磁控溅射玫瑰金靶材的刻蚀行为

[目的]磁控溅射玫瑰金膜层相比于电镀工艺具有突出的环保优势,但很少有关于磁控溅射靶材刻蚀行为的研究报道。[方法]以Au85玫瑰金制作平面溅射靶材,进行真空磁控溅射镀膜。研究了靶电流、功率密度、磁场布置等对靶材表面刻蚀行为的影响。[结果]靶电流和功率密度较低时辉光稳定,溅射过程平稳;靶材粒子会优先沿着某个晶面逐层溅射出来,形成阶梯状直线条纹;靶材表面形成V形刻蚀沟槽,刻蚀区斜坡与靶面法向夹角为75°~76°。随着靶电流和功率密度的增大,溅射过程偶有弧光放电现象发生,刻蚀区表面形成乳突状显微形貌;靶电流过高时,靶材在短时间内就会出现熔穿。靶座的磁场布置存在端部效应,使刻蚀槽的深度和宽度存在不均匀的现象。[结论]为提高贵金属平面靶的利用率,应改善磁场布置,并将功率密度控制在出现弧光放电的阈值内。

模压成型压力对氧化铟锡(ITO)靶材性能影响研究

以化学共沉淀-煅烧法制备的纳米ITO粉体为原料,通过模压、冷等静压成型,采用常压烧结法制备了ITO靶材,研究了模压成型压力对ITO靶材相对密度、电阻率和晶粒尺寸的影响。结果表明,模压成型压力60 MPa且烧结条件适宜时,制得的ITO靶材相对密度为99.81%、电阻率为1.707×10^(-4)Ω·cm、平均晶粒尺寸为7.62μm。研究结果可为ITO靶材的致密化与大型化生产提供借鉴。

液态靶材磁控溅射技术研究进展

随着先进制造业的迅猛发展,对高性能涂层的需求日益增长。以经济高效的方式沉积高性能涂层成为了科学界研究的热点。液态靶材磁控溅射技术因兼备磁控溅射与蒸镀的优点,受到了研究者的广泛关注。从液态靶材磁控溅射技术的基本原理出发,深入分析了放电过程中的特点与等离子体特性,总结了其特点与优势以及在涂层沉积领域的具体应用,最后指出了该技术当前存在的不足之处,并对其未来的发展趋势进行了展望。

烧结温度对钛铝靶材性能的影响

文章采用热等静压工艺制备钛铝合金靶材(Ti∶Al=1∶1,at.%),研究烧结温度(1150~1350℃)对钛铝靶材性能的影响。结果表明,在保温时间均为2 h,保压压力均为130 MPa时,当烧结温度为1250℃时所制备的钛铝合金靶材综合性能最好,靶材的致密度为99.72%,晶粒尺寸为78.70μm,维氏硬度为399.7HV,Ti元素和Al元素均匀分布。通过晶粒生长动力学方程计算出钛铝靶材的晶粒长大激活能为76.4 KJ/mol。

纯银溅射靶材的制备、微观结构及溅射成膜研究

银薄膜作为高新技术领域极具潜力的新材料,在现代工业中得到了广泛的应用。以银靶为源材料的磁控溅射已成为制备银薄膜的常用方法。本研究比较了冷轧状态和退火状态下Ag靶的溅射性能,探讨了Ag靶与Ag薄膜之间的关系。结果表明:冷轧变形量为83.33%后进行600℃退火可以有效提高Ag{110}的织构密度。冷轧态和退火态Ag靶具有相似的沉积速率。两种Ag薄膜的电阻率均随溅射时间的延长而降低。在溅射时间相同的情况下,退火态Ag靶溅射的Ag薄膜电阻率低于冷轧态Ag靶溅射的Ag薄膜。退火态Ag靶组织均匀,溅射后溅射跑道较浅。

轧制变形量及退火工艺对钼靶材显微组织的影响

钼靶材作为制备钼薄膜的溅射源,其致密性、纯度、粒径及取向分布决定溅射薄膜的品质与性能。为了确定钼靶材轧制的最佳工艺,将钼靶材在60%~90%变形量下以不同工艺条件轧制,并在900~1200℃下以不同温度退火,然后采用精密测量、金相观察、扫描电镜成像(SEM)、 X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等方法表征钼靶成品的理化性能和组织结构,并分析和讨论钼靶材的致密度、晶粒度以及结晶取向等特征关系。结果表明,当轧制变形量为80%~85%时,钼靶致密度达到99.8%,经过1000℃真空退火后,组织均匀性最佳,测得平均晶粒尺寸为57.1μm,同时靶面呈现出显著的{100}晶面择优取向。

