一、靶材是什么材料
靶(ba)材(cai)是(shi)通過(guo)磁(ci)(ci)控濺(jian)射、多弧(hu)離(li)子鍍(du)或(huo)其他類型的(de)鍍(du)膜(mo)系統在適當(dang)工藝條件(jian)下(xia)濺(jian)射在基(ji)板上形(xing)成各種功能(neng)薄(bo)膜(mo)的(de)濺(jian)射源(yuan)。簡(jian)單說(shuo)的(de)話,靶(ba)材(cai)就是(shi)高速荷(he)能(neng)粒子轟擊的(de)目(mu)標材(cai)料,用于高能(neng)激光武器中,不(bu)(bu)(bu)同功率密度(du)、不(bu)(bu)(bu)同輸出波(bo)形(xing)、不(bu)(bu)(bu)同波(bo)長的(de)激光與不(bu)(bu)(bu)同的(de)靶(ba)材(cai)相互作用時,會(hui)產生不(bu)(bu)(bu)同的(de)殺傷破壞效應。例(li)如(ru):蒸發(fa)(fa)磁(ci)(ci)控濺(jian)射鍍(du)膜(mo)是(shi)加(jia)熱蒸發(fa)(fa)鍍(du)膜(mo)、鋁膜(mo)等(deng)(deng)。更換不(bu)(bu)(bu)同的(de)靶(ba)材(cai)(如(ru)鋁、銅、不(bu)(bu)(bu)銹鋼、鈦、鎳靶(ba)等(deng)(deng)),即(ji)可(ke)得(de)到不(bu)(bu)(bu)同的(de)膜(mo)系(如(ru)超(chao)硬、耐磨、防腐的(de)合金膜(mo)等(deng)(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)材目前(qian)被(bei)普遍(bian)應(ying)用于平面(mian)顯(xian)示(shi)器(FPD)上。近年來,平面(mian)顯(xian)示(shi)器在市場(chang)上的(de)應(ying)用率(lv)逐年增高,同時(shi)也帶動了ITO靶(ba)材的(de)技術與市場(chang)需求。ITO靶(ba)材有兩種(zhong),一種(zhong)是采(cai)用銦錫合金(jin)靶(ba)材,另外一種(zhong)是采(cai)用納(na)米狀態的(de)氧(yang)化銦和(he)氧(yang)化錫粉混合后燒(shao)結。
2、用于微電子領域
靶(ba)材也被應用于(yu)半導(dao)體(ti)產業,相對來說(shuo)半導(dao)體(ti)產業對于(yu)靶(ba)材濺射薄(bo)膜的品質(zhi)要求(qiu)是比較(jiao)苛刻的。現(xian)在12英寸(300衄口)的硅(gui)晶片也被制(zhi)作(zuo)出來,但是互連線的寬度卻在減小。目前硅(gui)片制(zhi)造商對于(yu)靶(ba)材的要求(qiu)都是大尺寸、高純度、低偏析(xi)以(yi)及細晶粒等,對其品質(zhi)要求(qiu)比較(jiao)高,這就(jiu)要求(qiu)靶(ba)材需要具有更(geng)好(hao)的微觀(guan)結(jie)構。
3、用于存儲技術上
存(cun)儲技(ji)術行業對于靶材的(de)(de)需(xu)求(qiu)量很大(da),高密度、大(da)容(rong)(rong)量硬盤的(de)(de)發(fa)展,離不開大(da)量的(de)(de)巨(ju)磁阻(zu)薄(bo)膜(mo)材料,CoF~Cu多層復合膜(mo)是如今(jin)應用(yong)(yong)比(bi)較(jiao)廣泛(fan)的(de)(de)巨(ju)磁阻(zu)薄(bo)膜(mo)結(jie)構。磁光盤需(xu)要的(de)(de)TbFeCo合金(jin)靶材還在進一步發(fa)展,用(yong)(yong)它制造出(chu)來的(de)(de)磁光盤有著使用(yong)(yong)壽命長、存(cun)儲容(rong)(rong)量大(da)以及可反復無接觸擦寫的(de)(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)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦(tai)鋁(lv)(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zr、鋁(lv)(lv)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Si、銅(tong)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cu、鉭(tan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ta、鍺靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ge、銀靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ag、鈷(gu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Co、金靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Au、釓靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Gd、鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)La、釔(yi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Y、鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ce、不銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Hf、鉬靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mo、鐵(tie)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)FeNi、鎢(wu)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)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鉭,五氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸(suan)鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(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(deng)。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)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、鈦鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦硅(gui)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、鎳釩靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiV、鎳鐵靶(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(xian)薄膜:鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)材(cai),銅(tong)靶(ba)(ba)(ba)材(cai),金(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai),銀靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鈀靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鉑靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鋁(lv)硅合金(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鋁(lv)硅銅(tong)合金(jin)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
儲存(cun)器電(dian)極薄膜:鉬靶(ba)材(cai),鎢靶(ba)材(cai),鈦靶(ba)材(cai)等。
粘附薄膜(mo):鎢(wu)靶材,鈦靶材等(deng)。
電容器絕(jue)緣(yuan)膜薄膜:鋯鈦酸(suan)鉛靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁(ci)記錄薄膜:鈷鉻(ge)合金靶(ba)材等(deng)。
