新材料之高純?yōu)R射靶材行業(yè)

 濺射靶材作為一種新材料，對(duì)于普通大眾而言相對(duì)陌生，但我們?nèi)粘Ｋ玫碾娮赢a(chǎn)品大多都含有這類(lèi)新材料。其中，半導(dǎo)體芯片、平板顯示器、太陽(yáng)能電池等下游工業(yè)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性等方面有較高的要求，因此對(duì)濺射靶材也提出了較高質(zhì)量要求。目前，我國(guó)該行業(yè)發(fā)展落后于美國(guó)和日本等國(guó)家。
一、濺射靶材簡(jiǎn)介
超大規(guī)模集成電路制造過(guò)程中要反復(fù)用到的濺射（Sputtering）工藝屬于物理氣相沉積（PVD）技術(shù)的一種，是制備電子薄膜材料的主要技術(shù)之一，它利用離子源產(chǎn)生的離子，在高真空中經(jīng)過(guò)加速聚集，而形成高速度能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發(fā)生動(dòng)能交換，使固體表面的原子離開(kāi)固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。一般來(lái)說(shuō)，濺射靶材主要由靶坯、背板等部分構(gòu)成，其中，靶坯是高速離子束流轟擊的目標(biāo)材料，屬于濺射靶材的核心部分，在濺射鍍膜過(guò)程中，靶坯被離子撞擊后，其表面原子被濺射飛散出來(lái)并沉積于基板上制成電子薄膜；由于高純度金屬?gòu)?qiáng)度較低，而濺射靶材需要安裝在專用的機(jī)臺(tái)內(nèi)完成濺射過(guò)程，機(jī)臺(tái)內(nèi)部為高電壓、高真空環(huán)境，因此，超高純金屬的濺射靶坯需要與背板通過(guò)不同的焊接工藝進(jìn)行接合，背板起到主要起到固定濺射靶材的作用，且需要具備良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。
濺射靶材的種類(lèi)較多，即使相同材質(zhì)的濺射靶材也有不同的規(guī)格。按照不同的分類(lèi)方法，能夠?qū)R射靶材分為不同的類(lèi)別，主要分類(lèi)情況如下：
1、按形狀分類(lèi):長(zhǎng)靶、方靶、圓靶
2、按化學(xué)成份分類(lèi): 金屬靶材（純金屬鋁、鈦、銅、鉭等）、合金靶材（鎳鉻合金、鎳鈷合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）
3、按應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi): 半導(dǎo)體芯片靶材、平面顯示器靶材、太陽(yáng)能電池靶材、信息存儲(chǔ)靶材、工具改性靶材、電子器件靶材、其他靶材
在濺射靶材應(yīng)用領(lǐng)域中，半導(dǎo)體芯片對(duì)濺射靶材的金屬材料純度、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等方面都設(shè)定了極其苛刻的標(biāo)準(zhǔn)，需要掌握生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐才能制成符合工藝要求的產(chǎn)品，因此，半導(dǎo)體芯片對(duì)濺射靶材的要求是最高的，價(jià)格也最為昂貴；相較于半導(dǎo)體芯片，平面顯示器、太陽(yáng)能電池對(duì)于濺射靶材的純度和技術(shù)要求略低一籌，但隨著靶材尺寸的增大，對(duì)濺射靶材的焊接結(jié)合率、平整度等指標(biāo)提出了更高的要求。此外，濺射靶材需要安裝在濺射機(jī)臺(tái)內(nèi)完成濺射過(guò)程，濺射機(jī)臺(tái)專用性強(qiáng)，對(duì)濺射靶材的形狀、尺寸和精度也設(shè)定了諸多限制。