集成电路制造用溅射靶材的应用及发展趋势
溅射靶材市场分析报告
溅射靶材市场分析报告1.引言1.1 概述概述溅射靶材作为一种重要的微电子材料，广泛应用于半导体制造、信息存储、光学涂层等领域。
随着微电子产业的快速发展，溅射靶材市场也呈现出蓬勃的增长势头。
本报告旨在对溅射靶材市场进行全面分析，深入了解其市场规模、趋势以及未来发展前景，为投资者和行业参与者提供准确的市场信息和战略参考。
通过对溅射靶材市场的深入研究，我们将为读者呈现出一个真实、客观的市场画面，为行业发展指明方向。
1.2 文章结构文章结构:本报告分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将对溅射靶材市场进行概述，介绍本报告的结构和目的，并对溅射靶材市场进行总结。
正文部分将分为溅射靶材市场定义、溅射靶材市场规模分析和溅射靶材市场趋势展望三个小节，对溅射靶材市场的定义、市场规模以及未来发展趋势进行详细分析和阐述。
结论部分将总结报告中的主要发现，展望溅射靶材市场的市场前景，并对整个报告进行总结。
1.3 目的：本报告的主要目的是分析当前溅射靶材市场的情况，并对未来的发展趋势进行展望。
通过深入研究溅射靶材市场的定义、规模及趋势，我们希望为相关行业的从业者、投资者和政策制定者提供有益的参考和指导。
同时，本报告也旨在为企业制定战略决策提供客观、全面的信息支持，帮助其在激烈的市场竞争中把握机遇、规避风险。
通过对市场的分析和展望，我们期望能够为相关利益方提供价值，促进溅射靶材市场的健康发展和持续增长。
1.4 总结总结部分：通过本报告的分析，我们可以看到溅射靶材市场正在呈现出稳步增长的趋势。
随着新技术的不断涌现和市场需求的不断增加，溅射靶材市场规模也在不断扩大。
我们预计未来几年内，溅射靶材市场将继续保持稳健增长，并且在各个领域都将有广阔的发展空间。
在市场竞争日益激烈的背景下，制造商需要不断提高自身的研发能力和产品质量，以满足市场需求。
同时，政府和行业协会也需加强相关政策的制定和监管，以促进溅射靶材市场的健康发展。
总的来说，溅射靶材市场有着巨大的发展潜力，相关企业和机构需要保持敏锐的市场洞察力和积极的行动力，以抓住市场机遇，取得更大的成绩。
溅射靶材的种类、应用、制备及发展趋势
摘
要： 随着电子及信息 产业 突飞猛进 的发展 ， 世界溅射靶材 的需求量越来越 大。文 章介 绍 了溅射
靶材 的种类 、 应用及 制备情况 。并对靶 材的发展趋 势作了探讨 。
关键词 ： 溅射 ； 材 ； 类 ； 用 ； 备 ； 靶 种 应 制 发展 趋 势 中图 分 类 号 ： Ｇ ４ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０３— ５０ ２０ ）４ ０ ８ ０ １０ ５ ４ （０６ ０ —０３ — ４
其溅 射产 品 主要包 括 电极 互 连 线膜 、 阻挡 层 薄膜 、 接 触 薄膜 、 盘 掩 膜 、 光 电容 器 电极 膜 、 阻薄 膜 等 。 电 其
方靶如 ＩＯ靶 材 （０ Ｔ ３０×３０厚 度 可 按 用 户 的 要 求 ） ０ 、
圆靶 如 Ｆ ，Ｏ ２ ｅ ｙ ｘ ３ ９ 靶 （ ５×１ ） Ｆ５Ｔ ４（ ５× 凹 ０ 、 ｅ ｂ６ 凹 ４
录介质 陶瓷 靶材 、 示 陶瓷 靶 材 、 显 超导 陶瓷 靶材 和 巨
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 ， 轰击 的 固体 是 用溅 射 法 沉 积 被 薄膜 的原 材料 ， 为溅射 靶材 。 称 各种 类型 的溅 射薄膜 材料 无 论在 半 导 体集 成 电 路、 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 。 因此 ， 溅 射 靶 材 这 一 具 有 高 对
