0　前（qián）言

隨著電子信息產業的飛速發展，薄膜科學應用日益廣泛。濺射法是製備薄膜材料的主要技術之（zhī）一，濺射沉積薄膜（mó）的源材料即為靶材。用靶材濺射沉積的薄（báo）膜致密（mì）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速（sù），電子、磁性、光學、光（guāng）電和超導薄膜等已經廣泛應用於高（gāo）新技術和工業領域，促使濺射靶材市場規模日益擴（kuò）大。如（rú）今，靶材已蓬勃發展成為一個專業化產（chǎn）業。目前，全世界的靶材主（zhǔ）要由日本、美國和德國生產，我國靶材產業的研發則相對滯後。雖然國內也有一些大學和研究院對靶材進行了研製，但仍處於理論研究（jiū）和（hé）試製階段，尚沒有（yǒu）專業生產靶材（cái）的大公司，大量靶材還（hái）需進口。如今，微電子等高（gāo）科（kē）技（jì）產業的高速發展（zhǎn）促進了中國靶材市場日益擴大，從而為（wéi）中國靶材產業的發展提供了機遇（yù）。靶材是（shì）微電子行業（yè）的重要支撐產業之一，如果（guǒ）我們能及時抓住機遇發展我國的靶材（cái）產業，不僅（jǐn）會（huì）縮短與國際靶材水平的差距（jù），參（cān）與國際市場競爭（zhēng），還能降低我（wǒ）國微電子行業的生產成（chéng）本，提高我國電子產品的國際競（jìng）爭力。

有關靶材應用（yòng）和市場前景方麵的綜述已有（yǒu）多篇，本文重點總結靶材的製（zhì）備工藝，為靶材製（zhì）備研究者提供有價值的參考。文中首次（cì）詳細列出我國靶材研究單位和生產企業，對（duì）其（qí）研究方（fāng）向和產品進行了係統歸納；並分析了（le）國內外靶材專利對（duì）我國靶材產業化的影響。

1　靶材的（de）分類

根據應用主要包括半導體領域應用靶材、記（jì）錄介質用靶材、顯示薄膜用靶材（cái）、光學靶材、超導靶材等。上海鋼鐵研究所張青來等人對靶材的分類及其對應的材料種類和應（yīng）用領（lǐng）域劃（huá）分得較為詳細。其中（zhōng）半導體領域應用靶材、記錄介質用靶材和顯示靶（bǎ）材（cái）是市場規模最大的三類靶材。

靶材形狀（zhuàng）有長方體、正方體、圓柱體（tǐ）和不規則（zé）形（xíng）狀。長方體、正（zhèng）方體和圓柱體形靶材為實心，濺射過程（chéng）中，圓環形永（yǒng）磁體在靶（bǎ）材表麵建立環形磁場，在軸間等距離（lí）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不易控製，靶材的利用率較低，僅為20%~30%。目前國內（nèi）外都在推廣應用（yòng）旋轉空（kōng）心圓（yuán）管磁控濺射靶，其優點是靶（bǎ）材可繞固定的條狀磁鐵組件旋轉，因而360°靶麵可被均勻刻蝕，利用率（lǜ）高達（dá）80%。

2　靶材的性能要求

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

1)雜質含量低，純度（dù）高。靶材的純度影響薄膜的均勻性（xìng）。

2)高致密度。高致密度靶材（cái）具有導（dǎo）電、導熱性好、強度（dù）高等優點，使用這種靶（bǎ）材鍍膜，濺射功（gōng）率小，成膜（mó）速率高，薄膜不易開裂，靶材（cái）使用（yòng）壽命長，而且濺鍍薄膜的電阻率低，透光率高（gāo）。

3)成分與組（zǔ）織結（jié）構均勻。靶材成分均勻是鍍膜質量穩（wěn）定的（de）重要保證。

4)晶粒尺寸細小。靶的晶粒尺寸越細小，濺鍍薄膜的厚度（dù）分布越均勻，濺射速率越快。正因（yīn）為靶材在性能上有上（shàng）述諸多特殊要求，導致其製備工藝較為（wéi）複雜（zá）。

