新材料之高純濺射靶材行業

 濺射靶材作為一種新材料，對于普通大眾而言相對陌生，但我們日常所用的電子產品大多都含有這類新材料。其中，半導體芯片、平板顯示器、太陽能電池等下游工業對產品的品質和穩定性等方面有較高的要求，因此對濺射靶材也提出了較高質量要求。目前，我國該行業發展落后于美國和日本等國家。
一、濺射靶材簡介
超大規模集成電路制造過程中要反復用到的濺射（Sputtering）工藝屬于物理氣相沉積（PVD）技術的一種，是制備電子薄膜材料的主要技術之一，它利用離子源產生的離子，在高真空中經過加速聚集，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。一般來說，濺射靶材主要由靶坯、背板等部分構成，其中，靶坯是高速離子束流轟擊的目標材料，屬于濺射靶材的核心部分，在濺射鍍膜過程中，靶坯被離子撞擊后，其表面原子被濺射飛散出來并沉積于基板上制成電子薄膜；由于高純度金屬強度較低，而濺射靶材需要安裝在專用的機臺內完成濺射過程，機臺內部為高電壓、高真空環境，因此，超高純金屬的濺射靶坯需要與背板通過不同的焊接工藝進行接合，背板起到主要起到固定濺射靶材的作用，且需要具備良好的導電、導熱性能。
濺射靶材的種類較多，即使相同材質的濺射靶材也有不同的規格。按照不同的分類方法，能夠將濺射靶材分為不同的類別，主要分類情況如下：
1、按形狀分類:長靶、方靶、圓靶
2、按化學成份分類: 金屬靶材（純金屬鋁、鈦、銅、鉭等）、合金靶材（鎳鉻合金、鎳鈷合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）
3、按應用領域分類: 半導體芯片靶材、平面顯示器靶材、太陽能電池靶材、信息存儲靶材、工具改性靶材、電子器件靶材、其他靶材
在濺射靶材應用領域中，半導體芯片對濺射靶材的金屬材料純度、內部微觀結構等方面都設定了極其苛刻的標準，需要掌握生產過程中的關鍵技術并經過長期實踐才能制成符合工藝要求的產品，因此，半導體芯片對濺射靶材的要求是最高的，價格也最為昂貴；相較于半導體芯片，平面顯示器、太陽能電池對于濺射靶材的純度和技術要求略低一籌，但隨著靶材尺寸的增大，對濺射靶材的焊接結合率、平整度等指標提出了更高的要求。此外，濺射靶材需要安裝在濺射機臺內完成濺射過程，濺射機臺專用性強，對濺射靶材的形狀、尺寸和精度也設定了諸多限制。