2024-09-02 19:07:22
超大规模集成电路制造过程中要反复用到的溅射(Sputtering)工艺属于PVD技术的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在高真空中经过加速聚集,而形成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,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。一般来说,溅射靶材主要由靶坯、背板等部分构成,其中,靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的主要部分,在溅射镀膜过程中,靶坯被离子撞击后,其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜;由于高纯度金属强度较低,而溅射靶材需要安装在特定的机台内完成溅射过程,机台内部为高电压、高真空环境,因此,超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行接合,背板起到主要起到固定溅射靶材的作用,且需要具备良好的导电、导热性能。 陶瓷靶材和金属靶材各自优缺点;中国台湾光伏行业陶瓷靶材
氧化铌靶材根据其镀膜工艺的不同分为平面靶材和旋转靶材两种,所需的氧化铌纯度均要求达到99.95%,但对氧化铌的物理性能指标要求不同。平面靶材的生产使用热压法,要求氧化铌粉末粒度细且均匀,成形性能好;旋转靶材采用热喷涂法生产,要求氧化铌具有良好的流动性及严格的粒度范围。旋转靶材是近些年新发展的一种靶材,与传统的平面靶材相比,旋转靶材相对于平面靶材具有很多的优点: 1、利用率高(70%以上),甚至可以达到90%; 2、溅射速度快,为平面靶的2-3倍; 3、有效地减少打弧和表面掉渣,工艺稳定性好等优点,因此近年来逐步替代了平面靶材。 针对国内尚未能生产靶材级高纯氧化铌的现状,在现有氧化铌湿法冶金生产工艺的基础上,以高纯铌液为原料,通过喷雾干燥造粒的方法实现对氧化铌产品粒度和粒形的控制,制取满足氧化铌靶材尤其是氧化铌旋转靶材生产要求的球形高纯氧化铌产品。产品纯度为99.95%、粒形为球形、粒度大小范围为50-150μm的高纯氧化铌产品。与国外同行生产厂家以高纯氧化铌产品为原料,需经过球磨、制浆、造粒、焙烧的工艺流程相比,具有工艺流程简单,生产成本低,粒度可控,产品成品率高的特点。产品完全能够满足生产氧化铌旋转靶材的要求。辽宁氧化物陶瓷靶材厂家溅射靶材绑定背板流程;
陶瓷靶材通常都会绑定背板一起使用。背板除了在溅射过程中可支撑陶瓷靶材,还可以在溅射过程中起到热传递的作用。陶瓷靶材的种类很多,应用范围多,主要用于微电子领域,显示器用,存储等领域。陶瓷靶材作为非金属薄膜产业发展的基础材料,已得到空前的发展。按化学组成,可分为氧化物陶瓷靶材、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。其中平面显示ITO陶瓷靶材国内已生产应用。ITO(氧化铟锡)靶材是溅射靶材中陶瓷靶材(化合物靶材)的一种,在显示靶材中占比将近50%。ITO靶材就是将氧化铟和氧化锡粉末按一定比例混合后经过一系列的生产工艺加工成型,再高温气氛烧结(1600度,通氧气烧结)形成的黑灰色陶瓷半导体。
薄膜晶体管液晶显示面板(TFT-LCD)是当前的主流平面显示技术。薄膜晶体管阵列的制作原理,是在真空条件下,利用离子束流去轰击固体,使固体表面的原子电离后沉积在玻璃基板上,经过反复多次的“沉积+刻蚀”,一层层(一般为7-12层)地堆积制作出薄膜晶体管阵列。这种被轰击的固体,即用溅射法沉积薄膜的原材料,就被称作溅射靶材。除LCD外,近年来快速发展的OLED面板产业靶材需求增长也十分明显。OLED典型结构是在氧化铟锡(ITO)玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料,ITO透明电极作为器件的阳极,钼或者合金材料作为器件的阴极。平板显示制造中主要使用的靶材为钼铝铜金属靶材和氧化铟锡(ITO)靶材。目前国内单条8.5代线ITO靶材年需求量约40吨,6代线ITO靶材年需求量约20吨。ITO(氧化铟锡)靶材是溅射靶材中陶瓷靶材(化合物靶材)的一种,在显示靶材中占比将近60%。
靶材开裂影响因素裂纹形成通常发生在陶瓷溅射靶材(如氧化物、碳化物、氮化物等)和脆性材料溅射靶材(如铬、锑、铋等)中。陶瓷或脆性材料目标始终包含固有应力。这些内应力是在靶材制造过程中产生的。此外,这些应力不能通过退火过程完全消除,因为它是这些材料的固有特性。在溅射过程中,轰击的气体离子将其动量传递给目标原子,为它们提供足够的能量来脱离晶格。这种放热动量传递增加了目标的温度,在原子水平上可能达到1,000,000摄氏度。这些热冲击将目标中已经存在的内部应力增加到许多倍。在这种情况下,如果不注意适当的散热,靶材可能会开裂。靶材开裂预防措施为了防止靶材开裂,重要的考虑因素是散热。一方面运用水冷机制来去除靶材中不需要的热能,另一方面考虑提高功率,在很短的时间内提升功率也会给目标带来热冲击。此外,建议将这些靶材绑定到背板上,这不仅为靶材提供支撑,而且还促进靶材与水之间更好的热交换。如果靶材破裂有背板加持的情况下,它仍然可以毫无问题地使用。靶材是制备薄膜的主要材料之一。中国台湾光伏行业陶瓷靶材
靶材预溅射建议采用纯氩气进行溅射,可以起到清洁靶材表面的作用。中国台湾光伏行业陶瓷靶材
磁控溅射的工作原理简单说就是利用磁场与电场交互作用,氩离子轰击靶材表面,同时也把动能传导进去,随后靶材表面的原子就被轰击出来,从不同角度飞向基片,在其表面凝集沉积形成一层薄膜。“这层薄膜非常薄,往往都在纳米量级,是人类肉眼看不见的,而一支10毫米厚的靶材所镀的薄膜面积可达几万甚至十几万平方米,镀膜后产生的价值远超过靶材本身的价值,靶材起的作用非常关键,所以我常将靶材称为小而美、小而精的材料。”“别小看这些薄膜材料,它们是很多功能器件得以大显神威的主要材料。”中国台湾光伏行业陶瓷靶材