高纯溅射靶材回收研究现状

高纯溅射靶材在晶圆代工企业和液晶面板企业作为耗材使用。高纯溅射靶材利用率低,一般平面靶利用率低于30%,旋转靶难超过70%,回收溅射后的残靶具有非常高的经济价值和环保意义。本文综述了贵金属、ITO、钛、钽、铝、铜等高纯靶材的回收研究现状,总结了靶材回收过程中面临的共同问题。目前在高纯靶材的残靶回收中还存在金属回收率低、回收的纯度不高、工艺流程长等问题需要攻克和改善,作者展望了开发较短的流程、环境友好的工艺、探索高价值的用途,是未来高纯残靶回收技术改进和发展的方向。

溅射靶材用铌材的电子束熔炼提纯杂质去除机理研究

文章采用真空电子束熔炼的方式,对溅射靶材用铌材进行多次提纯。应用GDMS的方法对熔炼后的铌锭端面、中部以及底部杂质含量进行检验,判断铸锭不同位置杂质脱除情况。结果显示,铸锭杂质脱除率与饱和蒸气压差存在对应关系,间隙元素C、N、O主要是以气体形式直接挥发去除,非间隙元素Fe、Si元素含量在铸锭轴向从上到下逐渐减少,Mo、Ta、W、Zr四种元素在铸锭轴向上分布区别并不明显。熔炼后,Ta、W元素含量与原料相比没有变化,Mo、Zr元素含量显著比原料低,非间隙元素为蒸发和定向凝固协同控制脱除机制。

高纯铜溅射靶材的发展现状

本文简要介绍了靶材行业的发展现状、靶材的分类以及高纯铜溅射靶材的制备方法和应用领域,分析了高纯铜的纯度、致密度、晶粒尺寸、晶粒取向、几何形状对高纯铜溅射靶材性能的影响,展望了今后高纯溅射靶材的发展趋势。

基于超声波半导体靶材自动检测系统的研究

为了检测半导体靶材内部氧化物杂质、未焊合、空隙等缺陷,且在检测过程中不对产品造成损伤,提出了一种利用超声波的半导体靶材自动检测系统。该系统采用相控阵探头水浸检测,三轴移动系统中X轴和Y轴检测速度达到1000 mm/s,可对铜、铝、钴、镍等靶材内部夹杂、分层、气泡、内裂等细小缺陷进行检测,可判断缺陷大小、位置和深度并形成报告。实验结果表明:该系统可以发现靶材内部当量直径0.3 mm大小的缺陷,且具有较高的检测效率、稳定性和可靠性。

粉末冶金技术在溅射靶材制备中的研究现状

磁控溅射靶材由于沉积速率快、镀膜均匀等优点,已成为各类薄膜材料的首选制备方法。同时薄膜材料的广泛应用使得靶材的需求量逐年增多。近年来,粉末冶金技术在溅射靶材制备中得到了广泛应用。本文对靶材制备中使用的粉末冶金技术进行总结和工艺分析,并阐述热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结的研究现状,最后探讨靶材制备研究中存在的技术问题和发展趋势。

ITO靶材烧结用垫片自动磨床设计研究

针对ITO靶材烧结用垫片生产成本高、效率低、质量差的难题,设计了一款加工该垫片的自动磨床。通过研究其功能需求,确定磨削方式,进行了总体、机构设计。结构设计通过集成创新方式设计了新颖的分料、上料、磨削、下料、砂轮修整、除尘、清洁及安全等机构,并对其进行可靠性计算及实验验证。该自动磨床设计巧妙,结构简单,安全高效,实现了垫片自动化加工,已应用于生产中,效果显著。

磁控溅射铁磁性靶材的研究进展

磁控溅射铁磁性材料是制备高性能磁性薄膜的主要方法。由于铁磁性靶材的磁屏蔽效应,实现磁控溅射较难,这是限制铁磁性材料镀膜的一个重要因素。本文综述了国内外对这一问题的各种解决方法,分析了其优缺点。希望为国内相关单位的同行在铁磁性靶材和装置的设计上提供有益的帮助。

惰性气体热压法制备W/Ti合金靶材研究

用W粉和Ti粉作原料, 采用惰性气体热压法制备W/Ti合金靶材. 研究了靶材致密性、富Ti的β相含量、微观结构均匀性与工艺条件的关系. 结果表明, 控制温度在1250～1450 ℃之间, 压力在20 Mpa左右, 保温时间在30 min左右可制备高性能的W/Ti合金靶材.

