中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈里面,，一個(gè)小而美的材料,，那就是靶材。從名稱中不難理解,，靶材就是要被射中的靶,，但是這里我們所說(shuō)的靶材并不是射箭的那個(gè)靶材，而是高速核能粒子,，通過(guò)不同的靶材,，就可得到不同的膜系。雖然靶材并不像硅片或者光刻膠一樣顯眼,，但是作用不可小覷,。
什么是靶材？
不少人可能對(duì)靶材比較陌生,，可是它卻早早潛伏在你的生活中,，比如我們形影不離的手機(jī)。芯片是手機(jī)的靈魂,，那我們這里所說(shuō)的靶材就是芯片的靈魂,，芯片上有很多密密麻麻的金屬線,，這些金屬線并不是人工焊上去的,，而是必須要高純度的金屬靶材，通過(guò)濺射的方式完成,。濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù),，它利用離子源產(chǎn)生的離子，在真空中經(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,。
濺射靶材的種類
濺射靶材的種類相當(dāng)多,，即使相同材質(zhì)的靶材又有不同的規(guī)格。
按照形狀分類,，長(zhǎng)靶,、方靶、圓靶
按照成分分類,，金屬靶材,、合金靶材,、陶瓷化合物靶材
陶瓷化合物靶材根據(jù)化學(xué)組成及應(yīng)用的組成分類，也是今天要講的重點(diǎn),。
按照應(yīng)用分類,，分為半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)陶瓷靶材、顯示陶瓷靶材,、磁記錄陶瓷靶材,、光記錄陶瓷靶材、超導(dǎo)陶瓷靶材,、巨磁電阻陶瓷靶材等,。
按化學(xué)組成，可分為氧化物陶瓷靶材,、硅化物陶瓷靶材,、氮化物陶瓷靶材、氟化物陶瓷靶材和硫化物陶瓷靶材等,。其中平面顯示ITO陶瓷靶材國(guó)內(nèi)已廣泛生產(chǎn)應(yīng)用,。
陶瓷靶材的應(yīng)用
1、ITO陶瓷靶材
ITO（氧化銦錫）靶材是濺射靶材中陶瓷靶材（化合物靶材）的一種,，在顯示靶材中占比將近50%,。ITO靶材就是將氧化銦和氧化錫粉末按一定比例混合后經(jīng)過(guò)一系列的生產(chǎn)工藝加工成型，再高溫氣氛燒結(jié)（1600度,，通氧氣燒結(jié)）形成的黑灰色陶瓷半導(dǎo)體,。
在平面顯示器制造過(guò)程中，ITO陶瓷靶材是用來(lái)制作透明電極的,。ITO靶材經(jīng)過(guò)磁控濺射在玻璃上或其他基底形成一層100nm左右的透明導(dǎo)電功能薄膜（TCO）,，薄膜經(jīng)過(guò)刻蝕后即可作為各種透明電極。目前,，ITO陶瓷靶材已經(jīng)在國(guó)內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn),。
2、柵極高電介質(zhì)膜用陶瓷靶材
半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)陶瓷靶材,，主要應(yīng)用于柵極電介質(zhì)膜,，隨著動(dòng)態(tài)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器向高集成度、大容量的發(fā)展,，新型高介電薄膜的研制也日益迫切,。HfO2薄膜由于具有高介電常數(shù)、高介電強(qiáng)度,、低介電損耗,、低漏電流及良好的電容——電壓特性，良好的穩(wěn)定性以及能與基體硅的牢固結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前途的新型絕緣介質(zhì)膜,。
3,、鈣鈦礦型稀土氧化物巨磁電阻陶瓷靶材
稀土氧化物巨磁電阻材料應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，而且具有金屬多層膜巨磁電阻材料不可比擬的優(yōu)點(diǎn),。1999年稀土氧化物巨磁電阻材料器件市場(chǎng)達(dá)30億美元,，相應(yīng)靶材市場(chǎng)達(dá)3億美元。隨著全球“卡式消費(fèi)”時(shí)代到來(lái),，稀土氧化物巨磁電阻靶材市場(chǎng)將急劇增大,。目前，在我國(guó)大力開(kāi)發(fā)稀土錳氧化巨磁電阻陶瓷靶材將促進(jìn)稀土材料向功能薄膜應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展,，帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
