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)Ni、鈦靶(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)Zn、鉻靶(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)Nb、錫靶(ba)(ba)Sn、鋁靶(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)In、鐵靶(ba)(ba)Fe、鋯鋁靶(ba)(ba)ZrAl、鈦鋁靶(ba)(ba)TiAl、鋯靶(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、銀靶(ba)(ba)Ag、鈷(gu)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(shi)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、鐵鎳(nie)靶(ba)(ba)FeNi、鎢靶(ba)(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰(shi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿(jia)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)硼化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鉭(tan),五氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈮(ni)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮(ni)酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷靶(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)(tai)(tai)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅(xin)鋁靶(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)(tai)(tai)鋁靶(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)(tai)(tai)鋯靶(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)(tai)(tai)硅(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)(tai)(tai)鎳靶(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳鋁靶(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳釩靶(ba)(ba)(ba)NiV、鎳鐵(tie)靶(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(cai)(cai)(cai)(cai),銅靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),銀(yin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鈀靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鉑靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鋁硅合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鋁硅銅合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)等。
儲存器電極薄膜:鉬靶材(cai),鎢靶材(cai),鈦靶材(cai)等。
粘附(fu)薄膜:鎢靶材(cai),鈦靶材(cai)等。
電容器(qi)絕(jue)緣膜(mo)薄膜(mo):鋯(gao)鈦酸鉛靶材(cai)等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記(ji)錄薄(bo)膜:鈷鉻合金靶(ba)材等。
硬盤用薄膜:鈷(gu)鉻鉭合(he)金靶材,鈷(gu)鉻鉑(bo)合(he)金靶材,鈷(gu)鉻鉭鉑(bo)合(he)金靶材等(deng)。
薄(bo)膜(mo)磁頭:鈷鉭(tan)鉻合(he)金靶材(cai),鈷鉻鋯(gao)合(he)金靶材(cai)等。
人工晶體薄(bo)膜(mo):鈷(gu)鉑合金(jin)(jin)靶材,鈷(gu)鈀合金(jin)(jin)靶材等。
(3)光記錄靶材
相變光盤(pan)記錄薄膜:硒(xi)化碲(di)靶(ba)材,硒(xi)化銻(ti)靶(ba)材,鍺銻(ti)碲(di)合金(jin)靶(ba)材,鍺碲(di)合金(jin)靶(ba)材等。
磁光盤記錄薄膜:鏑(di)鐵鈷合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鏑(di)鐵合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),鋱(te)鐵鈷合(he)金靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧化(hua)鋁靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氧化(hua)鎂靶(ba)(ba)材(cai)(cai),氮化(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)等。
二、靶材的性能和指標
靶(ba)(ba)材(cai)制約著濺鍍薄(bo)膜的(de)物(wu)理,力(li)學性能,影響鍍膜質量,因(yin)而要(yao)求靶(ba)(ba)材(cai)的(de)制備應滿足以下要(yao)求:
1、純(chun)(chun)度(du)(du):要(yao)求雜質含量低(di)純(chun)(chun)度(du)(du)高,靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)影(ying)響薄膜(mo)的(de)(de)(de)均勻性(xing),以純(chun)(chun)Al靶(ba)(ba)為例(li),純(chun)(chun)度(du)(du)越高,濺射Al膜(mo)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)及電學、光(guang)學性(xing)能越好。不過不同用途的(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)對純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求也不同,一(yi)般(ban)工業用靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求不高,但就(jiu)半導(dao)體、顯示器(qi)件等領(ling)域用靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)對純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)求是十(shi)分嚴格的(de)(de)(de),磁性(xing)薄膜(mo)用靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)對純(chun)(chun)度(du)(du)的(de)(de)(de)要(yao)求一(yi)般(ban)為99.9%以上(shang),ITO中的(de)(de)(de)氧化銦(yin)以及氧化錫的(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)則要(yao)求不低(di)于(yu)99.99%。
2、雜質含(han)量(liang):靶(ba)材(cai)(cai)作(zuo)為濺射中(zhong)(zhong)的(de)陰極源(yuan),固體中(zhong)(zhong)的(de)雜質和氣孔中(zhong)(zhong)的(de)O2和H2O是沉積薄膜(mo)的(de)主(zhu)要污(wu)染源(yuan),不同用途的(de)靶(ba)材(cai)(cai)對單個雜質含(han)量(liang)的(de)要求(qiu)(qiu)也不同,如:半導體電(dian)極布線用的(de)W,Mo,Ti等靶(ba)材(cai)(cai)對U,Th等放射性元素的(de)含(han)量(liang)要求(qiu)(qiu)低(di)于3*10-9,光盤(pan)反(fan)射膜(mo)用的(de)Al合金靶(ba)材(cai)(cai)則要求(qiu)(qiu)O2的(de)含(han)量(liang)低(di)于2*10-4。
3、高(gao)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du):為(wei)了減少靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)中的(de)(de)(de)氣(qi)孔,提高(gao)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)一般要求靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)具(ju)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du),靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)不(bu)僅影響濺射時(shi)的(de)(de)(de)沉積速率(lv)(lv)(lv)、濺射膜(mo)(mo)粒子的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)和放電現象等(deng),還影響濺射薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)電學(xue)和光學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)性(xing)(xing)越好(hao),濺射膜(mo)(mo)粒子的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)越低(di),放電現象越弱。高(gao)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)具(ju)有導電、導熱(re)性(xing)(xing)好(hao),強度(du)(du)(du)高(gao)等(deng)優點,使(shi)用這種靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)鍍膜(mo)(mo),濺射功(gong)率(lv)(lv)(lv)小,成膜(mo)(mo)速率(lv)(lv)(lv)高(gao),薄(bo)膜(mo)(mo)不(bu)易開裂,靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命長,且(qie)濺鍍薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)電阻率(lv)(lv)(lv)低(di),透光率(lv)(lv)(lv)高(gao)。靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)主要取決于制(zhi)備工藝。一般而言,鑄造(zao)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)高(gao)而燒結靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)相對較(jiao)低(di),因此提高(gao)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度(du)(du)(du)是燒結制(zhi)備靶(ba)(ba)(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)技術(shu)關鍵之一。
4、成分(fen)與組織結構(gou)均(jun)勻,靶(ba)材(cai)成分(fen)均(jun)勻是(shi)(shi)鍍膜質(zhi)量穩(wen)定的重要(yao)保(bao)證,尤(you)其是(shi)(shi)對于復(fu)相結構(gou)的合(he)金靶(ba)材(cai)和混合(he)靶(ba)材(cai)。如ITO,為了保(bao)證膜質(zhi)量,要(yao)求(qiu)靶(ba)中In2O3-SnO2組成均(jun)勻,都為93:7或91:9(分(fen)子(zi)比)。
5、晶粒尺寸細小,靶材的晶粒尺寸越(yue)細小,濺鍍薄膜(mo)的厚度分布越(yue)均勻,濺射速率越(yue)快。