濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù)，它利用離子源產(chǎn)生的離子，在真空中經(jīng)過加速聚集，而形成高速度能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發(fā)生動能交換，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。濺射靶材的種類相當(dāng)多，即使相同材質(zhì)的靶材又有不同的規(guī)格。按照形狀分類，長靶、方靶、圓靶;按照成分分類，金屬靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材.

陶瓷靶材是比較脆的靶材，通常陶瓷靶材都會綁定背板一起使用.背板除了在濺射過程中可支撐陶瓷靶材，還可以在濺射過程中起到熱傳遞的作用.陶瓷靶材的種類很多，應(yīng)用范圍廣泛，主要用于微電子領(lǐng)域，顯示器用，存儲等領(lǐng)域.陶瓷靶材作為非金屬薄膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)材料，已得到空前的發(fā)展.

陶瓷靶材的種類及各自應(yīng)用

按應(yīng)用來分,可分為半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)陶瓷靶材、顯示陶瓷靶材、磁記錄陶瓷靶材、光記錄陶瓷靶材、超導(dǎo)陶瓷靶材、巨磁電阻陶瓷靶材等.

半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)陶瓷靶材(HfO,SiO,Si3N4,MoSi,TaSi,WSi,TiSi,PLZT,ITO,主要應(yīng)用于柵極電介質(zhì)膜.飩化膜,擴(kuò)散阻擋膜,電容器絕緣膜,透明導(dǎo)電膜;

顯示陶瓷靶材 ZnS—Mn,ZnS-Tb,ZnS-Sm,CaS-Eu,SrS-Ce,Si3N4,MgO ，主要應(yīng)用于電致發(fā)光薄膜發(fā)光層，電致發(fā)光薄膜絕緣層

磁記錄陶瓷靶材 Si3N4 ，主要應(yīng)用于磁頭，磁光盤(MO)保護(hù)；

光記錄陶瓷耙材 Si3N4, 主要應(yīng)用于光盤保護(hù)膜；

超導(dǎo)陶瓷靶材 YbaCuO, BiSrCaCuO ，主要應(yīng)用于超導(dǎo)薄膜；

巨磁電阻陶瓷靶材， 主要應(yīng)用于薄膜太陽能電池窗；

其它應(yīng)用靶材 InO，LiNbO， BaTiO, PZT. ZnO ，主要應(yīng)用于太陽能電池，壓電薄膜

按化學(xué)組成，可分為氧化物陶瓷靶材、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.其中平面顯示ITO陶瓷靶材國內(nèi)已廣泛生產(chǎn)應(yīng)用.高介電絕緣膜用陶瓷靶材和巨磁電阻陶瓷靶材具有廣闊的應(yīng)用前景.

氧化物陶瓷濺射靶是高級陶瓷濺射靶中最常見的靶。氧化物陶瓷可以通過在高溫下燒結(jié)而制成，其中一種或多種氧化物為主要主要成分，而其他次要氧化物為添加劑。它們分為簡單氧化物陶瓷和復(fù)雜氧化物陶瓷。這種類型的常見濺射靶材包括氧化鋁（Al2O3），氧化鎂 （MgO），氧化鈹（BeO），氧化鋯 （ZrO2）等。大多數(shù)氧化物陶瓷具有高熔點(diǎn)，出色的絕緣性，耐熱強(qiáng)度，抗氧化劑和腐蝕性能。因此，它們可以長時間暴露在高溫和氧化環(huán)境中，值得在工程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

陶瓷靶材的制備工藝

烘料:稱量前將起始原料置于烘箱中烘料3~6小時,烘料溫度為100~120

配料：將烘干的原料按照相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比稱量；

球磨：將稱量好的原料以某種制備方式混料，混料時間為4~12小時，制成均勻漿料；

干燥：將制得的均勻漿料烘干；

煅燒：將烘干的粉料過篩并輕壓成塊狀坯體置于馬弗爐中，在800~950℃煅燒4~8小時，制成

球磨：將煅燒后的粉料研磨成細(xì)粉，再次球磨、烘干得到陶瓷粉料；

制坯：將制成的陶瓷粉料采用鋼模手壓成直徑5~20mm、厚度約0.5~1.2mm的樣片，將樣片放入冷等靜壓機(jī)中，施加200~350MPa的壓力，保壓60~180s,制成所得陶瓷坯體；

燒結(jié)：將制成的陶瓷坯體置于馬弗爐中，在1100~1200℃燒結(jié)4

冷卻：自然冷卻至室溫，即制得某種陶瓷靶材.

注:提供的溫度、時間僅當(dāng)作參考數(shù)據(jù).

陶瓷靶材的特性要求

純度：陶瓷靶材的純度對濺射薄膜的性能影響很大，純度越高，濺射薄膜的均勻性和批量產(chǎn)品的質(zhì)量的一致性越好.

密度:為了減少陶瓷靶材的氣孔,提高薄膜性能,要求濺射陶瓷靶材具有高密度.

成分與結(jié)構(gòu)均勻性：為保證濺射薄膜均勻，尤其在復(fù)雜的大面積鍍膜應(yīng)用中，必須做到靶材成分與結(jié)構(gòu)均勻性好.

 

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1.陶瓷靶材介紹

2.陶瓷靶材的種類及各自應(yīng)用

3.陶瓷靶材——芯片的靈魂