濺射工藝屬于物理氣相沉積技術(shù)的一種，是制備電子薄膜材料的主要技術(shù)之一。在電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，金屬薄膜的制備十分重要。
濺射工藝?yán)秒x子源產(chǎn)生的離子，在真空中加速聚集成高速離子流，轟擊固體表面，使離子和固體表面的原子發(fā)生動(dòng)能交換，促使固體表面的離子離開(kāi)靶材并沉積在基體表面而形成納米（或微米）級(jí)薄膜。被轟擊的固體是濺射法沉積薄膜的原材料，稱(chēng)為濺射靶材⑴。圖1為濺射靶材的工作原理示意圖。
本文主要介紹了濺射靶材的種類(lèi)、制備方法、應(yīng)用領(lǐng)域，并簡(jiǎn)要介紹了幾種典型的濺射靶材，鎳基合金靶材、金基合金靶材和鈦靶材的常規(guī)制備方法和發(fā)展?fàn)顩r。
1、濺射靶材的種類(lèi)
濺射靶材的種類(lèi)非常多,分類(lèi)的方法也很多[2-3]。通常，靶材按照形狀可分為長(zhǎng)靶、方靶、圓靶等，見(jiàn)圖2所示。
按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為微電子靶材、磁記錄靶材、光碟靶材、貴金屬靶材、薄膜電阻靶材、導(dǎo)電膜靶材、表面改性靶材、光罩層靶材、裝飾層靶材、電極靶材、其他靶材。按照成分可分為金屬靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材，見(jiàn)表1所示。
其中，陶瓷化合物靶材根據(jù)化學(xué)組成不同，可以分為氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等陶瓷靶材，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同又可以分為半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)陶瓷靶材和巨磁電阻陶瓷靶材等，見(jiàn)表2所示。
2、濺射靶材的制備
濺射靶材的制備按工藝劃分可分為熔融鑄造和粉末冶金兩大類(lèi)。除嚴(yán)格控制靶材純度、致密度、晶粒度以及結(jié)晶取向之外，對(duì)其熱處理?xiàng)l件、后續(xù)加工方法等都需加以嚴(yán)格控制。
2.1熔融鑄造法
熔融鑄造法是制作濺射靶材的基本方法。為保證鑄錠中雜質(zhì)元素含量盡可能低，通常其冶煉和澆注在真空或保護(hù)性氣氛下進(jìn)行。但鑄造過(guò)程中，材料組織內(nèi)部難免存在一定的孔隙率，這些孔隙會(huì)導(dǎo)致濺射過(guò)程中的微粒飛濺，從而影響濺射薄膜的質(zhì)量。為此，需要后續(xù)熱加工和熱處理工藝降低其孔隙率。
2.2粉末冶金法
通常，用熔融鑄造法無(wú)法實(shí)現(xiàn)難熔金屬濺射靶材的制作時(shí)，可用粉末冶金工藝解決這一難題。同時(shí)，粉末冶金工藝還具有容易獲得均勻細(xì)晶結(jié)構(gòu)、節(jié)約原材料、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。目前，該方法已成為濺射靶材的主要制備方法之一。
粉末冶金法制備靶材的關(guān)鍵在于：（1）選擇高純、超細(xì)粉末作為原料；（2）選擇能實(shí)現(xiàn)快速致密化的成形燒結(jié)技術(shù)，以保證靶材的低孔隙率，并控制晶粒度；（3 ）制備過(guò)程嚴(yán)格控制雜質(zhì)元素的引入。
3、濺射靶材的應(yīng)用
3.1信息存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)
