成分与特性
- 镍靶材主要成分是镍(Ni),它是一种具有金属光泽的银白色金属。镍具有较高的密度,约为8.908g/cm³。其晶体结构为面心立方结构,这种结构使得镍具有良好的延展性和可塑性。
物理性质
- 高熔点和沸点:镍的熔点为1453℃,沸点为2732℃。高熔点使得镍靶材能够在高温的物理气相沉积(PVD)过程中保持固态,承受热应力。例如在溅射镀膜时,即使在高能离子的轰击下,也能维持稳定的工作状态。
- 良好的导电性和导热性:镍的电导率较高,约为1.43×10⁷ S/m,热导率为90.7W/(m·K)。在镀膜过程中,良好的导电性有利于均匀的电场分布,确保离子均匀地轰击靶材,从而获得质量均匀的镀膜。而良好的导热性有助于热量的散发,防止靶材局部过热。
化学性质
- 化学稳定性:镍在常温下,对水和空气比较稳定。它能在表面形成一层薄薄的氧化镍(NiO)保护膜,这层膜可以阻止进一步的氧化反应。在一些化学环境中,如碱性溶液中,镍也具有较好的耐腐蚀性。
- 反应活性:镍是一种中等活性的金属,它可以与一些酸发生反应。例如,镍与稀硫酸反应生成硫酸镍(NiSO₄)和氢气(H₂),这种反应特性在一些化学合成或者材料处理过程中可能会被利用。
制造工艺
- 熔炼:高纯度的镍原料被放入真空感应炉或者电弧炉中进行熔炼。在熔炼过程中,要严格控制温度、压力和炉内气氛等参数。例如,在真空熔炼时,能够有效减少杂质的混入,保障镍的纯度。
- 成型加工:熔炼后的镍通过锻造、轧制、机械加工等方式变成所需的靶材形状。如果是用于平面基底镀膜,就加工成平板状;用于特殊形状基底镀膜,可能加工成管状或者其他异形。
应用领域
- 电子工业:在半导体器件、集成电路等电子元件的制造中,镍可用于沉积薄膜,作为导电层或者阻挡层。例如,在芯片制造中,镍薄膜可以作为铜互连线的阻挡层,防止铜原子扩散到周围的介质层中,影响芯片性能。
- 磁性材料领域:镍是一种铁磁性材料,在制造磁性记录介质、磁性传感器等产品中发挥作用。例如,在硬盘驱动器的磁头和磁盘制造中,镍可以用来调整磁性材料的性能。
- 装饰与防护领域:通过镍靶材镀膜可以在物体表面形成一层光亮的镍膜,用于装饰目的,如在珠宝、手表带、汽车零部件等上面镀膜,使其外观更加美观。同时,镍膜也能提供一定的防腐蚀保护。