一、靶材是什么材料
靶(ba)材(cai)(cai)是(shi)通過磁控濺(jian)(jian)射、多弧離子鍍或其他類(lei)型(xing)的(de)(de)鍍膜(mo)系統在適當工藝條件下濺(jian)(jian)射在基(ji)板上形(xing)成各種功能薄膜(mo)的(de)(de)濺(jian)(jian)射源。簡單說的(de)(de)話,靶(ba)材(cai)(cai)就(jiu)是(shi)高速荷(he)能粒子轟擊(ji)的(de)(de)目標材(cai)(cai)料(liao),用(yong)于高能激光(guang)(guang)武(wu)器中,不(bu)同(tong)(tong)(tong)功率密(mi)度、不(bu)同(tong)(tong)(tong)輸出波形(xing)、不(bu)同(tong)(tong)(tong)波長(chang)的(de)(de)激光(guang)(guang)與(yu)不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)靶(ba)材(cai)(cai)相互作用(yong)時,會產生(sheng)不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)殺傷破(po)壞效應。例如(ru):蒸發磁控濺(jian)(jian)射鍍膜(mo)是(shi)加熱蒸發鍍膜(mo)、鋁膜(mo)等(deng)(deng)。更換不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)靶(ba)材(cai)(cai)(如(ru)鋁、銅、不(bu)銹鋼、鈦、鎳靶(ba)等(deng)(deng)),即可得到不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)膜(mo)系(如(ru)超硬(ying)、耐磨、防腐(fu)的(de)(de)合金膜(mo)等(deng)(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶材(cai)目前被普遍應(ying)用于平面顯(xian)示器(FPD)上。近年(nian)來,平面顯(xian)示器在市(shi)(shi)場上的應(ying)用率逐年(nian)增高,同時也帶動了ITO靶材(cai)的技術與市(shi)(shi)場需求。ITO靶材(cai)有兩(liang)種(zhong),一種(zhong)是(shi)采(cai)用銦錫合金靶材(cai),另外(wai)一種(zhong)是(shi)采(cai)用納(na)米狀態的氧化銦和(he)氧化錫粉(fen)混合后燒結。
2、用于微電子領域
靶(ba)材也被應(ying)用(yong)于半(ban)導體產(chan)業(ye),相對來(lai)說半(ban)導體產(chan)業(ye)對于靶(ba)材濺(jian)射薄膜的品(pin)質要求(qiu)是比(bi)較苛刻的。現在12英寸(300衄口)的硅(gui)晶片也被制作出來(lai),但是互(hu)連(lian)線的寬(kuan)度卻(que)在減小。目前硅(gui)片制造商對于靶(ba)材的要求(qiu)都是大(da)尺寸、高純度、低(di)偏析(xi)以及(ji)細晶粒等,對其品(pin)質要求(qiu)比(bi)較高,這就要求(qiu)靶(ba)材需要具有更好的微觀結構。
3、用于存儲技術上
存儲技術行業對于靶材(cai)的(de)(de)需求量(liang)很大(da)(da),高密度、大(da)(da)容(rong)量(liang)硬盤(pan)的(de)(de)發(fa)(fa)展,離不開大(da)(da)量(liang)的(de)(de)巨磁阻薄(bo)膜(mo)材(cai)料,CoF~Cu多層(ceng)復合膜(mo)是如(ru)今應用比較廣泛的(de)(de)巨磁阻薄(bo)膜(mo)結(jie)構。磁光盤(pan)需要的(de)(de)TbFeCo合金靶材(cai)還在進一步發(fa)(fa)展,用它制造出來的(de)(de)磁光盤(pan)有著(zhu)使用壽命長、存儲容(rong)量(liang)大(da)(da)以及可(ke)反復無接觸擦寫(xie)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
鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫(xi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵(tie)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰(shi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮(ni)(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鉭(tan),五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮(ni)(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)(ni)酸鋰(li)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射(she)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等(deng)。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁(lv)(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)硅靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻硅靶(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)鋅靶(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)鋯靶(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)硅靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)鉻靶(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)鋁(lv)(lv)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、布(bu)線薄膜: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(bo)靶(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)硅合(he)金(jin)(jin)靶(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)硅銅合(he)金(jin)(jin)靶(ba)材(cai)(cai)等。
儲(chu)存器電(dian)極(ji)薄(bo)膜:鉬靶(ba)材,鎢(wu)靶(ba)材,鈦靶(ba)材等。
粘附薄(bo)膜(mo):鎢(wu)靶材(cai),鈦(tai)靶材(cai)等。
電容器(qi)絕緣膜薄(bo)膜:鋯(gao)鈦酸鉛(qian)靶(ba)材等。
(2)磁記錄靶材
垂直(zhi)磁記(ji)錄(lu)薄膜(mo):鈷鉻合金靶材(cai)等。
硬盤用(yong)薄膜:鈷鉻(ge)鉭合金(jin)靶(ba)材,鈷鉻(ge)鉑合金(jin)靶(ba)材,鈷鉻(ge)鉭鉑合金(jin)靶(ba)材等。
薄膜磁頭(tou):鈷(gu)鉭鉻合金靶材,鈷(gu)鉻鋯合金靶材等。
人工晶體薄膜:鈷鉑合金靶材,鈷鈀合金靶材等。
(3)光記錄靶材
相變光盤記錄(lu)薄膜:硒(xi)化碲靶(ba)材(cai),硒(xi)化銻(ti)靶(ba)材(cai),鍺銻(ti)碲合金靶(ba)材(cai),鍺碲合金靶(ba)材(cai)等。
