众所周知,锆靶,铪靶材材料的技术发展趋势与下游应用产业的薄膜技术发展趋势息息相关,随着应用产业在薄膜产品或元件上的技术改进,靶材技术也应随之变化。如Ic制造商.近段时间致力于低电阻率铜布线的开发,预计未来几年将大幅度取代原来的铝膜,这样铜靶及其所需阻挡层靶材的开发将刻不容缓。另外,近年来平面显示器(FPD)大幅度取代原以阴极射线管(CRT)为主的电脑显示器及电视机市场.亦将大幅增加ITO靶材的技术与市场需求。此外在存储技术方面。高密度、大容量硬盘,高密度的可擦写光盘的需求持续增加.这些均导致应用产业对靶材的需求发生变化。下面我们将分别介绍靶材的主要应用领域,以及这些领域靶材发展的趋势。
磁控溅射靶材:锆靶,铪靶
磁控溅射靶材种类:
金属溅射镀膜靶材,合金溅射镀膜靶材,陶瓷溅射镀膜靶材,硼化物陶瓷溅射靶材,碳化物陶瓷溅射靶材,氟化物陶瓷溅射靶材,氮化物陶瓷溅射靶材,氧化物陶瓷靶材,硒化物陶瓷溅射靶材,硅化物陶瓷溅射靶材,硫化物陶瓷溅射靶材,碲化物陶瓷溅射靶材,其他陶瓷靶材,掺铬一氧化硅陶瓷靶材(Cr-SiO),磷化铟靶材(InP),砷化铅靶材(PbAs),砷化铟靶材(InAs)。 [2]
磁控溅射原理:
在被溅射的靶较(阴极)与阳极之间加一个正交磁场和电场,在高真空室中充入所需要的惰性气体(通常为Ar气),*磁铁在靶材料表面形成250~350高斯的磁场,同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下,Ar气电离成正离子和电子,靶上加有一定的负高压,从靶较发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大,在阴极附近形成高密度的等离子体,Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面,以很高的速度轰击靶面,使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。磁控溅射一般分为二种:直流溅射和射频溅射,其中直流溅射设备原理简单,在溅射金属时,其速率也快。而射频溅射的使用范围更为广泛,除可溅射导电材料外,也可溅射非导电的材料,同时还可进行反应溅射制备氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射频的频率提高后就成为微波等离子体溅射,如今,常用的有电子回旋共振(ECR)型微波等离子体溅射。
BCC(BusinessCommunicationsCompany,商业咨询公司)较新的统计报告指出,**靶材市场将以8.8%的年平均增长率(AAGR)在今后的5年内持续增长,估计销售额将从1999年的7.2亿美元增加到2004年的11亿美元。靶材是一种具有高附加价值的特种电子材料,主要使用在微电子,显示器,存储器以及光学镀膜等产业上,用以溅射用于尖端技术的各种薄膜材料。BCC的报告显示:**的上述产业在1999年使用了2.88百万公斤靶材。换算为面积,则溅射了363百万平方米的薄膜。而若以单位靶材来计算,**在1999年则大约使用了37400单位的靶材。这里所要指出的是,随着应用产业的不同,靶材的形状与大小也有所差异,其直径从15Gm到3m都有,而上述的统计资料,则是平均化后的结果。 [1]
磁控溅射镀膜是一种新型的物理气相镀膜方式,相比于蒸发镀膜方式,其在很多方面有相当明显的优势。作为一项已经发展的较为成熟的技术,磁控溅射已经被应用于许多领域。
溅射技术
溅射是制备薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集,而形成高速度能的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体是制备溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。各种类型的溅射薄膜材料无论在半导体集成电路、太阳能光伏、记录介质、平面显示以及工件表面涂层等方面都得到了广泛的应用。