溅射靶材是用于制备薄膜的关键材料之一。其原理是利用物理气相沉积技术,将高纯度的靶材通过以往、光蚀、热蚀等物理手段产生高速离子束,使其撞击靶材表面,产生的反应物质在表面上形成薄膜。这种制备方法具有高质量、高纯度、化学稳定性和高技术难度的特点,广泛应用于微电子、光电子、信息存储、光伏、导电涂料、生物材料等领域。
溅射靶材的种类:
溅射靶材的种类需要根据湿度、温度、压强、反应物等因素综合考虑。常见的溅射靶材有金属靶材、合金靶材、氧化物靶材、氮化物靶材、碳化物靶材等。不同种类的靶材在薄膜制备中发挥的作用也不同,如铜靶材则通常用于制备导电薄膜;铬靶材则用于制备线路和光电子器件;铝靶材用于高速汇流排和引脚接触部件的制备。
溅射靶材的分类:
溅射靶材可以根据材料的组成将其分类,可分成金属靶材、细粒靶材、自旋极化靶材、非晶态靶材等几类。其中,金属靶材常见的是单质金属,其应用也广泛,如铜靶材、钴靶材、铁靶材等。细粒靶材在制备薄膜时可以实现缩小晶体结构的效果,据此开发出了制备多晶硅、氧化物等薄膜的一些技术。自旋极化靶材则利用了电子的自旋自由度,可实现更快的电子传输速度和更高的存储密度。
溅射靶材的制备:
在制备溅射靶材时,需要考虑材料的纯度、成形、密度等问题。通常的制备方法有电渗析法、粉末烧结法、机械合成法、反应体法等。在制备过程中,需要对靶材进行表面抛光、研磨等处理,以提高反射率、降低气体吸附量、减少靶材损耗等。在制备过程中,还需要对反应条件进行优化,如控制反应气体的流量和压力、调节离子束的能量和功率、控制靶材表面的温度等。这些技术要求高纯度、稳定的靶材,以保证薄膜制备的质量和可靠性。
溅射靶材的应用与发展:
溅射靶材的应用领域非常广泛,如制备硅片、金属薄膜、氮化物薄膜、氧化物薄膜、钠镓砷薄膜、非晶涂层等。实际上,溅射靶材已经成为了微电子技术中一个至关重要的组成部分。未来,随着信息存储、光通讯等技术的发展,溅射靶材的需求将会越来越大,同时也会提高其对材料纯度和性能的要求。因此,有必要继续进行研究,开发更稳定的制备方法和更高纯度、更多元化的靶材,以适应未来微电子和信息技术的发展。