氧 化 物 、 化 物 、 化 物 、 化 物 … 硅 碳 硫
２ 溅射靶材 的应用
溅射 靶材 主 要 应 用 于 电子 及 信 息 产 业 ， 集 成 如 电路 、 息存储 、 晶显示 屏 、 光存 储 器 、 信 液 激 电子控 制 器件 等 ； 亦可应 用 于玻璃 镀膜 领 域 ； 可 以应 用 于耐 还 磨 材料 、 高温 耐蚀 、 高档装 饰 用品 等行业 。
国内外磁控溅射靶材的现状及发展趋势
国内外磁控溅射靶材的现状及发展趋势摘要：目前，国内外正在不断扩大应用磁控溅射技术的范围，促使磁控溅射现已发展成为镀膜工业生产中一项最关键的技术，但同时磁控溅射中的靶材也显现出一些不足。
基于此，本文就磁控溅射靶材，探讨了国内外的研究现状及其发展趋势，仅供参考。
关键词：磁控溅射；国内外；现状；靶材；发展趋势目前，磁控溅射技术具有十分广阔的发展前景。
而其中的靶材以其温升不快、沉积速度较高的特点现已被十分广泛地用于制备各种各样的材料薄膜。
因此，与各个磁控溅射过程有关的物理机制方面的研究，便越发显得重要。
作为工业真空镀膜消耗的重要部件之一，靶材的特性密切联系着薄膜的实际质量与镀膜的总成本投入，所以，在生产真空镀膜的过程中，应高度重视对靶材性能的改进以及靶材利用率的提高。
1 国内外磁控溅射靶材的种类划分和应用根据磁控溅射靶材的不同成分、形状及其应用范畴，可以有针对性地选用相应的分类方法。
其中按不同的材料成分，可将靶材划分为金属、合金、无机非金属、复合等类型的靶材。
而且又可以将无机非金属靶材划分为硅化物、氧化物、氮化物、氟化物等类型的靶材。
而按不同的几何形状，可将靶材划分为正（长）方体形、圆柱体形、不规则形状等类型的靶材；另外，还可将靶材划分为空心和实心这两种靶材。
现阶段，最常用的靶材分类方法，便是按不同的靶材应用领域来划分靶材的类型，一般涉及半导体、记录介质、显示薄膜、光学、超导等领域用的靶材类型。
而其中的半导体、记录介质、显示这三类领域用的靶材具有最大的市场需求规模。
而上述这些磁控溅射靶材一般应用在电子工业和信息产业领域，比如，用于集成电路、存储信息、液晶存储以及生产激光存储器、液晶显示屏、电子控制器件等部件，除此以外，还可以应用在镀膜玻璃生产领域，或者应用在高温耐蚀、耐磨材料、金属泡沫材料、化学电镀、高档装饰用品等工业领域。
2 磁控溅射靶材应用现状问题及其解决方法2.1 靶材利用率普遍不高在进行平面磁控溅射时，因为正交电磁场会作用溅射离子，所以在溅射当中，溅射靶材将会出现冲蚀不均匀的现象，进而降低溅射靶材的实际利用率，导致仅约为30％。
溅射靶材的应用及发展前景
级 到微米级 ， 再到纳 米级。 个单元器 每 件 内部 由衬底 、 缘层 、 质层 、 体 绝 介 导 层 及保 护层 等 组成 ， 中， 其 介质 层 、 导 体 层甚至保护层 都要用到溅射镀 膜工
艺， 因此 溅射靶 材是 制备 集成 电路 的 核 心材 料之 一 。 半导 体镀 膜用 靶材 主
１０ Ｍ ０ ０ Ｑ电阻 ， 而且 电阻温度 系数小 、
ห้องสมุดไป่ตู้
（ ） 、 （ ） 镍 （ ） 钨 （ ） 钛 Ｔｉ靶 锆 Ｚｒ 、 Ｎｉ、 Ｗ 、 铝 （ ｉ ）不锈钢靶 等。 Ｔ Ａ１、
２ 工模 具镀 膜 ．
工模 具镀 膜主 要是 用于 工具 、 模
具的表面强化 ， 能显著提高 工具、 模具 的使用 寿命 和被 加工零 件 的质量 。 近 年来 ， 在航 空航 天和 汽车产 业 发展 的
