一、靶材是什么材料
靶材(cai)(cai)是通過磁控濺(jian)射(she)、多(duo)弧離子鍍或其他類型的(de)鍍膜(mo)(mo)系統(tong)在適當工藝(yi)條件(jian)下濺(jian)射(she)在基(ji)板上形(xing)成各種(zhong)功能薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)濺(jian)射(she)源。簡單說的(de)話,靶材(cai)(cai)就是高(gao)速荷(he)能粒子轟(hong)擊的(de)目標材(cai)(cai)料,用于高(gao)能激光(guang)武器中,不(bu)(bu)(bu)同(tong)功率密度、不(bu)(bu)(bu)同(tong)輸出(chu)波形(xing)、不(bu)(bu)(bu)同(tong)波長的(de)激光(guang)與不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)靶材(cai)(cai)相互作用時,會產生不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)殺(sha)傷(shang)破壞效應(ying)。例如(ru)(ru):蒸發磁控濺(jian)射(she)鍍膜(mo)(mo)是加熱蒸發鍍膜(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)等(deng)。更換不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)靶材(cai)(cai)(如(ru)(ru)鋁、銅(tong)、不(bu)(bu)(bu)銹鋼、鈦(tai)、鎳靶等(deng)),即可得到不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)膜(mo)(mo)系(如(ru)(ru)超硬、耐磨、防腐的(de)合金膜(mo)(mo)等(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶材(cai)目前(qian)被普遍應(ying)用(yong)于平(ping)面(mian)顯示器(qi)(qi)(FPD)上。近年(nian)來,平(ping)面(mian)顯示器(qi)(qi)在市(shi)場上的應(ying)用(yong)率逐年(nian)增高(gao),同時也帶(dai)動了ITO靶材(cai)的技術與(yu)市(shi)場需(xu)求。ITO靶材(cai)有兩(liang)種,一種是采(cai)(cai)用(yong)銦錫(xi)合(he)金靶材(cai),另外(wai)一種是采(cai)(cai)用(yong)納米(mi)狀態(tai)的氧化(hua)銦和氧化(hua)錫(xi)粉混合(he)后燒結。
2、用于微電子領域
靶材(cai)也(ye)被應用于半導(dao)體產業(ye),相對來說(shuo)半導(dao)體產業(ye)對于靶材(cai)濺射薄膜的(de)(de)品(pin)(pin)質(zhi)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)是(shi)(shi)比(bi)較苛刻(ke)的(de)(de)。現在12英寸(300衄口)的(de)(de)硅晶片也(ye)被制作出來,但(dan)是(shi)(shi)互連線的(de)(de)寬度(du)(du)卻在減(jian)小。目前硅片制造(zao)商對于靶材(cai)的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)都是(shi)(shi)大尺寸、高純度(du)(du)、低(di)偏析以及細晶粒等,對其品(pin)(pin)質(zhi)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)比(bi)較高,這就要(yao)(yao)(yao)求(qiu)靶材(cai)需(xu)要(yao)(yao)(yao)具有更好(hao)的(de)(de)微觀結構。
3、用于存儲技術上
存(cun)儲技術行業對于靶(ba)材的(de)(de)需(xu)求量(liang)(liang)很大,高密度、大容量(liang)(liang)硬盤(pan)的(de)(de)發展,離不開大量(liang)(liang)的(de)(de)巨磁阻薄膜(mo)材料(liao),CoF~Cu多層復(fu)合膜(mo)是如今應用(yong)比較(jiao)廣泛的(de)(de)巨磁阻薄膜(mo)結構(gou)。磁光盤(pan)需(xu)要的(de)(de)TbFeCo合金靶(ba)材還在進(jin)一步(bu)發展,用(yong)它制造出來的(de)(de)磁光盤(pan)有著使用(yong)壽(shou)命長、存(cun)儲容量(liang)(liang)大以及(ji)可反復(fu)無接觸擦寫的(de)(de)特點。
三、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)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)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)(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)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)(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(nie)鉻(ge)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(nie)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)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鉭,五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba),鈮酸鋰靶(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鐠靶(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)材等(deng)。
(3)合金靶材
鐵(tie)(tie)鈷(gu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅(xin)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiV、鎳(nie)鐵(tie)(tie)靶(ba)(ba)(ba)(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(xian)薄膜:鋁(lv)靶(ba)材(cai)(cai),銅靶(ba)材(cai)(cai),金靶(ba)材(cai)(cai),銀靶(ba)材(cai)(cai),鈀靶(ba)材(cai)(cai),鉑靶(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)硅合金靶(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)硅銅合金靶(ba)材(cai)(cai)等。
儲存器電極(ji)薄膜:鉬(mu)靶材(cai),鎢靶材(cai),鈦(tai)靶材(cai)等。
粘附薄(bo)膜:鎢靶材,鈦靶材等。
電容器絕(jue)緣膜薄膜:鋯(gao)鈦酸鉛靶材(cai)等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記(ji)錄(lu)薄膜:鈷鉻(ge)合金靶(ba)材(cai)等。
硬盤用薄膜:鈷鉻鉭合金靶材(cai),鈷鉻鉑合金靶材(cai),鈷鉻鉭鉑合金靶材(cai)等。
薄膜磁頭:鈷鉭鉻(ge)合金靶材,鈷鉻(ge)鋯合金靶材等。
人工(gong)晶(jing)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(lu)薄膜:硒化(hua)(hua)碲(di)靶(ba)材,硒化(hua)(hua)銻靶(ba)材,鍺(zang)(zang)銻碲(di)合金靶(ba)材,鍺(zang)(zang)碲(di)合金靶(ba)材等。
