تطبيق المواد المستهدفة في الإلكترونيات والعرض وغيرها من المجالات

كما نعلم جميعًا، يرتبط اتجاه تطوير تكنولوجيا المواد المستهدفة ارتباطًا وثيقًا باتجاه تطوير تكنولوجيا الأفلام في صناعة التطبيقات النهائية. ومع التحسن التكنولوجي لمنتجات الأفلام أو مكوناتها في صناعة التطبيقات، يجب أن تتغير التكنولوجيا المستهدفة أيضًا. على سبيل المثال، ركز مصنعو الدوائر المتكاملة مؤخرًا على تطوير أسلاك نحاسية منخفضة المقاومة، والتي من المتوقع أن تحل محل طبقة الألومنيوم الأصلية بشكل كبير في السنوات القليلة المقبلة، وبالتالي فإن تطوير أهداف النحاس وأهداف الحاجز المطلوبة سيكون أمرًا عاجلاً.

بالإضافة إلى ذلك، في السنوات الأخيرة، حلت شاشات العرض المسطحة (FPD) إلى حد كبير محل شاشات الكمبيوتر وسوق التلفزيون المعتمدة على أنبوب أشعة الكاثود (CRT). كما أنه سيزيد بشكل كبير من الطلب الفني والسوقي على أهداف ITO. ثم هناك تكنولوجيا التخزين. يستمر الطلب على محركات الأقراص الثابتة ذات الكثافة العالية والسعة الكبيرة والأقراص القابلة للمسح عالية الكثافة في التزايد. كل هذا أدى إلى تغييرات في الطلب على المواد المستهدفة في صناعة التطبيقات. فيما يلي، سوف نقدم مجالات التطبيق الرئيسية للهدف واتجاه تطوير الهدف في هذه المجالات.

　　1. الالكترونيات الدقيقة

في جميع الصناعات التطبيقية، تتمتع صناعة أشباه الموصلات بمتطلبات الجودة الأكثر صرامة لأفلام الرش المستهدفة. تم الآن تصنيع رقائق السيليكون مقاس 12 بوصة (300 رعاف). عرض الاتصال البيني آخذ في التناقص. إن متطلبات مصنعي رقائق السيليكون للمواد المستهدفة هي الحجم الكبير، والنقاء العالي، والفصل المنخفض، والحبوب الدقيقة، الأمر الذي يتطلب أن تتمتع المواد المستهدفة ببنية مجهرية أفضل. تم اعتبار قطر الجسيمات البلورية وتوحيد المادة المستهدفة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل ترسب الفيلم.

بالمقارنة مع الألومنيوم، يتمتع النحاس بمقاومة أعلى للتنقل الكهربائي ومقاومة أقل، والتي يمكن أن تلبي متطلبات تكنولوجيا الموصلات في الأسلاك دون الميكرون أقل من 0.25 ميكرون، ولكنها تجلب مشاكل أخرى: قوة التصاق منخفضة بين النحاس والمواد المتوسطة العضوية. علاوة على ذلك، فهي سهلة التفاعل، مما يؤدي إلى تآكل الوصلة النحاسية وانقطاع الدائرة أثناء استخدام الشريحة. ولحل هذه المشكلة يجب وضع طبقة عازلة بين النحاس والطبقة العازلة.

تشمل المواد المستهدفة المستخدمة في الطبقة الحاجزة للتوصيل البيني النحاسي Ta وW وTaSi وWSi وما إلى ذلك. لكن Ta وW معادن مقاومة للحرارة. ومن الصعب نسبيًا صنعه، وتجري دراسة السبائك مثل الموليبدينوم والكروم كمواد بديلة.

