圖/米各
文/郭詠澧
「靶材」(Sputtering Target)是什麼?靶材就是濺鍍(Sputtering)製程中的「原料板」,被離子轟擊後將材料原子「噴」到基板上,形成精密薄膜的核心材料。
極薄奈米 功能薄膜
簡單來說,靶材是一塊高純度的固體材料,在真空環境中被高能離子轟擊後,其表面原子會被「濺射」出來,並沉積在基板(如晶圓、玻璃)上,形成一層極薄的奈米級功能薄膜。
靶材因材料可分為:
1. 金屬靶材:銅靶、鋁靶、鈦靶、鉭靶、鎢靶、鈷靶等,主要應用在積體電路導線、阻擋層、黏著層。貴金屬金、鉑、鈀也可以製作成靶材,應用於電極、接點、感測器。
2. 陶瓷靶材:常見材料有氮化鈦、氮化鉭,應用於擴散阻擋層、硬質鍍膜。
3. 合金靶材:有鋁銅合金、鈦鎢合金、鎳鉻合金等特種合金靶材,應用在特定電阻或機械特性的薄膜。
材料應用 數高科技
靶材應用在下列領域:
1. 半導體芯片製造:用於芯片內部導電線路、阻擋層、電極結構的金屬薄膜。
2. 平板顯示:觸摸屏、液晶顯示屏的透明導電膜。
3. 太陽能電池:應用於薄膜太陽能電池的吸光層與電極層。
4. 光學鍍膜:鏡片、裝飾鍍膜的超硬耐磨膜層。
靶材的品質會直接影響薄膜的電學、光學特性及最終產品良率,因此有以下嚴格要求:
1. 超高純度:半導體級靶材純度通常需達99.999%(5N)以上,以避免雜質汙染薄膜。
2. 均勻微觀結構:晶粒大小與分布需均勻,確保濺射速率一致,薄膜厚度一致。
3. 高密度與低孔隙率:減少濺射過程中的顆粒(Particle)產生。
4. 良好的機械性能:需具備足夠強度以承受安裝與運轉時的應力。
5. 與背板良好接合:靶材通常需焊接在銅製背板上,以利散熱與固定。
靶材屬於高技術門檻的關鍵材料,尤其在半導體領域,長期由美國、日本、德國少數國際大廠主導;近年來,隨著半導體供應鏈在地化與國產化趨勢,中國大陸與台灣等地已開始積極發展靶材自主技術。