2024-09-03 04:04:45
陶瓷靶材按化学组成,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.陶瓷靶材是比较脆的靶材,通常陶瓷靶材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,应用范围广,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.陶瓷靶材的制备工艺难点主要有:超大尺寸陶瓷靶材制备技术、如何抑制溅射过程中微粒的产生、如何保证陶瓷靶材的相结构及组织均匀性、尽量提高陶瓷靶材的致密度及减少含气量等.陶瓷靶材的特性要求:(1)纯度:陶瓷靶材的纯度对溅射薄膜的性能影响很大,纯度越高,溅射薄膜的均匀性和批量产品的质量的一致性越好.随着微电子产业的发展,对成膜面积的薄膜均匀性要求十分严格,其纯度必须大于4N.平面显示用的ITO靶材In2O3和Sn2O3的纯度都大于4N.(2)密度:为了减少陶瓷靶材的气孔,提高薄膜性能,要求溅射陶瓷靶材具有高密度.靶材越密实,溅射颗粒的密度月底,放电现场就越弱,薄膜的性能也越好.(3)成分与结构均匀性:为保证溅射薄膜均匀,在复杂的大面积镀膜应用中,必须做到靶材成分与结构均匀性好.超大规模集成电路制造过程中要反复用到的溅射工艺属于PVD技术的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一。中国澳门功能性陶瓷靶材价格咨询
溅射靶材开裂原因生产中使用的冷却水温度与镀膜线实际水温存在差异,导致使用过程中靶材开裂。一般来说,轻微的裂纹不会对镀膜生产产生很大的影响。但当靶材有明显裂纹时,电荷很容易集中在裂纹边缘,导致靶材表面异常放电。放电会导致落渣、成膜异常、产品报废增加。陶瓷或脆性材料靶材始终含有固有应力。这些内应力是在靶材制造发展过程中可以产生的。此外,这些应力不会被退火过程完全消除,因为这是这些材料的固有特性。在溅射过程中,气体离子被轰击以将它们的动量传递给目标原子,提供足够的能量使其从晶格中逃逸。这种放热动量转移使靶材温度升高,在原子水平上可能达到极高的温度。这些热冲击将靶材中已经发展存在的内应力将会增加到许多倍。在这种情况下,如果不适当散热,靶材就可能会断裂。二、溅射靶材开裂应对事项为了防止靶材开裂,需要着重考虑的是散热。需要水冷却机构以从靶去除不需要的热能。另一个需要考虑的问题是功率的增加。短时间内施加过大的功率也会对目标造成热冲击。此外,我们建议将靶材粘合到背板上,这不仅为靶材提供了支撑,而且促进了靶材与水之间更好的热交换。如果目标有一个裂纹,但它是粘接到背板上,仍可以正常使用。中国澳门显示行业陶瓷靶材多少钱陶瓷靶材和金属靶材各自优缺点。
主要PVD方法的特点:半导体、显示面板使用溅射镀膜法(1)金属提纯:靶材纯度要求高。金属提纯的主要方式有化学提纯与物理提纯,化学提纯主要分为湿法提纯与火法提纯,通过电解、热分解等方式析出主金属。物理提纯则是通过蒸发结晶、电迁移、真空熔融法等步骤提纯得到主金属。(2)制造加工:塑性变形、热处理、控制晶粒取向:需要根据下游应用领域的性能需求进行工艺设计,然后进行反复的塑性变形、热处理,需要精确地控制晶粒、晶向等关键指标,再经过焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序。靶材制造涉及的工序精细繁多,技术门槛高、设备投资大,具有规模化生产能力的企业数量相对较少。靶材制造的方法主要有熔炼法与粉末冶金法。熔炼法主要有真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼等方法,通过机械加工将熔炼后的铸锭制备成靶材,该方法得到的靶材杂质含量低、密度高、可大型化、内部无气孔,但若两种合金熔点、密度差异较大则无法形成均匀合金靶材。粉末冶金法主要有热等静压法、热压法、冷压-烧结法三种方法,通过将各种原料粉混合再烧结成形的方式得到靶材,该方法优点是靶材成分较为均匀、机械性能好,缺点为含氧量较高。
靶材作为半导体、显示面板、光伏电池等的关键原料,预计2025年全球市场规模将达333亿美元,从下游来看,能够认为半导体靶材市场、显示面板靶材市场以及光伏面板靶材市场未来成长空间较大,国产替代需求强烈。而HJT电池靶材有望快速实现国产替代国产靶材厂商有望在HJT电池时代实现靶材上的弯道超车。对于异质结电池这个全新领域,靶材还未大规模应用,考虑到电池厂商与海外企业合作研发效率较低,同时隆华科技等国内的靶材厂商品质已经在显示面板领域得到充分展现。因此从HJT电池靶材应用源头开始,HJT电池靶材国产化就已先行一步。AZO薄膜与ITO薄膜方块电阻以及电阻率之间的差距逐步缩小。
如何制成良好的陶瓷靶材也是需要注意的地方。1.成型方法:为了减少陶瓷靶材的气孔,提高薄膜性能,要求溅射陶瓷靶材具有高密度、低气孔率、高密度意味着陶瓷体内晶粒排列紧密,在承受外界载荷或腐蚀性物质侵蚀的时候不易形成破坏性的突破点。而要得到钙质密度的陶瓷胚体,成型方法是关键。陶瓷靶材的成型一般采用干压、等静压、热压铸等方法。不同的方法具有不同的特点。2.原料粒度:原料粉粒度对陶瓷靶材形成的薄膜质量有很大的影响,只有原料足够细,烧制成品才有可能形成微结构,使他具有很好的耐磨性。粉料颗粒越细,活性也越大,可促进烧结,制成的瓷强度也越高,小颗粒还可以分散由于刚玉和玻璃相线膨胀系数不同在晶界处造成的应力集中,减少开裂的危险性,细的晶粒还能妨碍微裂纹的发展,不易在成穿晶断裂,有利于提高断裂韧性,还可以提高耐磨性。3.烧结:陶瓷的烧结,简单的讲就是陶瓷生坯在高温下的致密化过程。随着温度的上升和时间的延长,粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加,把粉末颗粒的聚集体变为坚强的具有某种显微结构的多晶烧结体,并获得所需的物理,机械性能的制品或材料。样品的致密化速率、结构往往也反应了它经历过什么样的热处理过程。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。中国澳门显示行业陶瓷靶材多少钱
AZO薄膜是一种透明导电膜,与ITO薄膜相似的光学和电学特性,制备工艺简单、价格低、无毒和稳定性好等特点。中国澳门功能性陶瓷靶材价格咨询
光伏领域对靶材的使用主要是薄膜电池和HJT光伏电池。以HJT电池片为例,在HJT电池片结构中具有TCO薄膜层,该薄膜承担着透光以及导电的重要作用。应用PVD技术,使离子和靶材表面的原子离开靶材,在基底上形成透明导电薄膜。以钙钛矿电池结构为例,钙钛矿电池是由多层薄膜以及玻璃等构成。例如ITO薄膜就需要光伏靶材进行制备。薄膜较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及ITO靶、AZO靶(氧化铝锌)等,ITO靶材是当前太阳能电池主要的溅射靶材。薄膜电池中透明导电膜至关重要,承担着透光和导电的双重作用。从ITO靶材的优势来看,氧化铟锡(ITO)是N型半导体材料,具有高导电率、高可见光透过率、较强的机械硬度和良好的化学稳定性等优点。因此,在光伏领域中,ITO靶材为原材料所制成的ITO薄膜具有较好的光学特性和电学特性。中国澳门功能性陶瓷靶材价格咨询