0　前（qián）言

隨著（zhe）電子信息（xī）產業的飛速發展，薄膜科學應用日益廣泛（fàn）。濺射法（fǎ）是製備薄膜材料的（de）主要技術之一，濺（jiàn）射沉積（jī）薄膜的源材料即為（wéi）靶材。用靶材濺（jiàn）射沉積的（de）薄膜致密度高，附著性好。20世紀90年代以來，微電子行業新器件和新材料發展迅（xùn）速（sù），電子、磁性、光學、光電和超導薄膜等已（yǐ）經廣泛應用於高新技（jì）術和工業領域，促使濺射靶材市場規模日益擴大（dà）。如今，靶材已蓬勃發展成（chéng）為一個專業化產（chǎn）業。目前，全世界的靶材主要由日本、美國和德國（guó）生產，我國靶材產業的研發則相對滯後。雖然國內也（yě）有（yǒu）一些大學和研究（jiū）院對靶材進行了研製，但仍（réng）處於理論研究和（hé）試（shì）製階段，尚（shàng）沒（méi）有專業生產（chǎn）靶（bǎ）材的大公司，大（dà）量（liàng）靶材還需進口。如今，微電子等高科技產業的高速發（fā）展促進了中國靶材市場日益擴大，從而為中國靶材（cái）產業的發展提供（gòng）了機遇。靶材是微電子行業的重要支撐產業之一，如果我們能及時（shí）抓住機遇發展我國的靶材產業，不僅會縮短與國際靶材水平的差距，參與國際市場競爭，還能降（jiàng）低我國微電子行業（yè）的生產成本，提高我國電子產品的國際競爭力（lì）。

有關靶材應用和市場前景方麵的綜述已有（yǒu）多篇，本文（wén）重點總結靶材的製備（bèi）工藝，為（wéi）靶材製備研究者提供有價（jià）值的參考。文中首（shǒu）次詳細列出我（wǒ）國靶材研究單位和生產企業，對其研究方向和產品進行了係統歸納；並（bìng）分析了國內外靶材專利對我國靶材（cái）產業化的影響。

1　靶材的分類

根據應用主要包括半導體（tǐ）領域應用靶材、記錄（lù）介（jiè）質用（yòng）靶材、顯示薄膜用靶材、光學靶材、超導靶材等。上海鋼鐵研究所張青（qīng）來等（děng）人對靶（bǎ）材的分類及其對應的材料（liào）種類和應用領域劃分得（dé）較為詳細。其中半導（dǎo）體領域應用靶材、記錄介質用靶材和顯示靶材（cái）是（shì）市場規模最大的三類靶材。

靶材形狀有（yǒu）長方（fāng）體、正方體、圓柱體和（hé）不規則形狀。長方體、正方（fāng）體和圓柱體形靶材為實心，濺射過程（chéng）中，圓環形永磁體在靶材表麵建（jiàn）立環形（xíng）磁場，在軸間等距離的環（huán）形表麵上形成刻蝕區，其缺點是薄膜沉積厚度均勻性（xìng）不易控製，靶材的利用率較低，僅為20%~30%。目（mù）前國內外都在推廣應用旋轉空心圓管磁控濺射靶，其優點是靶材可繞固定的條狀（zhuàng）磁鐵組（zǔ）件旋轉，因而360°靶（bǎ）麵可被（bèi）均勻刻蝕，利用率高達80%。

2　靶材的性能要求

靶材製約著濺鍍薄膜的物理、力學性能，影響（xiǎng）鍍膜質量，因而靶材質量評價較為嚴格，主要應滿足如下要求；

1)雜質含量低，純度高。靶材（cái）的純度影響薄膜的均勻性。

2)高致密度。高（gāo）致密度靶材具有導（dǎo）電、導熱性好、強度高等優點，使用這種靶材鍍膜，濺射功率小（xiǎo），成膜速率高，薄膜不易開裂，靶材使用壽命長，而且濺鍍薄膜的電阻率低（dī），透光率高。