磁光盤記錄(lu)薄(bo)膜:鏑(di)鐵(tie)鈷合(he)(he)金(jin)(jin)靶(ba)(ba)(ba)材,鋱鏑(di)鐵(tie)合(he)(he)金(jin)(jin)靶(ba)(ba)(ba)材,鋱鐵(tie)鈷合(he)(he)金(jin)(jin)靶(ba)(ba)(ba)材,氧(yang)化(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)材,氧(yang)化(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)材,氮化(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)材等。
四、靶材的性能和指標
靶(ba)材制(zhi)約著濺鍍薄膜(mo)的物理,力學性(xing)能,影響(xiang)鍍膜(mo)質量,因而(er)要求靶(ba)材的制(zhi)備應滿足以下(xia)要求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)影響薄(bo)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)均勻性(xing)(xing),以純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)Al靶為例,純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)越(yue)高,濺射Al膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)及電學(xue)、光學(xue)性(xing)(xing)能越(yue)好。不過(guo)不同用(yong)途的(de)(de)(de)(de)(de)靶材(cai)(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求也(ye)不同,一(yi)(yi)般(ban)工業用(yong)靶材(cai)(cai)純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求不高,但就半導體、顯(xian)示器件等領域用(yong)靶材(cai)(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求是十(shi)分嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de),磁性(xing)(xing)薄(bo)膜(mo)用(yong)靶材(cai)(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求一(yi)(yi)般(ban)為99.9%以上,ITO中的(de)(de)(de)(de)(de)氧化銦以及氧化錫的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)則要(yao)(yao)求不低于99.99%。
2、雜質含量:靶(ba)材(cai)(cai)作為濺射中的陰極源,固(gu)體(ti)(ti)中的雜質和氣孔(kong)中的O2和H2O是沉積薄膜的主要(yao)(yao)污染源,不同用途的靶(ba)材(cai)(cai)對單個(ge)雜質含量的要(yao)(yao)求(qiu)也(ye)不同,如(ru):半導體(ti)(ti)電(dian)極布線用的W,Mo,Ti等靶(ba)材(cai)(cai)對U,Th等放射性元素的含量要(yao)(yao)求(qiu)低于(yu)3*10-9,光盤反射膜用的Al合金靶(ba)材(cai)(cai)則要(yao)(yao)求(qiu)O2的含量低于(yu)2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)密度(du)(du):為了減少靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)中的(de)(de)(de)(de)氣孔,提高(gao)(gao)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)性能一般(ban)要(yao)求靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)具有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密度(du)(du),靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密度(du)(du)不(bu)僅(jin)影響(xiang)濺(jian)射(she)時(shi)的(de)(de)(de)(de)沉積速率(lv)、濺(jian)射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒子的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)和(he)(he)放電現(xian)象等(deng),還(huan)影響(xiang)濺(jian)射(she)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)電學和(he)(he)光(guang)學性能。致(zhi)密性越(yue)(yue)好,濺(jian)射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒子的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)越(yue)(yue)低,放電現(xian)象越(yue)(yue)弱。高(gao)(gao)致(zhi)密度(du)(du)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)具有導電、導熱性好,強度(du)(du)高(gao)(gao)等(deng)優點,使用這種靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)鍍(du)膜(mo)(mo)(mo),濺(jian)射(she)功率(lv)小,成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)速率(lv)高(gao)(gao),薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)不(bu)易開(kai)裂,靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)使用壽命長,且濺(jian)鍍(du)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)電阻率(lv)低,透光(guang)率(lv)高(gao)(gao)。靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密度(du)(du)主(zhu)要(yao)取決于制備工(gong)藝(yi)。一般(ban)而(er)言,鑄造靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密度(du)(du)高(gao)(gao)而(er)燒(shao)(shao)結靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密度(du)(du)相(xiang)對較(jiao)低,因(yin)此提高(gao)(gao)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密度(du)(du)是燒(shao)(shao)結制備靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)技術關鍵之一。
4、成(cheng)分與組織結(jie)構(gou)均勻(yun)(yun)(yun),靶材成(cheng)分均勻(yun)(yun)(yun)是鍍(du)膜(mo)(mo)質量(liang)穩定的重要保(bao)證,尤(you)其是對(dui)于(yu)復相(xiang)結(jie)構(gou)的合金靶材和混(hun)合靶材。如(ru)ITO,為(wei)了保(bao)證膜(mo)(mo)質量(liang),要求(qiu)靶中In2O3-SnO2組成(cheng)均勻(yun)(yun)(yun),都(dou)為(wei)93:7或91:9(分子比)。
5、晶(jing)粒尺寸(cun)細(xi)小,靶(ba)材的晶(jing)粒尺寸(cun)越細(xi)小,濺鍍薄(bo)膜的厚(hou)度分(fen)布越均(jun)勻,濺射速率(lv)越快。