一、靶材是什么材料
靶(ba)(ba)材(cai)是通過磁控濺射(she)、多弧離子鍍(du)或其他類型的(de)鍍(du)膜(mo)(mo)(mo)系統在(zai)適當工藝條件下濺射(she)在(zai)基(ji)板上形成各種功能薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)的(de)濺射(she)源(yuan)。簡(jian)單說的(de)話,靶(ba)(ba)材(cai)就是高速荷(he)能粒子轟擊的(de)目標材(cai)料,用于高能激(ji)光武器中,不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)功率密(mi)度(du)、不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)輸出波形、不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)波長的(de)激(ji)光與(yu)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)靶(ba)(ba)材(cai)相互作用時(shi),會產生不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)殺(sha)傷破壞(huai)效(xiao)應。例如:蒸發(fa)磁控濺射(she)鍍(du)膜(mo)(mo)(mo)是加熱蒸發(fa)鍍(du)膜(mo)(mo)(mo)、鋁膜(mo)(mo)(mo)等(deng)。更(geng)換(huan)不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)靶(ba)(ba)材(cai)(如鋁、銅(tong)、不(bu)銹鋼(gang)、鈦、鎳(nie)靶(ba)(ba)等(deng)),即可(ke)得(de)到不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)膜(mo)(mo)(mo)系(如超硬、耐磨、防(fang)腐的(de)合(he)金(jin)膜(mo)(mo)(mo)等(deng))。
二、靶材的用途
1、用于顯示器上
靶(ba)材(cai)目前被普遍應(ying)用于平面顯示(shi)器(FPD)上。近年來(lai),平面顯示(shi)器在市(shi)場上的(de)應(ying)用率逐年增高,同時(shi)也帶動了(le)ITO靶(ba)材(cai)的(de)技術(shu)與市(shi)場需求。ITO靶(ba)材(cai)有兩種(zhong),一(yi)種(zhong)是采用銦錫合(he)金靶(ba)材(cai),另外一(yi)種(zhong)是采用納米狀態的(de)氧化銦和氧化錫粉混合(he)后燒(shao)結。
2、用于微電子領域
靶(ba)材(cai)(cai)也(ye)被應用于(yu)半(ban)導體產(chan)(chan)業,相對(dui)來說半(ban)導體產(chan)(chan)業對(dui)于(yu)靶(ba)材(cai)(cai)濺射薄膜的(de)(de)(de)品質要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)是(shi)(shi)比較苛刻的(de)(de)(de)。現在(zai)12英寸(300衄口(kou))的(de)(de)(de)硅晶片也(ye)被制作(zuo)出(chu)來,但是(shi)(shi)互(hu)連(lian)線的(de)(de)(de)寬度(du)卻在(zai)減(jian)小。目前硅片制造商對(dui)于(yu)靶(ba)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)都(dou)是(shi)(shi)大尺寸、高純度(du)、低偏析以(yi)及細晶粒等,對(dui)其(qi)品質要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)比較高,這就要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)靶(ba)材(cai)(cai)需要(yao)(yao)具有更好的(de)(de)(de)微觀結構。
3、用于存儲技術上
存儲技術(shu)行業對于靶材(cai)的(de)(de)(de)需求量很大(da)(da),高密度、大(da)(da)容(rong)量硬(ying)盤的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan),離不(bu)開大(da)(da)量的(de)(de)(de)巨磁阻(zu)(zu)薄膜材(cai)料,CoF~Cu多層復合(he)膜是如今(jin)應用比較廣泛的(de)(de)(de)巨磁阻(zu)(zu)薄膜結構。磁光(guang)盤需要的(de)(de)(de)TbFeCo合(he)金靶材(cai)還在進一步發(fa)(fa)展(zhan),用它制造出來的(de)(de)(de)磁光(guang)盤有著使用壽命長、存儲容(rong)量大(da)(da)以及可反(fan)復無接(jie)觸擦寫的(de)(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)Ni、鈦(tai)靶(ba)Ti、鋅靶(ba)Zn、鉻(ge)(ge)靶(ba)Cr、鎂靶(ba)Mg、鈮靶(ba)Nb、錫靶(ba)Sn、鋁靶(ba)Al、銦靶(ba)In、鐵(tie)靶(ba)Fe、鋯鋁靶(ba)ZrAl、鈦(tai)鋁靶(ba)TiAl、鋯靶(ba)Zr、鋁硅靶(ba)AlSi、硅靶(ba)Si、銅靶(ba)Cu、鉭靶(ba)Ta、鍺靶(ba)Ge、銀靶(ba)Ag、鈷靶(ba)Co、金靶(ba)Au、釓靶(ba)Gd、鑭(lan)靶(ba)La、釔靶(ba)Y、鈰(shi)靶(ba)Ce、不銹鋼(gang)靶(ba)、鎳(nie)鉻(ge)(ge)靶(ba)NiCr、鉿靶(ba)Hf、鉬靶(ba)Mo、鐵(tie)鎳(nie)靶(ba)FeNi、鎢靶(ba)、W等。
(2)陶瓷靶材