隨著IT業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)記錄介質(zhì)的需求量越來(lái)越大，記錄介質(zhì)用靶材研究與生產(chǎn)成為一大熱點(diǎn)。在信息存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)中，使用濺射靶材制備的相關(guān)薄膜產(chǎn)品有硬盤(pán)、磁頭、光盤(pán)等。制造這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品，需要使用具有特殊結(jié)晶性與特殊成分的高品質(zhì)靶材，常用的有鉆、鉻、碳、鎳-鐵、貴金屬、稀有金屬和介質(zhì)材料等[8]。
3.2集成電路產(chǎn)業(yè)
集成電路用靶材在靶材市場(chǎng)占較大份額。其中，濺射產(chǎn)品主要包括電極互連線膜、阻擋層薄膜、接觸薄膜、光盤(pán)掩膜、電容器電極膜、電阻薄膜等。其中，薄膜電阻器是薄膜混合集成電路中用量最多的元件，而在電阻薄膜用靶材中，Ni-Cr合金的用量很大。
一般來(lái)說(shuō)，集成電路用濺射靶材的晶粒尺寸必須控制在lOOFim以下，甚至其結(jié)晶取向也須控制，而在靶材的化學(xué)純度方面，對(duì)于0.35pm線寬工藝，要求靶材的化學(xué)純度為4N5 ( 99.995% )以上，0.25nm線寬工藝，濺射靶材的化學(xué)純度則必須在5N ( 99.999% ),甚至 6N ( 99.999 9% )以上。
3.3平面顯示器產(chǎn)業(yè)
平面顯示器包括：(1)液晶顯示器(LCD),(2)等離子體顯示器(PDP) , (3)場(chǎng)致發(fā)光顯示器(E-L ) , (4)場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED )。目前，在平面顯示器市場(chǎng)中以液晶顯示器(LCD )為主，廣泛應(yīng)用于筆記本電腦顯示器、臺(tái)式電腦監(jiān)視器到高清晰電視。目前，平面顯示器的薄膜多采用濺射成形。濺射用靶材主要有In2O3、SnO2 MgO、W、Mo、Ni、Cu、Cr等。
4、幾種典型的靶材
4.1 Ni-Cr基合金靶材
謀鋸合金具有一系列優(yōu)異特性，如電阻率高、高溫性能穩(wěn)定、耐腐蝕性能好、電阻溫度系數(shù)較小等，是生產(chǎn)電阻器的十分理想材料。隨著電子工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)金屬膜電阻器電性能的要求越來(lái)越高，普通的鎳鋸合金遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。因而，人們不斷研發(fā)出新型Ni-Cr系列的電阻合金材料和薄膜電阻材料。在鎳常合金中加入一定量的元素，如硅、鋁等，制成鎳鉻硅、鎳鉻鋁等鎳鉻系列薄膜電阻器，對(duì)改善電阻器的電學(xué)性能是極其有效的。
4.1.1 Ni-Cr基合金靶材的制備
Ni-Cr基合金靶材坯料的制備多采用熔融鑄造法。廣東鋼鐵研究所已成功研制了電阻薄膜用Ni-Cr合金靶材。其生產(chǎn)工藝流程為：原材料準(zhǔn)備--->真空冶煉--->真空澆注--->精整--->熱加工--->熱處理--->檢驗(yàn)--->機(jī)加工--->包裝入庫(kù)。這種Ni-Cr合金靶材組織內(nèi)部的Ni+Cr的含量總和大于99.7%,晶粒度經(jīng)過(guò)固溶處理后達(dá)到100μm左右的水平。北京有色金屬研究總院范亮等人，用純度為99.99%的鎳、鉻，用真空感應(yīng)熔煉的方法熔煉岀NiCr20合金錠。熔煉時(shí)采用ZrO坩堝，模具材質(zhì)為鑄鐵。熔鑄以后將NiCr20合金錠在1100℃進(jìn)行鍛造，三墩三拔，墩拔變形率均大于65%,隨后進(jìn)行冷軋和熱處理，可以得到晶粒尺寸約為68μm，大小均勻，且相對(duì)較小的組織。
4.2 Au基合金靶材
4.2.1 Au基合金靶材的制備
該類(lèi)合金坯料的制備多采用熔融鑄造法，可避免了粉末冶金法所造成的雜質(zhì)含量高、致密度低、氣孔率高等缺點(diǎn)。但金基合金在液態(tài)與凝固時(shí)溶解氣體的差異大；金與某些合金元素之間熔點(diǎn)和密度差大；合金凝固時(shí)體收縮和線收縮大等原因所導(dǎo)致的坯料結(jié)晶組織宏觀和微觀偏析嚴(yán)重、枝晶發(fā)達(dá)、晶粒尺寸及分布差異大、氣孔率高、夾雜嚴(yán)重、中心縮孔和中心疏松嚴(yán)重、冒口深度大、表面缺陷嚴(yán)重、鑄造裂紋導(dǎo)致的廢品率高等眾多問(wèn)題。
