一、靶材是什么材料
靶材是通過(guo)磁(ci)控(kong)濺射、多弧離(li)子鍍(du)或其(qi)他(ta)類型的(de)(de)鍍(du)膜(mo)系統在適當工藝條件下(xia)濺射在基板上(shang)形成各種功能薄膜(mo)的(de)(de)濺射源。簡(jian)單說的(de)(de)話,靶材就(jiu)是高速荷(he)能粒(li)子轟擊的(de)(de)目標材料,用于高能激(ji)光武器中,不(bu)(bu)同(tong)功率密度(du)、不(bu)(bu)同(tong)輸(shu)出波形、不(bu)(bu)同(tong)波長的(de)(de)激(ji)光與不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)靶材相互作用時,會產(chan)生不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)殺傷破(po)壞效應。例如(ru):蒸發(fa)(fa)磁(ci)控(kong)濺射鍍(du)膜(mo)是加熱蒸發(fa)(fa)鍍(du)膜(mo)、鋁膜(mo)等(deng)。更換不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)靶材(如(ru)鋁、銅(tong)、不(bu)(bu)銹鋼、鈦、鎳靶等(deng)),即可得到不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)膜(mo)系(如(ru)超硬(ying)、耐磨、防腐的(de)(de)合金(jin)膜(mo)等(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶材目前(qian)被普(pu)遍應用(yong)于平面顯示器(FPD)上。近年來,平面顯示器在市場上的應用(yong)率逐(zhu)年增高,同時也(ye)帶動了(le)ITO靶材的技術與(yu)市場需求。ITO靶材有兩種(zhong),一種(zhong)是采用(yong)銦錫合金靶材,另外一種(zhong)是采用(yong)納米狀態的氧(yang)化銦和氧(yang)化錫粉(fen)混合后燒結。
2、用于微電子領域
靶材(cai)也(ye)被應用于(yu)半(ban)導體(ti)產業(ye),相對來說(shuo)半(ban)導體(ti)產業(ye)對于(yu)靶材(cai)濺射薄膜的(de)品質(zhi)要求(qiu)(qiu)是(shi)(shi)比較苛刻(ke)的(de)。現在(zai)12英(ying)寸(300衄口)的(de)硅(gui)晶(jing)片(pian)也(ye)被制(zhi)作出(chu)來,但是(shi)(shi)互連線的(de)寬度卻在(zai)減小。目前硅(gui)片(pian)制(zhi)造商對于(yu)靶材(cai)的(de)要求(qiu)(qiu)都是(shi)(shi)大(da)尺寸、高純度、低偏(pian)析以及細晶(jing)粒等,對其品質(zhi)要求(qiu)(qiu)比較高,這就要求(qiu)(qiu)靶材(cai)需要具有更好(hao)的(de)微觀結構(gou)。
3、用于存儲技術上
存儲技術行業對于靶材(cai)的(de)需求量很(hen)大(da),高密度、大(da)容(rong)量硬盤(pan)(pan)的(de)發(fa)展,離(li)不開大(da)量的(de)巨磁阻薄膜材(cai)料,CoF~Cu多(duo)層復合(he)膜是如今應用(yong)(yong)比較廣泛的(de)巨磁阻薄膜結構。磁光(guang)盤(pan)(pan)需要(yao)的(de)TbFeCo合(he)金(jin)靶材(cai)還(huan)在進一步發(fa)展,用(yong)(yong)它(ta)制(zhi)造出來(lai)的(de)磁光(guang)盤(pan)(pan)有(you)著使用(yong)(yong)壽命長、存儲容(rong)量大(da)以及可反復無接觸擦(ca)寫的(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)(ba)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵(tie)(tie)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鉭,五(wu)(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)FeCo、鋁(lv)硅(gui)靶(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)TiSi、鉻硅(gui)靶(ba)(ba)CrSi、鋅(xin)鋁(lv)靶(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅(xin)靶(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)鋁(lv)靶(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)鋯靶(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)鎳靶(ba)(ba)TiNi、鎳鉻靶(ba)(ba)NiCr、鎳鋁(lv)靶(ba)(ba)NiAl、鎳釩靶(ba)(ba)NiV、鎳鐵靶(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、布線薄膜:鋁(lv)靶材(cai),銅(tong)靶材(cai),金靶材(cai),銀靶材(cai),鈀靶材(cai),鉑(bo)靶材(cai),鋁(lv)硅(gui)合金靶材(cai),鋁(lv)硅(gui)銅(tong)合金靶材(cai)等。
儲存器電(dian)極薄膜:鉬(mu)靶材,鎢(wu)靶材,鈦(tai)靶材等(deng)。
粘附薄(bo)膜:鎢靶材,鈦靶材等。
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(ji)錄薄(bo)膜(mo):鈷鉻合金靶材等。
硬盤用薄膜(mo):鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭合(he)金(jin)靶(ba)材,鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉑合(he)金(jin)靶(ba)材,鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭鉑合(he)金(jin)靶(ba)材等。
薄膜磁頭(tou):鈷鉭鉻合金靶(ba)材(cai),鈷鉻鋯合金靶(ba)材(cai)等(deng)。
人工晶體薄膜(mo):鈷(gu)鉑合金靶材,鈷(gu)鈀合金靶材等。
(3)光記錄靶材
相變光盤記錄薄膜:硒(xi)化(hua)碲(di)靶(ba)材,硒(xi)化(hua)銻靶(ba)材,鍺(zang)銻碲(di)合(he)(he)金(jin)靶(ba)材,鍺(zang)碲(di)合(he)(he)金(jin)靶(ba)材等。
