一、靶材的分類有哪些
1、根據不同材質劃分
(1)金屬靶材
鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺(zang)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓(ga)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰(shi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈰(shi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)鉭,五氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)(fu)化(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)(fu)化(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸(suan)(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)(suan)鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷靶(ba)(ba)FeCo、鋁(lv)(lv)硅(gui)靶(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)靶(ba)(ba)CrSi、鋅(xin)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋅(xin)靶(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)(tai)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋯靶(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)(tai)鎳靶(ba)(ba)TiNi、鎳鉻(ge)靶(ba)(ba)NiCr、鎳鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)NiAl、鎳釩靶(ba)(ba)NiV、鎳鐵(tie)靶(ba)(ba)NiFe等(deng)。
2、根據不同應用方向劃分
(1)半導體關聯靶材
電極(ji)、布線薄(bo)膜:鋁(lv)靶(ba)材(cai)(cai),銅靶(ba)材(cai)(cai),金(jin)(jin)靶(ba)材(cai)(cai),銀靶(ba)材(cai)(cai),鈀靶(ba)材(cai)(cai),鉑靶(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)硅(gui)合金(jin)(jin)靶(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)硅(gui)銅合金(jin)(jin)靶(ba)材(cai)(cai)等。
儲存器電極(ji)薄膜:鉬靶材(cai)(cai),鎢靶材(cai)(cai),鈦靶材(cai)(cai)等。
粘附薄(bo)膜:鎢靶材(cai),鈦(tai)靶材(cai)等。
電容器絕緣膜(mo)薄膜(mo):鋯鈦酸鉛靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁(ci)記錄(lu)薄膜:鈷鉻合金(jin)靶材(cai)等。
硬盤用薄膜:鈷鉻(ge)鉭合(he)金(jin)(jin)靶材,鈷鉻(ge)鉑合(he)金(jin)(jin)靶材,鈷鉻(ge)鉭鉑合(he)金(jin)(jin)靶材等。
薄膜磁頭(tou):鈷(gu)鉭鉻合金(jin)靶材(cai),鈷(gu)鉻鋯合金(jin)靶材(cai)等。
人工(gong)晶體薄膜:鈷鉑合金(jin)靶(ba)材,鈷鈀合金(jin)靶(ba)材等。
(3)光記錄靶材
相(xiang)變光(guang)盤記錄薄膜(mo):硒化碲(di)靶(ba)材(cai),硒化銻(ti)靶(ba)材(cai),鍺銻(ti)碲(di)合金靶(ba)材(cai),鍺碲(di)合金靶(ba)材(cai)等。
磁光盤記錄薄(bo)膜(mo):鏑(di)鐵鈷合(he)(he)金(jin)靶材(cai)(cai),鋱鏑(di)鐵合(he)(he)金(jin)靶材(cai)(cai),鋱鐵鈷合(he)(he)金(jin)靶材(cai)(cai),氧化鋁靶材(cai)(cai),氧化鎂靶材(cai)(cai),氮化硅靶材(cai)(cai)等。
二、靶材的性能和指標
靶材(cai)制約(yue)著濺鍍(du)薄膜(mo)的物理(li),力(li)學性(xing)能,影響鍍(du)膜(mo)質量,因而要(yao)求靶材(cai)的制備應滿足以下要(yao)求:
