一、靶材是什么材料
靶(ba)材(cai)是(shi)通過磁(ci)控(kong)濺(jian)射、多弧離(li)子鍍(du)(du)或其他類型(xing)的鍍(du)(du)膜(mo)(mo)(mo)系統在適當(dang)工藝條件(jian)下(xia)濺(jian)射在基板上形成(cheng)各(ge)種功能(neng)薄膜(mo)(mo)(mo)的濺(jian)射源。簡單說的話,靶(ba)材(cai)就(jiu)是(shi)高速(su)荷能(neng)粒子轟(hong)擊(ji)的目標材(cai)料,用于高能(neng)激光(guang)武器中,不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)功率(lv)密度、不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)輸出波形、不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)波長(chang)的激光(guang)與不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的靶(ba)材(cai)相互(hu)作用時,會產生不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的殺傷破壞效應(ying)。例(li)如:蒸發(fa)磁(ci)控(kong)濺(jian)射鍍(du)(du)膜(mo)(mo)(mo)是(shi)加熱(re)蒸發(fa)鍍(du)(du)膜(mo)(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)(mo)等。更換(huan)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的靶(ba)材(cai)(如鋁、銅、不(bu)銹(xiu)鋼、鈦、鎳(nie)靶(ba)等),即可得到(dao)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的膜(mo)(mo)(mo)系(如超硬、耐(nai)磨(mo)、防(fang)腐的合金膜(mo)(mo)(mo)等)。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)材(cai)(cai)目前被普(pu)遍應用于平面顯(xian)示器(FPD)上(shang)。近年來,平面顯(xian)示器在市場上(shang)的應用率逐(zhu)年增高(gao),同時也(ye)帶動了ITO靶(ba)材(cai)(cai)的技(ji)術(shu)與(yu)市場需求。ITO靶(ba)材(cai)(cai)有兩(liang)種,一(yi)種是(shi)(shi)采用銦錫合(he)金靶(ba)材(cai)(cai),另(ling)外一(yi)種是(shi)(shi)采用納米狀態的氧化(hua)銦和氧化(hua)錫粉混合(he)后(hou)燒結。
2、用于微電子領域
靶(ba)(ba)材也被(bei)應用于半導體(ti)(ti)產(chan)業,相對(dui)來說半導體(ti)(ti)產(chan)業對(dui)于靶(ba)(ba)材濺射(she)薄膜的(de)(de)品質(zhi)(zhi)要(yao)求是(shi)(shi)比(bi)較苛刻(ke)的(de)(de)。現在(zai)12英(ying)寸(cun)(300衄(nv)口)的(de)(de)硅(gui)晶(jing)片也被(bei)制(zhi)作出(chu)來,但是(shi)(shi)互連線的(de)(de)寬度卻在(zai)減小。目前硅(gui)片制(zhi)造(zao)商對(dui)于靶(ba)(ba)材的(de)(de)要(yao)求都是(shi)(shi)大尺寸(cun)、高(gao)純度、低偏析以及(ji)細(xi)晶(jing)粒(li)等,對(dui)其(qi)品質(zhi)(zhi)要(yao)求比(bi)較高(gao),這就要(yao)求靶(ba)(ba)材需(xu)要(yao)具有更(geng)好的(de)(de)微(wei)觀結構。
3、用于存儲技術上
存儲(chu)技(ji)術(shu)行業對于靶材(cai)的(de)需求量很大,高密度、大容(rong)量硬(ying)盤(pan)的(de)發(fa)展,離不開(kai)大量的(de)巨(ju)磁(ci)(ci)阻薄膜(mo)(mo)材(cai)料,CoF~Cu多層復合(he)膜(mo)(mo)是(shi)如今應用比(bi)較廣泛的(de)巨(ju)磁(ci)(ci)阻薄膜(mo)(mo)結構。磁(ci)(ci)光盤(pan)需要(yao)的(de)TbFeCo合(he)金靶材(cai)還在進一步發(fa)展,用它制(zhi)造出(chu)來的(de)磁(ci)(ci)光盤(pan)有著使用壽命長(chang)、存儲(chu)容(rong)量大以及可反復無(wu)接觸擦寫的(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)(ba)Ni、鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦(tai)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀(yin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金(jin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵(tie)(tie)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(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)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鉭,五氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(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),鈮酸鋰(li)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷靶(ba)FeCo、鋁硅(gui)(gui)靶(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)(gui)靶(ba)TiSi、鉻硅(gui)(gui)靶(ba)CrSi、鋅(xin)鋁靶(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅(xin)靶(ba)材(cai)TiZn、鈦(tai)鋁靶(ba)TiAl、鈦(tai)鋯靶(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)(gui)靶(ba)TiSi、鈦(tai)鎳靶(ba)TiNi、鎳鉻靶(ba)NiCr、鎳鋁靶(ba)NiAl、鎳釩靶(ba)NiV、鎳鐵(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(dian)極、布線(xian)薄(bo)膜:鋁靶(ba)(ba)材(cai),銅(tong)靶(ba)(ba)材(cai),金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),銀(yin)靶(ba)(ba)材(cai),鈀靶(ba)(ba)材(cai),鉑(bo)靶(ba)(ba)材(cai),鋁硅(gui)合金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鋁硅(gui)銅(tong)合金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)等。
儲存器電極薄膜(mo):鉬(mu)靶(ba)材(cai),鎢(wu)靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
粘(zhan)附薄膜:鎢靶(ba)材,鈦(tai)靶(ba)材等。
電容器(qi)絕緣(yuan)膜(mo)薄膜(mo):鋯鈦酸鉛靶(ba)材等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄膜:鈷鉻合金靶(ba)材等(deng)。
硬盤(pan)用薄(bo)膜:鈷(gu)鉻(ge)鉭合金(jin)靶(ba)材,鈷(gu)鉻(ge)鉑合金(jin)靶(ba)材,鈷(gu)鉻(ge)鉭鉑合金(jin)靶(ba)材等(deng)。
薄膜(mo)磁頭:鈷(gu)鉭鉻(ge)合金靶材(cai),鈷(gu)鉻(ge)鋯合金靶材(cai)等。
人工(gong)晶體薄膜:鈷鉑(bo)合金靶(ba)材(cai),鈷鈀合金靶(ba)材(cai)等。