目前，雖然還有部分金基合金坯料采用非真空冶煉和澆鑄方式，高端產(chǎn)品的冶煉和澆鑄通常都在真空或保護(hù)性氣氛下進(jìn)行。與非真空冶煉和澆鑄相比，真空或保護(hù)性氣氛下的冶煉和澆鑄在一定程度上降低了結(jié)晶組織內(nèi)部的氣體含量、氧化物夾雜、孔隙率和晶間低熔點(diǎn)化合物的數(shù)量，但是仍需在合金熔煉、鑄造以及后續(xù)的熱加工和熱處理工序中，根據(jù)金基合金的特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)墓に囘B接，來(lái)達(dá)到提高靶材質(zhì)量的目的。
4.2.2高端Au基合金濺射靶材制備的技術(shù)要求
國(guó)內(nèi)外對(duì)高附加值金基合金材料的制備技術(shù)要求很高，大致可歸納為以下幾個(gè)方面網(wǎng)：(1 )開(kāi)發(fā)新型高附加值的產(chǎn)品。努力降低Au的用量，綜合利用主體添加金屬和微合金化元素對(duì)金基合金靶材的影響，提高合金的色度、耐磨、耐蝕性以及好的光學(xué)和熱力學(xué)性能，滿足市場(chǎng)對(duì)金基合金鍍膜產(chǎn)品不斷提高和變化的標(biāo)準(zhǔn)與要求；(2)低雜質(zhì)含量。嚴(yán)格控制金基合金中C、H、O、N及其化合物的含量，特別是對(duì)重金屬元素Ni、Cd以及碑含量有嚴(yán)格的限制；(3)控制材料的微觀組織。要求金基合金材料表面質(zhì)量高、氣孔率少、中心縮孔和疏松程度低、致密度高、溶質(zhì)元素偏析小、晶粒細(xì)小均勻等軸以及適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶取向；(4)嚴(yán)格控制加工過(guò)程參數(shù)及參數(shù)的一致性。只有嚴(yán)格選擇并控制金基合金靶材制備過(guò)程中工藝參數(shù)的一致性，才能有效地控制相同種類(lèi)和不同批次的金基合金鍍膜產(chǎn)品的色度、耐磨耐蝕性等各項(xiàng)指標(biāo)和性能的均一性；（5）合理的靶型。利用旋轉(zhuǎn)空心圓管磁控濺射靶型，可將金基合金靶材的利用率提高到80%以上；（6）高質(zhì)量的金基合金與背板材料的連接復(fù)合技術(shù)。開(kāi)發(fā)金基合金與背板之間高復(fù)合率、高復(fù)合強(qiáng)度、抗變形和高可靠性的連接技術(shù)，從而提高靶材在使用過(guò)程中的導(dǎo)熱導(dǎo)電效果和安全性；（7）提高金基合金靶材制備過(guò)程中的成材率。采用合理的金基合金坯料鑄造、開(kāi)坯、軋制、退火熱處理、脫溶轉(zhuǎn)變與時(shí)效強(qiáng)化處理、與背板的連接復(fù)合等制備和加工工藝，通過(guò)減少偏析、提高坯料表面質(zhì)量、減少鑄造和加工裂紋，降低冒口深度、防止過(guò)燒等方式，既保持材料的強(qiáng)度、提高合金材料的成材率，適當(dāng)提高材料的加工性能；（8）先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和嚴(yán)格的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。采用ICP-MS、GDMS等先進(jìn)設(shè)備以及美國(guó) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)（ASTMF 1539—1997、ASFMF1845—1997）對(duì)金基合金中各種微量元素進(jìn)行嚴(yán)格的分析和檢測(cè)，以克服產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)所遇到的各種阻力。