硬盤(pan)用薄膜:鈷鉻鉭合(he)金(jin)靶材,鈷鉻鉑(bo)合(he)金(jin)靶材,鈷鉻鉭鉑(bo)合(he)金(jin)靶材等。
薄膜(mo)磁(ci)頭:鈷鉭鉻合金靶材,鈷鉻鋯合金靶材等。
人(ren)工晶體薄膜:鈷(gu)鉑合(he)金靶材(cai),鈷(gu)鈀合(he)金靶材(cai)等(deng)。
(3)光記錄靶材
相變(bian)光盤(pan)記錄薄膜:硒化(hua)碲靶材(cai),硒化(hua)銻(ti)靶材(cai),鍺銻(ti)碲合(he)金靶材(cai),鍺碲合(he)金靶材(cai)等。
磁光(guang)盤記錄薄膜:鏑(di)(di)鐵(tie)鈷合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材,鋱(te)鏑(di)(di)鐵(tie)合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材,鋱(te)鐵(tie)鈷合(he)金(jin)靶(ba)(ba)材,氧化(hua)鋁靶(ba)(ba)材,氧化(hua)鎂靶(ba)(ba)材,氮(dan)化(hua)硅靶(ba)(ba)材等。
四、靶材的性能和指標
靶(ba)材(cai)制(zhi)約著濺鍍(du)薄膜(mo)的(de)(de)物理,力學(xue)性能,影響鍍(du)膜(mo)質量(liang),因而要求(qiu)靶(ba)材(cai)的(de)(de)制(zhi)備(bei)應滿(man)足以下要求(qiu):
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)影響薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)(de)均勻性(xing)(xing),以純(chun)(chun)Al靶(ba)為(wei)(wei)例,純(chun)(chun)度(du)越高(gao),濺(jian)射Al膜的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)及電學、光學性(xing)(xing)能越好。不(bu)(bu)過不(bu)(bu)同(tong)用(yong)途(tu)的(de)(de)(de)(de)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)要(yao)求(qiu)也不(bu)(bu)同(tong),一(yi)般(ban)工(gong)業用(yong)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)純(chun)(chun)度(du)要(yao)求(qiu)不(bu)(bu)高(gao),但(dan)就半導體、顯示器件等領域用(yong)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)要(yao)求(qiu)是十分嚴格的(de)(de)(de)(de),磁性(xing)(xing)薄(bo)(bo)膜用(yong)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)一(yi)般(ban)為(wei)(wei)99.9%以上(shang),ITO中的(de)(de)(de)(de)氧化銦以及氧化錫的(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)則要(yao)求(qiu)不(bu)(bu)低于99.99%。
2、雜(za)質(zhi)含量(liang):靶(ba)材(cai)作(zuo)為濺射中的(de)(de)陰極源(yuan),固體(ti)中的(de)(de)雜(za)質(zhi)和(he)氣孔中的(de)(de)O2和(he)H2O是沉(chen)積薄膜的(de)(de)主要(yao)污(wu)染源(yuan),不同(tong)用途(tu)的(de)(de)靶(ba)材(cai)對(dui)(dui)單個雜(za)質(zhi)含量(liang)的(de)(de)要(yao)求(qiu)也不同(tong),如:半導體(ti)電(dian)極布線用的(de)(de)W,Mo,Ti等(deng)靶(ba)材(cai)對(dui)(dui)U,Th等(deng)放(fang)射性元素的(de)(de)含量(liang)要(yao)求(qiu)低于3*10-9,光盤反射膜用的(de)(de)Al合金靶(ba)材(cai)則(ze)要(yao)求(qiu)O2的(de)(de)含量(liang)低于2*10-4。
3、高(gao)(gao)(gao)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du):為了減少(shao)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)中(zhong)的氣孔,提高(gao)(gao)(gao)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)的性(xing)(xing)(xing)能(neng)一般要求靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du),靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)不(bu)僅(jin)影響濺(jian)(jian)射(she)時(shi)的沉積(ji)速(su)率(lv)、濺(jian)(jian)射(she)膜(mo)粒子的密(mi)(mi)(mi)度(du)和(he)放(fang)電現象等(deng),還(huan)影響濺(jian)(jian)射(she)薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)的電學和(he)光學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。致(zhi)密(mi)(mi)(mi)性(xing)(xing)(xing)越好,濺(jian)(jian)射(she)膜(mo)粒子的密(mi)(mi)(mi)度(du)越低(di)(di),放(fang)電現象越弱。高(gao)(gao)(gao)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)具(ju)有導電、導熱性(xing)(xing)(xing)好,強度(du)高(gao)(gao)(gao)等(deng)優點,使用(yong)這種靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)鍍膜(mo),濺(jian)(jian)射(she)功率(lv)小,成膜(mo)速(su)率(lv)高(gao)(gao)(gao),薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)不(bu)易開裂,靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的使用(yong)壽命(ming)長,且(qie)濺(jian)(jian)鍍薄(bo)(bo)(bo)膜(mo)的電阻率(lv)低(di)(di),透光率(lv)高(gao)(gao)(gao)。靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)主要取決于制備工藝。一般而言(yan),鑄造(zao)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)高(gao)(gao)(gao)而燒結靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)相對較(jiao)低(di)(di),因(yin)此提高(gao)(gao)(gao)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)度(du)是燒結制備靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的技(ji)術關鍵之一。
4、成分與組織(zhi)結構均勻,靶(ba)(ba)材成分均勻是鍍膜(mo)質量(liang)穩(wen)定的(de)重要(yao)保(bao)(bao)證,尤其是對于復相結構的(de)合金靶(ba)(ba)材和混合靶(ba)(ba)材。如ITO,為了(le)保(bao)(bao)證膜(mo)質量(liang),要(yao)求靶(ba)(ba)中In2O3-SnO2組成均勻,都為93:7或91:9(分子比(bi))。
5、晶(jing)粒尺寸細(xi)小,靶材的(de)晶(jing)粒尺寸越細(xi)小,濺鍍薄膜(mo)的(de)厚度(du)分布越均(jun)勻,濺射速(su)率越快。