3)成分與（yǔ）組織結構均勻。靶材成分（fèn）均勻是鍍膜質量穩定的重要保證。

4)晶粒尺寸細小。靶的晶粒尺寸越細小，濺鍍薄（báo）膜的厚度分布越（yuè）均勻，濺（jiàn）射速率（lǜ）越快。正（zhèng）因為靶材（cái）在性能上有上述諸多特殊要求，導致其製備工藝較為複雜。

3　靶材的製備工藝

目前製備靶（bǎ）材（cái）的方法主要有鑄造法和粉末冶金法。

鑄造法；將一定成（chéng）分（fèn）配比的合金（jīn）原料熔煉，再（zài）將合金熔液澆注（zhù）於模具中（zhōng），形成鑄錠，最後經機械加工製成靶材。鑄造法在真空中熔煉、鑄造。常用的熔煉（liàn）方法有真空感應（yīng）熔煉、真空電弧熔煉和真（zhēn）空電子轟擊熔煉等。其優點是靶材雜質含量(特別是氣體雜質含量)低，密度高，可大型化；缺點是對（duì）熔點和密度相差較大的兩種或兩種以上金屬，普通（tōng）熔（róng）煉法難（nán）以獲得成分均勻的合金靶材（cái）。

粉末冶金法；將一（yī）定成分配比的合金原料熔煉，澆注成鑄錠後再粉（fěn）碎，將粉碎形成的（de）粉末經等靜壓成形，再（zài）高溫燒結，最終形成靶材。粉末冶金法的（de）優點是靶材成分均勻；缺點是密度低，雜質含量高等。常用的粉末冶金工藝包括冷（lěng）壓（yā）、真空熱壓和熱等靜壓（yā）等（děng）。

3.1　鑄造法

3.1.1　NiCrSi高阻濺射靶材

該靶材主要用（yòng）於（yú）製備金屬膜電阻器和金屬氧化膜高阻電阻器，集成電路布線及傳感器（qì）等，應（yīng）用於電子計算機、通訊儀器、電子交換機中，逐漸成為替代碳膜電阻的新一代通用電阻器（qì）。目前用於生產高穩定（dìng）性金屬膜電阻器的（de）高阻靶材，主要依靠進口，價（jià）格昂貴，製（zhì）約了我（wǒ）國電子工業的（de）發展。上海交通大學在NICrSi合金（jīn）內添加稀土以改良靶材性能（néng），其製備（bèi）工藝如下；

1)備料；Cr、Ni元素純度大於99.5%；Si元素純度大於99.9%；稀土元素混合物純度大於98%。2)將Ni、Cr及少量的Si熔煉（liàn）成中（zhōng）間合金，電弧爐（lú）熔煉時的電壓為20V，電流為500~600A，時間為2~5min。3)然後進行整個靶材的真空感應熔（róng）煉，即采用特殊真空感應熔煉石蠟熔模精密澆鑄；在真空感應熔煉中將製備好的中間合金放在加（jiā）料器的底部（bù），難熔材（cái）料在上部，在真空感應熔煉中使中間合金先熔化，然後（hòu）再將（jiāng）難熔Si材料加入。真空感應（yīng）熔煉時的真空度為2×10-2torr，功率為35kW，時間為1h。4)隨（suí）後進行精煉，精煉時功率為（wéi）20kW，時間為（wéi）30min。5)稀土元素（sù）在精練階段加入，並用電磁感應將溶液均勻攪拌，注入熔模，熔（róng）模冷卻後經脫模工序得到（dào）靶材的鑄造件。6)對靶材鑄造件熱處理和機（jī）械加（jiā）工。熱處理工藝為；在800℃下保溫2h。