4.2.3 Au基合金靶材的研發(fā)現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著磁控濺射技術(shù)日益成熟，電子薄膜、光學(xué)薄膜、光電薄膜、磁性薄膜和超導(dǎo)薄膜在高新技術(shù)和工業(yè)上開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)用，靶材的品種和市場(chǎng)規(guī)模也大幅擴(kuò)大。這反過(guò)來(lái)又極大地帶動(dòng)了高端產(chǎn)業(yè)如微電子半導(dǎo)體集成電路、薄膜混合集成電路、片式原電器、液晶顯示器、磁盤(pán)、光盤(pán)等技術(shù)領(lǐng)域的飛速發(fā)展。金基合金覆膜材料以其優(yōu)異的性能，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，需求量也迅速增加。但到目前為止，高端金基合金的生產(chǎn)仍主要集中在國(guó)外幾大公司，包括霍尼韋爾、威廉姆斯、優(yōu)美科、賀利氏、日礦材料和光洋。這些知名靶材公司擁有幾十年的靶材研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，引領(lǐng)著國(guó)際靶材技術(shù)方向，占據(jù)著世界大部分靶材市場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)靶材研發(fā)和生產(chǎn)基地主要集中在北京和廣東。近些年來(lái)，其他省份不少企業(yè)也陸續(xù)開(kāi)展相關(guān)工作。僅就Au基合金靶材而言，目前主要有貴研鉗業(yè)、東北大學(xué)、沈陽(yáng)東創(chuàng)貴金屬材料有限公司、工程院核物理與化學(xué)研究所、北京有色金屬研究總院等產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)10多年的努力，國(guó)內(nèi)在貴金屬Au基合金生產(chǎn)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。已能生產(chǎn)岀了高純金、1N14、2N18、玫瑰金、金耙合金等一系列靶材產(chǎn)品，推送出“一種磁控濺射玫瑰金靶材及其制備方法”、“一種用于真空磁控濺射的香檳色金靶材及其制備方法”等數(shù)十項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利及研究論文，滿足了國(guó)內(nèi)一部分市場(chǎng)的需要，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，我國(guó)這些靶材公司普遍起步較晚，資金實(shí)力不足、裝備水平不先進(jìn)、技術(shù)能力差、人員素質(zhì)低等與國(guó)外的知名大公司相比仍有較大差距，尤其是在新材料的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)方面難以滿足靶材市場(chǎng)的迅速發(fā)展及變化要求。盡管我國(guó)各種靶材公司很多，還沒(méi)有一個(gè)規(guī)?；膶?zhuān)業(yè)公司可以在高端的靶材市場(chǎng)占據(jù)一席之地。隨著中國(guó)在全球制造領(lǐng)域的中心地位進(jìn)一步加強(qiáng)，我國(guó)已成為世界上薄膜靶材最大需求地區(qū)之一。國(guó)外一些大的靶材供應(yīng)商岀于生產(chǎn)成本、市場(chǎng)對(duì)接、交貨周期等方面的考慮，紛紛在國(guó)內(nèi)建廠，一方面搶占中國(guó)市場(chǎng)，另一方面希望在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中保持及提高優(yōu)勢(shì)，這將使包括金基合金靶材生產(chǎn)和研發(fā)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)靶材制造業(yè)面臨更加嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)。
