不同種類靶材的應(yīng)用

2023/07/05

         隨著微電子行業(yè)和新材料的迅速發(fā)展，電子、磁性、光學(xué)、光電和超導(dǎo)薄膜等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域。沉積薄膜的源材料即為靶材。

        靶材制約著薄膜的物理、力學(xué)性能，影響鍍膜質(zhì)量，因而靶材質(zhì)量評(píng)價(jià)較為嚴(yán)格，主要應(yīng)滿足如下要求；

1)雜質(zhì)含量低，純度高。靶材的純度影響薄膜的均勻性。

2)高致密度。高致密度靶材具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，使用這種靶材鍍膜，濺射功率小，成膜速率高，薄膜不易開裂，靶材使用壽命長，而且濺鍍薄膜的電阻率低，透光率高。

3)成分與組織結(jié)構(gòu)均勻。靶材成分均勻是鍍膜質(zhì)量穩(wěn)定的重要保證。

4)晶粒尺寸細(xì)小。靶的晶粒尺寸越細(xì)小，濺鍍薄膜的厚度分布越均勻，濺射速率越快。

                             制造工藝

目前靶材的制備主要有鑄造法和粉末冶金法。

鑄造法：將一定成分配比的合金原料熔煉，再將合金溶液澆注于模具中，形成鑄錠，最后經(jīng)機(jī)械加工制成靶材，鑄造法在真空中熔煉、鑄造。常用的熔煉方法有真空感應(yīng)熔煉、真空電弧熔煉和真空電子轟擊熔煉等，其優(yōu)點(diǎn)是靶材雜質(zhì)含量（特別是氣體雜質(zhì)含量）低，密度高，可大型化；缺點(diǎn)是對(duì)熔點(diǎn)和密度相差較大的兩種或兩種以上金屬，普通熔煉法難以獲得成分均勻的合金靶材。

粉末冶金法：將一定成分配比的合金原料熔煉，澆注成鑄錠后再粉碎，將粉碎形成的粉末經(jīng)等靜壓成形，再高溫?zé)Y(jié)，最終形成靶材，其優(yōu)點(diǎn)是靶材成分均勻；缺點(diǎn)是密度低，雜質(zhì)含量高等，常用的粉末冶金工藝包括冷壓、真空熱壓和熱等靜壓等。

靶材分類：

根據(jù)不同材質(zhì)分類：可分為00d100金屬靶材，陶瓷（氧化物、氮化物等）靶材，合金靶材。

根據(jù)不同形狀分類：可分為矩形靶、圓形靶、柱形靶、空心旋轉(zhuǎn)圓管靶以及異形靶。

                        應(yīng)用領(lǐng)域

半導(dǎo)體領(lǐng)域：

1）電極、布線薄膜：鋁靶材，銅靶材，金靶材，銀靶材，鈀靶材，鉑靶材，鋁硅合金靶材，鋁硅銅合金靶材等。

2）儲(chǔ)存器電極薄膜：鉬靶材，鎢靶材，鈦靶材等。

3）粘附薄膜：鎢靶材，鈦靶材等。

4）電容器絕緣膜薄膜：鋯鈦酸鉛靶材等。

磁記錄靶材：

1）垂直磁記錄薄膜：鈷鉻合金靶材等。

2）硬盤用薄膜：鈷鉻鉭合金靶材，鈷鉻鉑合金靶材，鈷鉻鉭鉑合金靶材等。

3）薄膜磁頭：鈷鉭鉻合金靶材，鈷鉻鋯合金靶材等。

4）人工晶體薄膜：鈷鉑合金靶材，鈷鈀合金靶材等。

光記錄靶材：

1）相變光盤記錄薄膜：硒化碲靶材，硒化銻靶材，鍺銻碲合金靶材，鍺碲合金靶材等。

2）磁光盤記錄薄膜：鏑鐵鈷合金靶材，鋱鏑鐵合金靶材，鋱鐵鈷合金靶材，氧化鋁靶材，氧化鎂靶材，氮化硅靶材等。

3）光盤反射薄膜：鋁靶材，鋁鈦合金靶材，鋁鉻合金靶材，金靶材，金合金靶材等。

4）光盤保護(hù)薄膜：氮化硅靶材，氧化硅靶材，硫化鋅靶材等。

顯示靶材：

1）透明導(dǎo)電薄膜：氧化銦錫靶材，氧化鋅鋁靶材等。

2）電極布線薄膜：鉬靶材，鎢靶材，鈦靶材，鉭靶材，鉻靶材，鋁靶材，鋁鈦合金靶材，鋁鉭合金靶材等。

3）電致發(fā)光薄膜：硫化鋅摻錳靶材，硫化鋅摻鋱靶材，硫化鈣摻銪靶材，氧化釔靶材，氧化鉭靶材，鈦酸鋇靶材等。

其他應(yīng)用靶材：

1）裝飾薄膜：鈦靶材，鋯靶材，鉻靶材，鈦鋁合金靶材，不銹鋼靶材等。

2）低電阻薄膜：鎳鉻合金靶材，鎳鉻硅合金靶材，鎳鉻鋁合金靶材，鎳銅合金靶材等。

3）超導(dǎo)薄膜：釔鋇銅氧靶材，鉍鍶鈣銅氧靶材等。

4）工具鍍薄膜：氮化物靶材，碳化物靶材，硼化物靶材，鉻靶材，鈦靶材，鈦鋁合金靶材，鋯靶材，石墨靶材等。