简单地说,靶材就是高速核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:

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.

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.

溅射靶材是决定半导体良品率的最重要因素.所以半导体上的运用所需要的精密程度、纯度是最高的,溅射靶材的纯度和精密程度都会直接影响半导体性能,采用差的溅射靶材最直接的后果就是导致半导体短路,因此我们在谈半导体溅射靶材的时候,往往谈得是高纯溅射靶材.这些靶材就元素可以分为铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、钨钛靶材等.

了解了高纯溅射靶材,了解了金属靶材的铝、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.