4.3 鈦靶材
4.3.1鈦靶材的制備
鈦靶材的原材料制備技術(shù)按生產(chǎn)工藝可分為電子束熔煉坯和真空自耗電弧爐熔煉坯兩大類(lèi),在靶材制備過(guò)程中，除嚴(yán)格控制材料純度、致密度、晶粒度以及結(jié)晶取向之外，對(duì)熱處理工藝條件、后續(xù)成型加工過(guò)程亦需加以嚴(yán)格控制，以保證靶材的質(zhì)量。對(duì)于高純Ti的原材料，通常先采用熔融電解的方法去除Ti基體中高熔點(diǎn)的雜質(zhì)元素，再采用真空電子束熔煉進(jìn)一步提純。真空電子?xùn)|熔煉就是采用高能量電子束流轟擊金屬表面后，隨后溫度逐漸升高直至金屬熔化。蒸氣壓大的元素將優(yōu)先揮發(fā)，蒸氣壓小的元素存留于熔體中，雜質(zhì)元素與基體的蒸氣壓相差越大，提純的效果越好。而熔化后的真空精煉，其優(yōu)點(diǎn)在于不引入其他雜質(zhì)的前提下可去除Ti基體中的雜質(zhì)元素。因此，當(dāng)在高真空環(huán)境下（10-4以上）電子束熔煉99.99%電解Ti時(shí)，原料中飽和蒸氣壓高于Ti元素本身飽和蒸氣壓的雜質(zhì)元素（Fe、Co、Cu）將優(yōu)先揮發(fā)，使基體中雜質(zhì)含量減少，達(dá)到提純之目的。兩種方法結(jié)合使
用可以得到純度99.995%以上的高純金屬Ti。對(duì)于純度在99.9%Ti原材料多采用0級(jí)海綿Ti經(jīng)真空自耗電弧爐熔煉，再經(jīng)過(guò)熱鍛造開(kāi)坯形成小尺寸的坯料。這兩種方法制備的金屬Ti原材料通過(guò)熱機(jī)械變形控制其整個(gè)濺射表面微觀組織一致，然后經(jīng)過(guò)機(jī)加工、綁定、清洗和包裝等工序加工成制備集成電路用磁控濺射Ti靶材，其過(guò)程如圖3所示。
對(duì)于300mm機(jī)臺(tái)要求特別高的Ti靶材，在包裝前靶材的濺射面還要預(yù)濺射減少靶材安裝在濺射機(jī)臺(tái)上燒靶時(shí)間。集成電路Ti靶材制備方法制備的靶材工藝復(fù)雜，成本相對(duì)較高。
4.3.2鈦靶材的技術(shù)要求
為確保沉積薄膜的質(zhì)量，靶材的質(zhì)量必須嚴(yán)格控制。經(jīng)大量實(shí)踐和理論分析指出，影響Ti靶材質(zhì)量的主要因素包括純度、平均晶粒尺寸、結(jié)晶取向與結(jié)構(gòu)均勻性、幾何形狀與尺寸等。
(1 )純度。Ti靶材的純度對(duì)濺射薄膜的性能影響很大。Ti靶材的純度越高，濺射Ti薄膜中的雜質(zhì)元素粒子越少，導(dǎo)致薄膜性能越好，包括耐蝕性及電學(xué)、光學(xué)性能越好。在實(shí)際應(yīng)用中，不同用途Ti靶材對(duì)純度要求不一樣。一般裝飾鍍膜用Ti靶材對(duì)純度的要求并不苛求，而集成電路、顯示器體等領(lǐng)域用Ti靶材對(duì)純度的要求高很多。靶材作為濺射中的陰極源，材料中的雜質(zhì)元素和氣孔夾雜是沉積薄膜的主要污染源。氣孔夾雜會(huì)在鑄錠無(wú)損探傷的過(guò)程中基本去除，沒(méi)有去除的氣孔夾雜在濺射的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生尖端放電現(xiàn)象，進(jìn)而影響薄膜的質(zhì)量。而雜質(zhì)元素含量只能在全元素分析測(cè)試結(jié)果中體現(xiàn)，雜質(zhì)總含量越低，Ti靶材純度就越高。國(guó)內(nèi)曾因缺少高純鈦濺射靶材的標(biāo)準(zhǔn)，主要參照國(guó)內(nèi)外的Ti靶材制造公司的要求進(jìn)行生產(chǎn)。2013年后，頒布了標(biāo)準(zhǔn)《YS/T 893—2013電子薄膜用高純鈦濺射靶材》，其中規(guī)定3個(gè)純度Ti靶材單個(gè)雜質(zhì)含量及總雜質(zhì)含量不同的要求，此標(biāo)準(zhǔn)在Ti靶材品質(zhì)如純度的控制方面發(fā)揮了積極作用。