天（tiān）津大學在NICrSi合金內加入Ti，並調整了各元素的含（hán）量(成分； Si45% ~ 55%， Cr40% ~50%，Ni3%~6%，Ti0.1%~0.3%)，所製備的靶材具有（yǒu）表麵（miàn）光滑、平整、外部無裂紋（wén），內部無氣孔等優點。用該靶材生產（chǎn）的金屬膜電阻器具有較高的穩定性。所采（cǎi）用的製備工藝如下；1)采用剛玉-石墨-鎂砂複合型中頻真空感應爐，將配好的料放入剛（gāng）玉坩鍋內，在1×10-2torr真空條件下（xià）冶煉（liàn），熔煉溫度為1 500~1 550℃，時間為1h。中頻感應爐的功率為10~40kW，感應圈（quān）電壓和（hé）電流分別為100~400V和200~380A。2)模殼內設（shè）置管口伸至模殼底麵的澆鑄管，烘烤模殼，使其溫度達（dá）到650~700℃時，料液通過澆鑄管底麵而澆鑄（zhù）。澆鑄後模殼緩慢冷卻至850~800℃，保溫1h，然後再（zài）以10~15℃/h的速度冷卻至室溫。

為提高強度，NiCrSi靶材的背麵需覆加襯板（bǎn），即在背麵焊接一塊銅板。銅板形狀和尺寸與靶材相同，厚度為1~3mm。用銦錫釺焊或環氧樹脂粘接的（de）方法將靶材和銅板焊接牢固，焊接溫度為250~270℃，時間為4h。

3.1.2　Ag及Ag合金靶材

Ag靶材主要應（yīng）用於光盤介質的反射膜；STN液（yè）晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等的光反射性薄膜。在Ag合金中添加少量的In、Sn、Zn或（huò）Au、Pd、Pt，或根據情況添加少量的Cu，可將低濺射靶材電（diàn）阻，提高靶材圖案形成性、耐（nài）熱性、反（fǎn）射率和耐硫化性等。

日本石福金（jīn）屬興業株（zhū）式會社采用燃氣爐、高頻熔煉（liàn）爐，在空氣(或惰性氣（qì）體環境或真空下)冶煉、製備Ag合金靶材，熔煉溫度為1 000~1 050℃。

3.1.3　鎳基變形合金靶材

該靶材主（zhǔ）要應用於合金鋼（gāng）領域，適（shì）用於建築裝（zhuāng）飾玻璃鍍膜用。

冶金工業部鋼鐵研究總院（yuàn）采（cǎi）用如下工藝製（zhì）備（bèi）該靶材；

1)真空感應爐或非真空（kōng）感應（yīng）爐加電渣重熔方法冶煉。2)采用熱鍛方法進（jìn）行熱加（jiā）工，或采用熱鍛加熱軋方法進行加工成型。開鍛溫度為1230℃，終鍛溫度為980℃；開軋溫度為1 130℃，終軋溫度為1 000℃。

3.1.4　純金屬鋁、鈦、銅，或其合金靶材

由純金屬鋁、鈦或銅（tóng），或是添加銅、矽、鈦、鋯、錒、鉬、鎢、白金、金、铌、鉭、鈷、錸、鈧等至少一種不同金（jīn）屬所形成的合金靶材主要（yào）應用於半導體產業及光電產業。光洋應用材料科技（jì）股份有限公（gōng）司采用雙（shuāng）V熔煉法製備（bèi）該類靶材；

1)將純金屬或合金進行真空感應熔煉。

2)對鑄件進行高溫鍛造（zào）加工，產生晶粒細小及二次相微細化的高均質化材料。

3)真空電弧精煉。將鍛（duàn）造後的材料（liào）當作電極，利用一高直流電源，在此電極與一導電坩鍋之間產生電弧，融化由單一金（jīn）屬或合金所形（xíng）成的電極，熔融物落至導電坩鍋中固化而獲得靶材。

