一、靶材是什么材料
靶材(cai)是(shi)通(tong)過磁控濺射(she)(she)、多弧(hu)離子(zi)鍍(du)或(huo)其(qi)他類型的(de)(de)(de)鍍(du)膜(mo)(mo)系(xi)統在適當工(gong)藝條件下濺射(she)(she)在基板上形(xing)成各種功能薄膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)濺射(she)(she)源。簡單說的(de)(de)(de)話,靶材(cai)就是(shi)高速荷能粒子(zi)轟擊的(de)(de)(de)目(mu)標材(cai)料,用(yong)于(yu)高能激光武器(qi)中,不(bu)(bu)同(tong)(tong)功率密度、不(bu)(bu)同(tong)(tong)輸出波(bo)形(xing)、不(bu)(bu)同(tong)(tong)波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)激光與不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)靶材(cai)相互作用(yong)時(shi),會產生不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)殺傷破壞效應(ying)。例如:蒸發(fa)磁控濺射(she)(she)鍍(du)膜(mo)(mo)是(shi)加熱(re)蒸發(fa)鍍(du)膜(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)等。更換不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)靶材(cai)(如鋁、銅、不(bu)(bu)銹鋼、鈦(tai)、鎳(nie)靶等),即可得到不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(xi)(如超硬、耐磨、防腐的(de)(de)(de)合金膜(mo)(mo)等)。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)材目前被普遍應用于(yu)平面顯(xian)示(shi)器(FPD)上(shang)。近年(nian)來,平面顯(xian)示(shi)器在市場上(shang)的應用率(lv)逐年(nian)增(zeng)高(gao),同時也帶動了ITO靶(ba)材的技(ji)術與(yu)市場需求(qiu)。ITO靶(ba)材有兩種(zhong)(zhong),一種(zhong)(zhong)是(shi)采(cai)用銦錫(xi)合(he)金靶(ba)材,另外一種(zhong)(zhong)是(shi)采(cai)用納(na)米狀態的氧化銦和(he)氧化錫(xi)粉混合(he)后燒結(jie)。
2、用于微電子領域
靶(ba)材(cai)(cai)(cai)也(ye)被(bei)(bei)應用于(yu)(yu)半(ban)導體產(chan)(chan)業,相對(dui)來(lai)說(shuo)半(ban)導體產(chan)(chan)業對(dui)于(yu)(yu)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)濺射薄膜的(de)(de)品(pin)質要求是比較苛刻的(de)(de)。現在12英寸(300衄(nv)口)的(de)(de)硅晶片也(ye)被(bei)(bei)制作出來(lai),但是互連線的(de)(de)寬度卻在減小(xiao)。目前(qian)硅片制造商對(dui)于(yu)(yu)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)要求都(dou)是大尺(chi)寸、高(gao)(gao)純度、低偏析(xi)以(yi)及細晶粒(li)等,對(dui)其品(pin)質要求比較高(gao)(gao),這(zhe)就要求靶(ba)材(cai)(cai)(cai)需要具(ju)有更(geng)好的(de)(de)微觀結(jie)構。
3、用于存儲技術上
存儲技術行業對(dui)于(yu)靶材的(de)(de)(de)(de)需求量很大,高密度、大容量硬盤(pan)的(de)(de)(de)(de)發展,離(li)不開大量的(de)(de)(de)(de)巨磁(ci)阻薄(bo)膜(mo)材料(liao),CoF~Cu多層復合膜(mo)是(shi)如今(jin)應用(yong)比較廣泛的(de)(de)(de)(de)巨磁(ci)阻薄(bo)膜(mo)結(jie)構(gou)。磁(ci)光(guang)盤(pan)需要的(de)(de)(de)(de)TbFeCo合金靶材還(huan)在進一步(bu)發展,用(yong)它制造出(chu)來的(de)(de)(de)(de)磁(ci)光(guang)盤(pan)有(you)著使用(yong)壽(shou)命長、存儲容量大以及可反復無接觸擦寫的(de)(de)(de)(de)特(te)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)(ba)Ni、鈦靶(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、鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁靶(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、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓(ga)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)、鎳鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等(deng)。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(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)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鉭,五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔(yi)靶(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)、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸鋰(li)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鐠(pu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(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)材等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷靶(ba)FeCo、鋁(lv)(lv)硅靶(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)(tai)硅靶(ba)TiSi、鉻硅靶(ba)CrSi、鋅(xin)鋁(lv)(lv)靶(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋅(xin)靶(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)(tai)鋁(lv)(lv)靶(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋯(gao)靶(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)(tai)硅靶(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)(tai)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)靶(ba)TiNi、鎳(nie)(nie)(nie)(nie)鉻靶(ba)NiCr、鎳(nie)(nie)(nie)(nie)鋁(lv)(lv)靶(ba)NiAl、鎳(nie)(nie)(nie)(nie)釩靶(ba)NiV、鎳(nie)(nie)(nie)(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(dian)極(ji)、布線薄膜(mo):鋁靶(ba)(ba)材(cai)(cai),銅靶(ba)(ba)材(cai)(cai),金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai),銀靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鈀靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鉑靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋁硅合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋁硅銅合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)等(deng)。