(2)平均晶粒度。通常Ti靶材為多晶結(jié)構(gòu)，晶粒尺寸可到微米到毫米量級(jí)。細(xì)小尺寸晶粒靶的濺射速率要比粗晶粒靶快，在濺射面晶粒尺寸相差較小的靶，濺射沉積薄膜的厚度分布也較均勻。若將鈦靶的晶粒尺寸控制在100微米以下，且晶粒大小的變化保持在20%以?xún)?nèi)，其濺射所得薄膜的質(zhì)量可得到大幅度改善。集成電路用Ti靶材平均晶粒尺寸一般要求在30微米以?xún)?nèi)，超細(xì)晶Ti靶材平均晶粒尺寸在10微米以下。
(3) 結(jié)晶取向。金屬Ti是密排六方結(jié)構(gòu)。由于在濺射時(shí)Ti靶材原子容易沿著原子六方最緊密排列方向優(yōu)先濺射出來(lái)，因此，為達(dá)到最高濺射速率，可通過(guò)改變靶材結(jié)晶結(jié)構(gòu)的方法來(lái)增加濺射速率。目前大多數(shù)集成電路Ti靶材濺射面。晶面族為60%以上，不同廠家生產(chǎn)的靶材晶粒取向略有不同，Ti靶材的結(jié)晶方向?qū)R射膜層的厚度均勻性影響也較大。平面顯示和裝飾鍍膜的薄膜尺寸偏厚，所以對(duì)應(yīng)Ti靶材對(duì)晶粒取向要求比較低。
(4) 結(jié)構(gòu)均勻性。結(jié)構(gòu)均勻性是考察靶材質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。對(duì)于Ti靶材不僅要求在靶材的濺射平面，而且在濺射面的法向方向成分、晶粒取向和平均晶粒度均勻性。只有這樣Ti靶材在使用壽命內(nèi)，在同一時(shí)間內(nèi)能夠得到厚度均勻、質(zhì)量可靠的、晶粒大小一致的Ti薄膜。
(5) 幾何形狀與尺寸。主要體現(xiàn)在加工精度和加工質(zhì)量方面，如加工尺寸、表面平整度、粗糙度等。如安裝孔角度偏差過(guò)大，無(wú)法正確安裝；厚度尺寸偏小會(huì)影響靶材的使用壽命；密封面和密封槽尺寸過(guò)于粗糙會(huì)導(dǎo)致靶材安裝后真空出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重的導(dǎo)致漏水；靶材濺射面粗糙化處理可使靶材表面布滿豐富的凸起尖端進(jìn)而形成尖端效應(yīng)，這些凸起尖端的電勢(shì)將大大提高，從而有可能擊穿介質(zhì)放電。但是，過(guò)大的凸起對(duì)于濺射的質(zhì)量和穩(wěn)定性是不利的。
(6) 焊接結(jié)合。目前，關(guān)于Ti/Al異種金屬擴(kuò)散焊接，通常對(duì)于高熔點(diǎn)鈦與低熔點(diǎn)鋁材料的擴(kuò)散焊接，主要是基于單向或者雙向加壓的真空擴(kuò)散連接技術(shù)進(jìn)行研究或采用熱等靜壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)鈦、鋁金屬材料的高壓中低溫直接擴(kuò)散連接。Ti/Cu及Cu合金焊接國(guó)內(nèi)廠商應(yīng)用很多，但是研究論文較少。
5、國(guó)內(nèi)外濺射靶材的發(fā)展?fàn)顩r
濺射鍍膜技術(shù)起源于國(guó)外，濺射材料一一靶材也起源于國(guó)外。靶材的應(yīng)用性較強(qiáng)，研制生產(chǎn)主要集中在國(guó)外的靶材公司。國(guó)外知名的公司技術(shù)力量很強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬，生產(chǎn)品管控制嚴(yán)格，這些企業(yè)在技術(shù)垂直整合上做得極其完備，從鍍膜靶材制造到薄膜元件制造都是其技術(shù)垂直整合的方向，既生產(chǎn)鍍膜靶材，也拓展靶材在各種不同鍍膜方面的應(yīng)用市場(chǎng)。到目前為止，國(guó)外知名靶材公司，在靶材研發(fā)生產(chǎn)方面已有數(shù)十年的積淀。日本、美國(guó)和德國(guó)是世界上鍍膜靶材制造的先導(dǎo)國(guó)家，據(jù)統(tǒng)計(jì)從1990年到1998年之間，世界各國(guó)在美國(guó)申請(qǐng)的靶材專(zhuān)利數(shù)量中，日本占58%、美國(guó)為27%、德國(guó)為ll%o國(guó)外知名靶材公司引領(lǐng)著國(guó)際靶材技術(shù)方向，也占據(jù)著世界大部分靶材市場(chǎng)。
