溅射靶材的组成,结构,种类,以及应用有那些

发布时间:

2025-01-03


1. 组成

溅射靶材的组成取决于应用需求,可分为以下几类:

  • 金属靶材:单一金属元素,如铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、金(Au)、银(Ag)等。
  • 合金靶材:多种金属元素组成的合金,如铝硅(Al-Si)、铝铜(Al-Cu)。
  • 陶瓷靶材:非金属化合物,如氧化物(Al₂O₃、ZnO)、氮化物(TiN)、碳化物(SiC)。
  • 化合物靶材:如硫化物(MoS₂)、硅化物(NiSi₂)。
  • 复合靶材:多种材料的复合,例如金属和氧化物的复合靶材。

2. 结构

溅射靶材的内部微观结构和加工方式对性能有重要影响:

  • 致密性:高致密度靶材具有更高的溅射效率和均匀性。
  • 晶粒大小:晶粒越细小,薄膜的均匀性越高。
  • 均匀性:靶材的成分均匀性决定了沉积薄膜的均匀性。
  • 纯度:高纯度靶材减少了薄膜中的杂质,提升薄膜的电学、光学性能。

3. 种类

根据形状和使用特点,溅射靶材可分为:

  • 平面靶材:常见于平面溅射设备,形状多为矩形或圆盘。
  • 旋转靶材:用于大面积镀膜和高效生产,通常为圆柱形。
  • 特殊形状靶材:如异形靶材,满足特定应用需求。

根据功能分类:

  • 导电靶材:如铝、铜,主要用于电子元器件。
  • 透明导电靶材:如ITO(铟锡氧化物),用于触控屏、显示器。
  • 硬质涂层靶材:如TiN、CrN,用于刀具和模具。
  • 磁性靶材:如CoFe、NiFe,用于磁存储器件。

4. 应用

溅射靶材广泛应用于以下领域:

电子与半导体

  • 集成电路:铝、铜用于布线层;钛、钽用于扩散阻挡层。
  • 存储器:磁性靶材用于制造磁存储薄膜。
  • 显示器:ITO靶材用于触控屏、OLED、LCD显示器。

光学与光电

  • 光学薄膜:如抗反射膜、增透膜,常用SiO₂、TiO₂等靶材。
  • 太阳能电池:TCO(透明导电氧化物)靶材用于薄膜太阳能电池。

装饰与硬质涂层

  • 硬质工具涂层:如TiN、CrN,用于提高耐磨性和使用寿命。
  • 装饰性涂层:如金属靶材用于制造色彩鲜艳的装饰薄膜。

能源与环境

  • 储能装置:锂电池电极材料如LiCoO₂、LiMn₂O₄。
  • 气体传感器:如ZnO、SnO₂薄膜材料。

医疗与生物

  • 生物相容性涂层:如TiN、TiO₂,用于医疗植入物表面。

未来发展方向

  1. 高纯度与高致密化:提高薄膜性能的核心技术。
  2. 复合材料靶材:满足多功能薄膜的需求。
  3. 可持续性材料:开发环保型和资源节约型靶材。
  4. 大型化和复杂化:适应大面积和复杂形状镀膜设备的需要。
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