　　2. للعرض

لقد أثرت شاشات العرض المسطحة (FPD) بشكل كبير على سوق شاشات الكمبيوتر والتلفزيون القائمة على أنبوب أشعة الكاثود (CRT) على مر السنين، وستؤدي أيضًا إلى زيادة الطلب على التكنولوجيا والسوق للمواد المستهدفة لـ ITO. هناك نوعان من أهداف ITO اليوم. الأول هو استخدام حالة النانومتر لأكسيد الإنديوم ومسحوق أكسيد القصدير بعد التلبيد، والآخر هو استخدام هدف سبائك القصدير الإنديوم. يمكن تصنيع فيلم ITO عن طريق الرش التفاعلي DC على هدف سبائك الإنديوم والقصدير، ولكن السطح المستهدف سوف يتأكسد ويؤثر على معدل الاخرق، ومن الصعب الحصول على هدف سبائك كبير الحجم.

في الوقت الحاضر، يتم اعتماد الطريقة الأولى بشكل عام لإنتاج مادة ITO المستهدفة، وهي الطلاء بالرش عن طريق تفاعل الرش بالمغنطرون. لديها معدل ترسب سريع. يمكن التحكم بدقة في سمك الفيلم، والموصلية عالية، واتساق الفيلم جيد، والتصاق الركيزة قوي. لكن من الصعب تصنيع المادة المستهدفة، لأن أكسيد الإنديوم وأكسيد القصدير لا يمكن تلبيدتهما معًا بسهولة. بشكل عام، يتم اختيار ZrO2 وBi2O3 وCeO كإضافات تلبيد، ويمكن الحصول على المادة المستهدفة ذات الكثافة 93%~98% من القيمة النظرية. إن أداء فيلم ITO المتكون بهذه الطريقة له علاقة كبيرة بالمواد المضافة.

تصل مقاومة الحجب لفيلم ITO التي تم الحصول عليها باستخدام هذه المواد المستهدفة إلى 8.1×10n-cm، وهي قريبة من مقاومة فيلم ITO النقي. حجم FPD والزجاج الموصّل كبير جدًا، ويمكن أن يصل عرض الزجاج الموصّل إلى 3133 مم. من أجل تحسين استخدام المواد المستهدفة، تم تطوير مواد ITO المستهدفة بأشكال مختلفة، مثل الشكل الأسطواني. وفي عام 2000، قامت لجنة تخطيط التنمية الوطنية ووزارة العلوم والتكنولوجيا بإدراج أهداف كبيرة لمنظمة التجارة الدولية في المبادئ التوجيهية للمجالات الرئيسية لصناعة المعلومات التي تحظى حاليًا بأولوية التنمية.

　　3. استخدام التخزين

فيما يتعلق بتكنولوجيا التخزين، فإن تطوير الأقراص الصلبة ذات الكثافة العالية والسعة الكبيرة يتطلب عددًا كبيرًا من مواد أفلام الممانعة العملاقة. إن الفيلم المركب متعدد الطبقات CoF~Cu عبارة عن هيكل مستخدم على نطاق واسع لفيلم الممانعة العملاقة. لا تزال المادة المستهدفة لسبائك TbFeCo اللازمة للقرص المغناطيسي قيد التطوير. يتميز القرص المغناطيسي المُصنع باستخدام TbFeCo بخصائص سعة التخزين الكبيرة وعمر الخدمة الطويل وقابلية المسح المتكررة دون الاتصال.

أظهرت ذاكرة تغيير الطور المعتمدة على تيلوريد الجرمانيوم والأنتيمون (PCM) إمكانات تجارية كبيرة، وأصبحت جزءًا من ذاكرة فلاش NOR وسوق DRAM كتقنية تخزين بديلة، ومع ذلك، في التنفيذ السريع، تم تقليص أحد التحديات على طريق الوجود وهو الافتقار إلى إعادة التعيين يمكن خفض الإنتاج الحالي إلى وحدة مغلقة بالكامل. يؤدي تقليل تيار إعادة التعيين إلى تقليل استهلاك طاقة الذاكرة، وإطالة عمر البطارية، وتحسين عرض النطاق الترددي للبيانات، وكلها ميزات مهمة في الأجهزة الاستهلاكية المحمولة للغاية والتي تركز على البيانات اليوم.