半导体用高利用率长寿命溅射靶材的研制

半导体制造工艺中使用的高纯金属溅射靶材的利用率直接关系到靶材自身的使用寿命和芯片制作的成本，在靶材研制中需要重点关注。以晶圆制造中广泛应用的高纯铝、铜等靶材为例，介绍了溅射靶材的发展演变，并以靶材使用前后轮廓测量为基础，研究了100～300mm晶圆制造用靶材的利用率。结果表明，常规靶材随着尺寸增加和溅射工艺的严格控制，靶材利用率减小（〈30％）。制备高利用率的大尺寸长寿命靶材，需对靶材的溅射面形貌和靶材厚度等方面进行结构优化设计，经优化设计后的靶材利用率最大可达到50％以上，使用寿命亦显著延长。

30at%铝钪合金靶材的制备与显微组织

为解决传统粉末冶金制备30at%铝钪靶材难度大、杂质高、合金分相、致密度低等问题,以高纯单质Al、Sc为原料,采用真空磁悬浮熔炼-水冷浇铸-气雾化-热压烧结工艺制备30at%铝钪合金材料,并研究了微量Sc含量变化对靶材的XRD,微观形貌以及Al_2Sc和Al_3Sc比例影响;用氧氮分析仪、ICP-OES分析仪对靶材的氧含量、杂质进行了测定,用SEM、XRD对靶材块体的微观形貌、物相结构进行了表征。测试结果显示:采用真空磁悬浮熔炼-水冷浇铸-气雾化-热压烧结工艺制备了氧含量小于1500ppm,纯度大于3.5N,Al_3Sc和Al_2Sc两相结构,且铝钪粒子平均晶粒小于20m,致密度大于99%的铝钪靶材,当靶材Sc含量从30at%升高到30.5at%时,Al_2Sc与Al_3Sc的比例从60:40变为66:34,Al_2Sc比例升高,Al_3Sc明显降低,靶材镀膜后薄膜100w应力降低。

浅谈集成电路用金属溅射靶材研究现状

文章介绍了集成电路用金属靶材的技术要求和制备工艺,并对金属溅射靶材发展趋势进行了预测和展望。

靶材用铌粉制备方法研究

针对生产铌粉含氧量和杂质偏高问题,通过大规格铌锭一次彻底氢化技术、金属铌氢化破碎过程防污染技术、除杂去细提纯技术、铌粉脱氢降氧技术的研究,结果表明:杂质含量增幅由最初120~200 g/t降到30g/t、铌粉中镁含量下降50%~80%、氧含量低于500 g/t,铌粉纯度99.9%、粒度分布适宜。

银基合金靶材研究现状及发展趋势

银及银合金靶材是新型显示与半导体集成电路中重要的电子材料之一,但其制备技术在我国未能实现产业化。近年来,随着我国新型显示技术及半导体集成电路领域的快速发展,银合金靶材的市场需求总量及经济价值也在持续快速增长,相关产业化进程也在逐渐加快。为此,从银合金靶材的制备技术、专利现状、应用前景及市场概况等方面进行综合评述。针对银合金靶材制备过程中原料提纯、微合金化等关键技术的工艺原理及靶材微观组织调控方法进行分析讨论。阐述了银合金靶材制备工艺流程及微观组织形貌、晶体学取向调控的作用机制和其对合金薄膜性能的影响,提出了目前我国在银合金靶材制备领域的主要问题。此外,针对银与银合金薄膜在实际应用过程中不耐氧化、硫化和耐气候性差的特点,对国内外申请的专利进行了归纳,重点分析了微合金化过程中In、Pd、Cu、Sc、Sn等元素添加对靶材抗氧化、抗硫化、耐气候性的性能的影响及作用机理,为研发新型组分的银合金靶材提供了借鉴。最后,从市场规模及技术发展方向等方面对现阶段我国银合金靶材的研究进展进行了总结,提出了微合金化及组织优化仍是未来银合金靶材新产品开发的主要方向,指出了产业链的健全及多领域的协同联动不足是当前银合金行业发展面临的主要困难和挑战。

不同靶材制备TaN单层薄膜的晶体结构与力学性能

以钽氮化物为个体层材料,利用FJL560CI2型超高真空射频磁控与离子束联合溅射系统,制备以TaN和金属Ta为靶材的两种TaN单层薄膜.通过XRD和纳米力学测试系统分析它们的晶体结构和TaN靶材对薄膜机械性能的影响.结果表明,TaN靶材制备的TaN单层膜的纳米硬度值普遍高于Ta靶材的;当工作气压为0.4 Pa时,TaN单层膜的硬度最大,即35.4 GPa,其结晶出现多元化,使单层膜的硬度、弹性模量以及膜基结合性能均达到最佳.