目标材料是制备薄膜的主要材料之一,主要用于集成电路、平板电脑、太阳能电池、记录媒体、智能玻璃等,对材料的纯度和稳定性要求较高。陶瓷靶材作为非金属薄膜产业发展的基础材料,已经发展起来,靶材市场规模不断扩大。
陶瓷靶材绑定是将靶材与背靶材焊接、压接、钎焊、导电胶三种方式。目前,无氧铜常用作平面陶瓷靶材的背靶材料。特殊情况下,金属钼将用作背靶材料,厚度约为3mm。不锈钢管和钛管常用于旋转靶材。
陶瓷靶材可分为半导体相关陶瓷靶材、显示陶瓷靶材、磁记录陶瓷靶材、光记录陶瓷靶材、超导陶瓷靶材、巨磁电阻陶瓷靶材等。可分为氧化物陶瓷靶材、碳化物陶瓷靶材、硅化物陶瓷靶材、氮化物陶瓷靶材、氟化物陶瓷靶材、硫化物陶瓷靶材等。
影响陶瓷靶材性能的因素
1、成型方法
为减少陶瓷靶材的气孔,提高薄膜性能,要求溅射陶瓷靶材具有高密度.低孔隙率和高密度意味着陶瓷中的颗粒排列紧密,在承受外部载荷或腐蚀性物质侵蚀时不易形成破坏性突破。成型方法是获得钙密度陶瓷胚体的关键。陶瓷靶材成型一般采用干压、静压、热压铸等方法。不同的方法具有不同的特点,对陶瓷烧结和显微结构的维护率也会有所不同。
2、原料粒度
原料粉粒度对陶瓷靶材形成的薄膜质量影响很大。只有当原料足够薄时,烧制成品才能形成微结构,使其具有良好的耐磨性。粉末颗粒越薄,活性越大,可促进烧结,瓷强度越高,小颗粒也可分散由于刚玉和玻璃相线膨胀系数不同力集中,降低开裂的风险,细颗粒也能阻碍微裂纹的发展,不易穿透晶体断裂,有利于提高断裂韧性,也能提高耐磨性。
3、烧结
对于陶瓷的烧结,简单的讲就是陶瓷生坯在高温下的致密化过程。随着温度的升高和时间的延长,粉末颗粒之间的粘结增加了烧结体的强度,使粉末颗粒的聚集体成为具有微观结构的强大多晶烧结体,并获得所需的物理和机械产品或材料。样品的致密率和结构往往反映了它所经历的热处理过程。
陶瓷靶材脱落原因:
1、溅射温度高,无氧铜易氧化翘曲,高温溅射时靶材会开裂,导致背靶脱落;
2、电流过大,导热过快,导致温度过高,焊料熔化,导致焊料不均匀,导致背靶脱落;
3、循环冷却水出口温度应低于35℃,高温循环水,导致散热不良和脱落;
4、绑定的气含量;
5、目标材料本身密度高,不易吸附,无缝隙,背部目标容易脱落。
陶瓷靶材脱落的注意事项:
1、溅射温度不宜太高;
2、电流要缓慢加大;
3、循环水应低于35℃;
4、适宜的靶材致密度。