3　靶材的製備工藝

目前製備靶材的方法主要有鑄造法和粉末冶金法。

鑄（zhù）造（zào）法；將一定成分（fèn）配比的合（hé）金原料熔煉（liàn），再將合金熔液（yè）澆注（zhù）於模具中，形成鑄錠，最（zuì）後經機械加工製成靶材。鑄造法在真空中熔煉、鑄造（zào）。常用的熔煉方法有真空感應熔煉、真空電弧熔煉和（hé）真空電子轟（hōng）擊熔煉等。其優點是靶材雜質含量(特（tè）別是氣體雜質含量)低，密（mì）度高（gāo），可大型（xíng）化；缺點是對熔點和密度相差較大的（de）兩（liǎng）種或兩種以上金屬，普通熔煉法難以獲得成分均勻的合金靶材。

粉末冶金法；將一定成分配比的（de）合（hé）金原料熔煉，澆注成鑄錠（dìng）後再粉（fěn）碎，將粉（fěn）碎形成的粉末經等靜壓成形，再高溫（wēn）燒結，最終形成靶材（cái）。粉末冶金法（fǎ）的優點是靶材成分均（jun1）勻；缺點是密度（dù）低，雜質含量高等。常用的粉末冶金工藝包括冷壓、真空熱壓和熱等靜壓等。

3.1　鑄造法（fǎ）

3.1.1　NiCrSi高阻濺射靶（bǎ）材

該靶材主要用於製備金屬膜電阻（zǔ）器和金屬（shǔ）氧化（huà）膜高阻電阻器，集成電路（lù）布線及傳感器等，應用於電子（zǐ）計算機、通訊儀器、電子交換機中，逐漸（jiàn）成為替代碳膜電阻的新一（yī）代通用電阻器。目前用於生產高穩定性金屬膜電阻器的高阻靶材，主要依靠進口，價（jià）格昂貴，製約了我國電子工業的發展。上海交通大學（xué）在NICrSi合金內添加稀土以改良靶材性能，其製備工藝如下；

1)備料；Cr、Ni元（yuán）素（sù）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（shǎo）量的Si熔煉成中（zhōng）間合金，電弧爐熔煉時的電壓（yā）為20V，電（diàn）流為500~600A，時間為2~5min。3)然後進（jìn）行整個（gè）靶材的真空感應（yīng）熔煉，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（bèi）好的中間合金放在加料器（qì）的底部，難熔材料在上（shàng）部，在真空感應熔煉中使中間合金先熔化，然後再將難熔Si材料加入。真空感應熔煉時的真空度為2×10-2torr，功率為35kW，時間為1h。4)隨後（hòu）進行（háng）精煉，精煉時功率為（wéi）20kW，時間為30min。5)稀土元素在精練階段加入，並用電磁感應將溶液均勻攪拌，注入熔模，熔模冷卻後經脫（tuō）模工序得到靶材的鑄造件。6)對靶材鑄造件熱處理和機械（xiè）加工（gōng）。熱處理工藝為；在800℃下保溫2h。

天津大學在NICrSi合金內加入Ti，並調整了各元素的含量(成分； Si45% ~ 55%， Cr40% ~50%，Ni3%~6%，Ti0.1%~0.3%)，所製備的靶材具有表麵光（guāng）滑、平（píng）整、外部無（wú）裂紋，內部無氣（qì）孔等優點。用該靶材生產的金（jīn）屬膜電阻（zǔ）器具有較高的穩定性。所采用的製備工藝如下；1)采用剛玉-石墨-鎂砂複合型中頻真空感應（yīng）爐，將配好的料放入剛玉坩鍋內，在1×10-2torr真空條件下冶煉，熔煉溫度為1 500~1 550℃，時間為1h。中頻感應（yīng）爐的功率為10~40kW，感（gǎn）應圈電壓（yā）和電流分別為100~400V和200~380A。2)模殼內設置管口伸至模（mó）殼底（dǐ）麵的澆鑄管，烘烤模殼（ké），使其溫度達到650~700℃時，料液通過澆鑄管底麵（miàn）而澆鑄。澆鑄後模殼緩慢冷卻至（zhì）850~800℃，保溫1h，然後再以10~15℃/h的（de）速度冷卻至室溫。