ITO靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鐵靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉻靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、一(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、五(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉿靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),二(er)(er)(er)(er)硼(peng)(peng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎢(wu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),三(san)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)五(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鉭(tan),五(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)鈮靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)釔靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硼(peng)(peng)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba),鈮酸鋰靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鐠(pu)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鋇靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、鈦(tai)酸鑭(lan)靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎳靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)、濺射靶(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)(ba)材(cai)等。
(3)合金靶材
鐵(tie)鈷靶(ba)(ba)(ba)FeCo、鋁硅靶(ba)(ba)(ba)AlSi、鈦(tai)硅靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鉻(ge)硅靶(ba)(ba)(ba)CrSi、鋅鋁靶(ba)(ba)(ba)ZnAl、鈦(tai)鋅靶(ba)(ba)(ba)材TiZn、鈦(tai)鋁靶(ba)(ba)(ba)TiAl、鈦(tai)鋯(gao)靶(ba)(ba)(ba)TiZr、鈦(tai)硅靶(ba)(ba)(ba)TiSi、鈦(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、布線薄膜:鋁(lv)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),銅(tong)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),銀靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鈀靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鉑(bo)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鋁(lv)硅(gui)(gui)合金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai),鋁(lv)硅(gui)(gui)銅(tong)合金(jin)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)(cai)(cai)等。
儲存(cun)器電(dian)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。
電容器絕緣膜薄膜:鋯鈦酸鉛靶材等。
(2)磁記錄靶材
垂(chui)直磁記(ji)錄薄(bo)膜:鈷鉻合金靶材(cai)等(deng)。
硬盤用(yong)薄膜:鈷鉻鉭合金靶材,鈷鉻鉑(bo)(bo)合金靶材,鈷鉻鉭鉑(bo)(bo)合金靶材等。
薄膜磁(ci)頭:鈷鉭鉻合金靶(ba)材,鈷鉻鋯合金靶(ba)材等。
人(ren)工晶(jing)體(ti)薄膜:鈷(gu)鉑合(he)金(jin)靶材,鈷(gu)鈀合(he)金(jin)靶材等。
(3)光記錄靶材
相變(bian)光(guang)盤記錄薄膜(mo):硒(xi)化(hua)(hua)碲(di)(di)(di)靶材,硒(xi)化(hua)(hua)銻(ti)靶材,鍺銻(ti)碲(di)(di)(di)合(he)金(jin)靶材,鍺碲(di)(di)(di)合(he)金(jin)靶材等。
磁光(guang)盤記錄薄(bo)膜:鏑(di)鐵鈷合金(jin)靶(ba)材(cai),鋱鏑(di)鐵合金(jin)靶(ba)材(cai),鋱鐵鈷合金(jin)靶(ba)材(cai),氧化(hua)(hua)鋁靶(ba)材(cai),氧化(hua)(hua)鎂靶(ba)材(cai),氮化(hua)(hua)硅靶(ba)材(cai)等。
四、靶材的性能和指標
靶材(cai)制(zhi)約著濺(jian)鍍(du)薄膜(mo)的物理,力學性能(neng),影響鍍(du)膜(mo)質量,因而要求靶材(cai)的制(zhi)備應滿足以下要求:
1、純度:要求雜質含量低純度高,靶材的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)影響薄(bo)膜的(de)(de)(de)(de)(de)均勻性,以(yi)純(chun)(chun)Al靶(ba)(ba)為例,純(chun)(chun)度(du)(du)越高,濺(jian)射Al膜的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性及(ji)電學、光學性能越好。不(bu)(bu)過不(bu)(bu)同用(yong)途的(de)(de)(de)(de)(de)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)也不(bu)(bu)同,一(yi)般工業(ye)用(yong)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)高,但就半導(dao)體、顯(xian)示器件(jian)等領域(yu)用(yong)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)是十(shi)分(fen)嚴格的(de)(de)(de)(de)(de),磁性薄(bo)膜用(yong)靶(ba)(ba)材(cai)(cai)對(dui)純(chun)(chun)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)一(yi)般為99.9%以(yi)上,ITO中的(de)(de)(de)(de)(de)氧化銦以(yi)及(ji)氧化錫的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)(chun)度(du)(du)則要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)低于99.99%。
2、雜質含(han)量(liang):靶(ba)材(cai)作為(wei)濺射(she)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)陰極(ji)源(yuan),固體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雜質和氣孔中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)O2和H2O是(shi)沉積薄(bo)膜(mo)的(de)(de)(de)主要污(wu)染(ran)源(yuan),不(bu)同用(yong)(yong)途的(de)(de)(de)靶(ba)材(cai)對單個(ge)雜質含(han)量(liang)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)(qiu)也不(bu)同,如:半導體電極(ji)布線(xian)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)W,Mo,Ti等靶(ba)材(cai)對U,Th等放射(she)性元素的(de)(de)(de)含(han)量(liang)要求(qiu)(qiu)(qiu)低于(yu)3*10-9,光(guang)盤反射(she)膜(mo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)Al合金靶(ba)材(cai)則(ze)要求(qiu)(qiu)(qiu)O2的(de)(de)(de)含(han)量(liang)低于(yu)2*10-4。
3、高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)度:為了減少(shao)靶(ba)(ba)材(cai)中的(de)(de)(de)(de)(de)氣孔,提高(gao)(gao)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)一(yi)般(ban)要求靶(ba)(ba)材(cai)具有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度,靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度不(bu)(bu)僅影響濺射(she)時的(de)(de)(de)(de)(de)沉積速(su)率、濺射(she)膜(mo)(mo)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度和放電(dian)(dian)現象等,還影響濺射(she)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)學和光(guang)學性(xing)能(neng)。致(zhi)(zhi)密(mi)性(xing)越好(hao),濺射(she)膜(mo)(mo)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度越低(di)(di),放電(dian)(dian)現象越弱。高(gao)(gao)致(zhi)(zhi)密(mi)度靶(ba)(ba)材(cai)具有導電(dian)(dian)、導熱性(xing)好(hao),強度高(gao)(gao)等優點(dian),使用這種靶(ba)(ba)材(cai)鍍膜(mo)(mo),濺射(she)功率小,成膜(mo)(mo)速(su)率高(gao)(gao),薄(bo)膜(mo)(mo)不(bu)(bu)易(yi)開裂,靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命長,且濺鍍薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻率低(di)(di),透光(guang)率高(gao)(gao)。靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度主要取決于制備工藝。一(yi)般(ban)而言,鑄造靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度高(gao)(gao)而燒(shao)(shao)結靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度相對較(jiao)低(di)(di),因此(ci)提高(gao)(gao)靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密(mi)度是(shi)燒(shao)(shao)結制備靶(ba)(ba)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)技術關鍵之一(yi)。
4、成分與組織結(jie)(jie)構(gou)均(jun)勻(yun),靶材成分均(jun)勻(yun)是鍍膜質量穩定的(de)重要(yao)保(bao)證,尤其是對于復(fu)相結(jie)(jie)構(gou)的(de)合金靶材和(he)混合靶材。如ITO,為(wei)了保(bao)證膜質量,要(yao)求(qiu)靶中In2O3-SnO2組成均(jun)勻(yun),都為(wei)93:7或91:9(分子比)。
5、晶(jing)粒尺(chi)寸(cun)細小,靶材的晶(jing)粒尺(chi)寸(cun)越細小,濺(jian)鍍薄膜的厚(hou)度分布越均勻,濺(jian)射速率(lv)越快(kuai)。