3.1.5　鋁係（xì）合金靶材

鋁係合金靶（bǎ）材主要應用（yòng）於光碟和（hé）液晶（jīng）顯示屏上。

三井金屬工業（yè）株式會社采用濺射方法製備鋁-碳合金靶材，其製備工藝如下；

1)分別準備鋁和碳的靶材，對（duì）這些靶材進行同時或交替濺射，將其堆積在基板（bǎn）上，形成鋁-碳合金（jīn）靶（bǎ）材。

2)將該通過濺射形成（chéng）的鋁-碳合金塊材再熔化，加入（rù）合金元素，然後冷卻凝固，從而製造成具有優異特性薄膜的鋁係合金靶材。

然（rán）而該工藝存在如下缺點；靶材內易形成粗大（dà）的Al4C3相；由於利用濺射裝置，生產效率低，製造（zào）成本高。

因而，三井金屬工業（yè）株式會（huì）社又對鋁係合金靶材的製備工藝進（jìn）行了深入研究，重新製訂了製備工藝；

1)鋁-碳二元係合（hé）金靶（bǎ）材的製（zhì）造；將鋁放入碳坩鍋（guō）中，加（jiā）熱至1 600~2 500℃，將鋁熔化，在碳坩鍋中（zhōng）形成（chéng）Al-C合金，使該溶液冷卻凝固，冷卻速度為3~2×105℃/S，從而形成Al-C相均勻微細分散在鋁母相中的Al-C合金。冷卻速（sù）度越大，鋁-碳相越越細小，分布（bù）越（yuè）均勻。可將熔液澆入鑄模中鑄造；也（yě）可采用驟冷凝固法形成非晶態金屬，如單輥法、雙輥法等熔融旋壓（yā）成形法。將熔融旋壓成形法驟冷凝固得到的線（xiàn）狀或箔狀材料再熔化，形成塊狀體（tǐ），用（yòng）作靶材。

2)鋁-碳-X三（sān）元係合（hé）金靶材的製（zhì）造；先將該Al-C合金錠進行冷軋等冷加工，然後（hòu）在660~900℃下二次熔化(最好在惰性氣體氣氛（fēn）中進行（háng）)，並加（jiā）入鎂等添加元素，攪拌後（hòu）進行鑄造。二次熔化時，隻要使Al-C合（hé）金達到（dào）添加元素（sù）進行攪拌的流動狀態即可，以免鋁母相（xiàng）中（zhōng）的Al-C相粗化。冷加工的目的是預先使鋁-碳針狀析出相微細化，防止最終成形加工時（shí）出現開（kāi）裂。

該製備工藝的難點（diǎn）是；如何控製合金的含量。三井（jǐng）金屬工業（yè）株式會社預（yù）先在碳坩堝中生成含碳量（liàng）較（jiào）高的鋁-碳合金；再熔化時，將鋁-碳合金錠與添加元素（sù）一起加入鋁內，從而精確地控製（zhì）合金元（yuán）素的含量。采用該工藝，能夠獲得組成均勻的鋁係（xì）合（hé）金靶材，並能（néng）降低靶材內部缺陷，抑製（zhì）材料氧化。因而使用（yòng）該靶材能夠形成（chéng）耐熱（rè）性及（jí）低電阻性優異的鋁合金薄膜。

3.2　粉末冶金法

粉末冶金製（zhì）備靶材流程（chéng）略。

3.2.1　鋱鐵鈷-稀土係（xì）列磁光靶材

西南交通大學張喜燕等人采用磁（cí）懸浮熔煉技術熔煉靶（bǎ）材合金，通過磁場攪拌熔體，保證合金成分均勻。可避免使用石英（yīng）坩堝所導致的高成本、低效率問題。製造工藝（yì）如下。

1)料處理及配料；處理工業純鐵和鈷表麵，然後將鋱、輕稀土、鐵放入磁懸浮（fú）爐內精練，最後在氣體（tǐ）保護下（xià）配料。采用（yòng）磁懸浮熔煉技術熔煉基靶合金，基靶合金成分為鐵鈷合（hé）金，將純鋱（tè）和輕稀土線切割成扇片或圓片，對稱地鑲嵌在鐵軲（gū）合金基靶（bǎ）刻蝕最（zuì）大的圓環內製成複合靶，通過（guò）調節（jiē）鋱片、輕稀土片的數量與位置或改變基靶合（hé）金（jīn）含量，來改變（biàn）靶材成分。