為（wéi）提高強度，NiCrSi靶材（cái）的背麵需覆加襯板，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（qiān）焊或環氧（yǎng）樹脂粘接的方法將靶材（cái）和銅板（bǎn）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（cái）

Ag靶材主要應用於光盤介質的反射膜；STN液晶顯示裝置或有機（jī）EL顯示裝置等的光反射性薄膜。在Ag合金中添加（jiā）少量的In、Sn、Zn或Au、Pd、Pt，或根（gēn）據情況（kuàng）添（tiān）加少量的Cu，可（kě）將低濺射（shè）靶材（cái）電阻，提高靶（bǎ）材圖案形成性（xìng）、耐熱性、反射率和耐硫化性等。

日本石福金屬興業（yè）株式會社采用燃氣爐、高頻熔煉爐，在空氣(或惰性（xìng）氣體環境或真（zhēn）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（bǎ）材

該靶材主要應用於合金鋼領域，適用於建築裝飾玻璃鍍膜用。

冶金工業（yè）部（bù）鋼鐵研究總（zǒng）院采用如下工藝（yì）製備該靶材；

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

3.1.4　純金屬鋁、鈦、銅，或其合金靶（bǎ）材

由純金屬鋁、鈦或銅，或是添加銅、矽、鈦、鋯、錒、鉬、鎢、白金、金、铌、鉭（tǎn）、鈷、錸、鈧等至少一（yī）種不同金屬所形成的合（hé）金靶材（cái）主要應用於（yú）半導體產業及光（guāng）電產業。光洋應用材料科技股份有限（xiàn）公（gōng）司采用雙（shuāng）V熔煉法製備該類靶材；

1)將純金屬或（huò）合金進行真空感應熔煉。

2)對鑄件進行高溫鍛造加工，產生晶粒細（xì）小及二次相微細化（huà）的高（gāo）均質化材料。

3)真空電弧精煉。將鍛造後的材料當作電極，利用一高直流電源，在此電極與一導電坩鍋之間（jiān）產生電弧，融化由單一金屬或合金所形成的（de）電極，熔融物落至導電坩（gān）鍋中固化（huà）而獲得靶（bǎ）材。

3.1.5　鋁係（xì）合金（jīn）靶材

鋁係合金靶材主要應用於光碟和液晶顯示屏上。

三井金屬（shǔ）工（gōng）業株式會社采用濺射（shè）方法製備鋁-碳（tàn）合金靶材，其製備工藝如下；

1)分別準備鋁和（hé）碳的靶材，對（duì）這些（xiē）靶材進（jìn）行同時或交替濺射，將其堆積在基板上，形成（chéng）鋁-碳合金靶材。

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

然而該工藝存在如下缺點；靶材內易形成粗大的Al4C3相；由於利用濺射裝置，生產效率低，製造成本高。

因而，三井金屬工業株（zhū）式會（huì）社又對鋁係合（hé）金靶材的製備工藝（yì）進行（háng）了深入研（yán）究，重新（xīn）製訂了製備工藝；

1)鋁-碳二（èr）元係合金靶（bǎ）材的製造；將鋁放入碳坩鍋中，加熱（rè）至1 600~2 500℃，將鋁熔化，在碳坩鍋中形成Al-C合金，使（shǐ）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（xì）分散在鋁母相中的Al-C合金。冷卻速度越大，鋁-碳相越越細小，分布越均勻（yún）。可將熔液澆（jiāo）入鑄模中鑄造；也可采（cǎi）用驟冷（lěng）凝固（gù）法形（xíng）成非晶態金屬，如單輥法（fǎ）、雙輥法等熔融旋壓成形法。將熔融旋壓成形法驟冷凝固得（dé）到的線狀或箔狀材料再熔化，形成（chéng）塊狀體，用作靶材。

