如何提高濺射靶材利用率

在平面磁控濺射過程中，通常是以圓環(huán)形永磁體在實(shí)心的長(正)方體形和圓柱體形陶瓷靶材表面建立環(huán)形磁場(chǎng)，在軸間等距離的環(huán)形表面形成刻蝕(Erosion)區(qū)。這樣濺射陶瓷靶在濺射過程中將產(chǎn)生不均勻刻蝕現(xiàn)象，從而造成濺射靶材的利用率普遍低下(長方形濺射靶的利用率一般不超過28％wt；而圓形濺射靶不超過35％wt)。

因此，如何提高濺射陶瓷靶材的利用率受到極大的關(guān)注?？招男D(zhuǎn)圓柱磁控濺射陶瓷靶可圍繞固定的條狀磁鐵組件旋轉(zhuǎn)，這樣靶面360。都可被均勻沖蝕，靶材利用率可大大提高。但這種空心圓柱陶瓷靶材軸向和徑向尺寸較大，在燒結(jié)過程中如何保證靶材的組織均勻是一個(gè)需解決的工藝問題。

1．2大面積濺射陶瓷靶材制作枝術(shù)

一般說來，在電子、信息存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)中，隨著半導(dǎo)體硅片尺寸、平面顯示器尺寸向大型化發(fā)展，相應(yīng)陶瓷靶材尺寸也需要大幅度增加。這時(shí)，靶材制造廠商所面臨的最大問題是如何確保大尺寸陶瓷濺射靶材的微觀結(jié)構(gòu)與組織的均勻性及避免產(chǎn)生缺陷。而制備大尺寸中空?qǐng)A柱陶瓷靶是制備工藝最復(fù)雜的一種，這就要求：靶材的預(yù)成型密度控制在一定的范圍(如YBCO高溫超導(dǎo)靶材以75％～80％的理論密度為宜，激光濺射用靶材則以8 5％～90％的理論密度為宜。此外在燒結(jié)工序中須進(jìn)行較長時(shí)間的低溫?zé)崽幚砗途徛禍赝嘶?，保證靶材充分相轉(zhuǎn)變、消除應(yīng)力和幾何形狀完好。成型坯料外形尺寸設(shè)計(jì)也應(yīng)計(jì)算出收縮余量(通常靶材的收縮率為15％～20％)，以獲得理想的濺射用靶材。

1．3如何抑制濺射過程中微粒的產(chǎn)生

濺射鍍膜的過程中，所謂微粒是指濺射靶受到高能離子轟擊時(shí)產(chǎn)生的大尺寸的靶材顆粒，或成膜之后膜材受二次電子轟擊出來形成的微粒。這些微粒產(chǎn)生的主要原因之一是由于濺射陶瓷靶材的結(jié)構(gòu)致密性不夠，濺射時(shí)靶材內(nèi)部孔隙內(nèi)存在的氣體突然釋放。這些微粒的產(chǎn)生對(duì)于所形成薄膜的質(zhì)量有很大的影響，尤其是對(duì)于薄膜品質(zhì)要求非?？量痰奈㈦娮赢a(chǎn)業(yè)。如在VLSI制作工藝過程中，每150mm直徑硅片所能允許的微粒數(shù)必須小于30個(gè)。因此，如何提高陶瓷濺射靶材致密度亦是陶瓷濺射靶材制作面臨的主要技術(shù)問題之一，采用超細(xì)粉料和熱等靜壓燒結(jié)都能提高靶材的致密度，但探索經(jīng)濟(jì)成本低、生產(chǎn)效率高的制備工藝是今后陶瓷靶材制作的努力方向。

結(jié)束語

陶瓷靶材在現(xiàn)有的復(fù)雜電子設(shè)備制造中，只不過占工程的極小部分，但起到信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)先導(dǎo)材料的作用。我國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，各種陶瓷濺射靶材的需求逐年增多，陶瓷濺射靶材的研究與開發(fā)是我國在發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)過程中必須引起重視的一個(gè)重要課題。