磁光盤記錄(lu)薄膜:鏑鐵(tie)鈷合金(jin)靶材,鋱鏑鐵(tie)合金(jin)靶材,鋱鐵(tie)鈷合金(jin)靶材,氧化鋁靶材,氧化鎂靶材,氮化硅(gui)靶材等。
四、靶材的性能和指標
靶材制(zhi)約著濺鍍(du)薄(bo)膜(mo)的物理,力學性能,影響鍍(du)膜(mo)質量,因而(er)要求靶材的制(zhi)備應(ying)滿(man)足(zu)以下要求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)(de)(de)純度(du)(du)影響薄膜的(de)(de)(de)(de)均勻性,以(yi)純Al靶為例,純度(du)(du)越(yue)高,濺射Al膜的(de)(de)(de)(de)耐蝕性及(ji)電(dian)學(xue)、光學(xue)性能越(yue)好。不(bu)過不(bu)同用(yong)途(tu)的(de)(de)(de)(de)靶材對純度(du)(du)要(yao)求(qiu)也(ye)不(bu)同,一(yi)般工業用(yong)靶材純度(du)(du)要(yao)求(qiu)不(bu)高,但就(jiu)半導體、顯示器件等領域(yu)用(yong)靶材對純度(du)(du)要(yao)求(qiu)是十分(fen)嚴(yan)格的(de)(de)(de)(de),磁(ci)性薄膜用(yong)靶材對純度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)一(yi)般為99.9%以(yi)上(shang),ITO中的(de)(de)(de)(de)氧化銦以(yi)及(ji)氧化錫的(de)(de)(de)(de)純度(du)(du)則要(yao)求(qiu)不(bu)低于(yu)99.99%。
2、雜(za)質(zhi)(zhi)含(han)(han)量:靶(ba)材作(zuo)為(wei)濺(jian)射(she)中(zhong)(zhong)的(de)(de)陰極(ji)源(yuan),固(gu)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)和氣孔(kong)中(zhong)(zhong)的(de)(de)O2和H2O是沉積薄膜的(de)(de)主要污染源(yuan),不(bu)同用途的(de)(de)靶(ba)材對(dui)單個雜(za)質(zhi)(zhi)含(han)(han)量的(de)(de)要求也不(bu)同,如:半導體電極(ji)布線用的(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶(ba)材對(dui)U,Th等(deng)放射(she)性元素的(de)(de)含(han)(han)量要求低于3*10-9,光盤反(fan)射(she)膜用的(de)(de)Al合(he)金靶(ba)材則要求O2的(de)(de)含(han)(han)量低于2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du):為了減少靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)中的(de)(de)氣孔,提高(gao)(gao)薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)性能一(yi)般要求靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)具有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du),靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)不(bu)(bu)僅影響濺射(she)時(shi)的(de)(de)沉積(ji)速(su)(su)率(lv)、濺射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)子的(de)(de)密(mi)度(du)(du)和放(fang)電現(xian)象等,還影響濺射(she)薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)電學和光學性能。致(zhi)(zhi)密(mi)性越(yue)好,濺射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)子的(de)(de)密(mi)度(du)(du)越(yue)低,放(fang)電現(xian)象越(yue)弱。高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)具有導電、導熱性好,強度(du)(du)高(gao)(gao)等優點,使用這種靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)鍍(du)膜(mo)(mo)(mo),濺射(she)功率(lv)小,成膜(mo)(mo)(mo)速(su)(su)率(lv)高(gao)(gao),薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)不(bu)(bu)易開裂,靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)使用壽命(ming)長,且(qie)濺鍍(du)薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)電阻率(lv)低,透(tou)光率(lv)高(gao)(gao)。靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)主要取決于制備(bei)工藝。一(yi)般而言(yan),鑄造靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)高(gao)(gao)而燒(shao)(shao)結靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)相對較(jiao)低,因(yin)此提高(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)是燒(shao)(shao)結制備(bei)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)技術關鍵(jian)之一(yi)。
4、成(cheng)分與組(zu)織結構(gou)均(jun)勻(yun),靶材(cai)成(cheng)分均(jun)勻(yun)是鍍膜質量穩(wen)定的重要保證,尤其(qi)是對于(yu)復相結構(gou)的合金靶材(cai)和(he)混合靶材(cai)。如ITO,為了保證膜質量,要求靶中In2O3-SnO2組(zu)成(cheng)均(jun)勻(yun),都為93:7或91:9(分子比)。
5、晶粒尺寸(cun)(cun)細小(xiao),靶材(cai)的(de)(de)晶粒尺寸(cun)(cun)越(yue)(yue)(yue)細小(xiao),濺鍍薄膜的(de)(de)厚度分布越(yue)(yue)(yue)均勻,濺射速率越(yue)(yue)(yue)快。