2)鋁-碳-X三元係合金靶材的製造；先將該Al-C合金錠進行冷軋等冷加工，然後在660~900℃下二（èr）次熔化（huà）(最好在惰性氣體氣氛中進行)，並加入鎂等添加元素，攪拌（bàn）後（hòu）進行鑄造。二（èr）次熔化（huà）時，隻要使（shǐ）Al-C合金達到（dào）添加元素進行攪（jiǎo）拌的流動狀態即（jí）可，以免鋁母相中的Al-C相粗化。冷加工的目（mù）的是預先（xiān）使鋁-碳針狀（zhuàng）析出（chū）相微細化（huà），防止最終成形加工時（shí）出現開裂。

該製備工藝的難點是；如何控製合金的含量（liàng）。三井金屬工業（yè）株式（shì）會社預（yù）先（xiān）在碳坩堝中生（shēng）成含碳量較高的鋁-碳（tàn）合金；再熔化時，將鋁-碳合金錠與（yǔ）添加元素（sù）一起加入鋁內，從而精確地（dì）控製合金元素（sù）的（de）含（hán）量。采用（yòng）該工藝，能夠獲得組成均勻的鋁係合金靶（bǎ）材，並能降低靶材內部缺陷，抑製材料氧化。因而使用該靶材能夠形（xíng）成耐熱性及低電阻性優（yōu）異的鋁合金薄（báo）膜。

3.2　粉末冶金法

粉（fěn）末（mò）冶（yě）金製備靶材流程略。

3.2.1　鋱鐵鈷-稀土係列磁光靶材

西南交通大學張喜燕（yàn）等人采用磁懸浮熔煉（liàn）技術熔煉靶材合（hé）金，通（tōng）過磁場攪拌熔體，保證合金（jīn）成（chéng）分均勻（yún）。可避免使用石英坩（gān）堝所導致的高成本、低效率問題。製造工藝如下。

1)料處理及配料（liào）；處理工業純鐵和鈷表麵，然後將鋱、輕稀土、鐵放入（rù）磁懸浮爐內精練，最後在氣體保護下（xià）配料。采用磁懸浮熔煉技術熔煉基靶合金，基靶合金成（chéng）分為鐵鈷合金，將純鋱和輕稀土線切割成扇片或圓片，對稱地鑲嵌在鐵軲合金基（jī）靶（bǎ）刻蝕最大的圓環內製成複合（hé）靶，通過調節鋱片、輕稀土片的數（shù）量與位置或改變基靶合金含量，來改（gǎi）變靶材成分。

2)熔煉；將（jiāng）原料置於坩堝內，磁懸浮熔煉2~3次。

3)製粉；在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（chéng）型；用冷等靜壓技術將純淨合金粉料壓製成型。

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

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

3.2.2　銦錫氧（yǎng）化物靶材(ITO)

銦錫氧化物薄膜具有透明和（hé）導電雙重優點，被廣泛用於太（tài）陽能電池、觸（chù）摸屏（píng）、液（yè）晶顯示器和等離子顯示器等領域。近年來，電子行業的（de）迅（xùn）速（sù）發展（zhǎn）促進了銦錫氧化物靶材的需求量逐年大幅（fú）增加。銦錫氧化物靶材的（de）製備工藝相對較為複雜，分為兩（liǎng）部分；首先製成（chéng）氧化銦錫粉（fěn）末，然後再將粉末燒結成靶材。

中南工業大學（xué）於1999年提出了如下製（zhì）備工藝；

1)首先用化學方法製成銦錫氧化物化學複合粉末（mò），或者將單體氧化銦粉末和單體氧化錫粉末按9；1質（zhì）量比混合，製成機械複合粉末。粉末呈球形（xíng）或準球形，平均粒徑為30 ~ 200nm，純（chún）度為99·99%，無硬團聚。

