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靶材是什么?

溅射靶材 2020-06-03 10:23

  靶材是什么?

  镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。简单说的话,靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料,用于高能激光武器中,不同功率密度、不同输出波形、不同波长的激光与不同的靶材相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。例如:蒸发磁控溅射镀膜是加热蒸发镀膜。..铝膜等。更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。

铜靶材铜靶材

  金属靶材:钨-钛靶材作为光伏电池镀膜材料是最近发展起来的,它作为第三代太阳能电池的阻挡层是最佳选择。

  由于 W-Ti 系列薄膜具有非常优良的性能,近几年来应用量急剧增加,2008年W-Ti 靶材世界用量已达到400t,随着光伏产业的发展,这种靶材的需求量会越来越大。具行业预测其用量还会有很大的增加。国际太阳能电池市场以100%的速度增长,目前世界有30 多公司参与太阳能市场的进一步开发, 并已有的公司产品投入市场。我国研发的超大尺寸、高密度、高纯W-Ti 靶材,是属于新型的离子溅射镀膜靶材料。可广泛应用于显示屏的阻挡层或调色层,笔记本电脑的装饰层、电池的封装、太阳能(光伏)电池的阻挡层,具有很好市场前景和经济效益。另一方面又可带动我国钨产业的产品升级换代,获得更高的附加值。

  半导体材料可以分为晶圆材料和封装材料,封装材料相较于晶圆制造材料来说技术壁垒相对较低,所以我们主要讲的是晶圆制造材料。

  先简单了解下什么是晶圆制造和封装测试,还是用 pizza 举例。

  此前曾讲过硅晶圆就是饼底,在饼底的基础上扎几个孔,撒上各种料,再进行烘烤出炉,这个过程就是晶圆制造。晶圆制造厂出来的时候还是一个圆片,只是上面有了电路,有着几千颗或上万颗的晶粒。

  封装测试就是把圆片上存在的几千颗或上万颗的晶粒切下来变成一颗一颗,再给每一颗穿个衣服(封装),并检测哪些是好的,哪些是坏的(测试),好的挑出来送到产业链的下一个环节。

  在晶圆的生产环节主要涉及 7 类半导体材料、化学品,每一类在半导体材料市场规模占比大致如下:

  1、硅晶圆:33%

  2、特种气体:17%

  3、掩膜版:15%

  4、超净高纯试剂:13%

  5、抛光液和抛光垫:7%

  6、光阻材料:7%

  7、溅射靶材:3%

  今天咱们主要讲在半导体材料市场占比在 3%左右的溅射靶材。

  简单地说,靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料,通过更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。

  目前,(高纯度)溅射靶材按照化学成分不同可分为:

钽靶材 钽靶材

  ①金属靶材(纯金属铝、钛、铜、钽等)

  ②合金靶材(镍铬合金、镍钴合金等)

  ③陶瓷化合物靶材(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等)。

  按开关不同可分为:长靶、方靶、圆靶。

  按应用领域不同可分为:半导体芯片靶材、平面显示器靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、工具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材。

  溅射:即集成电路制造过程中要反复用到的工艺;靶材:就是溅射工艺中必不可少的重要原材料。那么,不同应用领域,对材料的选择及性能要求也有一定差异,具体如下:

  半导体内部是由长达数万米的金属配线而组成,而溅射靶材则是用于制作这些配线的关键消耗材料。如苹果 A10 处理器,指甲盖大小的芯片上密布着上万米金属导线,这些密布的电路必须要对高纯度的金属靶材通过溅射的方式形成。

  据悉,苹果 A10 芯片的制造用的正是江丰电子高纯度溅射靶材。

  溅射靶材是半导体晶圆制造环节核心的高难度材料,芯片对溅射靶材的要求非常之高,要求靶材纯度很高,一般在 5N(99.999%)以上。

  5N 就是表示有 5 个 9,4N 表示有 4 个 9 即 99.99%,哪个纯度更高,一看就明白了。

  在提纯领域,小数点后面每多一个 9,难度是呈指数级别的增加,技术门槛也就更高。

  应用与市场格局

  到这里,知道了高纯溅射靶材,知道了金属靶材的铝、钛、铜、钽,那怎么判断哪个金属应用几寸晶圆上,哪个用在先进制造工艺上?

  半导体晶圆制造中,200mm(8 寸)及以下晶圆制造通常以铝制程为主,使用的靶材以铝、钛元素为主。300mm(12 寸)晶圆制造,多使用先进的铜互连技术,主要使用铜、钽靶材。

  同时也用钛材料作为高介电常数的介质金属栅极技术的主要材料,铝材料作为晶圆接合焊盘工艺的主要材料。

  总体来看,随着芯片的使用范围越来越广泛,芯片市场需求数量增长,对于铝、钛、钽、铜这四种业界主流的薄膜金属材料的需求也一定会有增长。且目前从技术上及经济规模上还未找到能够替代这四种薄膜金属材料的其他方案,所以这四种材料目前看不到被替代的风险。

  在竞争格局上,由于溅射镀膜工艺起源于国外,所需要的溅射靶材产品性能要求高,长期以来全球溅射靶材研制和生产主要集中在美国、日本少数几家公司,产业集中度相当高。以霍尼韦尔(美国)、日矿金属(日本)、东曹(日本)等为代表的溅射靶材生产商占据全球绝大部分市场份额。

  这些企业在掌握溅射靶材生产的核心技术以后,实施极其严格的保密措施,限制技术扩散,同时不断进行横向扩张和垂直整合,将业务触角积极扩展到溅射镀膜的各个应用领域,牢牢把握着全球溅射靶材市场的主动权,并引领着全球溅射靶材行业的技术进步。

