一、靶材是什么材料
靶(ba)材(cai)(cai)(cai)是(shi)通過磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)(jian)射、多弧離子鍍或(huo)其他類(lei)型的(de)鍍膜(mo)(mo)系(xi)統在適當工(gong)藝條件(jian)下(xia)濺(jian)(jian)(jian)射在基板上形成(cheng)各(ge)種(zhong)功能薄膜(mo)(mo)的(de)濺(jian)(jian)(jian)射源。簡單說的(de)話,靶(ba)材(cai)(cai)(cai)就是(shi)高速荷能粒子轟擊的(de)目標(biao)材(cai)(cai)(cai)料,用于高能激(ji)光武器中(zhong),不(bu)(bu)同(tong)(tong)功率(lv)密度、不(bu)(bu)同(tong)(tong)輸出波(bo)形、不(bu)(bu)同(tong)(tong)波(bo)長的(de)激(ji)光與不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)相互作用時,會產(chan)生(sheng)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)殺(sha)傷破(po)壞效應。例如(ru):蒸發磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)(jian)射鍍膜(mo)(mo)是(shi)加(jia)熱蒸發鍍膜(mo)(mo)、鋁(lv)膜(mo)(mo)等。更換不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(如(ru)鋁(lv)、銅、不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、鈦、鎳靶(ba)等),即可(ke)得到不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)膜(mo)(mo)系(xi)(如(ru)超硬、耐磨、防腐的(de)合金膜(mo)(mo)等)。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)(ba)材(cai)(cai)目前被(bei)普遍應用(yong)(yong)于平(ping)(ping)面(mian)顯(xian)示(shi)器(FPD)上。近(jin)年來,平(ping)(ping)面(mian)顯(xian)示(shi)器在市場(chang)上的應用(yong)(yong)率逐(zhu)年增高(gao),同時(shi)也帶動(dong)了(le)ITO靶(ba)(ba)材(cai)(cai)的技術與(yu)市場(chang)需求。ITO靶(ba)(ba)材(cai)(cai)有兩種(zhong)(zhong),一種(zhong)(zhong)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)銦錫(xi)合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),另外一種(zhong)(zhong)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)納(na)米狀態的氧化銦和(he)氧化錫(xi)粉混合(he)后(hou)燒結(jie)。
2、用于微電子領域
靶(ba)(ba)(ba)材也被(bei)應用于半導(dao)(dao)體(ti)產業(ye),相對(dui)(dui)(dui)來說半導(dao)(dao)體(ti)產業(ye)對(dui)(dui)(dui)于靶(ba)(ba)(ba)材濺射薄膜(mo)的品(pin)質要(yao)求(qiu)是(shi)比較苛刻(ke)的。現在(zai)12英(ying)寸(300衄口)的硅晶片(pian)也被(bei)制(zhi)(zhi)作出來,但是(shi)互連線的寬(kuan)度卻在(zai)減小。目前硅片(pian)制(zhi)(zhi)造商對(dui)(dui)(dui)于靶(ba)(ba)(ba)材的要(yao)求(qiu)都是(shi)大尺(chi)寸、高純(chun)度、低偏析以(yi)及細晶粒等(deng),對(dui)(dui)(dui)其(qi)品(pin)質要(yao)求(qiu)比較高,這就要(yao)求(qiu)靶(ba)(ba)(ba)材需要(yao)具(ju)有更好的微觀(guan)結構(gou)。
3、用于存儲技術上
存儲技術行業對于靶(ba)材(cai)(cai)的需(xu)(xu)求量(liang)很大(da)(da)(da)(da),高密度、大(da)(da)(da)(da)容(rong)量(liang)硬盤(pan)(pan)(pan)的發展,離不開大(da)(da)(da)(da)量(liang)的巨磁(ci)阻(zu)薄(bo)膜材(cai)(cai)料,CoF~Cu多層復合(he)膜是如今(jin)應用比較(jiao)廣泛的巨磁(ci)阻(zu)薄(bo)膜結構。