濺射靶材在我國(guó)是一個(gè)較新的行業(yè)。從這個(gè)行業(yè)興起至今，我國(guó)濺射靶材的技術(shù)及市場(chǎng)方面都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。從技術(shù)角度看，我國(guó)鍍膜研究起步于20世紀(jì)60年代，為發(fā)展膜科技，國(guó)家科委和國(guó)家自然科學(xué)基金委等及地方政府相關(guān)部門(mén)從戰(zhàn)略高度持續(xù)地支持鍍膜及所用材料的發(fā)展，積淀了一定的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，我國(guó)已成功開(kāi)發(fā)出不同領(lǐng)域應(yīng)用的靶材，創(chuàng)造了良好的靶材研發(fā)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)化條件，并形成了一些產(chǎn)業(yè)。例如，在裝飾行業(yè)中用的Cr、Ti、Zr、TiAl等靶材，在工具鍍膜中用的TiAl靶、Cr靶、Ti靶等，在玻璃鍍膜中用的Cr靶、Ti靶、NiCr靶。從市場(chǎng)角度看，近年來(lái)，隨著鍍膜產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，大型合資或獨(dú)資靶材企業(yè)在我國(guó)大量涌現(xiàn)。中國(guó)已逐漸成為世界上靶材的最大需求地與使用地之一，特別是在工模具、玻璃、磁記錄、平面顯示、半導(dǎo)體和太陽(yáng)能等高端領(lǐng)域。具體如模具、高性能刀具、低輻射鍍膜玻璃、磁記錄存儲(chǔ)、平面顯示器、半導(dǎo)體集成電路、太陽(yáng)能薄膜電池
方面等。
我國(guó)靶材企業(yè)起步較晚。同國(guó)際靶材先進(jìn)的水平相比，我國(guó)靶材技術(shù)與產(chǎn)業(yè)水平還存在較大的差距。我國(guó)各種小靶材公司很多，但還沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)業(yè)化并有一定規(guī)模的靶材公司在全球高端靶材市場(chǎng)占有一席之地。目前，工模具、玻璃、磁記錄、平面顯示、半導(dǎo)體、太陽(yáng)能等高端應(yīng)用市場(chǎng)，還主要被歐美或日本的靶材公司所壟斷。靶材的產(chǎn)品特點(diǎn)是多品種、小批量、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)是向著更高純度、更高密度、更大尺寸（三高）的方向發(fā)展。因此，靶材生產(chǎn)商要有材料創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力，來(lái)研發(fā)各種各樣的靶材產(chǎn)品。我國(guó)靶材公司大多發(fā)展時(shí)間很短，創(chuàng)新能力相對(duì)不足，難以滿足靶材的迅速發(fā)展及變化需求。在技術(shù)、人才、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等方面存在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展后勁不足，影響了發(fā)展態(tài)勢(shì)。
