一、靶材是什么材料
靶(ba)(ba)材是(shi)(shi)通過磁(ci)控濺(jian)射(she)、多弧離子鍍(du)或其(qi)他類型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鍍(du)膜(mo)系統在適當工藝條件下濺(jian)射(she)在基板上形成各種功能薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濺(jian)射(she)源。簡單說的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)話,靶(ba)(ba)材就(jiu)是(shi)(shi)高(gao)(gao)速荷能粒子轟擊(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標材料,用于高(gao)(gao)能激光武(wu)器中,不同功率密度、不同輸(shu)出波(bo)形、不同波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)激光與不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材相互(hu)作用時(shi),會產(chan)生不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殺傷破壞效(xiao)應(ying)。例如(ru):蒸發磁(ci)控濺(jian)射(she)鍍(du)膜(mo)是(shi)(shi)加(jia)熱蒸發鍍(du)膜(mo)、鋁膜(mo)等(deng)。更換不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材(如(ru)鋁、銅、不銹(xiu)鋼、鈦、鎳靶(ba)(ba)等(deng)),即可得到不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)系(如(ru)超硬、耐(nai)磨(mo)、防腐的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金膜(mo)等(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)材(cai)目(mu)前被普遍應(ying)用(yong)于平面顯示器(FPD)上。近(jin)年(nian)(nian)來(lai),平面顯示器在市場上的(de)應(ying)用(yong)率逐年(nian)(nian)增高,同時也帶動了ITO靶(ba)材(cai)的(de)技(ji)術與市場需求。ITO靶(ba)材(cai)有兩(liang)種,一種是采用(yong)銦(yin)錫合(he)金靶(ba)材(cai),另(ling)外一種是采用(yong)納米狀態的(de)氧化(hua)銦(yin)和氧化(hua)錫粉(fen)混合(he)后燒(shao)結。
2、用于微電子領域
靶材(cai)也被應(ying)用(yong)于(yu)半導體(ti)產業,相對(dui)(dui)來說半導體(ti)產業對(dui)(dui)于(yu)靶材(cai)濺射薄膜(mo)的(de)品(pin)(pin)質要(yao)(yao)求(qiu)是比較苛刻的(de)。現在(zai)12英寸(300衄口)的(de)硅晶片也被制(zhi)作(zuo)出來,但是互連線的(de)寬度卻在(zai)減小。目前硅片制(zhi)造商(shang)對(dui)(dui)于(yu)靶材(cai)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)都是大(da)尺寸、高(gao)純度、低偏析(xi)以及細(xi)晶粒等(deng),對(dui)(dui)其(qi)品(pin)(pin)質要(yao)(yao)求(qiu)比較高(gao),這(zhe)就(jiu)要(yao)(yao)求(qiu)靶材(cai)需要(yao)(yao)具有(you)更好(hao)的(de)微觀結構。
3、用于存儲技術上
存儲(chu)(chu)技術行(xing)業對于靶材(cai)的需(xu)求量很大,高密度、大容(rong)量硬盤(pan)的發展,離不(bu)開(kai)大量的巨磁阻(zu)薄(bo)膜材(cai)料,CoF~Cu多層(ceng)復合(he)膜是如今應用比較廣泛的巨磁阻(zu)薄(bo)膜結(jie)構。磁光盤(pan)需(xu)要的TbFeCo合(he)金靶材(cai)還在進(jin)一(yi)步(bu)發展,用它制造出來(lai)的磁光盤(pan)有著使(shi)用壽命長、存儲(chu)(chu)容(rong)量大以及可(ke)反復無接觸擦(ca)寫的特點(dian)。
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)(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(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)(lv)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭靶(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(yi)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)、鎳鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、W等(deng)。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)鉭,五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)釔(yi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鐠(pu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺(jian)射(she)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiV、鎳(nie)鐵靶(ba)(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、布線(xian)薄膜:鋁靶(ba)(ba)材,銅(tong)靶(ba)(ba)材,金(jin)靶(ba)(ba)材,銀靶(ba)(ba)材,鈀靶(ba)(ba)材,鉑靶(ba)(ba)材,鋁硅合金(jin)靶(ba)(ba)材,鋁硅銅(tong)合金(jin)靶(ba)(ba)材等。
儲存器電極薄(bo)膜:鉬靶材(cai),鎢靶材(cai),鈦(tai)靶材(cai)等(deng)。
粘附薄膜:鎢靶(ba)材(cai)(cai),鈦靶(ba)材(cai)(cai)等。
電容器絕緣(yuan)膜薄膜:鋯鈦(tai)酸鉛(qian)靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁(ci)記錄薄膜:鈷鉻合金靶材(cai)等。
硬盤用薄膜:鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭合(he)金(jin)靶材(cai)(cai)(cai),鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉑合(he)金(jin)靶材(cai)(cai)(cai),鈷(gu)(gu)鉻(ge)鉭鉑合(he)金(jin)靶材(cai)(cai)(cai)等。
薄膜(mo)磁頭:鈷鉭(tan)鉻合金(jin)靶材(cai),鈷鉻鋯(gao)合金(jin)靶材(cai)等。
人工(gong)晶(jing)體薄膜:鈷(gu)(gu)鉑合金(jin)靶(ba)材(cai),鈷(gu)(gu)鈀合金(jin)靶(ba)材(cai)等。
(3)光記錄靶材
相變(bian)光盤(pan)記錄薄膜:硒化碲(di)靶材(cai),硒化銻(ti)靶材(cai),鍺銻(ti)碲(di)合金(jin)靶材(cai),鍺碲(di)合金(jin)靶材(cai)等。