磁(ci)光盤(pan)(pan)(pan)需(xu)(xu)要的TbFeCo合(he)金靶(ba)材(cai)(cai)還在進一(yi)步發展,用它制(zhi)造(zao)出來的磁(ci)光盤(pan)(pan)(pan)有著使用壽命長、存儲容(rong)量(liang)大(da)(da)(da)(da)以及(ji)可反復無接觸擦寫的特(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(nie)(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦(yin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭(tan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷(gu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)(nie)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬(mu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳(nie)(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鉭,五(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鐠(pu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)FeCo、鋁硅(gui)靶(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)靶(ba)CrSi、鋅(xin)鋁靶(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅(xin)靶(ba)材TiZn、鈦(tai)鋁靶(ba)TiAl、鈦(tai)鋯(gao)靶(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)TiSi、鈦(tai)鎳(nie)(nie)靶(ba)TiNi、鎳(nie)(nie)鉻(ge)靶(ba)NiCr、鎳(nie)(nie)鋁靶(ba)NiAl、鎳(nie)(nie)釩靶(ba)NiV、鎳(nie)(nie)鐵靶(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)材(cai),銅靶(ba)(ba)材(cai),金靶(ba)(ba)材(cai),銀靶(ba)(ba)材(cai),鈀靶(ba)(ba)材(cai),鉑靶(ba)(ba)材(cai),鋁硅合金靶(ba)(ba)材(cai),鋁硅銅合金靶(ba)(ba)材(cai)等。
儲存器電極薄膜:鉬靶(ba)材,鎢靶(ba)材,鈦(tai)靶(ba)材等。
粘附薄膜:鎢靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
電(dian)容器絕(jue)緣膜(mo)薄膜(mo):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。
硬盤(pan)用薄(bo)膜:鈷鉻鉭合(he)金靶材(cai)(cai),鈷鉻鉑(bo)合(he)金靶材(cai)(cai),鈷鉻鉭鉑(bo)合(he)金靶材(cai)(cai)等。
薄膜磁頭:鈷(gu)鉭鉻合(he)金靶材,鈷(gu)鉻鋯(gao)合(he)金靶材等。
人工晶體薄膜:鈷鉑合金靶材,鈷鈀合金靶材等。
(3)光記錄靶材
相(xiang)變光盤記錄薄(bo)膜:硒化碲(di)(di)靶材(cai),硒化銻靶材(cai),鍺(zang)銻碲(di)(di)合金靶材(cai),鍺(zang)碲(di)(di)合金靶材(cai)等(deng)。
磁光盤記(ji)錄薄膜:鏑鐵鈷合金(jin)(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鋱鏑鐵合金(jin)(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鋱鐵鈷合金(jin)(jin)靶(ba)(ba)材(cai),氧化鋁靶(ba)(ba)材(cai),氧化鎂靶(ba)(ba)材(cai),氮化硅靶(ba)(ba)材(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材制(zhi)約著濺鍍薄膜的物理(li),力(li)學(xue)性能,影響鍍膜質量,因而要(yao)求(qiu)靶材的制(zhi)備應(ying)滿足以下要(yao)求(qiu):
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)影響薄膜(mo)的(de)均勻(yun)性,以(yi)純(chun)(chun)(chun)(chun)Al靶(ba)為(wei)(wei)例,純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)越高(gao),濺射Al膜(mo)的(de)耐蝕(shi)性及電學(xue)、光學(xue)性能越好。不(bu)過不(bu)同用(yong)途的(de)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求(qiu)也不(bu)同,一般工業(ye)用(yong)靶(ba)材(cai)純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao),但就(jiu)半導體(ti)、顯示器件(jian)等領域用(yong)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求(qiu)是(shi)十分嚴格的(de),磁性薄膜(mo)用(yong)靶(ba)材(cai)對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)的(de)要(yao)求(qiu)一般為(wei)(wei)99.9%以(yi)上,ITO中的(de)氧化銦以(yi)及氧化錫的(de)純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)(du)則(ze)要(yao)求(qiu)不(bu)低于99.99%。
