钛靶材是用来干嘛的？

金属钛和钛溅射靶材基本相同，均由钛元素组成。区别在于金属钛更像原材料，而钛靶材更像钛产品。钛作为原料可以通过几种方法制成钛溅射靶材，它们广泛用于电子，信息工业，家庭装饰，汽车玻璃制造等高科技领域。在这些行业中，钛靶材主要用于镀膜集成电路，平板等部件的表面面板显示器，或作为装饰及玻璃镀膜等。

钛靶材的性能要求

磁控溅射-Ti靶材主要应用于电子及信息产业,如集成电路、平面显示屏和家装汽车行业装饰镀膜领域,如玻璃装饰镀膜和轮毂装饰镀膜等.不同行业Ti靶材要求也有很大差别,主要包括:纯度、微观组织、焊接性能、尺寸精度几个方面,具体指标要求如下:

1. 纯度 :非集成电路用:99.9%; 集成电路用:99.995%、99.99%

2. 微观组织: 非集成电路用:平均晶粒小于100μm ;集成电路用:平均晶粒小于30μm、 超细晶平均晶粒小于10μm

3. 焊接性能: 非集成电路用:钎焊、单体; 集成电路用:单体、钎焊、扩散焊

4. 尺寸精度: 非集成电路用:0.1mm; 非集成电路用:0.01mm

磁控溅射Ti靶材制备技术

Ti靶材的原材料制备技术方法按生产工艺可分为电子束熔炼坯和真空自耗电弧炉熔炼坯(两大类,在靶材制备过程 中,除严格控制材料纯度、致密度、晶粒度以及结晶取向之外,对热处理工艺条件、后续成型加工过程亦需加以严格控制,以保证靶材的质量.

对于高纯 Ti的原材料通常先采用熔融电解的方法去除 Ti基体中高熔点的杂质元素,再采用真空电子束熔炼进一步提纯.真空电子束熔炼就是采用高能量电子束流轰击金属表面后,随后温度逐渐升高直至金属熔化,蒸气压大的元素将优先挥发,蒸气压小的元素存留于熔体中,杂质元素与基体的蒸气压相差越大,提纯的效果越好.而熔化后的真空精炼,其优点在于不引入其他杂质的前提下去除Ti基体中的杂质元素.因此,当在高真空环境下电子束熔炼99.99%电解Ti时,原料中饱和蒸气压高于Ti元素本身饱和蒸气压的杂质元素(铁、钴、铜)将优先挥发,使基体中杂质含量减少,达到提纯之目的.两种方法结合使用可以得到纯度99.995以上的高纯金属钛.

Ti靶材的技术要求

为确保沉积薄膜的质量,靶材的质量必须严格控制,经大量实践,影响 Ti靶材质量的主要因素包括纯度、平均晶粒尺寸、结晶取向与结构均匀性、几何形状与尺寸等.

高纯钛靶材的使用主要有以下几点：

1、生物材料

钛是无磁性金属，在很强的磁场中也不会被磁化，且与人体有良好的相容性，无毒副作用，可以用来制造人体植入器件。一般医用钛材并没有达到高纯钛的级别，但是考虑到钛中不纯物的溶出问题，植入件用钛的纯度应尽可能的高。有文献中提到，高纯钛丝可用做生物捆扎材料。此外，内埋导管的钛制注入式针头也达到了高纯钛级别。

2、装饰材料

高纯钛具有优异的耐大气腐蚀性能，在大气中长期使用也不变色，保证钛原有的本色。因此高纯度钛还可以用做建筑装饰材料。此外，近年来部分高档装饰品以及部分佩戴物，如手链、手表及眼镜架等用钛制作利用了钛耐腐蚀、不变色、能长久保持良好的光泽以及与人体皮肤触摸不致敏等特性。某些装饰品用钛的纯度现已达到5N级别。

3、吸气材料

钛作为一种化学性质非常活泼的金属，在高温下可与许多元素和化合物发生反应。高纯钛对活性气体(如O2，N2，CO，CO2，650℃以上的水蒸气)的吸附性很强，蒸发在泵壁上的Ti膜可形成一个高吸附能力的表面，这一性质使得Ti在超高真空抽气系统中作为吸气剂而得到广泛的应用。如用在升华泵、溅射离子泵等，可使溅射离子泵的极限工作压强低至一定程度。

4、电子信息材料

近年来，随着半导体技术、信息技术等高科技领域的快速发展，高纯钛在溅射靶材、集成电路、DRAMs和平板显示器等方面的用量越来越大，对钛材的纯度要求越来越高。在半导体超大规模集成电路行业，控制电极采用钛硅化合物、钛氮化合物、钨钛化合物等作为扩散阻挡层和配线材料。制作这些材料采用溅射法，而溅射法用的钛靶材对纯度要求很高，特别是对碱金属元素和放射性元素要求含量极低。