磁控濺射是制備薄膜材料的關(guān)鍵技術(shù)，而鈦靶材是這項(xiàng)技術(shù)中需要使用的鍍膜材料。現(xiàn)在很多行業(yè)，如集成電路，裝飾鍍膜行業(yè)、平面顯示等都需要用到磁控濺射技術(shù)，這些行業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量要求高，且技術(shù)含量高，因此對(duì)于使用到的鈦靶材的技術(shù)及性能也有十分嚴(yán)格的要求，巨偉鈦業(yè)結(jié)合對(duì)濺射鈦靶材的技術(shù)及性能要求，將其整理如下：

一、濺射鈦靶材的技術(shù)要求

1、純度要求

鈦靶材的純度對(duì)濺射薄膜的性能影響很大。鈦靶材的純度越高，濺射鈦薄膜的中的雜質(zhì)元素粒子越少，導(dǎo)致薄膜性能越好，包括耐蝕性及電學(xué)、光學(xué)性能越好。不過在實(shí)際應(yīng)用中，不同用途鈦靶材對(duì)純度要求不一樣。例如，一般裝飾鍍膜用鈦靶材對(duì)純度的要求并不苛求，而集成電路、顯示器體等領(lǐng)域用鈦靶材對(duì)純度的要求高很多。靶材作為濺射中的陰極源，材料中的雜質(zhì)元素和氣孔夾雜是沉積薄膜的主要污染源。氣孔夾雜會(huì)在鑄錠無損探傷的過程中基本去除，沒有去除的氣孔夾雜在濺射的過程中會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，進(jìn)而影響薄膜的質(zhì)量；而雜質(zhì)元素含量只能在全元素分析測(cè)試結(jié)果中體現(xiàn)，雜質(zhì)總含量越低，鈦靶材純度就越高。隨后頒布標(biāo)準(zhǔn)《YS/T 893-2013電子薄膜用高純鈦濺射靶材》，規(guī)定3個(gè)純度鈦靶材單個(gè)雜質(zhì)含量及總雜質(zhì)含量不同的要求。

2、平均晶粒尺寸要求

通常鈦靶材為多晶結(jié)構(gòu)，晶粒大小可由微米到毫米量級(jí)，細(xì)小尺寸晶粒靶的濺射速率要比粗晶粒靶快，在濺射面晶粒尺寸相差較小的靶，濺射沉積薄膜的厚度分布也較均勻。研究發(fā)現(xiàn)，若將鈦靶的晶粒尺寸控制在100 pμm 以下，且晶粒大小的變化保持在20%以內(nèi)，其濺射所得薄膜的質(zhì)量可得到大幅度改善。集成電路用鈦靶材平均晶粒尺寸要求在30μm以內(nèi)，超細(xì)晶鈦靶材平均晶粒尺寸在10 μm以下。

3、結(jié)晶取向要求

金屬鈦是密排六方結(jié)構(gòu)，由于在濺射時(shí)鈦靶材原子容易沿著原子六方緊密排列方向優(yōu)先濺射出來，因此，為達(dá)到高濺射速率，可通過改變靶材結(jié)晶結(jié)構(gòu)的方法來增加濺射速率。目前大多數(shù)集成電路鈦靶材濺射面晶面族為60%以上，不同廠家生產(chǎn)的靶材晶粒取向略有不同，鈦靶材的結(jié)晶方向?qū)R射膜層的厚度均勻性影響也較大。平面顯示和裝飾鍍膜的薄膜尺寸偏厚，所以對(duì)應(yīng)鈦靶材對(duì)晶粒取向要求比較低。

4、結(jié)構(gòu)均勻性要求

結(jié)構(gòu)均勻性也是考察靶材質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)之一。對(duì)于鈦靶材不僅要求在靶材的濺射平面,而且在濺射面的法向方向成分、晶粒取向和平均晶粒度均勻性。只有這樣鈦靶材在使用壽命內(nèi)，在同一時(shí)間內(nèi)能夠得到厚度均勻、質(zhì)量可靠的、晶粒大小一致的鈦薄膜。

5、幾何形狀與尺寸要求

主要體現(xiàn)在加工精度和加工質(zhì)量方面，如加工尺寸、表面平整度、粗糙度等。如安裝孔角度偏差過大，無法正確安裝；厚度尺寸偏小會(huì)影響靶材的使用壽命；密封面和密封槽尺寸過于粗糙會(huì)導(dǎo)致靶材安裝后真空出現(xiàn)問題，嚴(yán)重的導(dǎo)致漏水；靶材濺射面粗糙化處理可使靶材表面布滿豐富的凸起，在效應(yīng)的作用下，這些凸起的電勢(shì)將大大提高，從而擊穿介質(zhì)放電，但是過大的凸起對(duì)于濺射的質(zhì)量和穩(wěn)定性是不利的。

6、焊接結(jié)合要求

通常對(duì)于高熔點(diǎn)鈦與低熔點(diǎn)鋁材料的擴(kuò)散焊接，主要是基于單向或者雙向加壓的真空擴(kuò)散連接技術(shù)進(jìn)行研究或采用熱等靜壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)鈦、鋁金屬材料的高壓中低溫直接擴(kuò)散連接。

二、濺射鈦靶材的性能要求

不同行業(yè)鈦靶材要求也有很大差別，主要包括:純度、微觀組織、 焊接性能、尺寸精度幾個(gè)方面，具體性能要求如下:

1、純度：非集成電路用99.9%；集成電路用99.995%、 99.99%。

2、微觀組織：非集成電路用平均晶粒小于100μm；集成電路用平均晶粒小于30μm、超細(xì)晶平均晶粒小于10μm。

3、焊接性能：非集成電路用釬焊、單體；集成電路用單體、釬焊、擴(kuò)散焊。

4、尺寸精度：非集成電路用0.1mm；集成電路用0.01mm。

以上就是濺射鈦靶材的技術(shù)及性能要求，鈦靶材的性能關(guān)乎著濺射薄膜的性能，可充分利用與使用靶材，也可滿足需要的薄膜要求，發(fā)揮出其價(jià)值，所以鈦靶材在行業(yè)中的應(yīng)用，其技術(shù)和性能的要求非常的重要。巨偉鈦業(yè)生產(chǎn)高純?yōu)R射靶材，如鈦靶材、鉬靶材、鎢靶材等，研發(fā)、生產(chǎn)十余年，靶材產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)均勻細(xì)小、性能穩(wěn)定一致，如果您有需要，歡迎聯(lián)系巨偉鈦業(yè)。

相關(guān)鏈接