首先，在技術(shù)方面，我國(guó)濺射靶材企業(yè)在產(chǎn)品品種、制備工藝、應(yīng)用等方面都面臨巨大挑戰(zhàn)。市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品品種要求越來(lái)越多，更新?lián)Q代也越來(lái)越快，對(duì)傳統(tǒng)工藝也提岀更高要求，需要引入新工藝制備靶材，最終解決尺寸、平整度、純度、雜質(zhì)含量、密度、氮/氧/碳/硫（N/O/C/S ）,晶粒尺寸與缺陷控制、表面粗糙度、電阻值、異物（氧化物）含量與尺寸、導(dǎo)磁率等問(wèn)題。在應(yīng)用方面，靶材利用率需要進(jìn)一步提高。此外，還需要解決濺射過(guò)程中微粒飛濺的問(wèn)題。濺射過(guò)程中濺射靶受轟擊時(shí)，由于靶材內(nèi)部孔隙內(nèi)存的氣體突然釋放，有可能會(huì)造成大尺寸的靶材顆?；蛭⒘ｏw濺，成膜之后膜材受二次電子轟擊時(shí)也可能會(huì)造成微粒飛濺。
這些飛濺微粒的出現(xiàn)，會(huì)降低薄膜品質(zhì)，所以微粒飛濺的問(wèn)題需要得到解決。
其次，我國(guó)濺射靶材產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間短，人才積累不足。面對(duì)強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，濺射靶材產(chǎn)業(yè)尤顯專(zhuān)業(yè)人才匱乏。靶材的研制主要是在企業(yè)內(nèi)實(shí)施，各靶材公司為在競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，技術(shù)均高度保密,所以該行業(yè)專(zhuān)業(yè)化很強(qiáng)，人才選擇局限于為數(shù)不多的靶材公司內(nèi)部。高校及科研院所開(kāi)展濺射靶材基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研究較少，時(shí)間也較短，研究力度也沒(méi)有靶材公司深入，因此培養(yǎng)的人才無(wú)論是在數(shù)量上還是水平上都顯不足。
還有，我國(guó)濺射靶材業(yè)面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。國(guó)外企業(yè)的成本較高，這為中國(guó)制造的靶材提供了良好的進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。但是隨著全球制造中心向中國(guó)的轉(zhuǎn)移，國(guó)外靶材供應(yīng)商考慮到價(jià)格較高和交期較長(zhǎng)的影響，他們希望靶材本土化供應(yīng),紛紛在中國(guó)建立加工廠，一方面在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中保持及提高優(yōu)勢(shì)，另一方面搶占中國(guó)市場(chǎng)，這就使得國(guó)內(nèi)靶材業(yè)面臨更激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
6、結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，靶材行業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。鍍膜產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)大及市場(chǎng)需求的急劇膨脹，無(wú)疑將帶動(dòng)靶材市場(chǎng)的快速發(fā)展。此外，靶材所屬的新材料領(lǐng)域,目前已經(jīng)得到了國(guó)家的高度重視和大力支持。在鍍膜市場(chǎng)需求增多、國(guó)家扶持力度加大的情況下，一批靶材企業(yè)的迅速成長(zhǎng)起來(lái)，會(huì)成為靶材行業(yè)的引領(lǐng)者，從而帶動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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