陶瓷靶材的特性要求
為了提高濺射效率及確保沉積薄膜的質(zhì)量,，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明,，對(duì)濺射陶瓷靶材有以下要求：
純度。陶瓷靶材的純度對(duì)濺射薄膜的性能影響挺大,，陶瓷靶材的純度越高,，濺射薄膜的均應(yīng)性和批量產(chǎn)品質(zhì)量的一致性挺好。
密度,。為了減少陶瓷靶材中的氣孔,，提高薄膜的性能，一般要求濺射陶瓷靶材具有高密度,。
成分與結(jié)構(gòu)均勻性,。為保證濺射薄膜均勻，尤其在復(fù)雜的大面積鍍膜應(yīng)用方面,，必須做到靶材成分與結(jié)構(gòu)均勻性好,，這也是考慮陶瓷靶材質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,。
濺射陶瓷靶材制作面臨主要技術(shù)問(wèn)題
1,、如何提高濺射靶材利用率
在平面磁控濺射過(guò)程中，由丁正交電磁場(chǎng)對(duì)濺射離子的作用關(guān)系,，濺射靶在濺射過(guò)程中將產(chǎn)生不均勻沖蝕（Ersion）現(xiàn)象,，從而造成濺射靶材的利用率普遍低下，只有30%左右,。近年來(lái),，設(shè)備改善后靶材的利用率提高到50%左右。怎樣提高濺射靶材的利用率是今后研究設(shè)計(jì)靶材,、濺射設(shè)備的主要發(fā)展方向之一,。
2、解決濺射過(guò)程中的微粒飛濺
濺射鍍膜過(guò)程中，致密度較小的濺射靶受轟擊時(shí),，由于靶材內(nèi)部孔隙內(nèi)存在的氣體突然釋放,，造成大尺寸的靶材或微粒飛濺，這些微粒的出現(xiàn)會(huì)降低薄膜品質(zhì),。一般,，粉末冶金工藝制備的濺射靶材大都存在致密度低的問(wèn)題，容易造成微粒飛濺,，對(duì)粉未冶金濺射靶材則應(yīng)提高原料粉木純度,，并采用等離子燒結(jié)、微波燒結(jié)等快速致密化技術(shù),，以降低靶材孔隙率,。
3、解決靶材的結(jié)晶取向
靶材濺射時(shí),，靶材中的原子最容易沿著密排面方向擇優(yōu)濺射出來(lái),。材料的結(jié)晶方向?qū)R射速率和濺射膜層的厚度均勻性影響較大。因此,，獲得一定結(jié)晶取向的靶材結(jié)構(gòu)對(duì)解決上述問(wèn)題至關(guān)重要,，但要使靶材組織獲得一定取向的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，存在較大難度,。只有根據(jù)靶材的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn),、采用不同的成型方法，熱處理工藝進(jìn)行控制,。
靶材發(fā)展趨勢(shì)
小靶材,，大作用，作為芯片靈魂般的存在,，靶材在我國(guó)的國(guó)產(chǎn)化率竟然不足10%,，在靶材產(chǎn)業(yè)鏈中我國(guó)主要集中在中低端領(lǐng)域，靶材制造環(huán)節(jié)和靶材鍍膜環(huán)節(jié),，技術(shù)壁壘相對(duì)較低一些,，國(guó)內(nèi)靶材企業(yè)大多集中在這一領(lǐng)域。隨著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體集成電路,、記錄介質(zhì),、平面顯示及工作表面涂層等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為中國(guó)靶材制造業(yè)的發(fā)展提供機(jī)遇和挑戰(zhàn),，如何解決以上問(wèn)題,，為國(guó)內(nèi)外用戶提供高質(zhì)量的濺射靶材，是擺在國(guó)內(nèi)材料工作者面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,。
參考來(lái)源：
陳建軍等人：濺射靶材的種類,、應(yīng)用、制備及發(fā)展趨勢(shì)
吳智華等人：陶瓷靶材的 發(fā)展與應(yīng)用
惠耀輝等人：高性能ITO陶瓷靶材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
張明杰等人：ITO陶瓷靶材的制備方法及研究現(xiàn)狀
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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