以物理 气 相沉 积 （ ＰＶＤ） 化学 气相 和
球 范 围 内靶 材 的 市 场需 求量 每 年 以
沉积 （ ＶＤ） Ｃ 为主 要工 艺方 法 的真空
镀膜技术取得 了突飞猛进 的发展，
２％的速 度增 长， 国作 为全球 制 造 ０ 中
业 大 国 ， 靶材 的市 场需求 量更 是每 其 年 以超 过 ３ ％的速 度 增长 。 不计 贵 ０ 若 金 属靶 材 ， 保守 估计 目前每 年各 领域
民 币左 右 。
求量 快速 增 长 ， 材 主要 品种 有 ： 靶 银
（ 靶、 靶、ｉ 、 ａｇ） Ｃｒ Ｔ 靶 镍铬 （ Ｃｒ靶 、 Ｎｉ ）
薄膜 技术 就 没有平 板显 示器 件 。 平板
显 示 器 多 由 金 属 电极 、 明导 电 极 、 透 绝
１ 装饰 镀膜 ．
高纯溅射靶材的用途
高纯溅射靶材的用途
高纯溅射靶材是一种用于制备薄膜的材料，在半导体、太阳能、光
存储等领域得到广泛应用。
以下是高纯溅射靶材在不同领域中的用途：
1.半导体制造：高纯溅射靶材是制备半导体材料的重要原材料。
在半导体制造过程中，高纯溅射靶材通过物理气相沉积（PVD）技术制备薄膜。
这种技术不仅可以制备高质量的薄膜，还可以达到一定的生产成
本效益和生产效率。
2. 太阳能电池制造：太阳能电池是转换太阳能为电能的设备。
高纯溅
射靶材可以通过PVD技术制备具有高效能和稳定性能的太阳能电池。
这种材料可以增加太阳能电池的转换效率，使太阳能电池更具有竞争力。
3. 光存储器件制造：高纯溅射靶材在光存储器件制造中也起着重要作用。
光存储器件是一种存储信息的设备，通过激光束记录数据，具有
高速度、高密度等特点。
高纯溅射靶材可以提高光存储器件的制备工艺，加强光学特性、物理特性等方面的控制。
4. 导电和高温材料：高纯溅射靶材在制备导电和高温材料中也有着广
泛的应用。
在特殊环境下，这种材料具有极高的耐高温性，因此可以
制备出在高温环境下工作的元件。
总之，高纯溅射靶材是一种非常重要的原材料，它在半导体、太阳能、
光存储等领域的应用非常广泛，可以制备出高质量的薄膜、太阳能电池、光存储器件、导电和高温材料等。
2024年溅射靶材市场发展现状
2024年溅射靶材市场发展现状概述溅射靶材是工业生产中广泛应用的一种材料，主要用于金属薄膜的制备。
随着新兴行业如集成电路、太阳能电池等的发展，溅射靶材市场正逐步扩大。
本文旨在分析溅射靶材市场的发展现状，并展望其未来前景。
市场规模根据市场研究机构的数据显示，全球溅射靶材市场规模在近年来持续增长。
预计到2025年，市场规模将超过100亿美元。
市场增长的主要驱动因素包括新兴领域的需求增加、技术创新以及能源行业的发展。
市场分析1.材料类型：溅射靶材市场的材料类型多种多样，主要包括金属靶材和合金靶材。
金属靶材在溅射工艺中占据主导地位，但合金靶材由于具有更好的性能，正在逐渐蚕食市场份额。
2.应用领域：溅射靶材广泛应用于集成电路制造、太阳能电池、涂层制备等领域。
其中，集成电路制造是最主要的应用领域，占据了溅射靶材市场的较大份额。
随着新兴领域的快速发展，太阳能电池等应用领域的需求也在迅速增加。
3.市场地区：全球溅射靶材市场呈现出分布不均的特征。
今日，亚太地区是全球溅射靶材市场的主要消费地区，其市场份额超过40%。
除此之外，北美和欧洲地区也是重要的市场，市场规模逐步扩大。
未来，随着新兴市场的崛起，溅射靶材市场的地区分布将会进一步呈现出多样性。
市场竞争溅射靶材市场竞争激烈，主要的市场参与者包括Praxair Surface Technologies，JX Nippon Mining＆Metals Corporation，Heraeus Materials Technology GmbH等知名厂商。