2)熔煉；將（jiāng）原料置於坩（gān）堝內，磁懸浮熔煉2~3次。

3)製粉；在（zài）有氬氣保護的真空配料箱內將合金錠粗碎，然後球磨。

4)冷壓成型；用冷等（děng）靜壓技術將純淨合金粉（fěn）料壓（yā）製成型。

5)燒結（jié）；將（jiāng）裝靶的石英容器置於高（gāo）溫真空燒（shāo）結（jié）爐內，在1 000℃以上保溫燒結5h，然後爐冷。

6)封（fēng）裝；在真空箱內將靶材打磨，拋光，測尺寸，稱質量後，取出封裝成型。

3.2.2　銦錫氧化（huà）物靶材(ITO)

銦錫氧（yǎng）化物薄膜具有透明和導電雙重優點，被廣泛用（yòng）於太陽能電池（chí）、觸摸屏、液（yè）晶顯示（shì）器和（hé）等（děng）離（lí）子顯示器等領域。近年來，電子行業的迅速發（fā）展促進了（le）銦錫（xī）氧化物靶材（cái）的需求量逐（zhú）年大幅增加。銦錫氧化物靶材的製備工藝相對較為複雜，分為兩部分；首先製成氧化銦錫粉末，然後再將粉末燒結成靶材（cái）。

中南工業大學於（yú）1999年提出了如下製（zhì）備工藝；

1)首先用（yòng）化學方法製成銦錫氧化物化學複合粉末，或者將單（dān）體氧化銦粉末和單體（tǐ）氧（yǎng）化錫粉末按9；1質量比混合，製成（chéng）機械複合粉末。粉（fěn）末呈球形或準（zhǔn）球形，平均粒徑為30 ~ 200nm，純度為99·99%，無硬團聚。

2)將複合粉末（mò）在1 350℃氧氣氛中進行脫氧處理（lǐ）。

3)把複合粉末裝入包套內進行冷（lěng）等（děng）靜壓。冷等靜（jìng）壓介質為油，壓（yā）力為200~280MPa，保壓時間為10min。獲得的粗坯密度為理論密度的45%~55%。

4)粗坯裝入相應尺寸的（de）容器內。容器與粗坯間隔以金屬鉭膜或鎳膜或铌膜或鉑膜，以阻止它們在高（gāo）溫高壓下發生（shēng）反應。

5)抽真空，封裝有粗坯的容器（qì）。

6)將上述容器放（fàng）入熱等（děng）靜壓爐中進行熱等靜壓處理。熱等靜壓溫度為1 100~1 300℃，保溫時間為0.5~6h，氬氣氛壓力為100~120MPa。

7)熱等靜壓後用稀硝酸酸（suān）洗（xǐ）去除碳鋼容器，剝離金屬箔隔層，獲得靶材。

8)用線切割方法切割（gē）靶材，獲得所需尺寸的產品。

冷等（děng）靜壓包套(用橡膠製成（chéng）)和熱等（děng）靜（jìng）壓容器(由碳鋼製成，為（wéi）方拄形或圓柱形)是由中南工（gōng）業大學根據靶材特點而專門設計（jì）。

采用該方法製備的銦錫氧化物靶材具有密度高、純度高、尺寸大，生產效率高、成本低等優點。北京市東燕郊隧道局二處防疫站蔣政等人於2001年提出如下ITO製粉和靶材製備工藝（yì）。氧（yǎng）化銦錫粉末的製造工藝；

