелей, органических светоизлучающих диодов, неорганических светоизлучающих диодных дисплеев, дисплеев с автоэлектронной эмиссией, солнечных элементов, газовых сенсоров и полупроводниковых устройств.

100. Устройство, содержащее тонкую пленку по п.97.

101. Устройство по п.100, где устройство выбрано из группы, состоящей из тонкопленочных транзисторных жидкокристаллических дисплеев, плазменных индикаторных панелей, органических светоизлучающих диодов, неорганических светоизлучающих диодных дисплеев, дисплеев с автоэлектронной эмиссией, солнечных элементов, газовых сенсоров и полупроводниковых устройств.

102. Тонкая пленка по п.96, где используют сегментированную мишень ионного распыления.

103. Устройство по п.89, где размер мишени распыления составляет до 6 м на 5,5 м.

104. Тонкая пленка по п.44, где толщина тонкой пленки лежит в диапазоне от 100 до 5000

105. Тонкая пленка по п.44, где пленка имеет рабочую функцию от 4,5 до 6 эВ в зависимости от содержания азота.

106. Устройство по п.98, где тонкую пленку наносят на пластиковый субстрат, содержащий один или более пластиков, выбранных из группы, состоящей из полинорборнена, полиимида, полиарилата, поликарбоната, полиэтиленнафтаната и полиэтилентерефталата.

107. Устройство по п.98, где тонкую пленку наносят на, по меньшей мере, участок керамического субстрата, содержащего сапфир и/или кварц.

108. Электронные компоненты, содержащие тонкую пленку по п.44.

109. Электронные компоненты по п.108, где эти компоненты выбраны из группы, состоящей из тонкопленочных транзисторов (ТПТ), жидкокристаллических дисплеев (ТПТ-ЖКД), плазменных индикаторных панелей (ПИП), органических светоизлучающих диодов (ОСИД), неорганических светоизлучающих диодных дисплеев (СИД), дисплеев с автоэлектронной эмиссией (АЭД), полупроводниковых устройств, солнечных элементов, сенсоров, черненых матричных устройств для увеличения контрастности изображения плоскопанельных дисплеев, солнечных элементов, сенсоров и затворных устройств для технологии КМОП (комплементарного металл-оксидного полупроводника) с настраиваемой рабочей функцией.

110. Мишень ионного распыления по п.49, где порошок в I) спекают в водороде.