在竞争中，产品质量、创新能力以及供应链管理等方面成为了厂商争夺市场份额的关键因素。
市场挑战与机遇溅射靶材市场面临着一系列挑战和机遇。
其中，技术创新是最重要的机遇之一。
随着新兴行业的快速发展，市场对高纯度、高性能溅射靶材的需求不断增加。
技术创新将帮助厂商提高产品质量和性能，抢占市场先机。
然而，市场仍然存在一些挑战。
首先，溅射靶材的生产成本较高，这限制了市场的发展。
集成电路制造用溅射靶材的应用及发展趋势
集成电路制造用溅射靶材的应用及发展趋势在半导体集成电路制造工艺过程中以具有较低电阻率的铜导体薄膜代替铝膜布线工艺; 在平面显示器产业中, 各种不同的显示器(如LCD、PDP、OL ED 及FED 等) 的同步发展, 以期有朝一日能大量取代体积大而笨重的阴极射线管显示器(CRT ) , 作为电脑及计算机的显示器; 在信息存储产业中, 磁介质记录机的存储容量不断增加, 新的光碟式记录体又不断推陈出新。
这些都对所需溅射靶材的质量提出了越来越高的要求, 在需求数量方面也是逐渐增加。
据统计1998 年全球使用了大约2690 t重的各类溅射靶材, 溅射出了317×1000000m²的薄膜; 而到了1999 年全球增加到使用了2880 t 重的各类溅射靶材, 溅射制作出了363×106m 2 的薄膜。
从我国近几年来电子信息产业的迅速发展情况来看, 6～ 12 英寸集成电路的生产线、光盘生产线及LCD、PDP 显示器生产线均有大量合资或独资企业出现。
我国已逐渐成为了世界上薄膜溅射靶材的最大需求地区之一, 这一巨大市场也必然受到世界上各大溅射靶材制造厂家的极大关注。
希望我们国内的有关研究机构和靶材制造企业, 对此也给予足够的重视, 积极针对不同产业使用的溅射靶材进行相关的技术开发, 逐步建立自主性的高级金属电子材料的制造产业。
集成电路产业集成电路用靶材在全球靶材市场占较大份额，其溅射产品主要包括电极互连线膜、阻挡层薄膜、接触薄膜、光盘掩膜、电容器电极膜、电阻薄膜等。
其中薄膜电阻器是薄膜昆合集成电路中用量最多的元件，而电阻薄膜用靶材中Ni—cr合金的用量很大。
一般来说，集成电路用溅射靶材的晶粒尺寸必须控制在100μ m以下，甚至其结晶取向也须控制，而在靶材的化学纯度方面，对于0．35μ m线宽工艺，要求靶材的化学纯度为4N5(99．995％)以上，0．25μ m线宽工艺，溅射靶材的化学纯度则必须在5N(99．999％)，甚至6N(99．9999％)以上。
溅射靶材前景
溅射靶材前景溅射靶材前景溅射靶材是一种特殊的材料，广泛应用于半导体、光伏、显示器、光电子等领域。
随着高科技产业的快速发展，溅射靶材的前景也变得越来越广阔。
首先，溅射靶材可以应用于半导体行业。
随着消费电子产品的快速普及，半导体行业迅速崛起。
溅射靶材作为半导体材料的重要组成部分，具有优异的导电性和热稳定性，可以提高电子元器件的性能和可靠性。
溅射靶材广泛应用于制造半导体元件和集成电路，为半导体行业的发展提供了重要的支持。
其次，溅射靶材在光伏领域有着巨大的应用潜力。
光伏行业是可再生能源的代表，具有广阔的市场前景。
溅射靶材作为光伏材料的重要组成部分，可以用于制造太阳能电池的薄膜层。
通过溅射靶材制造的太阳能电池具有高效转换率、稳定性好等优点，可以有效地利用太阳能资源，为光伏产业的发展做出贡献。
此外，溅射靶材还可以应用于显示器技术。
随着消费者对高品质显示器的需求不断增加，显示器技术正迅速发展。
溅射靶材作为显示屏材料的重要一环，可以制造高分辨率、高对比度、高亮度的显示器。