(3)光記錄靶材
相變(bian)光盤記(ji)錄薄膜:硒化碲(di)(di)靶(ba)(ba)材,硒化銻(ti)靶(ba)(ba)材,鍺銻(ti)碲(di)(di)合(he)金靶(ba)(ba)材,鍺碲(di)(di)合(he)金靶(ba)(ba)材等。
磁光盤記錄薄膜:鏑鐵鈷合金靶(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鏑鐵合金靶(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鐵鈷合金靶(ba)材(cai)(cai),氧化(hua)鋁靶(ba)材(cai)(cai),氧化(hua)鎂(mei)靶(ba)材(cai)(cai),氮化(hua)硅靶(ba)材(cai)(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材(cai)制約著濺鍍(du)薄膜的(de)物理,力學(xue)性能,影(ying)響鍍(du)膜質量,因(yin)而(er)要求(qiu)靶材(cai)的(de)制備(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)(de)(de)純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)影(ying)響(xiang)薄膜的(de)(de)(de)均勻性(xing)(xing),以(yi)純(chun)(chun)(chun)Al靶(ba)為例,純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)越高,濺射(she)Al膜的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)及電學、光學性(xing)(xing)能(neng)越好。不過不同用(yong)途的(de)(de)(de)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求也不同,一般(ban)工業(ye)用(yong)靶(ba)材(cai)純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求不高,但就(jiu)半(ban)導體、顯示器件(jian)等領域用(yong)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求是十(shi)分(fen)嚴格的(de)(de)(de),磁性(xing)(xing)薄膜用(yong)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)的(de)(de)(de)要(yao)求一般(ban)為99.9%以(yi)上,ITO中(zhong)的(de)(de)(de)氧化銦以(yi)及氧化錫的(de)(de)(de)純(chun)(chun)(chun)度(du)(du)則要(yao)求不低(di)于(yu)99.99%。
2、雜質含(han)(han)量(liang)(liang)(liang):靶(ba)材(cai)(cai)作為濺(jian)射(she)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)陰極源(yuan),固體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜質和氣孔中(zhong)的(de)(de)(de)(de)O2和H2O是沉積薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)污染源(yuan),不(bu)同用途的(de)(de)(de)(de)靶(ba)材(cai)(cai)對單個雜質含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求也不(bu)同,如:半導(dao)體電極布(bu)線用的(de)(de)(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶(ba)材(cai)(cai)對U,Th等(deng)放射(she)性元素的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)要(yao)求低(di)于3*10-9,光盤反射(she)膜(mo)用的(de)(de)(de)(de)Al合金靶(ba)材(cai)(cai)則(ze)要(yao)求O2的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)低(di)于2*10-4。
3、高致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du):為了減(jian)少靶材(cai)中的(de)(de)氣孔(kong),提高薄(bo)膜(mo)的(de)(de)性能一般(ban)要求靶材(cai)具(ju)有較高的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du),靶材(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)僅影(ying)響(xiang)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)時的(de)(de)沉(chen)積(ji)速(su)率、濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)膜(mo)粒子的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)和(he)放(fang)電(dian)(dian)現(xian)象(xiang)(xiang)等(deng),還影(ying)響(xiang)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)電(dian)(dian)學和(he)光(guang)學性能。致(zhi)密(mi)(mi)(mi)性越(yue)好(hao),濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)膜(mo)粒子的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)越(yue)低(di),放(fang)電(dian)(dian)現(xian)象(xiang)(xiang)越(yue)弱。高致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)靶材(cai)具(ju)有導(dao)電(dian)(dian)、導(dao)熱性好(hao),強度(du)(du)(du)高等(deng)優點(dian),使用這(zhe)種靶材(cai)鍍膜(mo),濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)功(gong)率小,成膜(mo)速(su)率高,薄(bo)膜(mo)不(bu)(bu)易(yi)開裂,靶材(cai)的(de)(de)使用壽命長,且(qie)濺(jian)(jian)(jian)(jian)鍍薄(bo)膜(mo)的(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)率低(di),透光(guang)率高。靶材(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)主(zhu)要取(qu)決于制備(bei)工(gong)藝。一般(ban)而(er)言,鑄造靶材(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)高而(er)燒結靶材(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)相(xiang)對較低(di),因此提高靶材(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)(du)是燒結制備(bei)靶材(cai)的(de)(de)技(ji)術關鍵之一。
4、成分與(yu)組(zu)織結構均(jun)勻,靶材成分均(jun)勻是鍍(du)膜(mo)質量(liang)穩定的重(zhong)要(yao)保(bao)證(zheng),尤其是對于復相結構的合金靶材和混(hun)合靶材。如ITO,為了保(bao)證(zheng)膜(mo)質量(liang),要(yao)求靶中(zhong)In2O3-SnO2組(zu)成均(jun)勻,都為93:7或91:9(分子比(bi))。
5、晶粒尺寸細小,靶材的晶粒尺寸越細小,濺鍍(du)薄膜的厚度分(fen)布越均勻,濺射速率越快。