磁光盤記錄(lu)薄膜:鏑(di)鐵鈷(gu)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鋱鏑(di)鐵合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材(cai),鋱鐵鈷(gu)合(he)金(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(deng)。
四、靶材的性能和指標
靶(ba)材(cai)制約著濺鍍薄膜的(de)物理,力學(xue)性能,影響鍍膜質(zhi)量,因而要求(qiu)靶(ba)材(cai)的(de)制備應滿足以下要求(qiu):
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的純(chun)(chun)(chun)度(du)影(ying)響薄膜(mo)的均勻(yun)性(xing),以(yi)純(chun)(chun)(chun)Al靶(ba)為例,純(chun)(chun)(chun)度(du)越高(gao),濺射Al膜(mo)的耐(nai)蝕性(xing)及電(dian)學(xue)、光學(xue)性(xing)能越好。不(bu)過不(bu)同用途的靶(ba)材對純(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)也不(bu)同,一般(ban)工(gong)業用靶(ba)材純(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)不(bu)高(gao),但就半導體(ti)、顯(xian)示器件等領域用靶(ba)材對純(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)是十分嚴格的,磁性(xing)薄膜(mo)用靶(ba)材對純(chun)(chun)(chun)度(du)的要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)一般(ban)為99.9%以(yi)上,ITO中的氧(yang)化銦(yin)以(yi)及氧(yang)化錫的純(chun)(chun)(chun)度(du)則要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)不(bu)低于99.99%。
2、雜(za)(za)質含(han)量:靶(ba)(ba)材作為濺射中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)陰極源,固(gu)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質和氣(qi)孔中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)O2和H2O是沉積薄膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)污染源,不(bu)(bu)同用(yong)途的(de)(de)(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材對(dui)單個雜(za)(za)質含(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求也不(bu)(bu)同,如:半導體(ti)電極布線(xian)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)W,Mo,Ti等靶(ba)(ba)材對(dui)U,Th等放射性元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量要(yao)求低于3*10-9,光盤反射膜(mo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Al合金靶(ba)(ba)材則要(yao)求O2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量低于2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du):為了減少靶(ba)材(cai)(cai)中的(de)(de)(de)氣孔,提(ti)高(gao)(gao)薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)性能一般要求靶(ba)材(cai)(cai)具有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du),靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)不僅影響(xiang)濺(jian)(jian)射(she)時的(de)(de)(de)沉積速率、濺(jian)(jian)射(she)膜粒子的(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)和放(fang)電(dian)(dian)(dian)現(xian)象(xiang)(xiang)等(deng),還影響(xiang)濺(jian)(jian)射(she)薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)學(xue)(xue)和光(guang)學(xue)(xue)性能。致(zhi)密(mi)(mi)(mi)性越好,濺(jian)(jian)射(she)膜粒子的(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)越低,放(fang)電(dian)(dian)(dian)現(xian)象(xiang)(xiang)越弱。高(gao)(gao)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)靶(ba)材(cai)(cai)具有導(dao)電(dian)(dian)(dian)、導(dao)熱性好,強度(du)(du)高(gao)(gao)等(deng)優點(dian),使用這種靶(ba)材(cai)(cai)鍍膜,濺(jian)(jian)射(she)功率小,成膜速率高(gao)(gao),薄(bo)(bo)膜不易開裂,靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)使用壽命(ming)長,且濺(jian)(jian)鍍薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻率低,透光(guang)率高(gao)(gao)。靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)主(zhu)要取決于(yu)制備工藝。一般而言,鑄造靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)高(gao)(gao)而燒結靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)相對較低,因此(ci)提(ti)高(gao)(gao)靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)是燒結制備靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)技(ji)術關鍵(jian)之(zhi)一。
4、成分(fen)(fen)與組織結構(gou)(gou)均勻,靶(ba)(ba)材(cai)(cai)成分(fen)(fen)均勻是(shi)鍍膜質量穩定的重(zhong)要保(bao)證(zheng),尤(you)其是(shi)對于復(fu)相結構(gou)(gou)的合金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)和混合靶(ba)(ba)材(cai)(cai)。如ITO,為了保(bao)證(zheng)膜質量,要求(qiu)靶(ba)(ba)中In2O3-SnO2組成均勻,都為93:7或91:9(分(fen)(fen)子(zi)比)。
5、晶粒尺(chi)寸細小,靶材的晶粒尺(chi)寸越(yue)(yue)細小,濺鍍薄(bo)膜的厚度分布越(yue)(yue)均勻,濺射速率(lv)越(yue)(yue)快。