溅射靶材还具有良好的耐磨、抗腐蚀性能，能够保证显示器的使用寿命和稳定性。
在电子设备普及和高清晰度趋势的推动下，溅射靶材在显示器技术领域有着广阔的前景。
最后，溅射靶材在光电子领域也有广泛应用。
随着光通信和激光技术的快速发展，光电子领域对高纯度、高稳定性材料的需求不断增加。
溅射靶材作为光电子材料的重要组成部分，具有良好的光学性能和稳定性，可以用于制造光学镀膜、光纤、激光器等光电子器件。
溅射靶材的应用可以提高光电子器件的光学性能和稳定性，促进光电子领域的发展。
综上所述，溅射靶材在半导体、光伏、显示器和光电子等领域有着广阔的前景。
随着高科技产业的不断发展，溅射靶材市场的需求将不断增加。
为了更好地满足市场需求，相关企业应加大对溅射靶材的研发和生产力度，提高产品的质量和性能，为相关行业的发展做出更大的贡献。
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集成电路制造用溅射靶材的应用及发展趋势在半导体集成电路制造工艺过程中以具有较低电阻率的铜导体薄膜代替铝膜布线工艺; 在平面显示器产业中, 各种不同的显示器(如LCD、PDP、OL ED 及FED 等) 的同步发展, 以期有朝一日能大量取代体积大而笨重的阴极射线管显示器(CRT ) , 作为电脑及计算机的显示器; 在信息存储产业中, 磁介质记录机的存储容量不断增加, 新的光碟式记录体又不断推陈出新。
这些都对所需溅射靶材的质量提出了越来越高的要求, 在需求数量方面也是逐渐增加。
据统计1998 年全球使用了大约2690 t重的各类溅射靶材, 溅射出了317×1000000m²的薄膜; 而到了1999 年全球增加到使用了2880 t 重的各类溅射靶材, 溅射制作出了363×106m 2 的薄膜。
从我国近几年来电子信息产业的迅速发展情况来看, 6～ 12 英寸集成电路的生产线、光盘生产线及LCD、PDP 显示器生产线均有大量合资或独资企业出现。
我国已逐渐成为了世界上薄膜溅射靶材的最大需求地区之一, 这一巨大市场也必然受到世界上各大溅射靶材制造厂家的极大关注。
希望我们国内的有关研究机构和靶材制造企业, 对此也给予足够的重视, 积极针对不同产业使用的溅射靶材进行相关的技术开发, 逐步建立自主性的高级金属电子材料的制造产业。
集成电路产业集成电路用靶材在全球靶材市场占较大份额，其溅射产品主要包括电极互连线膜、阻挡层薄膜、接触薄膜、光盘掩膜、电容器电极膜、电阻薄膜等。
其中薄膜电阻器是薄膜昆合集成电路中用量最多的元件，而电阻薄膜用靶材中Ni—cr合金的用量很大。
一般来说，集成电路用溅射靶材的晶粒尺寸必须控制在100μ m以下，甚至其结晶取向也须控制，而在靶材的化学纯度方面，对于0．35μ m线宽工艺，要求靶材的化学纯度为4N5(99．995％)以上，0．25μ m线宽工艺，溅射靶材的化学纯度则必须在5N(99．999％)，甚至6N(99．9999％)以上。
集成电路产业在半导体或微电子相关产业中, 经常使用的溅射靶材如表1 所示。
与其他产业相比, 集成电路产业对于溅射靶及溅射薄膜的需求是最高乃至最苛刻的。
例如, 对于溅射所淀积薄膜的厚度均匀性的要求, 通常为3 倍的厚度分布标准偏差( standard deviat ion ) 应小于5%; 另外, 随着半导体布线宽度的不断减小, 对于镀膜的夹杂物(inclu sion) 及缺陷(defect) 的要求也愈来愈高。
这些对镀膜质量的严格要求反映到溅射靶时, 即为溅射靶材料的微观结构及化学纯度应符合相应工艺要求。