1)將金屬銦和金屬錫（xī）用硫酸、硝酸（suān）、鹽酸中的任一種溶（róng）解。混合比例為氧化銦與氧化錫之比為（wéi）9：1。

2)溶液混合後，配置成[In3+]為1-3M的溶液。

3)溶液（yè）中加入濃度為5%的氨（ān）水直至溶液的PH值達到7-7.5。

4)將生成的白色沉（chén）澱經洗滌、過濾，然後在80-120℃烘（hōng）幹。

5)最後在500-800℃焙燒，得到ITO粉。所獲得的氧化銦（yīn）錫粉末的BET比表麵積在25-40m2/g之間。氧化銦錫靶材的（de）製備工藝（yì）；

1)研磨ITO粉(如（rú）球磨（mó）)。

2)將（jiāng）研磨後的ITO粉放入石墨模具中。

3)在真空或惰性氣體環境中，800~960℃條件下，加壓（yā）燒結1~2h，壓力為15~30MPa。

4)加工研磨後得到銦（yīn）錫氧化物靶材。

為防止銦錫氧化物粉與石（shí）墨模具發生反應，在石墨模具內表麵噴塗一層（céng）金屬鎳和一層氧化鋁，每層厚300μm。株洲冶煉集（jí）團有限（xiàn）責任公（gōng）司龔鳴明等人於2003年（nián）也提出銦錫氧化物的製備（bèi）工藝，如下；

1)製備銦錫混合鹽溶液（yè）。

2)溶（róng）液的均相共沉澱。添加劑為檸（níng）檬酸或酒石酸（suān），加熱溫度為92℃。

3)沉澱物的煆燒。在（zài）400~1 200℃，22%~35%氧（yǎng）氣濃度下，於隧道窯中煆燒。

4)銦錫氧化物預還原脫氧。脫氧是在溫度300~600℃，氫氣流量1 ~ 3m3/h，反應（yīng）時間15 ~60min，脫氧率控製6%~20%的管道爐中進行。

5)銦錫氧化物冷等靜壓二次成形（xíng）。將銦錫氧化物粉末，在壓力80~120MPa，保壓時間1~5min條件下，於冷等靜壓機中預壓成粗坯，再將粗（cū）坯破碎成粒，在壓力150~200MPa、保壓時間5~10min條件下，於冷等靜壓機中壓製（zhì）成坯件。

6)銦錫氧化物（wù）坯件的熱等靜壓燒結（jié）。熱等靜壓是將坯件置於具有隔離（lí）材料的包套中，在熱等靜壓機中進行燒結。隔離（lí）材料為氧化（huà）鋯和銅箔(或氧化鋁和銅箔)等。

7)將靶材脫模。

8)將（jiāng）靶材切割成產品。

3.2.3　稀（xī）土過渡族金屬合金靶材

稀土族指重稀土族鋱、鏑元素（sù）中的至少一種元素，輕稀土族指釹、釤元素中的至少一種元素，過渡族指鐵、鈷、鉻元素中的至少一種元素。稀土過渡族金屬合（hé）金靶材主要應（yīng）用於磁光盤記錄介質。熔煉稀土過（guò）渡族金屬（shǔ）合金材料的常用（yòng）方法有電爐熔煉和石（shí）英管真空（kōng）保護熔煉等。

電爐熔（róng）煉；將裝有合（hé）金原料的坩鍋放入熔煉電爐中，再對（duì）坩鍋和爐膛抽真空或抽真空後充（chōng）入惰性氣體，隨後加熱熔化合金，再將合金熔液倒入澆注模具中（zhōng）。其缺點是；易造成坩鍋（guō）材料的（de）汙染，及成份和均勻性不易控製。

石英（yīng）管真空保護熔煉；將合金原料放入石英（yīng）管中後（hòu），抽真空後密（mì）封，然（rán）後加（jiā）熱至一定溫度將（jiāng）合金熔化；熔煉過（guò）程中需不斷轉（zhuǎn）動石英管，待冷（lěng）卻後打碎石英管。其缺點是（shì）；成分難以均勻化，成本高，效率低。

