一、靶材是什么材料
靶材是(shi)(shi)通過磁(ci)控濺(jian)(jian)射(she)、多弧(hu)離子鍍(du)或其他類型的(de)鍍(du)膜(mo)(mo)系(xi)統在(zai)適當工藝(yi)條件下濺(jian)(jian)射(she)在(zai)基板上形(xing)成各種功能(neng)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)濺(jian)(jian)射(she)源。簡單說的(de)話(hua),靶材就是(shi)(shi)高(gao)速荷(he)能(neng)粒子轟擊的(de)目標材料,用于(yu)高(gao)能(neng)激光武器中,不(bu)同功率(lv)密度、不(bu)同輸出波形(xing)、不(bu)同波長的(de)激光與不(bu)同的(de)靶材相互作用時,會產(chan)生(sheng)不(bu)同的(de)殺傷(shang)破(po)壞(huai)效應。例如:蒸(zheng)發磁(ci)控濺(jian)(jian)射(she)鍍(du)膜(mo)(mo)是(shi)(shi)加熱蒸(zheng)發鍍(du)膜(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)等(deng)。更換不(bu)同的(de)靶材(如鋁、銅、不(bu)銹鋼、鈦、鎳靶等(deng)),即可(ke)得(de)到不(bu)同的(de)膜(mo)(mo)系(xi)(如超硬、耐磨(mo)、防腐的(de)合金膜(mo)(mo)等(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶材目(mu)前被普(pu)遍應(ying)用(yong)(yong)于平面(mian)顯(xian)示器(qi)(qi)(FPD)上。近年(nian)來,平面(mian)顯(xian)示器(qi)(qi)在市場(chang)上的應(ying)用(yong)(yong)率(lv)逐年(nian)增高,同(tong)時(shi)也(ye)帶動了ITO靶材的技術與市場(chang)需(xu)求。ITO靶材有兩種,一(yi)種是(shi)采(cai)用(yong)(yong)銦錫(xi)合金(jin)靶材,另外(wai)一(yi)種是(shi)采(cai)用(yong)(yong)納米狀態的氧(yang)化(hua)銦和氧(yang)化(hua)錫(xi)粉混合后燒結(jie)。
2、用于微電子領域
靶(ba)材(cai)也被應用于(yu)半導體產業(ye),相對來說半導體產業(ye)對于(yu)靶(ba)材(cai)濺射薄膜的(de)(de)品質(zhi)要求(qiu)是(shi)比較(jiao)苛(ke)刻的(de)(de)。現在12英寸(300衄口)的(de)(de)硅晶(jing)片(pian)也被制作出(chu)來,但是(shi)互(hu)連線的(de)(de)寬度卻在減(jian)小。目(mu)前硅片(pian)制造商(shang)對于(yu)靶(ba)材(cai)的(de)(de)要求(qiu)都是(shi)大尺寸、高(gao)純度、低偏(pian)析以及細晶(jing)粒等,對其品質(zhi)要求(qiu)比較(jiao)高(gao),這就要求(qiu)靶(ba)材(cai)需要具有更好的(de)(de)微(wei)觀結構(gou)。
3、用于存儲技術上
存儲技術行(xing)業(ye)對于靶材的(de)(de)需求量(liang)很大(da)(da),高密度(du)、大(da)(da)容量(liang)硬盤(pan)的(de)(de)發展,離不開(kai)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)巨磁(ci)阻(zu)(zu)薄膜(mo)材料,CoF~Cu多層復(fu)(fu)合膜(mo)是如今應用(yong)比較廣泛的(de)(de)巨磁(ci)阻(zu)(zu)薄膜(mo)結構。磁(ci)光盤(pan)需要的(de)(de)TbFeCo合金(jin)靶材還在進(jin)一步(bu)發展,用(yong)它(ta)制造出來的(de)(de)磁(ci)光盤(pan)有著使用(yong)壽命(ming)長、存儲容量(liang)大(da)(da)以及可反復(fu)(fu)無(wu)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(tai)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(mei)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)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦(yin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦(tai)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(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(tan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺(zang)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(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬(mu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵(tie)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮(ni)(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鉭(tan),五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮(ni)(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)(ni)酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷(gu)靶(ba)FeCo、鋁硅靶(ba)AlSi、鈦硅靶(ba)TiSi、鉻硅靶(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)ZnAl、鈦鋅靶(ba)材(cai)TiZn、鈦鋁靶(ba)TiAl、鈦鋯靶(ba)TiZr、鈦硅靶(ba)TiSi、鈦鎳(nie)靶(ba)TiNi、鎳(nie)鉻靶(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)NiV、鎳(nie)鐵(tie)靶(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:鋁靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),銅(tong)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),金(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),銀靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鈀(ba)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鉑靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鋁硅合金(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai),鋁硅銅(tong)合金(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)等。
儲存器電(dian)極薄(bo)膜:鉬靶材(cai),鎢靶材(cai),鈦靶材(cai)等。
粘附薄膜(mo):鎢靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