一般来说, 溅射靶材的晶粒尺寸必须控制在100 Lm 以下, 甚至其结晶结构的趋向性也必须受到控制, 而在靶材的化学纯度方面, 对于0. 35 Lm 线宽工艺, 要求靶材的化学纯度在4 N 5 (99. 995% ) 以上, 0. 25 Lm 线宽工艺, 溅射靶材的化学纯度则必须在5N (99. 999% ) , 甚至6N (99. 9999% ) 以上。
而随着晶片尺寸逐渐增大(8～ 12 英寸) , 相对来说所使用的溅射靶材尺寸也将随之增大。
此外, 除上述对溅射靶材在纯度与微观组织的要求外, 靶材的形状也必须能满足溅射设备生产厂的需求(Applied Materials, Varian, Anelva 及U lvac 等)。
在微电子产业(包括半导体集成电路、混合IC、薄膜电阻、薄膜电容等产业) 中使用溅射靶材总量统计和需求预测如表2 所示。
集成电路制造用溅射靶材类型在集成电路制造过程中, 溅射靶材用于制备互连线薄膜和阻挡层薄膜。
目前集成电路制造用得最多的互连线材料是Al 及Al 合金, 相应的阻挡层金属是Ti 或WTi 。
随着集成电路技术进入甚大规模集成电路(ULSI) 时代, 当器件特征尺寸缩小到深亚微米以下时, 由于铝线的抗电迁移和抗应力迁移能力较差,易形成布线空洞, 造成电路失效, 使铝金属互连的可靠性成为严重的问题, 采用金属铜布线成为发展方向。
铜与铝相比较, 具有更高的抗电迁移能力及更低的电阻率, 这意味着互连线在具有同等甚至更强电流承载能力的同时可以做得更小、更密集。
此外, 还可以将铜布线做得更薄, 从而减小相邻互连线之间的互相干扰。
低电阻还意味着提高了芯片速度。
目前世界上几乎每个生产130 nm 逻辑器件的公司都在使用铜工艺。
铜互连采用的阻挡层金属材料为Ta 。
近10 年来, 中国电子信息产品制造业以3 倍于GDP 增长的速度高速发展[1 ] , 集成电路作为信息产品的核心, 也保持着稳定的增长。
集成电路晶圆制造的基本操作可以分为4 大类: 薄膜制作、光刻、掺杂和热处理[2～3 ] 。
随着集成规模的逐步扩大、器件特征尺寸的降低, 线宽的减小和连线层数增加, 金属薄膜的制备已成为影响IC 发展的关键因素之一。
目前金属薄膜的制备方法有: 物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD 和电镀等。
世界上主要的集成电路制造用溅射靶材的生产厂家有: Tosoh SMD , Honeywell , Paxair (MRC) ,Nikko , Cabot 。
主要生产溅射系统的厂家有: Applied materials , Anelva , Novellus (Varian) , Ulvac , MRC 。
2000 年以来, 我国内地已成为全球半导体产业投资的热点地区, 集成电路制造业正迅猛发展,各种高纯金属溅射靶材的需求也逐年增多, 但由于原材料的限制, 高端靶材仍依赖进口, 加强对集成电路用高纯金属及其合金靶材的研究已迫在眉睫。
溅射靶材制作面临的重要技术课题1 如何提高溅射靶材利用率在平面磁控溅射过程中,由于正交电磁场对溅射离子的作用关系,溅射靶在溅射过程中将产生不均匀冲蚀(Erosion)现象,从而造成溅射靶材的利用率普遍低下。
因此如何提高溅射靶材的利用率受到极大地关注。
通常,长方形溅射靶的利用率(重量百分比)一般不超过28%;而圆形溅射靶不超过35%,实际上溅射靶材的利用率控制在25%左右。
2 大面积溅射靶材制作技术一般说来,除了信息存储产业外,其他各个产业如半导体硅片尺寸,平面显示器的尺寸的发展,都要求淀积基板朝着大型化方向发展的趋势。
如果进行简要计算特定尺寸基板所需的靶材尺寸,只需将基板尺寸(边长或直径)扩大20%即可。
