如何提高溅射靶材利用率

在平面磁控溅射过程中，通常是以圆环形永磁体在实心的长(正)方体形和圆柱体形陶瓷靶材表面建立环形磁场，在轴间等距离的环形表面形成刻蚀(Erosion)区。这样溅射陶瓷靶在溅射过程中将产生不均匀刻蚀现象，从而造成溅射靶材的利用率普遍低下(长方形溅射靶的利用率一般不超过28％wt；而圆形溅射靶不超过35％wt)。

因此，如何提高溅射陶瓷靶材的利用率受到极大的关注。空心旋转圆柱磁控溅射陶瓷靶可围绕固定的条状磁铁组件旋转，这样靶面360。都可被均匀冲蚀，靶材利用率可大大提高。但这种空心圆柱陶瓷靶材轴向和径向尺寸较大，在烧结过程中如何保证靶材的组织均匀是一个需解决的工艺问题。

1．2大面积溅射陶瓷靶材制作枝术

一般说来，在电子、信息存储产业中，随着半导体硅片尺寸、平面显示器尺寸向大型化发展，相应陶瓷靶材尺寸也需要大幅度增加。这时，靶材制造厂商所面临的最大问题是如何确保大尺寸陶瓷溅射靶材的微观结构与组织的均匀性及避免产生缺陷。而制备大尺寸中空圆柱陶瓷靶是制备工艺最复杂的一种，这就要求：靶材的预成型密度控制在一定的范围(如YBCO高温超导靶材以75％～80％的理论密度为宜，激光溅射用靶材则以8 5％～90％的理论密度为宜。此外在烧结工序中须进行较长时间的低温热处理和缓慢降温退火，保证靶材充分相转变、消除应力和几何形状完好。成型坯料外形尺寸设计也应计算出收缩余量(通常靶材的收缩率为15％～20％)，以获得理想的溅射用靶材。

1．3如何抑制溅射过程中微粒的产生

溅射镀膜的过程中，所谓微粒是指溅射靶受到高能离子轰击时产生的大尺寸的靶材颗粒，或成膜之后膜材受二次电子轰击出来形成的微粒。这些微粒产生的主要原因之一是由于溅射陶瓷靶材的结构致密性不够，溅射时靶材内部孔隙内存在的气体突然释放。这些微粒的产生对于所形成薄膜的质量有很大的影响，尤其是对于薄膜品质要求非常苛刻的微电子产业。如在VLSI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。因此，如何提高陶瓷溅射靶材致密度亦是陶瓷溅射靶材制作面临的主要技术问题之一，采用超细粉料和热等静压烧结都能提高靶材的致密度，但探索经济成本低、生产效率高的制备工艺是今后陶瓷靶材制作的努力方向。

结束语

陶瓷靶材在现有的复杂电子设备制造中，只不过占工程的极小部分，但起到信息产业基础先导材料的作用。我国电子信息产业发展很快，各种陶瓷溅射靶材的需求逐年增多，陶瓷溅射靶材的研究与开发是我国在发展电子信息产业过程中必须引起重视的一个重要课题。