一、靶材是什么材料
靶(ba)(ba)材是通過磁控濺射、多弧離子鍍(du)(du)(du)或其(qi)他類型的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)(du)膜(mo)(mo)系統(tong)在(zai)適當工藝條(tiao)件下濺射在(zai)基板上形成各種功(gong)能(neng)(neng)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)濺射源。簡單(dan)說的(de)(de)(de)(de)話(hua),靶(ba)(ba)材就是高(gao)速(su)荷能(neng)(neng)粒子轟擊的(de)(de)(de)(de)目標材料,用(yong)于高(gao)能(neng)(neng)激光武(wu)器中,不(bu)同功(gong)率密度、不(bu)同輸(shu)出波形、不(bu)同波長(chang)的(de)(de)(de)(de)激光與(yu)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材相互作用(yong)時(shi),會產生不(bu)同的(de)(de)(de)(de)殺傷(shang)破壞效應。例如(ru):蒸發磁控濺射鍍(du)(du)(du)膜(mo)(mo)是加熱蒸發鍍(du)(du)(du)膜(mo)(mo)、鋁(lv)(lv)膜(mo)(mo)等。更換(huan)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材(如(ru)鋁(lv)(lv)、銅、不(bu)銹鋼(gang)、鈦、鎳(nie)靶(ba)(ba)等),即可得到不(bu)同的(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(如(ru)超硬(ying)、耐磨(mo)、防腐的(de)(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(cai)目前被普遍應用(yong)(yong)于平面顯示(shi)器(FPD)上。近年(nian)來(lai),平面顯示(shi)器在市場上的(de)應用(yong)(yong)率逐年(nian)增高(gao),同時也帶動了(le)ITO靶(ba)材(cai)的(de)技術與市場需求。ITO靶(ba)材(cai)有(you)兩(liang)種(zhong),一種(zhong)是(shi)采用(yong)(yong)銦(yin)錫(xi)(xi)合金靶(ba)材(cai),另(ling)外一種(zhong)是(shi)采用(yong)(yong)納(na)米狀態的(de)氧(yang)化銦(yin)和氧(yang)化錫(xi)(xi)粉混(hun)合后(hou)燒結。
2、用于微電子領域
靶材也(ye)被應用于(yu)半導體產業(ye),相對(dui)(dui)來(lai)(lai)說半導體產業(ye)對(dui)(dui)于(yu)靶材濺射薄膜的(de)品質要求(qiu)是比較(jiao)苛刻(ke)的(de)。現在12英寸(300衄口)的(de)硅晶片也(ye)被制作出來(lai)(lai),但(dan)是互連線(xian)的(de)寬度(du)卻在減小。目前硅片制造(zao)商(shang)對(dui)(dui)于(yu)靶材的(de)要求(qiu)都是大尺(chi)寸、高純度(du)、低偏析以及細晶粒(li)等,對(dui)(dui)其品質要求(qiu)比較(jiao)高,這就要求(qiu)靶材需要具有更好的(de)微觀結構。
3、用于存儲技術上
存(cun)儲(chu)技術行業對(dui)于靶材的(de)需求量(liang)很(hen)大,高(gao)密(mi)度、大容量(liang)硬盤的(de)發(fa)展(zhan),離不開大量(liang)的(de)巨(ju)磁阻(zu)薄膜材料,CoF~Cu多層復(fu)合膜是如今應用比較廣泛的(de)巨(ju)磁阻(zu)薄膜結構。磁光盤需要的(de)TbFeCo合金(jin)靶材還(huan)在(zai)進一步發(fa)展(zhan),用它制造出來(lai)的(de)磁光盤有著(zhu)使用壽命長、存(cun)儲(chu)容量(liang)大以(yi)及可反復(fu)無接觸(chu)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(nie)靶(ba)(ba)Ni、鈦(tai)靶(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)Nb、錫(xi)靶(ba)(ba)Sn、鋁靶(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)In、鐵(tie)靶(ba)(ba)Fe、鋯(gao)鋁靶(ba)(ba)ZrAl、鈦(tai)鋁靶(ba)(ba)TiAl、鋯(gao)靶(ba)(ba)Zr、鋁硅靶(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)Cu、鉭靶(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)Ge、銀(yin)靶(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)、鎳(nie)鉻靶(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)Mo、鐵(tie)鎳(nie)靶(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)、W等(deng)。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鉭,五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)、硒(xi)化(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba),鈮酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鋇(bei)靶(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)、濺(jian)射靶(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷(gu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳釩(fan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiV、鎳鐵(tie)靶(ba)(ba)(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(ji)、布線薄(bo)膜(mo):鋁靶(ba)材,銅靶(ba)材,金靶(ba)材,銀(yin)靶(ba)材,鈀靶(ba)材,鉑靶(ba)材,鋁硅合金靶(ba)材,鋁硅銅合金靶(ba)材等。
儲存器(qi)電極薄(bo)膜:鉬靶(ba)(ba)材(cai),鎢(wu)靶(ba)(ba)材(cai),鈦靶(ba)(ba)材(cai)等(deng)。
粘附薄膜:鎢靶材,鈦(tai)靶材等。
電容(rong)器絕(jue)緣膜薄(bo)膜:鋯鈦酸鉛靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄膜:鈷鉻(ge)合金靶材等(deng)。
硬(ying)盤用薄膜:鈷鉻(ge)鉭合(he)(he)金靶材(cai),鈷鉻(ge)鉑合(he)(he)金靶材(cai),鈷鉻(ge)鉭鉑合(he)(he)金靶材(cai)等。
