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溅射镀膜靶材的组成与应用

溅射镀膜的靶材具有高纯度、高密度、多组元、晶粒均匀等特点,一般由靶坯和背板组成。靶坯属于溅射靶材的核心部分,是高速离子束流轰击的目标材料。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,因此溅射靶材需要在高电压、高真空的机台环境内完成溅射过程。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。
按使用的原材料材质不同,溅射靶材可分为金属/非金属单质靶材、合金靶材、化合物靶材等。溅射镀膜工艺可重复性好、膜厚可控制,可在大面积基板材料上获得厚度均匀的薄膜,所制备的薄膜具有纯度高、致密性好、与基板材料的结合力强等优点,已成为制备薄膜材料的主要技术之一,各种类型的溅射薄膜材料已得到广泛的应用,因此,对溅射靶材这一具有高附加值的功能材料需求逐年增加,溅射靶材亦已成为目前市场应用量最大的 PVD 镀膜材料。

高纯金属及溅射靶材是电子材料的重要组成部分,溅射靶材产业链主要包括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用等环节,其中,靶材制造和溅射镀膜环节是整个溅射靶材产业链中的关键环节。 上游的金属提纯主要从自然界重点金属矿石进行提纯,一般的金属能达到 99.8%的纯度,溅射靶材需要达到 99.999%的纯度。靶材制造环节首先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、热处理来控制晶粒、晶向等关键指标,再经过水切割、机械加工、金属化、超生测试、超声清洗等工序。 溅射靶材制造所涉及的工序精细且繁多,工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到溅射靶材的质量和良品率。 此环节是在溅射靶材产业链条中对生产设备及技术工艺要求最高的环节,溅射薄膜的品质对下游产品的质量具有重要影响。