2)將複合粉末在1 350℃氧氣氛中進行脫氧（yǎng）處理。

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

4)粗坯裝入相應尺寸的容器內。容器與粗坯間隔以金屬（shǔ）鉭膜或鎳（niè）膜或铌（ní）膜或鉑（bó）膜，以阻止它們在高溫高壓下發生反應（yīng）。

5)抽真空，封裝有粗坯的（de）容器。

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

7)熱等靜壓後（hòu）用稀硝酸酸洗去（qù）除碳鋼容器（qì），剝離金屬（shǔ）箔隔層，獲得靶材（cái）。

8)用線切割方法切割靶材（cái），獲得所需尺寸的產品。

冷等靜壓包套(用橡膠製成（chéng）)和熱（rè）等靜壓容器(由碳鋼製成，為方拄形或（huò）圓柱形（xíng）)是由中南工業大學根據靶材（cái）特點而專門設計。

采用該方法製備的銦錫氧（yǎng）化物靶材具有密度高、純度高、尺寸（cùn）大，生產（chǎn）效率（lǜ）高、成本低等優點。北京市東燕郊隧道局二處防疫站蔣政（zhèng）等人於2001年提出（chū）如（rú）下ITO製粉和靶材（cái）製備工（gōng）藝。氧化銦錫粉末的製造工藝（yì）；

1)將（jiāng）金屬銦和金屬錫用硫酸（suān）、硝酸、鹽酸中的任一種溶解。混（hún）合（hé）比（bǐ）例為（wéi）氧化銦（yīn）與氧化錫之比為9：1。

2)溶液混合後，配（pèi）置成[In3+]為1-3M的溶液。

3)溶液中加入濃度（dù）為5%的氨水直至（zhì）溶液的PH值達到7-7.5。

4)將生成的白色（sè）沉澱經洗滌、過濾，然後在80-120℃烘幹。

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

1)研磨ITO粉(如球磨)。

2)將研磨後的ITO粉放入石墨模具中。

3)在真空（kōng）或（huò）惰性氣體環境中，800~960℃條件下，加壓燒結1~2h，壓力為（wéi）15~30MPa。

4)加工研（yán）磨後得到銦錫氧化物靶材。

為防止銦錫氧化物粉與（yǔ）石墨（mò）模具發生反應，在（zài）石墨模具內表麵噴塗一層金屬鎳和一層氧化鋁，每層厚300μm。株洲冶煉集團（tuán）有限責任公（gōng）司龔鳴明等人於2003年也提出銦（yīn）錫氧化物的（de）製備工藝（yì），如下；

1)製備銦錫混合鹽（yán）溶（róng）液。

2)溶液的均相共沉澱。添加劑為檸檬酸或酒石酸，加熱溫度為92℃。

3)沉澱物的煆燒。在400~1 200℃，22%~35%氧氣濃度下，於隧道窯（yáo）中煆（duàn）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，反應時間15 ~60min，脫氧率（lǜ）控（kòng）製6%~20%的（de）管道爐中進行。

5)銦錫氧化物冷等靜壓二次成形。將銦錫氧化物（wù）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，再將粗坯破碎成粒，在壓力（lì）150~200MPa、保壓時間5~10min條件下，於冷等靜壓機中壓製（zhì）成坯（pī）件。

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

7)將靶材脫模。

8)將靶材切割成產品。

3.2.3　稀土過渡族金屬（shǔ）合金靶材

稀土族指重稀土族鋱（tè）、鏑元（yuán）素中（zhōng）的至少一種元素，輕稀土族指釹、釤元素中（zhōng）的至少一種元素，過渡族指鐵、鈷、鉻元素中的至少一（yī）種元（yuán）素。稀（xī）土過渡族金屬合金靶材主要應用於磁光（guāng）盤記錄介質。熔煉稀土過渡族金屬合金材料的常用方法有電爐熔煉和石英管真空保護熔煉等。

