一、靶材是什么材料
靶(ba)(ba)材是(shi)(shi)通過磁(ci)控濺(jian)射(she)、多(duo)弧離子鍍或其(qi)他類型(xing)的(de)鍍膜(mo)(mo)系統在(zai)適當工藝條件下濺(jian)射(she)在(zai)基板上形(xing)成各種(zhong)功能薄膜(mo)(mo)的(de)濺(jian)射(she)源。簡(jian)單說(shuo)的(de)話,靶(ba)(ba)材就(jiu)是(shi)(shi)高(gao)速荷(he)能粒子轟(hong)擊的(de)目(mu)標材料,用于高(gao)能激光武器中(zhong),不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)功率密度、不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)輸出波形(xing)、不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)波長的(de)激光與(yu)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)靶(ba)(ba)材相互作用時(shi),會產生不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)殺傷破壞效應。例如(ru)(ru):蒸(zheng)發磁(ci)控濺(jian)射(she)鍍膜(mo)(mo)是(shi)(shi)加熱蒸(zheng)發鍍膜(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)等(deng)。更換不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)靶(ba)(ba)材(如(ru)(ru)鋁、銅(tong)、不(bu)(bu)(bu)銹鋼、鈦、鎳靶(ba)(ba)等(deng)),即可(ke)得(de)到不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)膜(mo)(mo)系(如(ru)(ru)超(chao)硬、耐(nai)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(ba)材目前被(bei)普遍應(ying)(ying)用于平面(mian)顯示器(FPD)上。近年來,平面(mian)顯示器在市場上的應(ying)(ying)用率逐(zhu)年增高,同時也帶動了ITO靶(ba)材的技術與市場需(xu)求。ITO靶(ba)材有兩種,一(yi)種是采(cai)用銦(yin)錫合金靶(ba)材,另外一(yi)種是采(cai)用納(na)米(mi)狀態的氧化銦(yin)和氧化錫粉混合后燒結(jie)。
2、用于微電子領域
靶材也被應用于半(ban)導(dao)體產業(ye),相對來說半(ban)導(dao)體產業(ye)對于靶材濺射薄膜的(de)品(pin)質(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)是(shi)比較苛(ke)刻的(de)。現在(zai)12英寸(cun)(300衄(nv)口)的(de)硅(gui)晶片(pian)(pian)也被制(zhi)作出來,但(dan)是(shi)互(hu)連線的(de)寬度(du)(du)卻在(zai)減(jian)小(xiao)。目(mu)前硅(gui)片(pian)(pian)制(zhi)造商對于靶材的(de)要(yao)(yao)求(qiu)都是(shi)大(da)尺寸(cun)、高(gao)純度(du)(du)、低偏析(xi)以及細(xi)晶粒等,對其(qi)品(pin)質(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)比較高(gao),這就(jiu)要(yao)(yao)求(qiu)靶材需(xu)要(yao)(yao)具有更(geng)好的(de)微觀結構(gou)。
3、用于存儲技術上
存儲(chu)技(ji)術行業對于靶材的(de)(de)需求量很大(da),高(gao)密度、大(da)容量硬盤(pan)的(de)(de)發展,離不開大(da)量的(de)(de)巨磁(ci)阻薄膜(mo)材料(liao),CoF~Cu多層復合(he)膜(mo)是如今應用比(bi)較廣泛的(de)(de)巨磁(ci)阻薄膜(mo)結構。磁(ci)光盤(pan)需要(yao)的(de)(de)TbFeCo合(he)金靶材還在進一步(bu)發展,用它(ta)制造出來的(de)(de)磁(ci)光盤(pan)有著使用壽(shou)命長(chang)、存儲(chu)容量大(da)以及可(ke)反復無接觸(chu)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)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)Al、銦(yin)靶(ba)(ba)(ba)In、鐵靶(ba)(ba)(ba)Fe、鋯(gao)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)Cu、鉭(tan)靶(ba)(ba)(ba)Ta、鍺(zang)靶(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)Gd、鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)、W等(deng)。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(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)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鉭,五(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸(suan)鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸(suan)鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋅靶(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)(tai)鋁靶(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋯靶(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)(tai)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)(ba)(ba)NiV、鎳(nie)鐵靶(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(ji)、布線薄膜:鋁靶(ba)材(cai),銅靶(ba)材(cai),金靶(ba)材(cai),銀靶(ba)材(cai),鈀靶(ba)材(cai),鉑靶(ba)材(cai),鋁硅(gui)合金靶(ba)材(cai),鋁硅(gui)銅合金靶(ba)材(cai)等。
儲存器電極薄膜(mo):鉬靶(ba)材(cai)(cai),鎢靶(ba)材(cai)(cai),鈦靶(ba)材(cai)(cai)等。
粘附薄膜:鎢靶材,鈦(tai)靶材等。
電容器(qi)絕緣(yuan)膜(mo)薄(bo)膜(mo):鋯鈦酸鉛靶(ba)材(cai)等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄膜:鈷鉻合金靶材等。
硬(ying)盤用薄膜:鈷鉻鉭(tan)(tan)合金(jin)靶(ba)材(cai),鈷鉻鉑(bo)合金(jin)靶(ba)材(cai),鈷鉻鉭(tan)(tan)鉑(bo)合金(jin)靶(ba)材(cai)等(deng)。
薄膜磁頭:鈷(gu)鉭鉻合金靶材(cai),鈷(gu)鉻鋯合金靶材(cai)等。
人工晶體薄膜:鈷(gu)鉑合(he)金(jin)靶材(cai),鈷(gu)鈀合(he)金(jin)靶材(cai)等。
(3)光記錄靶材
相變(bian)光盤記錄薄膜(mo):硒(xi)化碲靶(ba)材(cai)(cai),硒(xi)化銻靶(ba)材(cai)(cai),鍺銻碲合金靶(ba)材(cai)(cai),鍺碲合金靶(ba)材(cai)(cai)等。
