高纯溅射靶材行业技术水平及技术特点

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-03-02 10:37:39】【打印】【关闭】

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1、技术水平及技术特点

先进技术是保证行业快速发展的重要条件。高纯溅射靶材制造是一个多学科知识综合运用、先进技术和手段融合的高科技行业，涉及金属提纯、材料科学、信息技术等领域融合应用，技术含量丰富。

半导体芯片是高纯溅射靶材的主要应用领域之一，对溅射靶材的技术要求最苛刻。近年来，随着信息技术的飞速发展，对半导体芯片的集成度越来越高，使得半导体芯片尺寸不断缩小，对高纯溅射靶材提出了新的技术挑战，半导体芯片尺寸演进过程具体情况如下：

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溅射靶材中的晶粒、晶向对溅射薄膜的制备和性能有很大的影响，溅射靶材的晶粒、晶向主要通过反复的塑性变形、热处理工艺进行调整和控制，为了保证薄膜质量及参数的一致性，必须对溅射靶材加工过程进行精细控制，保证同一靶材微观结构的均质性以及不同批次靶材之间质量的稳定性。

“十一五”期间，我国国家高技术研究发展计划（简称“863计划”）新材料技术领域“大尺寸超高纯铝靶材的制造技术”重点项目申请指南要求达到的目标是：通过超高纯铝及铝合金靶材制备加工过程中的关键技术攻关，全面掌握应用于大规模集成电路制造和TFT-LCD制造的大尺寸超高纯铝及铝合金靶材的制备加工技术；制备出满足大规模集成电路制造用和TFT-LCD使用要求的超高纯铝及铝合金靶材产品；为在我国形成一个从超高纯铝精炼提纯到靶材加工的完整产业链提供关键技术支撑。

2、技术发展趋势

（1）提高溅射靶材利用率

由于溅射离子不规则的作用关系，溅射靶材在溅射过程中容易产生不均匀的冲蚀现象，从而造成溅射靶材的利用率普遍偏低。近年来，通过改善溅射机台和加强产品研发，使得溅射靶材的利用率有所提高，但仍然有很大的提升空间。怎样提高溅射靶材的利用率将是今后研究设计溅射靶材、溅射机台的主要课题。

（2）精确控制溅射靶材晶粒晶向

当溅射靶材受到高速度能的离子束流轰击时，由于溅射靶材内部空隙内存在的气体突然释放，造成大尺寸的溅射靶材微粒飞溅，这些微粒的出现会降低溅射薄膜的品质甚至导致产品报废，例如在极大规模集成电路制作工艺过程中，每150mm直径硅片所能允许的微粒数必须小于30个。怎样控制溅射靶材的晶粒，解决溅射过程中的微粒飞溅现象成为溅射靶材的研发方向之一。

在溅射过程中，溅射靶材中的原子容易沿着特定的方向溅射出来，而溅射靶材的晶向能够对溅射速率和溅射薄膜的均匀性产生影响，最终决定产品的品质，因此，获得一定晶向的靶材结构至关重要。但要使溅射靶材内部获得一定晶向，存在较大的难度，需要根据溅射靶材的组织结构特点，采用不同的成型方法，进行反复的塑性变形、热处理工艺加以控制。

（3）溅射靶材大尺寸、高纯度化发展

溅射靶材的技术发展趋势与下游应用领域的技术革新息息相关，随着应用市场在薄膜产品或元件上的技术进步，溅射靶材也需要随之变化。在下游应用领域中，半导体产业对溅射靶材和溅射薄膜的品质要求最高，随着更大尺寸的硅晶圆片制造出来，相应地要求溅射靶材也朝着大尺寸方向发展，同时也对溅射靶材的晶粒晶向控制提出了更高的要求。溅射薄膜的纯度与溅射靶材的纯度密切相关，为了满足半导体更高精度、更细小微米工艺的需求，所需要的溅射靶材纯度不断攀升，甚至达到99.9999%（6N）纯度以上。

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