2、雜質(zhi)(zhi)含(han)量(liang):靶(ba)材(cai)作為濺射(she)中(zhong)(zhong)的(de)陰(yin)極源,固體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)雜質(zhi)(zhi)和氣(qi)孔中(zhong)(zhong)的(de)O2和H2O是沉積薄膜(mo)的(de)主要(yao)污染源,不(bu)同用途(tu)的(de)靶(ba)材(cai)對單個(ge)雜質(zhi)(zhi)含(han)量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)也(ye)不(bu)同,如:半導(dao)體(ti)(ti)電極布(bu)線用的(de)W,Mo,Ti等靶(ba)材(cai)對U,Th等放射(she)性元素的(de)含(han)量(liang)要(yao)求(qiu)(qiu)低于3*10-9,光盤反射(she)膜(mo)用的(de)Al合金靶(ba)材(cai)則要(yao)求(qiu)(qiu)O2的(de)含(han)量(liang)低于2*10-4。
3、高致(zhi)密(mi)度(du)(du):為了減少(shao)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)中(zhong)的(de)氣(qi)孔,提(ti)高薄膜的(de)性(xing)能(neng)一般要(yao)求靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)具(ju)有較高的(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du),靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)不僅影響(xiang)濺射(she)時的(de)沉積(ji)速率(lv)、濺射(she)膜粒(li)(li)子的(de)密(mi)度(du)(du)和(he)放電(dian)(dian)現象等(deng),還(huan)影響(xiang)濺射(she)薄膜的(de)電(dian)(dian)學和(he)光(guang)(guang)學性(xing)能(neng)。致(zhi)密(mi)性(xing)越(yue)(yue)(yue)好(hao),濺射(she)膜粒(li)(li)子的(de)密(mi)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)低(di),放電(dian)(dian)現象越(yue)(yue)(yue)弱(ruo)。高致(zhi)密(mi)度(du)(du)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)具(ju)有導(dao)電(dian)(dian)、導(dao)熱性(xing)好(hao),強度(du)(du)高等(deng)優點,使(shi)用這(zhe)種靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)鍍(du)膜,濺射(she)功率(lv)小,成膜速率(lv)高,薄膜不易開裂,靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)使(shi)用壽命長,且濺鍍(du)薄膜的(de)電(dian)(dian)阻率(lv)低(di),透光(guang)(guang)率(lv)高。靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)主要(yao)取決(jue)于(yu)制(zhi)備(bei)工藝(yi)。一般而(er)言,鑄造靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)高而(er)燒結靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)相(xiang)對較低(di),因此提(ti)高靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)致(zhi)密(mi)度(du)(du)是(shi)燒結制(zhi)備(bei)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)技術(shu)關(guan)鍵(jian)之(zhi)一。
4、成分(fen)與組織結(jie)構均(jun)(jun)勻,靶(ba)材成分(fen)均(jun)(jun)勻是(shi)鍍(du)膜(mo)(mo)質量穩定的重要(yao)保證(zheng),尤其(qi)是(shi)對于復相結(jie)構的合(he)金靶(ba)材和混合(he)靶(ba)材。如ITO,為(wei)了(le)保證(zheng)膜(mo)(mo)質量,要(yao)求靶(ba)中In2O3-SnO2組成均(jun)(jun)勻,都(dou)為(wei)93:7或(huo)91:9(分(fen)子比)。
5、晶粒尺寸(cun)(cun)細小,靶材的晶粒尺寸(cun)(cun)越細小,濺鍍(du)薄膜的厚度分布越均勻,濺射速率(lv)越快(kuai)。