磁光(guang)盤(pan)記(ji)錄薄膜:鏑鐵(tie)鈷(gu)合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鏑鐵(tie)合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鐵(tie)鈷(gu)合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧化鋁靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧化鎂(mei)靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氮化硅靶(ba)(ba)材(cai)(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材制(zhi)約著濺鍍(du)薄(bo)膜的物理,力學性能,影響(xiang)鍍(du)膜質量,因而要求(qiu)靶材的制(zhi)備(bei)應滿足以下要求(qiu):
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)純(chun)度(du)(du)影響薄膜的(de)均勻性(xing),以純(chun)Al靶(ba)為(wei)例,純(chun)度(du)(du)越高(gao),濺射(she)Al膜的(de)耐蝕(shi)性(xing)及電(dian)學(xue)、光學(xue)性(xing)能越好。不(bu)(bu)過(guo)不(bu)(bu)同(tong)用途的(de)靶(ba)材對純(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)也不(bu)(bu)同(tong),一般工業(ye)用靶(ba)材純(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)(bu)高(gao),但就(jiu)半導體、顯示器件等領域用靶(ba)材對純(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)是十分嚴格的(de),磁性(xing)薄膜用靶(ba)材對純(chun)度(du)(du)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)一般為(wei)99.9%以上,ITO中的(de)氧(yang)化銦以及氧(yang)化錫的(de)純(chun)度(du)(du)則要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)(bu)低于(yu)99.99%。
2、雜(za)質含(han)(han)量(liang)(liang):靶材(cai)作為濺射(she)中(zhong)(zhong)的(de)(de)陰極源(yuan),固(gu)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)雜(za)質和(he)氣孔中(zhong)(zhong)的(de)(de)O2和(he)H2O是沉積薄膜的(de)(de)主要(yao)污染源(yuan),不同用(yong)途的(de)(de)靶材(cai)對(dui)單個(ge)雜(za)質含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)要(yao)求(qiu)也不同,如(ru):半導體電極布(bu)線(xian)用(yong)的(de)(de)W,Mo,Ti等靶材(cai)對(dui)U,Th等放(fang)射(she)性元(yuan)素的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)要(yao)求(qiu)低于3*10-9,光盤(pan)反(fan)射(she)膜用(yong)的(de)(de)Al合金靶材(cai)則要(yao)求(qiu)O2的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)低于2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du):為(wei)了(le)減少靶(ba)(ba)(ba)材(cai)中的(de)(de)氣孔,提高(gao)(gao)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)性能一(yi)般(ban)(ban)要求靶(ba)(ba)(ba)材(cai)具有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du),靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)不(bu)僅影響濺(jian)射(she)(she)時的(de)(de)沉積速(su)率、濺(jian)射(she)(she)膜(mo)(mo)粒(li)子的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)和(he)放電(dian)現象等(deng),還影響濺(jian)射(she)(she)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)電(dian)學和(he)光學性能。致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)性越(yue)好,濺(jian)射(she)(she)膜(mo)(mo)粒(li)子的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)越(yue)低,放電(dian)現象越(yue)弱。高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)具有導電(dian)、導熱(re)性好,強度(du)(du)(du)高(gao)(gao)等(deng)優(you)點(dian),使用這種(zhong)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)鍍膜(mo)(mo),濺(jian)射(she)(she)功率小,成(cheng)膜(mo)(mo)速(su)率高(gao)(gao),薄(bo)膜(mo)(mo)不(bu)易開裂,靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)使用壽命長,且濺(jian)鍍薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)電(dian)阻率低,透光率高(gao)(gao)。靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)主要取決于制備工藝。一(yi)般(ban)(ban)而言,鑄造靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)而燒結靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)相對較(jiao)低,因此提高(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)是燒結制備靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)技(ji)術關鍵之(zhi)一(yi)。
4、成(cheng)分(fen)與組(zu)織結構均(jun)勻,靶材成(cheng)分(fen)均(jun)勻是鍍膜質(zhi)量穩定的重(zhong)要保(bao)(bao)證(zheng),尤(you)其是對于(yu)復相結構的合(he)金靶材和混合(he)靶材。如ITO,為了保(bao)(bao)證(zheng)膜質(zhi)量,要求(qiu)靶中In2O3-SnO2組(zu)成(cheng)均(jun)勻,都為93:7或(huo)91:9(分(fen)子比)。
5、晶粒尺(chi)寸細小(xiao),靶材的晶粒尺(chi)寸越(yue)細小(xiao),濺鍍薄(bo)膜的厚度分(fen)布(bu)越(yue)均勻,濺射(she)速率越(yue)快。