一、靶材是什么材料
靶(ba)材(cai)是(shi)(shi)通(tong)過磁控濺射、多弧(hu)離子(zi)鍍或其他類(lei)型的(de)鍍膜(mo)(mo)(mo)系統在(zai)適當工藝條件下(xia)濺射在(zai)基板上形(xing)成(cheng)各(ge)種功(gong)能(neng)薄膜(mo)(mo)(mo)的(de)濺射源。簡單(dan)說的(de)話,靶(ba)材(cai)就是(shi)(shi)高速荷能(neng)粒子(zi)轟擊(ji)的(de)目標(biao)材(cai)料,用(yong)(yong)于高能(neng)激光武器(qi)中,不同(tong)(tong)功(gong)率密度、不同(tong)(tong)輸出波形(xing)、不同(tong)(tong)波長的(de)激光與(yu)不同(tong)(tong)的(de)靶(ba)材(cai)相互作(zuo)用(yong)(yong)時,會產生不同(tong)(tong)的(de)殺傷破壞效(xiao)應。例(li)如(ru)(ru):蒸發(fa)磁控濺射鍍膜(mo)(mo)(mo)是(shi)(shi)加(jia)熱蒸發(fa)鍍膜(mo)(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)(mo)等(deng)。更換不同(tong)(tong)的(de)靶(ba)材(cai)(如(ru)(ru)鋁、銅(tong)、不銹鋼、鈦、鎳靶(ba)等(deng)),即可得到不同(tong)(tong)的(de)膜(mo)(mo)(mo)系(如(ru)(ru)超硬(ying)、耐磨(mo)、防腐的(de)合金膜(mo)(mo)(mo)等(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)材目(mu)前被普遍(bian)應(ying)用(yong)(yong)于平面顯示器(FPD)上。近年來,平面顯示器在市(shi)場(chang)上的應(ying)用(yong)(yong)率逐年增高,同時也(ye)帶動了(le)ITO靶(ba)材的技(ji)術與市(shi)場(chang)需求。ITO靶(ba)材有兩(liang)種(zhong)(zhong),一種(zhong)(zhong)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)銦錫合(he)(he)金(jin)靶(ba)材,另外一種(zhong)(zhong)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)納米狀(zhuang)態的氧化銦和(he)氧化錫粉混(hun)合(he)(he)后燒結(jie)。
2、用于微電子領域
靶材(cai)也被應用于半導體(ti)(ti)產業,相對來說半導體(ti)(ti)產業對于靶材(cai)濺射薄(bo)膜的(de)(de)品(pin)質要求是(shi)比較苛刻的(de)(de)。現在12英(ying)寸(300衄口)的(de)(de)硅晶片也被制(zhi)作出來,但是(shi)互連線的(de)(de)寬度(du)卻在減小。目(mu)前硅片制(zhi)造商對于靶材(cai)的(de)(de)要求都(dou)是(shi)大尺寸、高純度(du)、低偏析以及(ji)細晶粒等,對其品(pin)質要求比較高,這就要求靶材(cai)需要具有更好的(de)(de)微觀結構。
3、用于存儲技術上
存(cun)儲技術行業對于(yu)靶材(cai)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求量(liang)很大,高密度、大容(rong)(rong)量(liang)硬盤的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan),離不開大量(liang)的(de)(de)(de)(de)巨(ju)磁(ci)阻(zu)薄膜材(cai)料,CoF~Cu多層復合膜是如今應用(yong)比較廣泛的(de)(de)(de)(de)巨(ju)磁(ci)阻(zu)薄膜結構。磁(ci)光盤需(xu)要的(de)(de)(de)(de)TbFeCo合金靶材(cai)還在(zai)進一步發(fa)展(zhan)(zhan),用(yong)它制造(zao)出(chu)來的(de)(de)(de)(de)磁(ci)光盤有著(zhu)使(shi)用(yong)壽(shou)命長(chang)、存(cun)儲容(rong)(rong)量(liang)大以及可反復無接觸(chu)擦寫的(de)(de)(de)(de)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
鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ni、鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Ti、鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Zn、鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Cr、鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Mg、鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Nb、錫(xi)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Sn、鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Al、銦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)In、鐵(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)Fe、鋯鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)ZrAl、鈦(tai)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(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(ga)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(bu)銹鋼靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鎳鉻(ge)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(tie)鎳靶(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)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵(tie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)硼(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鉭,五氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸(suan)鋰(li)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸(suan)鐠靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸(suan)鋇(bei)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦酸(suan)鑭靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射(she)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵鈷靶(ba)(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁(lv)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)TiZn、鈦(tai)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(tai)鎳(nie)靶(ba)(ba)(ba)(ba)TiNi、鎳(nie)鉻(ge)靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiCr、鎳(nie)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiAl、鎳(nie)釩靶(ba)(ba)(ba)(ba)NiV、鎳(nie)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、布(bu)線薄(bo)膜(mo):鋁靶材(cai)(cai)(cai),銅靶材(cai)(cai)(cai),金(jin)靶材(cai)(cai)(cai),銀靶材(cai)(cai)(cai),鈀(ba)靶材(cai)(cai)(cai),鉑靶材(cai)(cai)(cai),鋁硅合金(jin)靶材(cai)(cai)(cai),鋁硅銅合金(jin)靶材(cai)(cai)(cai)等。