儲(chu)存器電極薄(bo)膜:鉬(mu)靶材,鎢靶材,鈦(tai)靶材等。
粘附薄膜:鎢靶(ba)材,鈦靶(ba)材等(deng)。
電(dian)容器絕(jue)緣膜薄膜:鋯鈦酸鉛靶材等(deng)。
(2)磁記錄靶材
垂(chui)直磁記錄(lu)薄膜:鈷鉻合(he)金靶材等。
硬(ying)盤用(yong)薄膜:鈷(gu)鉻鉭合金靶(ba)材(cai),鈷(gu)鉻鉑(bo)合金靶(ba)材(cai),鈷(gu)鉻鉭鉑(bo)合金靶(ba)材(cai)等。
薄膜磁頭:鈷鉭鉻(ge)(ge)合(he)金(jin)靶材,鈷鉻(ge)(ge)鋯合(he)金(jin)靶材等。
人(ren)工晶(jing)體薄膜:鈷鉑合金靶材(cai),鈷鈀合金靶材(cai)等。
(3)光記錄靶材
相變光(guang)盤(pan)記(ji)錄薄膜:硒化碲靶(ba)材(cai),硒化銻靶(ba)材(cai),鍺銻碲合金(jin)靶(ba)材(cai),鍺碲合金(jin)靶(ba)材(cai)等。
磁(ci)光盤記錄薄膜(mo):鏑鐵(tie)鈷合(he)(he)金靶材(cai)(cai),鋱(te)鏑鐵(tie)合(he)(he)金靶材(cai)(cai),鋱(te)鐵(tie)鈷合(he)(he)金靶材(cai)(cai),氧化鋁靶材(cai)(cai),氧化鎂(mei)靶材(cai)(cai),氮化硅靶材(cai)(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材制約著濺鍍薄(bo)膜的物理(li),力(li)學性能,影響鍍膜質量,因而(er)要(yao)求靶材的制備應滿足以(yi)下要(yao)求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)純度(du)(du)影響薄(bo)膜(mo)的(de)(de)均(jun)勻性(xing)(xing),以純Al靶(ba)為(wei)例,純度(du)(du)越(yue)高,濺射(she)Al膜(mo)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)及(ji)電學、光學性(xing)(xing)能越(yue)好。不(bu)(bu)過不(bu)(bu)同用(yong)途的(de)(de)靶(ba)材(cai)對(dui)純度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)也不(bu)(bu)同,一(yi)般工(gong)業用(yong)靶(ba)材(cai)純度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)(bu)高,但就半(ban)導體、顯示器件(jian)等領域用(yong)靶(ba)材(cai)對(dui)純度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)是十分嚴格的(de)(de),磁性(xing)(xing)薄(bo)膜(mo)用(yong)靶(ba)材(cai)對(dui)純度(du)(du)的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)一(yi)般為(wei)99.9%以上,ITO中的(de)(de)氧(yang)化(hua)銦以及(ji)氧(yang)化(hua)錫的(de)(de)純度(du)(du)則(ze)要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)(bu)低于99.99%。
2、雜質含(han)量(liang):靶材(cai)(cai)作(zuo)為濺(jian)射(she)(she)中(zhong)的(de)(de)(de)陰極源(yuan)(yuan),固體中(zhong)的(de)(de)(de)雜質和氣孔(kong)中(zhong)的(de)(de)(de)O2和H2O是沉(chen)積薄膜的(de)(de)(de)主要污(wu)染源(yuan)(yuan),不(bu)同(tong)用途的(de)(de)(de)靶材(cai)(cai)對單個雜質含(han)量(liang)的(de)(de)(de)要求也不(bu)同(tong),如(ru):半(ban)導體電極布線用的(de)(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶材(cai)(cai)對U,Th等(deng)放射(she)(she)性元素(su)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)要求低(di)于3*10-9,光盤(pan)反射(she)(she)膜用的(de)(de)(de)Al合(he)金靶材(cai)(cai)則要求O2的(de)(de)(de)含(han)量(liang)低(di)于2*10-4。
3、高(gao)(gao)(gao)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du):為了減少靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)中的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)孔,提高(gao)(gao)(gao)薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能一(yi)般(ban)要求靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du),靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)不僅影響濺射(she)時的(de)(de)(de)(de)(de)沉積速率、濺射(she)膜(mo)粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)和放電(dian)現象(xiang)(xiang)等(deng),還影響濺射(she)薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)學(xue)和光學(xue)性(xing)能。致(zhi)密(mi)(mi)性(xing)越好,濺射(she)膜(mo)粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)越低,放電(dian)現象(xiang)(xiang)越弱。高(gao)(gao)(gao)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)有導(dao)電(dian)、導(dao)熱(re)性(xing)好,強度(du)(du)高(gao)(gao)(gao)等(deng)優點,使用(yong)這種靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)鍍(du)膜(mo),濺射(she)功率小,成膜(mo)速率高(gao)(gao)(gao),薄膜(mo)不易開裂,靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命(ming)長,且濺鍍(du)薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)率低,透光率高(gao)(gao)(gao)。靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)主要取(qu)決(jue)于制(zhi)備(bei)(bei)工(gong)藝。一(yi)般(ban)而言(yan),鑄造(zao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)高(gao)(gao)(gao)而燒結靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)相對較(jiao)低,因(yin)此提高(gao)(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)是燒結制(zhi)備(bei)(bei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)技術關(guan)鍵之一(yi)。
4、成分(fen)與組(zu)織結(jie)構均勻(yun)(yun),靶材成分(fen)均勻(yun)(yun)是鍍膜質量穩(wen)定(ding)的(de)重要保證,尤其是對于(yu)復相結(jie)構的(de)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(zu)成均勻(yun)(yun),都(dou)為(wei)93:7或91:9(分(fen)子比(bi))。
5、晶粒尺寸細小,靶(ba)材的(de)晶粒尺寸越(yue)細小,濺(jian)鍍薄膜的(de)厚度分布越(yue)均(jun)勻(yun),濺(jian)射速率(lv)越(yue)快。