1、純(chun)度(du)(du)(du):要求雜質(zhi)含量(liang)低純(chun)度(du)(du)(du)高(gao)(gao),靶(ba)(ba)材的(de)(de)(de)純(chun)度(du)(du)(du)影響薄(bo)膜(mo)的(de)(de)(de)均勻性,以純(chun)Al靶(ba)(ba)為(wei)例,純(chun)度(du)(du)(du)越(yue)高(gao)(gao),濺射Al膜(mo)的(de)(de)(de)耐蝕性及電學、光學性能越(yue)好。不過不同用途的(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材對純(chun)度(du)(du)(du)要求也不同,一(yi)般(ban)工(gong)業用靶(ba)(ba)材純(chun)度(du)(du)(du)要求不高(gao)(gao),但就半導體、顯示器(qi)件等領域用靶(ba)(ba)材對純(chun)度(du)(du)(du)要求是(shi)十分嚴(yan)格的(de)(de)(de),磁(ci)性薄(bo)膜(mo)用靶(ba)(ba)材對純(chun)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)要求一(yi)般(ban)為(wei)99.9%以上,ITO中的(de)(de)(de)氧化銦(yin)以及氧化錫(xi)的(de)(de)(de)純(chun)度(du)(du)(du)則要求不低于99.99%。
2、雜(za)質含(han)量(liang)(liang):靶材(cai)作(zuo)為濺射中的(de)(de)陰極源(yuan),固體(ti)(ti)中的(de)(de)雜(za)質和氣孔中的(de)(de)O2和H2O是(shi)沉積薄膜的(de)(de)主要(yao)污染源(yuan),不同用(yong)途的(de)(de)靶材(cai)對單個雜(za)質含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)要(yao)求(qiu)也不同,如:半導體(ti)(ti)電極布線用(yong)的(de)(de)W,Mo,Ti等靶材(cai)對U,Th等放射性元(yuan)素的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)要(yao)求(qiu)低于(yu)3*10-9,光盤(pan)反射膜用(yong)的(de)(de)Al合金靶材(cai)則要(yao)求(qiu)O2的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)低于(yu)2*10-4。
3、高(gao)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du):為(wei)了減少(shao)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)中的(de)(de)氣孔,提高(gao)薄(bo)膜的(de)(de)性(xing)(xing)能一般要求(qiu)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)(ju)有較高(gao)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du),靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du)不僅影響濺射時的(de)(de)沉(chen)積速率、濺射膜粒子的(de)(de)密度(du)(du)(du)和放電現象等,還影響濺射薄(bo)膜的(de)(de)電學和光(guang)學性(xing)(xing)能。致(zhi)(zhi)(zhi)密性(xing)(xing)越(yue)好(hao)(hao),濺射膜粒子的(de)(de)密度(du)(du)(du)越(yue)低(di),放電現象越(yue)弱(ruo)。高(gao)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)(ju)有導(dao)電、導(dao)熱性(xing)(xing)好(hao)(hao),強度(du)(du)(du)高(gao)等優(you)點(dian),使用(yong)這種靶(ba)材(cai)(cai)(cai)鍍膜,濺射功率小,成膜速率高(gao),薄(bo)膜不易(yi)開裂,靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)使用(yong)壽命長,且濺鍍薄(bo)膜的(de)(de)電阻(zu)率低(di),透光(guang)率高(gao)。靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du)主要取決(jue)于制備工藝。一般而(er)言(yan),鑄造靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du)高(gao)而(er)燒(shao)結(jie)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du)相(xiang)對較低(di),因(yin)此(ci)提高(gao)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密度(du)(du)(du)是燒(shao)結(jie)制備靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)技術關鍵之一。
4、成(cheng)分(fen)與組(zu)織結構均(jun)(jun)勻(yun),靶材(cai)成(cheng)分(fen)均(jun)(jun)勻(yun)是(shi)鍍膜質量穩(wen)定的重要(yao)保(bao)證,尤其是(shi)對于復相結構的合金靶材(cai)和混合靶材(cai)。如ITO,為了保(bao)證膜質量,要(yao)求靶中In2O3-SnO2組(zu)成(cheng)均(jun)(jun)勻(yun),都為93:7或91:9(分(fen)子比)。
5、晶粒尺寸細小,靶材的晶粒尺(chi)寸(cun)越(yue)細小,濺(jian)鍍薄膜的厚度分布越(yue)均勻,濺(jian)射速(su)率越(yue)快(kuai)。