一、靶材是什么材料
靶材是通過(guo)磁(ci)控濺(jian)(jian)射、多弧離(li)子鍍(du)或其他類型的(de)(de)鍍(du)膜(mo)系(xi)統在適(shi)當(dang)工藝條(tiao)件下濺(jian)(jian)射在基板上形成各種(zhong)功(gong)能(neng)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)濺(jian)(jian)射源。簡(jian)單說的(de)(de)話,靶材就是高速荷能(neng)粒子轟擊(ji)的(de)(de)目標材料,用于(yu)高能(neng)激光武器(qi)中,不(bu)(bu)(bu)同(tong)功(gong)率密度、不(bu)(bu)(bu)同(tong)輸出波形、不(bu)(bu)(bu)同(tong)波長的(de)(de)激光與不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)靶材相互作(zuo)用時(shi),會產(chan)生不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)殺傷破壞效應。例如:蒸(zheng)發磁(ci)控濺(jian)(jian)射鍍(du)膜(mo)是加熱蒸(zheng)發鍍(du)膜(mo)、鋁膜(mo)等(deng)(deng)。更換不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)靶材(如鋁、銅、不(bu)(bu)(bu)銹鋼、鈦、鎳靶等(deng)(deng)),即可得到不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)膜(mo)系(xi)(如超(chao)硬、耐磨、防腐(fu)的(de)(de)合金(jin)膜(mo)等(deng)(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶材(cai)目(mu)前被普遍應用(yong)(yong)于(yu)平面顯示器(FPD)上(shang)。近(jin)年(nian)來(lai),平面顯示器在市場(chang)上(shang)的(de)應用(yong)(yong)率逐年(nian)增高,同時也帶動了(le)ITO靶材(cai)的(de)技術與市場(chang)需求。ITO靶材(cai)有兩種,一種是采用(yong)(yong)銦錫合(he)金靶材(cai),另外(wai)一種是采用(yong)(yong)納米狀態的(de)氧化(hua)銦和氧化(hua)錫粉混合(he)后燒(shao)結。
2、用于微電子領域
靶材也被應用于半導體產(chan)業,相對來(lai)說半導體產(chan)業對于靶材濺射薄膜的(de)(de)(de)品質(zhi)要求(qiu)(qiu)是(shi)比較苛刻的(de)(de)(de)。現在12英寸(300衄口)的(de)(de)(de)硅晶(jing)片也被制作(zuo)出(chu)來(lai),但(dan)是(shi)互連線的(de)(de)(de)寬度卻(que)在減小。目(mu)前硅片制造商對于靶材的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)都是(shi)大尺寸、高純(chun)度、低偏析(xi)以(yi)及(ji)細晶(jing)粒(li)等(deng),對其(qi)品質(zhi)要求(qiu)(qiu)比較高,這就要求(qiu)(qiu)靶材需要具有(you)更(geng)好的(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)結構。
3、用于存儲技術上
存(cun)儲技術行業對(dui)于靶(ba)(ba)材的(de)需求量很大(da),高密度、大(da)容量硬盤的(de)發展(zhan),離(li)不開大(da)量的(de)巨磁(ci)阻(zu)薄膜(mo)材料,CoF~Cu多層復(fu)合(he)膜(mo)是如今(jin)應用(yong)比較廣泛的(de)巨磁(ci)阻(zu)薄膜(mo)結構(gou)。磁(ci)光盤需要的(de)TbFeCo合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材還(huan)在(zai)進(jin)一(yi)步(bu)發展(zhan),用(yong)它制造出來(lai)的(de)磁(ci)光盤有著使(shi)用(yong)壽命長、存(cun)儲容量大(da)以及可反復(fu)無接(jie)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
鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮(ni)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(yin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦(tai)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅(gui)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(gu)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(gang)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳鉻靶(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)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鉭,五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等(deng)。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)FeCo、鋁硅靶(ba)AlSi、鈦硅靶(ba)TiSi、鉻(ge)硅靶(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)ZnAl、鈦鋅靶(ba)材TiZn、鈦鋁靶(ba)TiAl、鈦鋯靶(ba)TiZr、鈦硅靶(ba)TiSi、鈦鎳(nie)靶(ba)TiNi、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)NiAl、鎳(nie)釩(fan)靶(ba)NiV、鎳(nie)鐵靶(ba)NiFe等(deng)。
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)(lv)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),銅(tong)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),金(jin)(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),銀靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鈀靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鉑(bo)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)(lv)硅合金(jin)(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鋁(lv)(lv)硅銅(tong)合金(jin)(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)等。
儲(chu)存器(qi)電(dian)極薄膜(mo):鉬靶(ba)材,鎢靶(ba)材,鈦靶(ba)材等(deng)。
粘附薄膜:鎢(wu)靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
電容器(qi)絕緣膜(mo)薄膜(mo):鋯鈦酸(suan)鉛靶材等(deng)。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄膜:鈷鉻合金靶材等。
硬盤用薄膜:鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭合金靶(ba)材,鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉑合金靶(ba)材,鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭鉑合金靶(ba)材等。
