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    应用领域

    靶材材料的技术发展趋势与下游应用 产业的薄膜技术发展趋势息息相关，随着应用产业在薄膜产品或元件上的技术改进，靶材技术也应随之变化。如Ic制造商.近段时间致力于低电阻率铜布线的开发， 预计未来几年将大幅度取代原来的铝膜，这样铜靶及其所需阻挡层靶材的开发将刻不容缓。另外，近 年来平面显示器(F P D)大幅度取代原 以阴极射线管(CRT)为主的电脑显示器及电视机市场.亦将大幅增 加ITO靶材的技术与市场需求。此外在存储技术方面。高密度、大容量硬盘，高密度的可擦写光盘的需求持 续增加. 这些均导致应用产业对靶材的需求发生变化。下面我们将分别介绍靶材的主要应用领域，以及这些领域靶材发展的趋势。


    折叠微电子领域


    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最苛刻的。如今12英寸 (3 0 0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。靶材的结晶粒子直径和均匀性 已被认为是影响薄膜沉 积率的关键因素。另外，薄膜的纯度与靶材的纯度关 系极大，过去99.995 %(4N5) 纯度的铜靶，或许能够满 足半导体厂商0.3 5pm 工艺的需求，但是却无法满足如今0.2 5um的工艺要求， 而未米的 0.18um }艺甚至0.13m工艺，所需要的靶材纯度将要求达到5N甚至6N以上。铜与铝相比较，铜具有更高的抗电迁移能力及更 低的电阻率，能够满足! 导体工艺在0 .25um 以下 的亚微米布线的需要但却带米了其他的问题:铜与 有机介质材料的附着强度低.并且容易发生反应，导 致在使用过程中芯片的铜互连线被腐蚀而断路。为了解决以上这些问题，需要在铜与介质层之间设置阻挡 层。阻挡层材料一般采用高熔点、高电阻率的金属及其化合物，因此要求阻挡层厚度小于50n m，与铜及介质材料的附着性能良好。铜互连和铝互连的阻挡层 材料是不同的.需要研制新的靶材材料。铜互连的阻 挡层用靶材包括 T a 、W、T a S i 、WS i 等 .但是T a 、W 都是难熔金属.制作相对困难，如今正在研究钼、铬 等的台金作为替代材料。


    折叠显示器用


    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I T O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。铟锡台金靶材可以采用 直流反应溅射制造 I T O薄膜，但是靶表面会氧化而影 响溅射率，并且不易得到大尺寸的台金靶材。如今一般采取第一种方法生产 I T O 靶材，利用 L } I R F反应溅射镀膜. 它具有沉积速度快.且能精确控制膜厚，电导率高，薄膜的一致性好，与基板的附着力强等优点 l。但是靶材制作困难，这是因为氧化铟和 氧化锡不容易烧结在一起。一般采用 Z r O2 、B i 2 O 3 、 C e O 等作为烧结添加剂，能够获得密度为理论值的 9 3 %~9 8 %的靶材，这种方式形成的 I T O薄膜的性能 与添加剂的关系极大。日本的科学家采用 B i z o 作为 添加剂，B i 2 O3 在 8 2 0 C r 熔化，在 l 5 0 0℃的烧结温度超出部分已经挥发，这样能够在液相烧结条件下 得到比较纯的 I T O靶材。而且所需要的氧化物原料也 不一定是纳米颗粒，这样可以简化前期的工序。采川 这样的靶材得到的 I T O 薄膜的屯阻率达到 8 . 1 ×1 0 n- c m，接近纯的 I T O薄膜 的电阻率。F P D和导电玻璃的尺寸都相当火，导电玻璃的宽 度甚至可以达到 3 1 3 3 _ ，为了提高靶材的利用率，开发 了不同形状的I T O靶材，如圆柱形等。2 0 0 0年，国家 发展计划委员会、科学技术部在 《 当前优先发展的信 息产业重点领域指南》中， I T O大型靶材也列入其中。


    折叠存储用


    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 T b F e C o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。如今开发出来的磁光盘，具有 T b F e C o / T a和 T b F e C o / Al 的 层复合膜结构， T bF eCo/AI结构的Kerr 旋转角达到5 8，而T b F e Co f F a 则可以接近0.8。经过研究发现， 低磁导率的靶材高交流局部放
    电电压 l 抗电强度。


    基于锗锑碲化物的相变存储器(PCM)显示出显著的商业化潜力,是NOR型闪存和部分DRAM市场的一项替代性存储器技术，不过,在实现更快速地按比例缩小的道路上存在的挑战之一,便是缺乏能够生产可进一步调低复位电流的完全密闭单元。降低复位电流可降低存储器的耗电量,延长电池寿命和提高数据带宽,这对于当前以数据为中心的、高度便携式的消费设备来说都是很重要的特征

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