磁光盤記(ji)錄薄(bo)膜(mo):鏑鐵(tie)鈷合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱鏑鐵(tie)合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱鐵(tie)鈷合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧化鋁靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧化鎂靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氮化硅靶(ba)(ba)材(cai)(cai)等(deng)。
四、靶材的性能和指標
靶材制約著濺鍍(du)薄膜的物理,力(li)學性能,影響(xiang)鍍(du)膜質(zhi)量,因而要(yao)(yao)求靶材的制備應滿足(zu)以下要(yao)(yao)求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)影響薄膜(mo)的(de)(de)均勻性,以(yi)(yi)純(chun)(chun)(chun)(chun)Al靶(ba)為例,純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)越高(gao),濺射Al膜(mo)的(de)(de)耐(nai)蝕性及電學、光學性能(neng)越好。不(bu)過不(bu)同(tong)用(yong)途的(de)(de)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)求(qiu)也(ye)不(bu)同(tong),一般(ban)工業用(yong)靶(ba)材(cai)純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)高(gao),但就半導體、顯(xian)示器件(jian)等領域用(yong)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)求(qiu)是(shi)十分嚴格的(de)(de),磁性薄膜(mo)用(yong)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)一般(ban)為99.9%以(yi)(yi)上,ITO中的(de)(de)氧(yang)化銦以(yi)(yi)及氧(yang)化錫(xi)的(de)(de)純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)則要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)低于99.99%。
2、雜(za)質(zhi)含量(liang):靶材作(zuo)為濺(jian)射(she)(she)中(zhong)的(de)(de)(de)陰極(ji)源(yuan),固體中(zhong)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)和(he)氣孔中(zhong)的(de)(de)(de)O2和(he)H2O是沉積薄(bo)膜的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)污染源(yuan),不同(tong)用(yong)途的(de)(de)(de)靶材對單個雜(za)質(zhi)含量(liang)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)也不同(tong),如:半導體電極(ji)布線用(yong)的(de)(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶材對U,Th等(deng)放射(she)(she)性元素的(de)(de)(de)含量(liang)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)低于3*10-9,光盤反射(she)(she)膜用(yong)的(de)(de)(de)Al合金(jin)靶材則要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)O2的(de)(de)(de)含量(liang)低于2*10-4。
3、高致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du):為了減少靶(ba)材(cai)(cai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氣孔,提(ti)高薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)性能一般(ban)要(yao)求靶(ba)材(cai)(cai)具有較高的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du),靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)不(bu)僅影響(xiang)濺(jian)(jian)射(she)(she)時的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積速率、濺(jian)(jian)射(she)(she)膜(mo)(mo)粒(li)子的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)和放(fang)電(dian)現(xian)(xian)象(xiang)等,還(huan)影響(xiang)濺(jian)(jian)射(she)(she)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)電(dian)學和光學性能。致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)性越好,濺(jian)(jian)射(she)(she)膜(mo)(mo)粒(li)子的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)越低,放(fang)電(dian)現(xian)(xian)象(xiang)越弱。高致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)靶(ba)材(cai)(cai)具有導電(dian)、導熱性好,強(qiang)度(du)(du)高等優點,使用這種靶(ba)材(cai)(cai)鍍膜(mo)(mo),濺(jian)(jian)射(she)(she)功率小(xiao),成膜(mo)(mo)速率高,薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)不(bu)易(yi)開裂,靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命長,且濺(jian)(jian)鍍薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻率低,透(tou)光率高。靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)主(zhu)要(yao)取決于制(zhi)備工藝。一般(ban)而言,鑄造靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)高而燒結靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)相對較低,因此提(ti)高靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)是燒結制(zhi)備靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)技術關鍵之(zhi)一。
4、成(cheng)分與組(zu)織(zhi)結構(gou)均勻,靶(ba)材(cai)成(cheng)分均勻是(shi)鍍膜(mo)(mo)質量穩定(ding)的重要(yao)保(bao)證(zheng),尤其是(shi)對于(yu)復相結構(gou)的合金靶(ba)材(cai)和混合靶(ba)材(cai)。如ITO,為了保(bao)證(zheng)膜(mo)(mo)質量,要(yao)求靶(ba)中In2O3-SnO2組(zu)成(cheng)均勻,都為93:7或91:9(分子比(bi))。
5、晶粒尺(chi)寸(cun)(cun)細小(xiao),靶材的晶粒尺(chi)寸(cun)(cun)越(yue)(yue)細小(xiao),濺鍍薄膜的厚度(du)分(fen)布(bu)越(yue)(yue)均勻,濺射速率越(yue)(yue)快。