薄膜(mo)磁頭:鈷鉭鉻合(he)金(jin)靶材,鈷鉻鋯(gao)合(he)金(jin)靶材等(deng)。
人工晶體薄膜:鈷鉑合(he)金(jin)靶材,鈷鈀合(he)金(jin)靶材等。
(3)光記錄靶材
相變光盤記錄薄(bo)膜:硒(xi)化(hua)碲靶材(cai)(cai),硒(xi)化(hua)銻靶材(cai)(cai),鍺銻碲合金(jin)靶材(cai)(cai),鍺碲合金(jin)靶材(cai)(cai)等。
磁(ci)光盤記(ji)錄(lu)薄(bo)膜:鏑(di)鐵(tie)鈷(gu)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材,鋱(te)鏑(di)鐵(tie)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材,鋱(te)鐵(tie)鈷(gu)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材,氧化(hua)鋁靶(ba)(ba)材,氧化(hua)鎂靶(ba)(ba)材,氮化(hua)硅靶(ba)(ba)材等。
四、靶材的性能和指標
靶材制(zhi)(zhi)約(yue)著(zhu)濺(jian)鍍(du)薄膜(mo)的物理,力(li)學(xue)性(xing)能,影響鍍(du)膜(mo)質量,因而要(yao)求(qiu)靶材的制(zhi)(zhi)備應滿足以下要(yao)求(qiu):
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的純度影響(xiang)薄(bo)膜(mo)的均勻性,以純Al靶(ba)為例,純度越(yue)高,濺射Al膜(mo)的耐蝕性及電學、光學性能越(yue)好。不過(guo)不同(tong)用途(tu)的靶(ba)材對純度要求(qiu)(qiu)(qiu)也不同(tong),一(yi)般工(gong)業用靶(ba)材純度要求(qiu)(qiu)(qiu)不高,但就半導體、顯示器件等領(ling)域用靶(ba)材對純度要求(qiu)(qiu)(qiu)是十分(fen)嚴格的,磁性薄(bo)膜(mo)用靶(ba)材對純度的要求(qiu)(qiu)(qiu)一(yi)般為99.9%以上,ITO中的氧化(hua)銦以及氧化(hua)錫的純度則要求(qiu)(qiu)(qiu)不低于99.99%。
2、雜(za)(za)質含量(liang)(liang):靶(ba)(ba)材(cai)(cai)作為濺射(she)中的(de)(de)(de)(de)陰極源(yuan),固體中的(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質和氣孔(kong)中的(de)(de)(de)(de)O2和H2O是沉(chen)積薄膜的(de)(de)(de)(de)主要污染源(yuan),不同用(yong)途的(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)單(dan)個(ge)雜(za)(za)質含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)要求也不同,如:半導(dao)體電極布線用(yong)的(de)(de)(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)U,Th等(deng)放射(she)性元素的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)要求低(di)于3*10-9,光(guang)盤反射(she)膜用(yong)的(de)(de)(de)(de)Al合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)則要求O2的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)低(di)于2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du):為了減少(shao)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)中的(de)(de)(de)氣(qi)孔,提高(gao)(gao)薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)性(xing)能一(yi)般要求靶(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du),靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du)不僅影響濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)時的(de)(de)(de)沉積速率、濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)膜粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)(du)和(he)放電(dian)現象(xiang)等(deng),還影響濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)電(dian)學和(he)光(guang)學性(xing)能。致(zhi)密(mi)性(xing)越好,濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)膜粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)(du)越低,放電(dian)現象(xiang)越弱。高(gao)(gao)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)有(you)導電(dian)、導熱性(xing)好,強(qiang)度(du)(du)(du)(du)高(gao)(gao)等(deng)優點,使用(yong)這種(zhong)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)鍍膜,濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)功率小,成膜速率高(gao)(gao),薄(bo)(bo)膜不易(yi)開裂,靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命長,且(qie)濺(jian)(jian)(jian)(jian)鍍薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)電(dian)阻率低,透光(guang)率高(gao)(gao)。靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du)主(zhu)要取決于制備(bei)(bei)工藝。一(yi)般而(er)言(yan),鑄(zhu)造靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du)高(gao)(gao)而(er)燒結靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du)相對(dui)較(jiao)低,因此(ci)提高(gao)(gao)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)(du)是燒結制備(bei)(bei)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)技術關鍵之一(yi)。
4、成分(fen)與組(zu)織(zhi)結構(gou)(gou)均勻,靶材(cai)成分(fen)均勻是鍍膜質(zhi)量穩定(ding)的(de)重要保證,尤其是對于復相結構(gou)(gou)的(de)合金靶材(cai)和混合靶材(cai)。如ITO,為(wei)了保證膜質(zhi)量,要求靶中In2O3-SnO2組(zu)成均勻,都為(wei)93:7或(huo)91:9(分(fen)子比(bi))。
5、晶(jing)粒(li)尺寸(cun)細小,靶材的晶(jing)粒(li)尺寸(cun)越(yue)細小,濺鍍(du)薄膜(mo)的厚度分布越(yue)均勻(yun),濺射(she)速率越(yue)快。