西南交（jiāo）通（tōng）大學采（cǎi）用磁力攪拌懸浮熔煉（liàn）和粉末燒結技術製備稀土（tǔ）過渡族金屬（shǔ）合金靶（bǎ），工藝如下；

1)將稀土族和過渡族金屬原料或預先煉製的中間（jiān）合金按設計重量稱好放入磁力攪拌懸浮熔煉爐的水冷坩鍋中進行感應加熱懸浮熔煉，對坩鍋抽真空，再充入99.5%純（chún）度的（de）氬氣後進行熔煉。熔煉過程中借助磁（cí）場作用攪拌熔體，使合（hé）金（jīn）成份更加（jiā）均勻。稱量稀土元素時應考慮熔煉時的燒損量。

2)在真空環境下將合金鑄錠粉碎，然後放入球（qiú）磨機（jī）中研磨，獲得粒徑在0.5~400μm之間的合金粉末。

3)將合金粉末放入模具中進行冷壓成型。

4)對冷壓（yā）成型體放入熱等靜壓燒結爐中進行高溫燒結，燒結環境為真空（kōng）或惰性氣體。用真空（kōng）電子束焊接技術密封燒結包（bāo）套。

5)對燒（shāo）結後的成型體進行機械加工。

6)將靶（bǎ）材進行真空塑（sù）料（liào）封（fēng）裝。

所（suǒ）使用的靶材等靜壓成型模具由定位鋼圈，定位板和橡膠壓板組成，並由螺栓緊固密封。熱等靜壓燒結包套用真空電子束焊接密封，可有效解決已有技術中合金熔煉（liàn）時的材料汙（wū）染、成分均勻性不（bú）易控製（zhì）等問（wèn）題，提高了效率，降低了成（chéng）本。

3.2.4　鋅镓氧化物陶瓷靶材

清華大學莊大明等人提出的鋅镓氧化物陶瓷靶（bǎ）材製備工（gōng）藝如下；

1)將93.8%(質量百分比)的氧化鋅粉末（mò）和2%~ 7%的氧（yǎng）化镓粉末混（hún）均（jun1）(粉末純度（dù）均為（wéi）99·9%)。

2)將混合粉末冷壓成型，壓力為2.5×106N。

3)將成形的塊體在1 000~1 700℃、常壓、常氣氛下燒結成密度為理論密度96%的塊體。該（gāi）製作工藝（yì）相對簡單、經濟，製成的靶材成分均勻，性能穩定。

3.2.5　鋁合金濺鍍靶材

本文在鑄造法一節中介紹了用鑄造法（fǎ）和濺射成形法製（zhì）備鋁合金濺鍍靶材，鑄造法的缺點是靶材易發生偏析現象，影響濺鍍薄膜的質量，且濺鍍靶表（biǎo）麵易產生微顆粒，影（yǐng）響薄膜性質的均（jun1）勻性。濺射成形法雖然能避免鑄造法的缺點，但工藝複雜，製備成本較高，質量不易控製。中國（guó）台（tái）灣財團法人工業技術研究（jiū）院（yuàn）采用氣噴粉末（mò）方法製備鋁合金濺鍍靶材（cái），能夠（gòu）避免材料偏析和微顆粒現（xiàn）象，生產效率高，成本（běn）較低（dī）。其製備工藝如下；

1)熔（róng）熔金屬原料。

2)然後以氣噴法將該金屬熔液製成金屬粉末。

3)篩分合（hé）金（jīn）粉，獲得適當粒徑的粉末。

4)最後，以真空熱壓法將該篩分後的金屬（shǔ）粉末成形，製成鋁合金濺鍍靶材（cái）。熱壓（yā）成形溫度為500~ 650℃，時間（jiān）為80 ~ 100min，壓力為20 ~50MPa；通入氬氣（qì）作為（wéi）保護氣體，氫氣作為還（hái）原氣體。

