一、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)Ni、鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫(xi)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(gao)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(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(yin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓(ga)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔(yi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不(bu)銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳(nie)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)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼化(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)鉭,五(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)硼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)(tai)酸鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺(jian)射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵鈷(gu)靶(ba)(ba)FeCo、鋁(lv)硅靶(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)硅靶(ba)(ba)TiSi、鉻硅靶(ba)(ba)CrSi、鋅(xin)鋁(lv)靶(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)鋅(xin)靶(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)鋁(lv)靶(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)鋯(gao)靶(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)硅靶(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)鎳靶(ba)(ba)TiNi、鎳鉻靶(ba)(ba)NiCr、鎳鋁(lv)靶(ba)(ba)NiAl、鎳釩靶(ba)(ba)NiV、鎳鐵靶(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:鋁靶(ba)材(cai)(cai)(cai),銅(tong)靶(ba)材(cai)(cai)(cai),金靶(ba)材(cai)(cai)(cai),銀靶(ba)材(cai)(cai)(cai),鈀(ba)靶(ba)材(cai)(cai)(cai),鉑靶(ba)材(cai)(cai)(cai),鋁硅(gui)合金靶(ba)材(cai)(cai)(cai),鋁硅(gui)銅(tong)合金靶(ba)材(cai)(cai)(cai)等。
儲存器電(dian)極薄膜:鉬靶(ba)材(cai),鎢(wu)靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
粘附薄膜:鎢靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
電容器絕(jue)緣(yuan)膜薄膜:鋯(gao)鈦(tai)酸鉛靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直(zhi)磁記錄薄膜:鈷鉻合金靶材等。
硬盤用薄膜:鈷(gu)鉻(ge)鉭(tan)合(he)金靶(ba)材,鈷(gu)鉻(ge)鉑合(he)金靶(ba)材,鈷(gu)鉻(ge)鉭(tan)鉑合(he)金靶(ba)材等。
薄(bo)膜磁(ci)頭:鈷(gu)鉭鉻(ge)合(he)金(jin)靶材,鈷(gu)鉻(ge)鋯(gao)合(he)金(jin)靶材等。
人工晶體(ti)薄膜:鈷鉑合金靶材,鈷鈀(ba)合金靶材等(deng)。
(3)光記錄靶材
相變(bian)光(guang)盤記錄薄膜:硒化(hua)碲(di)(di)靶材,硒化(hua)銻(ti)靶材,鍺銻(ti)碲(di)(di)合金靶材,鍺碲(di)(di)合金靶材等。
磁光盤(pan)記錄薄膜:鏑(di)鐵鈷(gu)合金靶材,鋱(te)鏑(di)鐵合金靶材,鋱(te)鐵鈷(gu)合金靶材,氧化鋁靶材,氧化鎂靶材,氮化硅靶材等(deng)。
二、靶材的性能和指標
靶材制約著濺鍍(du)薄膜(mo)的物(wu)理,力學性(xing)能,影響鍍(du)膜(mo)質量,因(yin)而要求靶材的制備應(ying)滿足以下要求:
1、純(chun)(chun)度(du)(du):要(yao)(yao)求(qiu)雜質含(han)量低(di)純(chun)(chun)度(du)(du)高,靶(ba)材(cai)的(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)影響薄(bo)膜的(de)(de)均勻性,以(yi)純(chun)(chun)Al靶(ba)為例,純(chun)(chun)度(du)(du)越(yue)高,濺射Al膜的(de)(de)耐蝕性及電(dian)學、光學性能越(yue)好。不(bu)過不(bu)同用(yong)途(tu)的(de)(de)靶(ba)材(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)也(ye)不(bu)同,一般工(gong)業用(yong)靶(ba)材(cai)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)高,但(dan)就(jiu)半導體、顯示(shi)器件等領域用(yong)靶(ba)材(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)是十分(fen)嚴格的(de)(de),磁性薄(bo)膜用(yong)靶(ba)材(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)一般為99.9%以(yi)上(shang),ITO中的(de)(de)氧化銦(yin)以(yi)及氧化錫的(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)則要(yao)(yao)求(qiu)不(bu)低(di)于(yu)99.99%。
2、雜(za)質(zhi)含(han)量(liang):靶材作為濺射(she)(she)中的(de)(de)陰極源(yuan),固體(ti)中的(de)(de)雜(za)質(zhi)和氣孔中的(de)(de)O2和H2O是(shi)沉積薄(bo)膜的(de)(de)主要污染源(yuan),不(bu)同(tong)用途(tu)的(de)(de)靶材對(dui)單個(ge)雜(za)質(zhi)含(han)量(liang)的(de)(de)要求(qiu)也(ye)不(bu)同(tong),如:半導(dao)體(ti)電極布(bu)線用的(de)(de)W,Mo,Ti等靶材對(dui)U,Th等放射(she)(she)性(xing)元(yuan)素的(de)(de)含(han)量(liang)要求(qiu)低(di)于(yu)3*10-9,光盤反(fan)射(she)(she)膜用的(de)(de)Al合金靶材則要求(qiu)O2的(de)(de)含(han)量(liang)低(di)于(yu)2*10-4。
3、高致(zhi)密(mi)(mi)度(du):為了減(jian)少靶(ba)(ba)(ba)材中的(de)氣孔,提(ti)高薄(bo)膜(mo)的(de)性(xing)能一(yi)般要求(qiu)靶(ba)(ba)(ba)材具有較(jiao)高的(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du),靶(ba)(ba)(ba)材的(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)不僅影響(xiang)濺射(she)(she)時(shi)的(de)沉積速率(lv)、濺射(she)(she)膜(mo)粒子(zi)的(de)密(mi)(mi)度(du)和放電(dian)(dian)現(xian)象(xiang)等,還影響(xiang)濺射(she)(she)薄(bo)膜(mo)的(de)電(dian)(dian)學和光學性(xing)能。致(zhi)密(mi)(mi)性(xing)越(yue)好,濺射(she)(she)膜(mo)粒子(zi)的(de)密(mi)(mi)度(du)越(yue)低(di)(di)(di),放電(dian)(dian)現(xian)象(xiang)越(yue)弱。高致(zhi)密(mi)(mi)度(du)靶(ba)(ba)(ba)材具有導電(dian)(dian)、導熱性(xing)好,強度(du)高等優點,使用這種(zhong)靶(ba)(ba)(ba)材鍍(du)膜(mo),濺射(she)(she)功(gong)率(lv)小,成膜(mo)速率(lv)高,薄(bo)膜(mo)不易(yi)開裂,靶(ba)(ba)(ba)材的(de)使用壽(shou)命長,且濺鍍(du)薄(bo)膜(mo)的(de)電(dian)(dian)阻率(lv)低(di)(di)(di),透光率(lv)高。靶(ba)(ba)(ba)材的(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)主(zhu)要取決于制備(bei)工藝。一(yi)般而言,鑄造靶(ba)(ba)(ba)材的(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)高而燒(shao)(shao)結靶(ba)(ba)(ba)材的(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)相對較(jiao)低(di)(di)(di),因此(ci)提(ti)高靶(ba)(ba)(ba)材的(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)是燒(shao)(shao)結制備(bei)靶(ba)(ba)(ba)材的(de)技術關(guan)鍵之(zhi)一(yi)。
4、成(cheng)分(fen)(fen)與組織結(jie)構均(jun)勻,靶材(cai)成(cheng)分(fen)(fen)均(jun)勻是鍍膜(mo)質(zhi)量(liang)穩定的重要保(bao)證,尤其是對于(yu)復(fu)相結(jie)構的合金靶材(cai)和混合靶材(cai)。如ITO,為了保(bao)證膜(mo)質(zhi)量(liang),要求靶中In2O3-SnO2組成(cheng)均(jun)勻,都為93:7或91:9(分(fen)(fen)子比)。
5、晶粒尺寸細小,靶材的(de)晶粒尺寸越細小,濺鍍薄膜(mo)的(de)厚度分布越均勻(yun),濺射速(su)率越快。