薄膜(mo)磁(ci)頭:鈷(gu)(gu)鉭鉻(ge)合金靶(ba)材,鈷(gu)(gu)鉻(ge)鋯合金靶(ba)材等。
人工晶體薄膜:鈷鉑合金(jin)靶材(cai),鈷鈀合金(jin)靶材(cai)等。
(3)光記錄靶材
相變光盤(pan)記錄薄膜(mo):硒化碲(di)靶(ba)材,硒化銻靶(ba)材,鍺銻碲(di)合(he)金靶(ba)材,鍺碲(di)合(he)金靶(ba)材等。
磁(ci)光盤記錄薄膜(mo):鏑(di)鐵鈷合(he)金靶(ba)材(cai)(cai)(cai),鋱鏑(di)鐵合(he)金靶(ba)材(cai)(cai)(cai),鋱鐵鈷合(he)金靶(ba)材(cai)(cai)(cai),氧(yang)化鋁靶(ba)材(cai)(cai)(cai),氧(yang)化鎂靶(ba)材(cai)(cai)(cai),氮化硅靶(ba)材(cai)(cai)(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材制約著濺鍍薄膜(mo)的(de)物理,力學性能,影響(xiang)鍍膜(mo)質量,因而(er)要(yao)(yao)求靶材的(de)制備應滿足以下要(yao)(yao)求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)純(chun)度(du)(du)影響(xiang)薄膜的(de)均勻性,以純(chun)Al靶(ba)(ba)(ba)為例,純(chun)度(du)(du)越(yue)高,濺射Al膜的(de)耐(nai)蝕性及(ji)電(dian)學(xue)、光學(xue)性能越(yue)好(hao)。不過不同(tong)用途的(de)靶(ba)(ba)(ba)材對(dui)純(chun)度(du)(du)要(yao)求也不同(tong),一(yi)般(ban)工業用靶(ba)(ba)(ba)材純(chun)度(du)(du)要(yao)求不高,但就半導體、顯示器(qi)件等領域用靶(ba)(ba)(ba)材對(dui)純(chun)度(du)(du)要(yao)求是十分(fen)嚴格的(de),磁性薄膜用靶(ba)(ba)(ba)材對(dui)純(chun)度(du)(du)的(de)要(yao)求一(yi)般(ban)為99.9%以上,ITO中的(de)氧化銦以及(ji)氧化錫(xi)的(de)純(chun)度(du)(du)則要(yao)求不低于99.99%。
2、雜質(zhi)含量:靶材(cai)作為濺射(she)中(zhong)的(de)陰極源,固體中(zhong)的(de)雜質(zhi)和(he)氣(qi)孔中(zhong)的(de)O2和(he)H2O是沉積薄(bo)膜的(de)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)污染(ran)源,不同用途的(de)靶材(cai)對(dui)單個雜質(zhi)含量的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)也不同,如:半(ban)導(dao)體電極布線用的(de)W,Mo,Ti等靶材(cai)對(dui)U,Th等放(fang)射(she)性元素的(de)含量要(yao)(yao)(yao)求(qiu)低(di)于3*10-9,光盤反(fan)射(she)膜用的(de)Al合(he)金靶材(cai)則(ze)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)O2的(de)含量低(di)于2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)密度(du)(du):為(wei)了(le)減少(shao)靶材(cai)(cai)(cai)(cai)中的(de)(de)氣(qi)孔,提(ti)高(gao)(gao)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)性(xing)能一般(ban)要求靶材(cai)(cai)(cai)(cai)具有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du),靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)不僅影(ying)響濺(jian)(jian)射(she)(she)時的(de)(de)沉積(ji)速率(lv)、濺(jian)(jian)射(she)(she)膜(mo)粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)密度(du)(du)和(he)放電(dian)現(xian)象等,還影(ying)響濺(jian)(jian)射(she)(she)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)電(dian)學和(he)光學性(xing)能。致(zhi)(zhi)密性(xing)越好,濺(jian)(jian)射(she)(she)膜(mo)粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)密度(du)(du)越低(di),放電(dian)現(xian)象越弱。高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)靶材(cai)(cai)(cai)(cai)具有(you)導(dao)電(dian)、導(dao)熱性(xing)好,強度(du)(du)高(gao)(gao)等優點,使(shi)用這種靶材(cai)(cai)(cai)(cai)鍍膜(mo),濺(jian)(jian)射(she)(she)功率(lv)小(xiao),成膜(mo)速率(lv)高(gao)(gao),薄(bo)膜(mo)不易開裂(lie),靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)使(shi)用壽命(ming)長,且(qie)濺(jian)(jian)鍍薄(bo)膜(mo)的(de)(de)電(dian)阻率(lv)低(di),透光率(lv)高(gao)(gao)。靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)主要取決于制(zhi)(zhi)備工藝。一般(ban)而(er)言,鑄造靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)高(gao)(gao)而(er)燒結靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)相對(dui)較低(di),因此提(ti)高(gao)(gao)靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)是燒結制(zhi)(zhi)備靶材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)技術關鍵之一。
4、成(cheng)分(fen)與組織結構均勻(yun)(yun),靶(ba)(ba)材(cai)成(cheng)分(fen)均勻(yun)(yun)是鍍膜質量穩(wen)定的(de)重要保證(zheng),尤其是對于復相結構的(de)合金靶(ba)(ba)材(cai)和混(hun)合靶(ba)(ba)材(cai)。如ITO,為(wei)了保證(zheng)膜質量,要求靶(ba)(ba)中In2O3-SnO2組成(cheng)均勻(yun)(yun),都為(wei)93:7或91:9(分(fen)子(zi)比)。
5、晶粒(li)尺寸(cun)(cun)細小,靶(ba)材的(de)晶粒(li)尺寸(cun)(cun)越(yue)細小,濺鍍薄膜的(de)厚度分布越(yue)均勻,濺射(she)速(su)率越(yue)快。