溅射靶材是如何工作的？

溅射靶材的工作原理

溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体即为溅射靶材。

溅射靶材的组成部分

靶材由“靶坯”和“背板”焊接而成。

（1）靶坯是高速离子束流轰击的目标材料，属于溅射靶材的核心部分，涉及高纯金属、晶粒取向调控。在溅射镀膜过程中，靶坯被离子撞击后，其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜。

（2）背板起到主要起到固定溅射靶材的作用，涉及焊接工艺。由于高纯度金属强度较低，而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程。机台内部为高电压、高真空环境，因此，超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行接合，背板需要具备良好的导电、导热性能。

溅射靶材镀膜的工艺

镀膜的主要工艺有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。

（1）PVD技术是目前主流镀膜方法，其中的溅射工艺在半导体、显示面板应用广泛。PVD技术分为真空蒸镀法、溅镀法和离子镀法。三种方法各有优劣势：真空蒸镀法对于基板材质没有限制；溅镀法薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好；离子镀法的绕镀能力强，清洗过程简化，但在高功率下影响镀膜质量。不同方法的选择主要取决于产品用途与应用场景。

（2）CVD技术主要通过化学反应生成薄膜。在高温下把含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质引入反应室，在衬底表面上进行化学反应生成薄膜。

溅射靶材的分类

溅射靶材的种类较多，即使相同材质的溅射靶材也有不同的规格。按照不同的分类方法，能够将溅射靶材分为不同的类别，主要分类情况如下：

按形状分类：长靶、方靶、圆靶

按化学成份分类： 金属靶材（纯金属铝、钛、铜、钽等）、合金靶材（镍铬合金、镍钴合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）

按应用领域分类： 半导体芯片靶材、平面显示器靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、工具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材

溅射靶材的应用

1). 微电子领域

在所有应用产业中，半导体产业对靶材溅射薄膜的品质要求是相当苛刻的。如今12英寸（300衄口）的硅晶片已制造出来．而互连线的宽度却在减小。硅片制造商对靶材的要求是大尺寸、高纯度、低偏析和细晶粒，这就要求所制造的靶材具有更好的微观结构。

2). 显示器用

平面显示器（FPD)这些年来大幅冲击以阴极射线管(CRT)为主的电脑显示器及电视机市场，亦将带动ITO靶材的技术与市场需求。如今的iTO靶材有两种．一种是采用纳米状态的氧化铟和氧化锡粉混合后烧结，一种是采用铟锡合金靶材。

3). 存储用

在储存技术方面，高密度、大容量硬盘的发展，需要大量的巨磁阻薄膜材料，CoF~Cu多层复合膜是如今应用广泛的巨磁阻薄膜结构。磁光盘需要的TbFeCo合金靶材还在进一步发展，用它制造的磁光盘具有存储容量大，寿命长，可反复无接触擦写的特点。