  至于其应用领域,主要集中在半导体产业、平板显示产业(含触摸屏产业)以及太阳能电池产业。

  溅射靶材属于电子材料,其产业链上下游关系如下:

氧化铪靶材 氧化铪靶材

  相关上市公司

  国内溅射靶材行业起步较晚,经过多年的科技攻关和产业化应用,目前国内高纯溅射靶材生产企业已经逐渐突破关键技术门槛,突破了零的局面,拥有部分产品的规模化生产能力,可以预见未来会达到高速发展时期。

  溅射靶材:  完全可以做平板电容的电极和介质,溅射镀膜是很可控的薄膜,多以可以做高档电容

  磁控溅射用的圆形、方形、管状靶材,用于轰击沉积薄膜的材料

  可以用于做电容器

  首先,溅射靶材是真空磁控溅射(PVD)镀膜所需的关键耗材;

  其二,靶材工作原理:

  靶材在PVD系统中作为阴极,真空系统所产生的自由电子在电场的加速作用下,撞击Ar分子而形成Ar+阳离子,而Ar+阳离子在电场的作用高速撞击靶材(阴极),使得靶材表面的原子或原子团并以气态的形式撞出,再沉积到同在真空腔体内的基板上,形成所需的涂层或纳米薄膜。

  由于它是被攻击之靶体,故简称靶材。

  其三,靶材应用的行业:

  磁控溅射应用的行业很广泛,包括光存储(光盘),磁存储(硬盘),平板显示器(液晶显示器,等离子显示器,OLED等),耐磨损行业(机械刀具,轴承,发动机叶片,高档钟表等),电磁防护(EMI),太阳能电池行业,节能玻璃(Low-E玻璃等),晶振,金属薄膜电阻等等。

  最后,靶材的材质与种类:

  靶材是按其作用形式命名的,而其材质非常广泛,各种单金属、合金和陶瓷都可用作靶材。举例如Al,Ag,Au,Pt,Cu,SUS,Ni,Ta,NiCr,TiAl,NiCo,FeCoTaZr;

  Si,SiO2,AZO,ITO,TiOx,SiC,BN,WC等。

  靶材的要求较传统材料行业高,一般要求如,尺寸、平整度、纯度、各项杂质含量、密度、N/O/C/S、晶粒尺寸与缺陷控制;较高要求或特殊要求包含:表面粗糙度、电阻值、晶粒尺寸均匀性、成份与组织均匀性、异物(氧化物)含量与尺寸、导磁率、超高密度与超细晶粒等等。

  磁控溅射镀膜是一种新型的物理气相镀膜方式,就是用电子枪系统把电子发射并聚焦在被镀的材料上,使其被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离材料飞向基片淀积成膜。这种被镀的材料就叫溅射靶材。 溅射靶材有金属,合金,陶瓷,硼化物等。

  靶材的要求较传统材料行业高,一般要求如,尺寸、平整度、纯度、各项杂质含量、密度、N/O/C/S、晶粒尺寸与缺陷控制;较高要求或特殊要求包含:表面粗糙度、电阻值、晶粒尺寸均匀性、成份与组织均匀性、异物(氧化物)含量与尺寸、导磁率、超高密度与超细晶粒等等。

  靶材概念是什么意思?什么是靶材概念?靶材是什么?

  镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。简单说的话,靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料,用于高能激光武器中,不同功率密度、不同输出波形、不同波长的激光与不同的靶材相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。例如:蒸发磁控溅射镀膜是加热蒸发镀膜、铝膜等。更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。

  2016年6月13日据媒体报道,明年三星将会推出两款OLED屏幕的智能手机新品,其中一款是屏幕能够像化妆盒那样折叠的智能手机,另一款是“二合一”智能手机,5英寸屏幕的智能手机摊开就能变成8英寸的平板电脑。这两款可弯折的智能手机最早将于明年巴塞罗那世界移动通信大会上发布。此前有消息称,苹果将于明年公布OLED显示屏手机。业内人士表示,柔性是OLED的杀手锏,可卷曲是OLED的终极形态。膜材料是实现柔性的关键,而靶材是电子薄膜材料主要原材料。未来柔性OLED对薄膜的使用量会大幅增加,相应的靶材需求量就会大幅增加。据预测,未来5年,世界溅射靶材的市场规模将超过160亿美元。隆华节能(300263)收购了钼靶材领域行业龙头四丰电子,正在安装OLED所用的靶材生产线。

  应用领域: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iTO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 ITO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 ITO 靶材,利用 L} IRF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ZrO2 、Bi2O3 、 CeO 等作为烧结添加剂,能够获得密度为理论值的 93%~98%的靶材,这种方式形成的 ITO薄膜的性能与添加剂的关系极大。日本的科学家采用 Bizo 作为 添加剂,Bi2O3 在 820Cr 熔化,在 l500℃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。FPD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 3133 _ ,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。2000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, ITO大型靶材也列入其中。

  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 TbFeCo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 TbFeCo/T

  a和TbFeCo/Al 的 层复合膜结构, TbF eCo/AI结构的Kerr 旋转角达到58,而TbFeCofFa

  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。

  靶材概念股的龙头股最有可能是哪几只?

  靶材概念股的龙头股最有可能从以下几个股票中诞生 江丰电子、 隆华节能、 四方股份。

  靶材概念上市公司一共有多少家?

  靶材概念一共有11家上市公司,其中4家靶材概念上市公司在上证交易所交易,另外7家靶材概念上市公司在深交所交易。

  靶材概念股有哪些?

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