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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。



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