電爐（lú）熔煉；將裝有合金原料的坩鍋放入（rù）熔煉（liàn）電爐中，再對坩鍋和爐膛抽（chōu）真空或抽真（zhēn）空後充入惰性氣體，隨後加熱熔（róng）化合金，再將合金熔液倒入澆注模具中。其缺點是；易造成坩鍋材料的（de）汙染，及成份和均勻性不易控製。

石英（yīng）管真空保護熔（róng）煉；將合（hé）金原料放入石英管中後，抽真空後密封，然後（hòu）加熱至一定溫度將合金熔化；熔煉過程中需不斷（duàn）轉動石英管，待冷卻後打碎石（shí）英管。其缺點是；成分難以均勻化，成本高，效率低。

西南交通大學采用磁力（lì）攪拌懸浮熔煉和粉末燒結技術製備稀土過渡族金屬合金靶，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合金按設計重（chóng）量稱好放入磁力攪拌（bàn）懸浮熔煉爐的水冷坩鍋（guō）中進行感應加熱懸浮熔煉，對坩鍋抽真空，再充入（rù）99.5%純度（dù）的（de）氬氣（qì）後進行熔煉。熔煉過程中借助（zhù）磁場作用攪（jiǎo）拌熔體，使合金成份更加均（jun1）勻。稱量稀土元素（sù）時應考慮（lǜ）熔煉時的燒損量（liàng）。

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

3)將（jiāng）合金（jīn）粉末放（fàng）入模具中進行冷壓成型。

4)對冷壓成型體放入熱等靜壓燒結爐中進（jìn）行高溫燒結，燒結（jié）環境為真空或惰性氣體。用真空電（diàn）子束焊接技術密封燒結（jié）包（bāo）套。

5)對燒結後的成型體進行機械加工。

6)將靶（bǎ）材進行真空塑料封裝。

所使用的靶材等（děng）靜壓成型模具由定位鋼（gāng）圈，定位板（bǎn）和橡膠壓板組成，並由螺栓緊固密封。熱（rè）等靜壓燒結包套用真空電子束焊接密封，可有效解決（jué）已有技術中合金熔煉時的材料汙染、成分均勻性不（bú）易控（kòng）製等問題，提高了效率，降低了成本。

3.2.4　鋅镓（jiā）氧化（huà）物陶瓷靶材

清華大學莊大明等人提出的鋅镓氧化物陶瓷（cí）靶材（cái）製備工藝如下；

1)將93.8%(質量百分比)的氧化鋅粉末和2%~ 7%的氧化镓粉末混均(粉末純（chún）度均為99·9%)。

2)將混合粉末冷壓成型，壓力為2.5×106N。

3)將（jiāng）成形的塊體在1 000~1 700℃、常壓、常氣氛下燒結成密（mì）度（dù）為（wéi）理論密度96%的塊體。該製作工藝相對簡單、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（fǎ）一（yī）節中介紹了用鑄造法和濺射成形法製備鋁合金濺鍍靶材，鑄造法的缺點是靶材易發生偏析（xī）現象，影響濺鍍薄膜的質（zhì）量，且濺鍍靶表麵易產生微顆粒，影響薄膜性質的均勻性（xìng）。濺射（shè）成形法雖然（rán）能避免鑄造法的（de）缺點，但（dàn）工藝複雜，製備成本較高，質量不易控製。中國台灣財團法人工業技術研究院采用氣噴粉末方法製備鋁合金濺鍍靶材，能夠避免材料偏析和（hé）微顆粒現象，生產（chǎn）效率高，成本較低。其製備工藝（yì）如下；

1)熔熔金屬原料。

2)然後以氣噴法將該金屬熔液製成金屬粉末。

3)篩分合金粉，獲得適當粒徑的（de）粉末。

4)最後，以真空（kōng）熱壓法將該篩分後的金屬粉（fěn）末成（chéng）形，製成鋁合金濺鍍靶材。熱壓成形（xíng）溫度為500~ 650℃，時間為80 ~ 100min，壓力為20 ~50MPa；通入氬氣作（zuò）為保護氣體，氫氣作為還原氣體。

