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靶材行业报告:溅射靶材(85页)

行业报告下载 2020年12月15日 07:14 1 管理员

镀膜的主要工艺有物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。(1)PVD 技术是目 前主流镀膜方法,其中的溅射工艺在半导体、显示面板应用广泛。PVD 技术分为真空蒸镀法、 溅镀法和离子镀法。三种方法各有优劣势:真空蒸镀法对于基板材质没有限制;溅镀法薄膜 的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好;离子镀法的绕镀能力强,清洗过程简化,但在高功率下影 响镀膜质量。不同方法的选择主要取决于产品用途与应用场景。(2)CVD 技术主要通过化 学反应生成薄膜。在高温下把含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质引入反应室,在 衬底表面上进行化学反应生成薄膜。制造加工:塑性变形、热处理、控制晶粒取向:需要根据下游应用领域的性能需 求进行工艺设计,然后进行反复的塑性变形、热处理,需要精确地控制晶粒、晶向等关键指 标,再经过焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序。靶材制造涉及的工序精细繁多, 技术门槛高、设备投资大,具有规模化生产能力的企业数量相对较少。靶材制造的方法主要 有熔炼法与粉末冶金法。熔炼法主要有真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼等方 法,通过机械加工将熔炼后的铸锭制备成靶材,该方法得到的靶材杂质含量低、密度高、可 大型化、内部无气孔,但若两种合金熔点、密度差异较大则无法形成均匀合金靶材。

粉末冶 金法主要有热等静压法、热压法、冷压-烧结法三种方法,通过将各种原料粉混合再烧结成形 的方式得到靶材,该方法优点是靶材成分较为均匀、机械性能好,缺点为含氧量较高。终端应用:1)半导体芯片:单元器件中的介质层、导体层与保护层需要钽、钨、 铜、铝、钛等金属。2)平板显示器件:为了保证大面积膜层的均匀性,提高生产率和降低 成本,溅射技术镀膜需要钼、铝、ITO 等材料;3)薄膜太阳能电池——第三代,溅射镀膜 工艺是被优先选用的制备方法,靶材是不可或缺的原材料;4)计算机储存器:磁信息存储、 磁光信息存储和全光信息存储等。在光盘、机械硬盘等记录媒体,需要用铬基、钴基合金等 金属材料。铜、铝、钼、ITO 是应用最广的靶材。(1)根据形状分类,主要有长靶、方靶与圆靶。 (2)按化学成分分类,主要有单质金属靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材。(3)按应用领 域分类,主要有半导体用靶材、平板显示用靶材、太阳能电池用靶材等。 高纯溅射靶材集中应用于平板显示、信息存储、太阳能电池、芯片四个领域,合计占比 达 94%。芯片认证对靶材要求最为严格。(1)芯片靶材是制造集成电路的关键原材料,也是 技术要求最高的靶材。从技术要求来看,半导体靶材要求超高纯度金属、高精密尺寸、高集 成度等,往往选取高纯铜、高纯铝、高纯钛、高纯钽、铜锰合金等,集成电路芯片通常要求 铝靶纯度在 5N5 以上。(2)平板显示靶材的原材料有高纯度铝、铜、钼等,还有掺锡氧化 铟(ITO),主要用于高清电视、笔记本电脑等。平板显示靶材技术要求高,它要求材料高纯 度、面积大、均匀性好。平板显示靶材通常要求铝靶纯度在 5N 以上。(3)信息存储靶材具 备高存储密度、高传输速度等特性。(4)工具改性靶材的原材料有纯金属铬、铬铝合金等, 主要用工具、模具等表面强化,性能要求较高、使用寿命延长。

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