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、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(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、鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔(yi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰(shi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(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)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鉭(tan),五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鋇(bei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)FeCo、鋁硅(gui)(gui)靶(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)(gui)靶(ba)TiSi、鉻硅(gui)(gui)靶(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅靶(ba)材TiZn、鈦(tai)鋁靶(ba)TiAl、鈦(tai)鋯靶(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)(gui)靶(ba)TiSi、鈦(tai)鎳(nie)靶(ba)TiNi、鎳(nie)鉻靶(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)NiV、鎳(nie)鐵靶(ba)NiFe等。
2、根據不同應用方向劃分
(1)半導體關聯靶材
電極、布(bu)線薄膜:鋁(lv)靶材(cai)(cai),銅靶材(cai)(cai),金靶材(cai)(cai),銀靶材(cai)(cai),鈀(ba)靶材(cai)(cai),鉑(bo)靶材(cai)(cai),鋁(lv)硅合金靶材(cai)(cai),鋁(lv)硅銅合金靶材(cai)(cai)等。
儲存器(qi)電極(ji)薄膜:鉬靶(ba)材,鎢靶(ba)材,鈦靶(ba)材等。
粘附薄膜:鎢靶材,鈦靶材等。
電容器絕緣膜薄膜:鋯鈦(tai)酸(suan)鉛靶材等(deng)。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄膜:鈷(gu)鉻(ge)合金靶材(cai)等。
硬(ying)盤用薄膜(mo):鈷鉻(ge)鉭(tan)合金靶材(cai),鈷鉻(ge)鉑合金靶材(cai),鈷鉻(ge)鉭(tan)鉑合金靶材(cai)等。
薄膜磁頭:鈷鉭鉻合(he)金(jin)靶材,鈷鉻鋯合(he)金(jin)靶材等。
人工晶體薄膜:鈷鉑(bo)合金靶材,鈷鈀(ba)合金靶材等。
(3)光記錄靶材
相變光盤(pan)記錄薄(bo)膜:硒(xi)化碲(di)靶(ba)材,硒(xi)化銻(ti)靶(ba)材,鍺銻(ti)碲(di)合金靶(ba)材,鍺碲(di)合金靶(ba)材等。
磁光盤記(ji)錄薄膜:鏑鐵鈷合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鏑鐵合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鐵鈷合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧(yang)化(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧(yang)化(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氮化(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)材(cai)(cai)等(deng)。
二、靶材的性能和指標
靶(ba)材(cai)制約著濺鍍(du)薄膜(mo)的物理,力學(xue)性(xing)能,影響鍍(du)膜(mo)質量,因而要(yao)求靶(ba)材(cai)的制備應(ying)滿足以下要(yao)求:
1、純(chun)(chun)度(du)(du):要(yao)求雜質含量低純(chun)(chun)度(du)(du)高,靶材的(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)影(ying)響薄(bo)膜的(de)(de)均勻性(xing)(xing),以(yi)純(chun)(chun)Al靶為例,純(chun)(chun)度(du)(du)越(yue)高,濺射Al膜的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)及電學(xue)、光學(xue)性(xing)(xing)能(neng)越(yue)好。不過不同(tong)用途的(de)(de)靶材對(dui)(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求也(ye)不同(tong),一般(ban)工(gong)業用靶材純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求不高,但就半導(dao)體、顯示器件等領域用靶材對(dui)(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求是十分嚴(yan)格(ge)的(de)(de),磁性(xing)(xing)薄(bo)膜用靶材對(dui)(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)的(de)(de)要(yao)求一般(ban)為99.9%以(yi)上(shang),ITO中的(de)(de)氧化銦以(yi)及氧化錫(xi)的(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)則(ze)要(yao)求不低于99.99%。
2、雜質(zhi)含(han)量(liang):靶材(cai)作為濺射中(zhong)的(de)(de)(de)陰極源,固體中(zhong)的(de)(de)(de)雜質(zhi)和氣孔中(zhong)的(de)(de)(de)O2和H2O是沉積薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)污(wu)染(ran)源,不(bu)同用途的(de)(de)(de)靶材(cai)對單個雜質(zhi)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求也不(bu)同,如:半導體電極布線用的(de)(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶材(cai)對U,Th等(deng)放射性元素(su)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)要(yao)(yao)求低于3*10-9,光盤(pan)反射膜(mo)(mo)用的(de)(de)(de)Al合金靶材(cai)則(ze)要(yao)(yao)求O2的(de)(de)(de)含(han)量(liang)低于2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)密(mi)度(du)(du):為了減(jian)少靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)中的氣孔(kong),提(ti)高(gao)(gao)薄(bo)膜(mo)的性(xing)能一般(ban)要求靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)具(ju)有較高(gao)(gao)的致(zhi)密(mi)度(du)(du),靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)度(du)(du)不(bu)僅影(ying)響(xiang)濺(jian)射(she)時(shi)的沉積速率(lv)、濺(jian)射(she)膜(mo)粒子的密(mi)度(du)(du)和放(fang)電(dian)現象等,還(huan)影(ying)響(xiang)濺(jian)射(she)薄(bo)膜(mo)的電(dian)學(xue)和光學(xue)性(xing)能。致(zhi)密(mi)性(xing)越(yue)好(hao),濺(jian)射(she)膜(mo)粒子的密(mi)度(du)(du)越(yue)低(di),放(fang)電(dian)現象越(yue)弱。高(gao)(gao)致(zhi)密(mi)度(du)(du)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)具(ju)有導電(dian)、導熱(re)性(xing)好(hao),強度(du)(du)高(gao)(gao)等優點,使用(yong)這種靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)鍍(du)膜(mo),濺(jian)射(she)功(gong)率(lv)小(xiao),成膜(mo)速率(lv)高(gao)(gao),薄(bo)膜(mo)不(bu)易開(kai)裂,靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的使用(yong)壽命(ming)長,且濺(jian)鍍(du)薄(bo)膜(mo)的電(dian)阻率(lv)低(di),透光率(lv)高(gao)(gao)。靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)度(du)(du)主要取決于(yu)制備(bei)工藝。一般(ban)而(er)(er)言,鑄造靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)度(du)(du)高(gao)(gao)而(er)(er)燒結(jie)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)度(du)(du)相(xiang)對(dui)較低(di),因此提(ti)高(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)度(du)(du)是燒結(jie)制備(bei)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的技術關鍵之一。
4、成分與組(zu)織結構均(jun)(jun)勻(yun),靶材成分均(jun)(jun)勻(yun)是(shi)鍍膜質量穩(wen)定的重(zhong)要保證(zheng),尤其是(shi)對于復(fu)相結構的合金靶材和混合靶材。如ITO,為了保證(zheng)膜質量,要求靶中In2O3-SnO2組(zu)成均(jun)(jun)勻(yun),都為93:7或91:9(分子比)。
5、晶粒尺寸細小,靶材的(de)晶粒尺寸越細小,濺鍍薄膜的(de)厚度分布越均勻,濺射速(su)率(lv)越快。