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鋯靶材

點擊次數:256   更新時間:2021-11-09 10:28:46     來源:本站

膜靶材是通過磁控濺射、多弧離子鍍或其他類型的鍍膜系統在適當工藝條件下濺射在基板上形成各種功能薄膜的濺射源。簡單說的話,靶材就是高速荷能粒子轟擊的目標材料,用于高能激光武器中,不同功率密度、不同輸出波形、不同波長的激光與不同的靶材相互作用時,會產生不同的殺傷破壞效應。例如:蒸發磁控濺射鍍膜是加熱蒸發鍍膜、鋁膜等。更換不同的靶材(如鋁、銅、不銹鋼、鈦、鎳靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。

應用領域

眾所周知,靶材材料的技術發展趨勢與下游應用產業的薄膜技術發展趨勢息息相關,隨著應用產業在薄膜產品或元件上的技術改進,靶材技術也應隨之變化。如Ic制造商.近段時間致力于低電阻率銅布線的開發,預計未來幾年將大幅度取代原來的鋁膜,這樣銅靶及其所需阻擋層靶材的開發將刻不容緩。另外,近年來平面顯示器(FPD)大幅度取代原以陰極射線管(CRT)為主的電腦顯示器及電視機市場.亦將大幅增加ITO靶材的技術與市場需求。此外在存儲技術方面。高密度、大容量硬盤,高密度的可擦寫光盤的需求持續增加.這些均導致應用產業對靶材的需求發生變化。下面我們將分別介紹靶材的主要應用領域,以及這些領域靶材發展的趨勢。

微電子領域

在所有應用產業中,半導體產業對靶材濺射薄膜的品質要求是最苛刻的。如今12英寸(300衄口)的硅晶片已制造出來.而互連線的寬度卻在減小。硅片制造商對靶材的要求是大尺寸、高純度、低偏析和細晶粒,這就要求所制造的靶材具有更好的微觀結構。靶材的結晶粒子直徑和均勻性已被認為是影響薄膜沉積率的關鍵因素。另外,薄膜的純度與靶材的純度關系極大,過去99.995%(4N5)純度的銅靶,或許能夠滿足半導體廠商0.35pm工藝的需求,但是卻無法滿足如今0.25um的工藝要求,而未米的0.18um}藝甚至0.13m工藝,所需要的靶材純度將要求達到5甚至6N以上。銅與鋁相比較,銅具有更高的抗電遷移能力及更低的電阻率,能夠滿足!導體工藝在0.25um以下的亞微米布線的需要但卻帶米了其他的問題:銅與有機介質材料的附著強度低.并且容易發生反應,導致在使用過程中芯片的銅互連線被腐蝕而斷路。為了解決以上這些問題,需要在銅與介質層之間設置阻擋層。阻擋層材料一般采用高熔點、高電阻率的金屬及其化合物,因此要求阻擋層厚度小于50nm,與銅及介質材料的附著性能良好。銅互連和鋁互連的阻擋層材料是不同的.需要研制新的靶材材料。銅互連的阻擋層用靶材包括Ta、W、TaSi、WSi等.但是Ta、W都是難熔金屬.制作相對困難,如今正在研究鉬、鉻等的臺金作為替代材料。

顯示器用

平面顯示器(FPD)這些年來大幅沖擊以陰極射線管(CRT)為主的電腦顯示器及電視機市場,亦將帶動ITO靶材的技術與市場需求。如今的iTO靶材有兩種.一種是采用納米狀態的氧化銦和氧化錫粉混合后燒結,一種是采用銦錫合金靶材。銦錫合金靶材可以采用直流反應濺射制造ITO薄膜,但是靶表面會氧化而影響濺射率,并且不易得到大尺寸的臺金靶材。如今一般采取第一種方法生產ITO靶材,利用L}IRF反應濺射鍍膜.它具有沉積速度快.且能精確控制膜厚,電導率高,薄膜的一致性好,與基板的附著力強等優點l。但是靶材制作困難,這是因為氧化銦和氧化錫不容易燒結在一起。一般采用ZrO2、Bi2O3、CeO等作為燒結添加劑,能夠獲得密度為理論值的93%~98%的靶材,這種方式形成的ITO薄膜的性能與添加劑的關系極大。日本的科學家采用Bizo作為添加劑,Bi2O3在820Cr熔化,在l500℃的燒結溫度超出部分已經揮發,這樣能夠在液相燒結條件下得到比較純的ITO靶材。而且所需要的氧化物原料也不一定是納米顆粒,這樣可以簡化前期的工序。采川這樣的靶材得到的ITO薄膜的屯阻率達到8.1×10n-cm,接近純的ITO薄膜的電阻率。FPD和導電玻璃的尺寸都相當火,導電玻璃的寬度甚至可以達到3133_,為了提高靶材的利用率,開發了不同形狀的ITO靶材,如圓柱形等。2000年,國家發展計劃委員會、科學技術部在《當前優先發展的信息產業重點領域指南》中,ITO大型靶材也列入其中。

存儲用

在儲存技術方面,高密度、大容量硬盤的發展,需要大量的巨磁阻薄膜材料,CoF~Cu多層復合膜是如今應用廣泛的巨磁阻薄膜結構。磁光盤需要的TbFeCo合金靶材還在進一步發展,用它制造的磁光盤具有存儲容量大,壽命長,可反復無接觸擦寫的特點。如今開發出來的磁光盤,具有TbFeCo/Ta和TbFeCo/Al的層復合膜結構,TbFeCo/AI結構的Kerr旋轉角達到58,而TbFeCofFa則可以接近0.8。經過研究發現,低磁導率的靶材高交流局部放電電壓l抗電強度。

基于鍺銻碲化物的相變存儲器(PCM)顯示出顯著的商業化潛力,是NOR型閃存和部分DRAM市場的一項替代性存儲器技術,不過,在實現更快速地按比例縮小的道路上存在的挑戰之一,便是缺乏能夠生產可進一步調低復位電流的完全密閉單元。降低復位電流可降低存儲器的耗電量,延長電池壽命和提高數據帶寬,這對于當前以數據為中心的、高度便攜式的消費設備來說都是很重要的特征。 


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