4　靶（bǎ）材的研究熱點

近年來，越來（lái）越多（duō）的國內外研究人員通過向基靶內添加稀土元（yuán）素來改良靶材性能（néng），進而提高濺鍍薄膜的（de）綜合性能。

Ag金屬（shǔ）膜具有低電阻（zǔ）、高光（guāng）反射（shè）率等優點，但其缺（quē）點是對基板的附著性低，易產生應力變形，且耐熱性和耐腐蝕性均較低。日立金屬株式會社在Ag合金中添加Sm(杉)、Dy(鏑)、Tb(鋱)稀土元（yuán）素，應（yīng）用該Ag合金靶材獲得了低電阻、高反射率、高耐熱性、耐環（huán）境性，高附著性的Ag合金膜。傳統製備金屬膜或金屬氧化膜電阻器的常用濺（jiàn）射靶材為Cr-Ni-Si，Cr-Ni，Cr-Ni，Cr-SiOx係合金（jīn）和化合物，但上（shàng）述靶材的通用性較差，無法達到用一種濺射靶材能同（tóng）時適合於製備金屬膜電阻器和金屬氧化膜電阻器，致使工藝複雜，生產成本高。上海交通大學吳建生等人通過向（xiàng）CrNiSi三元合金加入0.1%~3%的鑭（lán）係和錒係稀土元素，提高了靶材的通用性、精密性和穩定（dìng）性。

但添（tiān）加稀土元素也（yě）帶來了一些負麵效應，如；1)電阻增大，並且電阻值隨著稀土含量（liàng）的（de）增加而上升（shēng）。2)膜的平均反射率（lǜ）下降。由於不同種類稀土元素對電阻值和反射率的影響不同，可通過優化稀土元素來降低上述（shù）負麵作（zuò）用，提高濺鍍薄膜的整體性能。

5　靶材的技術問題（tí）

當前濺射靶材製（zhì）備方麵麵臨（lín）的（de）主要技術問（wèn）題是；

1)提高濺射靶（bǎ）材利用率。

2)在保證高（gāo）密度、高致密性、微觀結構均勻（yún）條件下，大麵積濺射靶材製作技術。

3)提高濺（jiàn）鍍靶材（cái）的致密度。

4)降（jiàng）低靶材內晶粒（lì）的尺寸。

5)提高濺射速率及濺射過程的穩定性。

6　國內靶（bǎ）材的主要研究單位及（jí）國內外主要生產商

對國內研究單位的詳（xiáng）細掌握，可以尋（xún）求恰當的技（jì）術合作夥伴。我國大學和研究所已（yǐ）經開發的許多種類靶材（cái）並沒有見諸於市場，如北京工業大學研製的複合梯度靶，清華大學和西南交通大學研製的鋁摻雜氧化鋅陶瓷靶材等，即靶材（cái）產品研發和市場嚴重脫節。

7　靶材專利（lì）問題（tí）

目前靶材專利（lì）不多，主（zhǔ）要為日本和美國所有(日本最多)，歐洲和中國也有一些，但數量較少。已（yǐ）公（gōng）示靶材專利主要集中於保護靶材的製備工藝，少量專利保護靶材材料設計(且主要集中於添（tiān）加（jiā）稀（xī）土（tǔ）元素，改良原有基靶的性能)。從中國目前國情（qíng）來看，製備工藝專利僅具有形（xíng）式上的約（yuē）束作用，而很難有實質性的製約。因而，靶材（cái）的生產（chǎn）不會出現無鉛釺料麵對的國外專利規避問（wèn）題。

8　靶材的發展趨勢

靶材服務於濺鍍薄膜（mó），單一的靶材研究毫無（wú）應用意（yì）義。為適應微電子、信息等行業的發（fā）展需求，需要將靶材研究和薄膜研究結合（hé）起來，研究靶材成份、性能與濺射薄膜性能（néng）間的（de）關係，不（bú）斷研發（fā）滿足薄膜性能要求的新型靶材，促進靶材（cái）產業（yè）迅速發展。

納（nà）米材料是未來（lái）材料領域的主（zhǔ）導產品，如（rú）何將靶材研究與（yǔ）納米科技相結合，研製出高性能靶材，將是靶材研發的主要發展趨勢。