電容器絕緣膜(mo)薄膜(mo):鋯鈦(tai)酸鉛(qian)靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄(lu)薄(bo)膜:鈷鉻合金(jin)靶材(cai)等。
硬(ying)盤用薄膜:鈷鉻(ge)鉭合(he)金靶材,鈷鉻(ge)鉑(bo)合(he)金靶材,鈷鉻(ge)鉭鉑(bo)合(he)金靶材等。
薄膜(mo)磁(ci)頭:鈷鉭鉻(ge)合(he)金靶材,鈷鉻(ge)鋯(gao)合(he)金靶材等。
人(ren)工晶體薄膜:鈷鉑(bo)合(he)金靶材,鈷鈀合(he)金靶材等(deng)。
(3)光記錄靶材
相(xiang)變(bian)光盤記錄薄膜:硒(xi)化碲靶(ba)材,硒(xi)化銻靶(ba)材,鍺銻碲合(he)(he)金(jin)靶(ba)材,鍺碲合(he)(he)金(jin)靶(ba)材等。
磁(ci)光盤記錄薄膜:鏑鐵鈷合(he)(he)金靶材(cai)(cai),鋱鏑鐵合(he)(he)金靶材(cai)(cai),鋱鐵鈷合(he)(he)金靶材(cai)(cai),氧化鋁(lv)靶材(cai)(cai),氧化鎂靶材(cai)(cai),氮化硅靶材(cai)(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶(ba)(ba)材制(zhi)約著(zhu)濺鍍(du)薄膜的物理,力學性能,影響鍍(du)膜質量,因(yin)而(er)要求(qiu)靶(ba)(ba)材的制(zhi)備應滿足以下(xia)要求(qiu):
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)(de)純(chun)度(du)影響薄膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)均勻性(xing),以(yi)(yi)純(chun)Al靶(ba)為例(li),純(chun)度(du)越(yue)高,濺射Al膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)及電學、光學性(xing)能越(yue)好。不(bu)過不(bu)同用(yong)途的(de)(de)(de)靶(ba)材(cai)(cai)對(dui)純(chun)度(du)要求(qiu)也(ye)不(bu)同,一般(ban)工業用(yong)靶(ba)材(cai)(cai)純(chun)度(du)要求(qiu)不(bu)高,但就半導體、顯示器(qi)件等領(ling)域用(yong)靶(ba)材(cai)(cai)對(dui)純(chun)度(du)要求(qiu)是(shi)十分嚴格的(de)(de)(de),磁(ci)性(xing)薄膜(mo)(mo)用(yong)靶(ba)材(cai)(cai)對(dui)純(chun)度(du)的(de)(de)(de)要求(qiu)一般(ban)為99.9%以(yi)(yi)上,ITO中的(de)(de)(de)氧化(hua)銦(yin)以(yi)(yi)及氧化(hua)錫的(de)(de)(de)純(chun)度(du)則要求(qiu)不(bu)低于99.99%。
2、雜(za)質含(han)(han)量(liang):靶(ba)(ba)材(cai)(cai)作為濺射(she)中的(de)(de)陰極源,固體(ti)中的(de)(de)雜(za)質和氣(qi)孔(kong)中的(de)(de)O2和H2O是沉積薄膜的(de)(de)主要(yao)污染源,不(bu)同用(yong)途的(de)(de)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)單(dan)個雜(za)質含(han)(han)量(liang)的(de)(de)要(yao)求(qiu)也不(bu)同,如:半導體(ti)電極布線用(yong)的(de)(de)W,Mo,Ti等靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)U,Th等放(fang)射(she)性(xing)元素的(de)(de)含(han)(han)量(liang)要(yao)求(qiu)低于3*10-9,光盤反(fan)射(she)膜用(yong)的(de)(de)Al合金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)則要(yao)求(qiu)O2的(de)(de)含(han)(han)量(liang)低于2*10-4。
3、高(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度:為了(le)減少靶(ba)(ba)(ba)材(cai)中(zhong)的氣(qi)孔(kong),提(ti)高(gao)薄膜(mo)(mo)(mo)的性(xing)(xing)能一(yi)般(ban)要求(qiu)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)具(ju)有較高(gao)的致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度,靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度不僅影響濺射(she)時的沉(chen)積(ji)速率、濺射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒子(zi)的密(mi)(mi)(mi)(mi)度和放(fang)(fang)電現(xian)象等,還影響濺射(she)薄膜(mo)(mo)(mo)的電學和光學性(xing)(xing)能。致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)性(xing)(xing)越好,濺射(she)膜(mo)(mo)(mo)粒子(zi)的密(mi)(mi)(mi)(mi)度越低,放(fang)(fang)電現(xian)象越弱(ruo)。高(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度靶(ba)(ba)(ba)材(cai)具(ju)有導(dao)電、導(dao)熱性(xing)(xing)好,強度高(gao)等優點,使(shi)用(yong)這(zhe)種靶(ba)(ba)(ba)材(cai)鍍膜(mo)(mo)(mo),濺射(she)功率小,成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)速率高(gao),薄膜(mo)(mo)(mo)不易開裂(lie),靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的使(shi)用(yong)壽命長,且濺鍍薄膜(mo)(mo)(mo)的電阻率低,透光率高(gao)。靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度主要取決于制(zhi)備(bei)工藝。一(yi)般(ban)而言(yan),鑄造靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度高(gao)而燒(shao)結靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度相(xiang)對較低,因此提(ti)高(gao)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)(mi)(mi)度是燒(shao)結制(zhi)備(bei)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)的技(ji)術關(guan)鍵之一(yi)。
4、成分與組(zu)織結構均(jun)勻,靶(ba)材成分均(jun)勻是鍍膜(mo)(mo)質(zhi)量(liang)穩定的重要保證(zheng),尤其(qi)是對于(yu)復相結構的合金靶(ba)材和混合靶(ba)材。如ITO,為了保證(zheng)膜(mo)(mo)質(zhi)量(liang),要求(qiu)靶(ba)中(zhong)In2O3-SnO2組(zu)成均(jun)勻,都為93:7或91:9(分子比)。
5、晶粒尺寸(cun)細(xi)小,靶材的晶粒尺寸(cun)越細(xi)小,濺鍍薄膜(mo)的厚度分布越均勻,濺射速率越快(kuai)。