4　靶材的研究（jiū）熱點

近年來，越來越多的國內外研究人員通過向基靶內（nèi）添加稀土元素來改良靶材性能，進（jìn）而提高濺鍍薄膜的綜合性能。

Ag金屬膜具有低電阻、高光反射率等優點，但其缺點是對基板的附著性低，易產生應力變形，且（qiě）耐熱性和耐腐蝕性均較低。日（rì）立金屬株式會社在Ag合金中添加Sm(杉)、Dy(鏑)、Tb(鋱)稀土（tǔ）元素，應（yīng）用該Ag合金靶（bǎ）材獲得了低電阻、高反射率、高耐熱性、耐環境性，高附著性的Ag合金膜。傳統製備金屬膜或（huò）金屬氧化膜電阻（zǔ）器的常用濺射（shè）靶材為Cr-Ni-Si，Cr-Ni，Cr-Ni，Cr-SiOx係合金（jīn）和化合物（wù），但上述靶材的通用性較差，無法達（dá）到用一種濺射靶材能同時適合於（yú）製（zhì）備金屬膜電阻器（qì）和金屬氧化膜電阻器，致使（shǐ）工（gōng）藝複雜，生產成本高。上海交通大學吳建生等人（rén）通過向CrNiSi三元合金加入0.1%~3%的鑭係和錒（ā）係稀土元素，提高了靶材的通用性、精密性和穩定性。

但添加（jiā）稀土（tǔ）元素也帶來了一些負麵效應，如；1)電（diàn）阻增大，並且電阻值隨著稀土含量的增加而上升。2)膜的平均（jun1）反射率下降。由於不同種類稀土元素對電（diàn）阻值和反射（shè）率的影響不同，可通過優化稀土元（yuán）素來降低上（shàng）述負麵作用，提高濺鍍（dù）薄膜的整體性能（néng）。

5　靶材的技術問題

當前濺射靶材製備方麵麵臨的主要技術問題是；

1)提高濺射（shè）靶（bǎ）材利用（yòng）率。

2)在保證高密度（dù）、高致密性、微觀結構均勻條（tiáo）件下，大麵積濺射靶材製作技術（shù）。

3)提高濺鍍靶材的致密度（dù）。

4)降低靶材內晶粒的尺寸。

5)提（tí）高濺射速率及濺射過程的穩定性（xìng）。

6　國內（nèi）靶材的主要研究單位及國內（nèi）外主要生產商

對國內研究單位的詳細掌握，可以尋求恰當的技術合作夥伴。我國大（dà）學和研究所已經開發的許多種類靶材並（bìng）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（yǎng）化鋅陶（táo）瓷靶材等，即靶材產品研（yán）發和市（shì）場嚴重脫節。

7　靶材專利問題

目前靶材專利不多，主要為（wéi）日（rì）本和美國所（suǒ）有(日（rì）本最多)，歐洲（zhōu）和中國也有一些，但數量較少。已公示靶材專（zhuān）利（lì）主要集中於保護靶（bǎ）材的製備工藝，少量專利保護靶材材料（liào）設計(且主要集中於添加稀土元（yuán）素，改良原有基靶的性能（néng）)。從（cóng）中國（guó）目前國情來看，製（zhì）備工藝專利僅（jǐn）具有形式上的約（yuē）束作用，而很難有（yǒu）實質性的製約。因而，靶材的生產不會出（chū）現無（wú）鉛釺料麵對的國外專利規避問題。

8　靶材（cái）的發展趨勢

靶材服務於（yú）濺鍍薄膜，單一的靶材研究毫無應用意義。為適應微電子、信（xìn）息等行業的發展需求（qiú），需要將靶材研究和薄膜研究結合起來，研究靶材成份、性能與濺射薄膜性能間的關係，不斷研發滿足薄膜性能要求的新型靶（bǎ）材，促進靶材產業迅速發展。

納米材料是未來材料領域的主導產品，如何將靶材研究與納米科技相結合，研製出高性（xìng）能靶材，將是靶材研發的主要發（fā）展趨勢。