一、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)Ni、鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(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、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵靶(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(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(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(gang)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳鉻(ge)(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鉭,五氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)FeCo、鋁硅(gui)靶(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)(ge)硅(gui)靶(ba)(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)鋅靶(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)鋁靶(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)鋯(gao)靶(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)鎳(nie)靶(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)鉻(ge)(ge)靶(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)(ba)NiV、鎳(nie)鐵靶(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、布線薄膜:鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),銅靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),銀(yin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),鈀靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),鉑(bo)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),鋁(lv)(lv)硅合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai),鋁(lv)(lv)硅銅合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)等(deng)。
儲存器電極薄膜:鉬(mu)靶材(cai),鎢靶材(cai),鈦(tai)靶材(cai)等(deng)。
粘附薄膜:鎢(wu)靶材(cai),鈦靶材(cai)等(deng)。
電容(rong)器絕緣膜薄膜:鋯鈦(tai)酸鉛靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直(zhi)磁(ci)記錄(lu)薄(bo)膜:鈷鉻合金(jin)靶材等(deng)。
硬盤用薄膜:鈷鉻(ge)鉭(tan)(tan)合金靶材(cai),鈷鉻(ge)鉑(bo)合金靶材(cai),鈷鉻(ge)鉭(tan)(tan)鉑(bo)合金靶材(cai)等(deng)。
薄膜磁頭:鈷(gu)鉭鉻(ge)(ge)合(he)金靶(ba)材,鈷(gu)鉻(ge)(ge)鋯合(he)金靶(ba)材等。
人工晶(jing)體(ti)薄膜(mo):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(ji)錄薄膜:硒化(hua)碲靶(ba)(ba)材(cai),硒化(hua)銻靶(ba)(ba)材(cai),鍺銻碲合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鍺碲合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)等。
磁光盤(pan)記(ji)錄(lu)薄(bo)膜:鏑鐵(tie)鈷合金靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鋱鏑鐵(tie)合金靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鋱鐵(tie)鈷合金靶(ba)(ba)(ba)材(cai),氧化(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)材(cai),氧化(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)材(cai),氮化(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)材(cai)等(deng)。
二、靶材的性能和指標
靶(ba)材制約著濺(jian)鍍薄(bo)膜的物理,力(li)學性能,影(ying)響鍍膜質(zhi)量,因而要求靶(ba)材的制備應滿足以下(xia)要求:
1、純(chun)(chun)度(du):要求(qiu)雜質含(han)量低(di)純(chun)(chun)度(du)高,靶材的純(chun)(chun)度(du)影(ying)響薄(bo)膜的均勻性(xing)(xing),以(yi)(yi)純(chun)(chun)Al靶為(wei)(wei)例,純(chun)(chun)度(du)越高,濺射(she)Al膜的耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)及電學、光學性(xing)(xing)能(neng)越好。不(bu)過不(bu)同用途的靶材對純(chun)(chun)度(du)要求(qiu)也(ye)不(bu)同,一(yi)般工業用靶材純(chun)(chun)度(du)要求(qiu)不(bu)高,但(dan)就(jiu)半導體、顯示器件等領域(yu)用靶材對純(chun)(chun)度(du)要求(qiu)是(shi)十分嚴格的,磁性(xing)(xing)薄(bo)膜用靶材對純(chun)(chun)度(du)的要求(qiu)一(yi)般為(wei)(wei)99.9%以(yi)(yi)上,ITO中(zhong)的氧(yang)化銦以(yi)(yi)及氧(yang)化錫的純(chun)(chun)度(du)則要求(qiu)不(bu)低(di)于(yu)99.99%。
2、雜(za)(za)質(zhi)含量(liang):靶材(cai)作為(wei)濺射中的(de)(de)(de)陰(yin)極源(yuan),固體(ti)中的(de)(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)和(he)(he)氣孔(kong)中的(de)(de)(de)O2和(he)(he)H2O是沉積薄(bo)膜的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)污染源(yuan),不(bu)同用途(tu)的(de)(de)(de)靶材(cai)對單個雜(za)(za)質(zhi)含量(liang)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)也(ye)不(bu)同,如:半導體(ti)電極布線用的(de)(de)(de)W,Mo,Ti等靶材(cai)對U,Th等放射性元(yuan)素的(de)(de)(de)含量(liang)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)低于(yu)3*10-9,光(guang)盤反(fan)射膜用的(de)(de)(de)Al合金(jin)靶材(cai)則要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)O2的(de)(de)(de)含量(liang)低于(yu)2*10-4。
3、高(gao)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du):為了(le)減(jian)少靶材(cai)(cai)中(zhong)的(de)(de)氣孔,提高(gao)薄膜的(de)(de)性能(neng)一般要求靶材(cai)(cai)具有較高(gao)的(de)(de)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du),靶材(cai)(cai)的(de)(de)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du)不僅(jin)影(ying)響濺射(she)時的(de)(de)沉積速率、濺射(she)膜粒子的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)和(he)放電(dian)現象等,還影(ying)響濺射(she)薄膜的(de)(de)電(dian)學和(he)光學性能(neng)。致密(mi)(mi)性越(yue)好,濺射(she)膜粒子的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)越(yue)低(di)(di),放電(dian)現象越(yue)弱。高(gao)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du)靶材(cai)(cai)具有導電(dian)、導熱性好,強度(du)(du)(du)高(gao)等優點,使用(yong)這(zhe)種靶材(cai)(cai)鍍膜,濺射(she)功率小,成膜速率高(gao),薄膜不易開裂,靶材(cai)(cai)的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)長(chang),且濺鍍薄膜的(de)(de)電(dian)阻率低(di)(di),透(tou)光率高(gao)。靶材(cai)(cai)的(de)(de)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du)主(zhu)要取決于制備(bei)工藝。一般而言,鑄造靶材(cai)(cai)的(de)(de)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du)高(gao)而燒結靶材(cai)(cai)的(de)(de)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du)相對(dui)較低(di)(di),因此提高(gao)靶材(cai)(cai)的(de)(de)致密(mi)(mi)度(du)(du)(du)是燒結制備(bei)靶材(cai)(cai)的(de)(de)技(ji)術關鍵之(zhi)一。
4、成分(fen)與組織結構(gou)均勻,靶材成分(fen)均勻是鍍膜質量穩(wen)定(ding)的重(zhong)要保證,尤其是對于復相結構(gou)的合金靶材和混合靶材。如ITO,為(wei)了保證膜質量,要求靶中In2O3-SnO2組成均勻,都為(wei)93:7或91:9(分(fen)子比)。
5、晶粒尺寸細小,靶材的晶(jing)粒尺寸越細小,濺鍍薄膜的厚(hou)度分布越均勻(yun),濺射(she)速率(lv)越快。