一、靶材的分類有哪些
1、根據不同材質劃分
(1)金屬靶材
鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯(gao)(gao)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷(gu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金(jin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓(ga)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不(bu)銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、一(yi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰(shi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba),、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba),二硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba),二硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二鉭,五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔(yi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼靶(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鐠(pu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)、濺(jian)射靶(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅靶(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦硅靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅靶(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦鋅靶(ba)(ba)(ba)材(cai)TiZn、鈦鋁靶(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦鋯靶(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦硅靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦鎳(nie)(nie)靶(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)(nie)鋁靶(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳(nie)(nie)釩靶(ba)(ba)(ba)NiV、鎳(nie)(nie)鐵靶(ba)(ba)(ba)NiFe等(deng)。
2、根據不同應用方向劃分
(1)半導體關聯靶材
電(dian)極、布線薄膜(mo):鋁靶(ba)材(cai)(cai),銅靶(ba)材(cai)(cai),金靶(ba)材(cai)(cai),銀靶(ba)材(cai)(cai),鈀(ba)靶(ba)材(cai)(cai),鉑靶(ba)材(cai)(cai),鋁硅(gui)合(he)金靶(ba)材(cai)(cai),鋁硅(gui)銅合(he)金靶(ba)材(cai)(cai)等。
儲(chu)存器電極薄膜:鉬靶(ba)(ba)材,鎢靶(ba)(ba)材,鈦靶(ba)(ba)材等。
粘附薄膜(mo):鎢(wu)靶材,鈦靶材等。
電容器絕(jue)緣膜薄(bo)膜:鋯鈦酸(suan)鉛靶材等(deng)。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄(bo)膜(mo):鈷鉻(ge)合(he)金靶材等。
硬盤用薄膜:鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉑(bo)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭鉑(bo)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)等。
薄膜磁頭(tou):鈷(gu)鉭鉻合金靶材,鈷(gu)鉻鋯合金靶材等(deng)。
人工晶體薄膜:鈷鉑合(he)金靶材,鈷鈀合(he)金靶材等。
(3)光記錄靶材
相變光盤記錄薄膜:硒化(hua)碲(di)靶(ba)材,硒化(hua)銻靶(ba)材,鍺(zang)銻碲(di)合(he)金(jin)靶(ba)材,鍺(zang)碲(di)合(he)金(jin)靶(ba)材等(deng)。
磁光盤(pan)記錄(lu)薄膜:鏑鐵(tie)鈷(gu)合金靶(ba)(ba)材(cai),鋱鏑鐵(tie)合金靶(ba)(ba)材(cai),鋱鐵(tie)鈷(gu)合金靶(ba)(ba)材(cai),氧化(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)材(cai),氧化(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)材(cai),氮化(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)材(cai)等。
二、靶材的性能和指標
靶(ba)材(cai)制約著濺鍍(du)薄(bo)膜的物理,力學性(xing)能,影響鍍(du)膜質量,因而要求靶(ba)材(cai)的制備應(ying)滿足以下(xia)要求:
1、純(chun)度(du)(du):要(yao)求(qiu)(qiu)雜(za)質含量低純(chun)度(du)(du)高(gao),靶(ba)材的純(chun)度(du)(du)影(ying)響(xiang)薄膜的均勻性,以(yi)(yi)(yi)純(chun)Al靶(ba)為例,純(chun)度(du)(du)越高(gao),濺(jian)射Al膜的耐蝕性及(ji)電(dian)學、光學性能越好。不(bu)(bu)過不(bu)(bu)同(tong)用(yong)(yong)途的靶(ba)材對(dui)純(chun)度(du)(du)要(yao)求(qiu)(qiu)也不(bu)(bu)同(tong),一般(ban)工業用(yong)(yong)靶(ba)材純(chun)度(du)(du)要(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)高(gao),但(dan)就半導體、顯示(shi)器件等領域(yu)用(yong)(yong)靶(ba)材對(dui)純(chun)度(du)(du)要(yao)求(qiu)(qiu)是(shi)十(shi)分(fen)嚴(yan)格的,磁性薄膜用(yong)(yong)靶(ba)材對(dui)純(chun)度(du)(du)的要(yao)求(qiu)(qiu)一般(ban)為99.9%以(yi)(yi)(yi)上,ITO中(zhong)的氧化(hua)(hua)銦(yin)以(yi)(yi)(yi)及(ji)氧化(hua)(hua)錫的純(chun)度(du)(du)則要(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)低于99.99%。
2、雜(za)質(zhi)含(han)量(liang):靶材(cai)作為(wei)濺射(she)(she)中(zhong)(zhong)的(de)陰極(ji)源(yuan),固體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)雜(za)質(zhi)和氣孔(kong)中(zhong)(zhong)的(de)O2和H2O是沉(chen)積(ji)薄膜的(de)主要污染源(yuan),不同用途(tu)的(de)靶材(cai)對(dui)(dui)單個雜(za)質(zhi)含(han)量(liang)的(de)要求(qiu)也不同,如:半導(dao)體(ti)電(dian)極(ji)布(bu)線用的(de)W,Mo,Ti等(deng)靶材(cai)對(dui)(dui)U,Th等(deng)放(fang)射(she)(she)性(xing)元素的(de)含(han)量(liang)要求(qiu)低于3*10-9,光(guang)盤反射(she)(she)膜用的(de)Al合金靶材(cai)則要求(qiu)O2的(de)含(han)量(liang)低于2*10-4。
3、高(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du):為了減(jian)少靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)中(zhong)的氣(qi)孔,提高(gao)薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的性能一(yi)般要(yao)求靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)具有(you)較高(gao)的致(zhi)(zhi)密(mi)度(du),靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)不僅影響濺(jian)射(she)時的沉積速(su)率(lv)(lv)、濺(jian)射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒(li)子的密(mi)度(du)和(he)放(fang)電現象(xiang)等(deng),還影響濺(jian)射(she)薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的電學(xue)和(he)光學(xue)性能。致(zhi)(zhi)密(mi)性越好,濺(jian)射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒(li)子的密(mi)度(du)越低(di),放(fang)電現象(xiang)越弱。高(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)具有(you)導電、導熱性好,強度(du)高(gao)等(deng)優點,使用(yong)這種靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)鍍膜(mo)(mo)(mo),濺(jian)射(she)功率(lv)(lv)小,成膜(mo)(mo)(mo)速(su)率(lv)(lv)高(gao),薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)不易開裂,靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的使用(yong)壽命長,且濺(jian)鍍薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的電阻率(lv)(lv)低(di),透光率(lv)(lv)高(gao)。靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)主要(yao)取決于(yu)制(zhi)備工藝(yi)。一(yi)般而言(yan),鑄(zhu)造靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)高(gao)而燒結靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)相(xiang)對較低(di),因此提高(gao)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)是燒結制(zhi)備靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的技術關鍵之(zhi)一(yi)。
4、成(cheng)分與組織結構均(jun)(jun)勻,靶材(cai)成(cheng)分均(jun)(jun)勻是鍍膜質量(liang)穩定的(de)重要保證,尤其(qi)是對于復相結構的(de)合金靶材(cai)和混合靶材(cai)。如ITO,為(wei)了保證膜質量(liang),要求(qiu)靶中In2O3-SnO2組成(cheng)均(jun)(jun)勻,都為(wei)93:7或91:9(分子比)。
5、晶粒尺寸細小,靶材的(de)晶粒尺寸(cun)越(yue)(yue)(yue)細小,濺鍍薄(bo)膜的(de)厚(hou)度分(fen)布越(yue)(yue)(yue)均勻,濺射速率越(yue)(yue)(yue)快。