这时,作为靶材制造厂商所面临的最大问题是如何确保大尺寸溅射靶材的微观结构与组织的均一性(Microstructural Uniformity)及避免产生缺陷(Defect)。
特别是溅射靶材的微观结构的均匀性对于溅射时的成膜速率、淀积薄膜的质量及厚度分布等均有很大的影响。
根据有关研究表明,细晶粒结构的溅射靶材的成膜速率大于粗晶粒靶。
因此,当靶材在面尺寸上的晶粒分布不均匀时,首先将造成淀积薄膜厚度分布的不均匀现象。
3 如何抑制溅射过程中微粒的产生溅射镀膜的过程中,所谓微粒(Particle)是指溅射靶受到高能离子轰击时产生的大尺寸的靶材颗粒或微粒,或成膜之后膜材受二次电子轰击出来形成的微粒。
这些微粒的产生对于所形成薄膜的质量有很大的影响,尤其是对于薄膜品质要求非常苛严的微电子产业。
如在VLSI制作工艺过程中,每150mm直径硅片所能允许的微粒数必须小于30个。
这些微粒产生的主要原因之一是由于溅射靶材的结构致密性不够,溅射时靶材内部孔隙内存在的气体突然释放所造成的。
这种飞溅微粒的现象最常发生在以粉末工艺制造的溅射靶(如热压成形、烧结、高温喷涂成型等)。
因此,如何提高溅射靶致密度亦是重要技术课题之一。
溅射靶材的发展趋势1 解决靶材利用率低在平面磁控溅射过程中,由于正交电磁场对溅射离子的作用关系,溅射靶在溅射过程中将产生不均匀冲蚀(Erosion)现象,从而造成溅射靶材的利用率普遍低下,只有30%左右。
近年来,设备改善后靶材的利用率提高到50%左右。
怎样提高溅射靶材的利用率是今后研究设计靶材、溅射设备的主要发展方向之一。
2 解决溅射过程中的微粒飞溅溅射镀膜的过程中,致密度较小的溅射靶受轰击时,由于靶材内部孔隙内存在的气体突然释放,造成大尺寸的靶材颗粒或微粒飞溅,或成膜之后膜材受二次电子轰击造成微粒飞溅。
这些微粒的出现会降低薄膜品质。
如在VLSI制作工艺过程中,每150 mm直径硅片所能允许的微粒数必须小于30个。
怎样解决溅射靶材在溅射过程中的微粒飞溅也是今后研究与设计靶材的发展方向之一。
一般,粉末冶金工艺制备的溅射靶材大都存在致密度低的问题,容易造成微粒飞溅。
因此,对熔融铸造法制备的靶材,可采用适当的热加工或热处理来提高其致密度;而对粉末冶金溅射靶材则应提高原料粉末纯度,并采用等离子烧结、微波烧结等快速致密化技术,以降低靶材孔隙率。
3 解决靶材的结晶取向靶材溅射时,靶材中的原子最容易沿着密排面方向择优溅射出来,材料的结晶方向对溅射速率和溅射膜层的厚度均匀性影响较大。
因此,获得一定结晶取向的靶材结构对解决上述问题至关重要。
但要使靶材组织获得一定取向的结晶结构,存在较大难度,只有根据靶材的组织结构特点,采用不同的成型方法,热处理工艺进行控制。
随着国内半导体集成电路、记录介质、平面显示及工作表面涂层等高技术产业的发展,为中国靶材制造业的发展提供了机遇和挑战。
怎样解决靶材制备过程中目前存在的靶材利用率低、溅射过程中微粒飞溅、靶材的结晶取向等问题,为国内外用户提供高质量的溅射靶材,是摆在国内材料工作者面前的现实问题。
湖南稀土金属材料研究院采用真空熔铸结合压力加工手段,制备稀土金属及合金溅射靶材,工艺合理,产品质量符合溅射靶材的特性要求,国内外用户反映良好。
【1】杨邦朝, 胡永达, 崔红玲溅射靶材的应用及发展趋势电子科技大学信息材料工程学院, 四川成都610054)【2】尚再艳，江轩, 李勇军, 杨永刚集成电路制造用溅射靶材(北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司, 北京102200)飞【3】杨邦朝,胡永达,崔红玲溅射靶材的应用及发展趋势 (电子科技大学信息材料工程学院,四川成都 610054)【4】。