儲(chu)存器電(dian)極薄膜:鉬靶(ba)材,鎢靶(ba)材,鈦(tai)靶(ba)材等。
粘附薄膜:鎢靶材,鈦(tai)靶材等。
電(dian)容器絕緣膜薄膜:鋯鈦酸鉛(qian)靶(ba)材(cai)等。
(2)磁記錄靶材
垂直磁記錄薄膜(mo):鈷鉻合(he)金靶(ba)材等。
硬盤(pan)用(yong)薄膜:鈷鉻鉭(tan)合金(jin)靶(ba)材(cai),鈷鉻鉑合金(jin)靶(ba)材(cai),鈷鉻鉭(tan)鉑合金(jin)靶(ba)材(cai)等(deng)。
薄膜磁(ci)頭:鈷鉭鉻合(he)金靶材(cai),鈷鉻鋯(gao)合(he)金靶材(cai)等。
人工晶體薄膜:鈷鉑合金靶材(cai),鈷鈀(ba)合金靶材(cai)等。
(3)光記錄靶材
相變光盤記錄薄(bo)膜:硒化碲(di)靶材,硒化銻靶材,鍺銻碲(di)合(he)(he)金靶材,鍺碲(di)合(he)(he)金靶材等。
磁光盤記(ji)錄薄膜:鏑鐵鈷合(he)金靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鋱鏑鐵合(he)金靶(ba)(ba)(ba)材(cai),鋱鐵鈷合(he)金靶(ba)(ba)(ba)材(cai),氧化鋁靶(ba)(ba)(ba)材(cai),氧化鎂靶(ba)(ba)(ba)材(cai),氮(dan)化硅靶(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材制約著(zhu)濺(jian)鍍薄(bo)膜(mo)的物理,力(li)學性(xing)能,影響鍍膜(mo)質(zhi)量,因而(er)要求靶材的制備(bei)應滿足以下要求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)影響薄(bo)膜的均勻性(xing),以純(chun)(chun)(chun)(chun)Al靶(ba)為(wei)例,純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)越(yue)高,濺射Al膜的耐蝕性(xing)及電學、光學性(xing)能(neng)越(yue)好。不(bu)(bu)(bu)過不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)用(yong)途的靶(ba)材對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)也(ye)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),一般工業用(yong)靶(ba)材純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)(bu)高,但就半導體、顯示器(qi)件等領域用(yong)靶(ba)材對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)是十分嚴格的,磁性(xing)薄(bo)膜用(yong)靶(ba)材對純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)的要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)一般為(wei)99.9%以上(shang),ITO中的氧化銦以及氧化錫的純(chun)(chun)(chun)(chun)度(du)則要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)(bu)低于(yu)99.99%。
2、雜(za)質(zhi)(zhi)含量(liang):靶(ba)(ba)材(cai)作為濺射中的(de)陰極源(yuan),固體中的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)和氣孔中的(de)O2和H2O是(shi)沉(chen)積薄膜(mo)的(de)主要(yao)污(wu)染源(yuan),不(bu)同(tong)用(yong)途(tu)的(de)靶(ba)(ba)材(cai)對(dui)單個雜(za)質(zhi)(zhi)含量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)也不(bu)同(tong),如:半導(dao)體電極布(bu)線用(yong)的(de)W,Mo,Ti等靶(ba)(ba)材(cai)對(dui)U,Th等放射性(xing)元素的(de)含量(liang)要(yao)求(qiu)低(di)于(yu)3*10-9,光盤反射膜(mo)用(yong)的(de)Al合金靶(ba)(ba)材(cai)則要(yao)求(qiu)O2的(de)含量(liang)低(di)于(yu)2*10-4。
3、高(gao)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du):為了減少靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)中的(de)(de)氣孔,提高(gao)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)性(xing)能一般要求靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du),靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)不僅影(ying)響濺射(she)時的(de)(de)沉積速率(lv)(lv)、濺射(she)膜(mo)粒子的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)和放電(dian)現象等(deng),還影(ying)響濺射(she)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)電(dian)學和光學性(xing)能。致(zhi)密(mi)(mi)性(xing)越(yue)好,濺射(she)膜(mo)粒子的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)越(yue)低(di),放電(dian)現象越(yue)弱。高(gao)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)具有(you)導電(dian)、導熱性(xing)好,強度(du)(du)(du)高(gao)等(deng)優點,使用這種靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)鍍膜(mo),濺射(she)功率(lv)(lv)小,成膜(mo)速率(lv)(lv)高(gao),薄(bo)膜(mo)不易開裂,靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)使用壽命長,且(qie)濺鍍薄(bo)膜(mo)的(de)(de)電(dian)阻率(lv)(lv)低(di),透光率(lv)(lv)高(gao)。靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)主(zhu)要取決(jue)于制備工藝(yi)。一般而言,鑄造(zao)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)高(gao)而燒結靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)相(xiang)對較(jiao)低(di),因此(ci)提高(gao)靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)致(zhi)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)是燒結制備靶(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)的(de)(de)技術(shu)關鍵(jian)之(zhi)一。
4、成(cheng)分(fen)(fen)與組織結(jie)構均(jun)勻,靶(ba)材成(cheng)分(fen)(fen)均(jun)勻是(shi)鍍膜(mo)質量穩定的(de)重要保證,尤其是(shi)對于復(fu)相(xiang)結(jie)構的(de)合金靶(ba)材和混合靶(ba)材。如(ru)ITO,為了(le)保證膜(mo)質量,要求靶(ba)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(chi)寸細小,靶材的(de)晶粒尺(chi)寸越細小,濺鍍(du)薄膜的(de)厚度分布越均勻,濺射(she)速(su)率越快。