1、引言
现(xian)代建(jian)筑(zhu)大多已(yi)开(kai)始采用大面积玻(bo)璃采(cai)光(guang)，这一方面带(dai)给我(wo)们(men)更(geng)明亮的房间(jian)以及(ji)更(geng)宽阔的(de)视野，另一方面(mian)由(you)于透过玻璃传(chuan)递(di)的热能(neng)远(yuan)高于周(zhou)围(wei)墙体，导致整个(ge)建(jian)筑物的(de)使用(yong)能(neng)耗明(ming)显增大。经过几十(shi)年的(de)发(fa)展，低辐射(she)(Low—E)镀(du)膜玻(bo)璃在建筑领域(yu)得(de)到了广泛(fan)
的应用，对(dui)降低建(jian)筑(zhu)能(neng)耗(hao)和节约(yue)能源有(you)着(zhe)显著的作(zuo)用。目前制(zhi)备低(di)辐射薄(bao)膜成熟的(de)技(ji)术包括(kuo)化学(xue)气相沉积(ji)(在(zai)线(xian)Low—E)和真(zhen)空(kong)磁控(kong)溅(jian)射镀膜(离(li)线Low—E)两种(zhong)。相(xiang)对于颜(yan)色单(dan)一(yi)，辐射率(lv)较(jiao)高(gao)的(de)在(zai)线(xian)Low—E玻璃，离线(xian)Low—E玻璃辐(fu)射率和隔(ge)热系数更低，颜(yan)色(se)种(zhong)类多(duo)，遮阳(yang)系(xi)数和(he)透光率均(jun)可(ke)根(gen)据设(she)计师的(de)要(yao)求进(jin)行(xing)调整(zheng)，制备成中空(kong)玻(bo)璃(li)或(huo)夹(jia)层玻璃进行使用，更适合社(she)会(hui)发展(zhan)对节(jie)能越(yue)来(lai)越高(gao)的(de)要求，是社(she)会(hui)持(chi)续(xu)发(fa)展的(de)必然(ran)趋(qu)势(shi)。相对发(fa)达(da)国(guo)家高达(da)90％以上(shang)低辐(fu)射玻璃的使用率(lv)，中(zhong)国(guo)的(de)Low—E玻(bo)璃(li)普(pu)及(ji)率(lv)仅12％左右(you)，其(qi)在中国还(hai)有非(fei)常(chang)大的发展(zhan)空间(jian)。但是相对(dui)于(yu)普通玻(bo)璃和在(zai)线Low—E玻璃(li)，离(li)线(xian)Low—E玻(bo)璃(li)的(de)生(sheng)产(chan)成本(ben)比较(jiao)高(gao)，这(zhe)在一定(ding)程度(du)上限(xian)制(zhi)了(le)其(qi)应(ying)用(yong)，国(guo)内(nei)玻璃加(jia)工(gong)企业(ye)有义务(wu)不断(duan)降(jiang)低镀膜产(chan)品(pin)的生(sheng)产(chan)成本(ben)，使低(di)辐(fu)射(she)玻(bo)璃加快普及进程、节约能(neng)源、改善(shan)环(huan)境(jing)、实现社(she)会的可持(chi)续(xu)发(fa)展。
真空(kong)磁控溅射(she)镀膜能(neng)有(you)效地(di)降(jiang)低靶室的工作压强(qiang)和(he)靶(ba)的工作电(dian)压，提高(gao)溅(jian)射(she)和沉积(ji)速(su)率，降低基(ji)片温(wen)度，减小(xiao)等离(li)子(zi)体(ti)对膜层的(de)破坏(huai)，特别适合(he)于大(da)面(mian)积(ji)镀(du)膜生(sheng)产。影响(xiang)溅射(she)成膜(mo)速度(du)和(he)质量(liang)的(de)因素除(chu)包(bao)括真空(kong)度(du)、溅射(she)气(qi)氛(fen)、气压、使(shi)用(yong)功(gong)率和(he)靶(ba)基距等一
系列设(she)备工艺(yi)条件(jian)外，靶材作为(wei)镀(du)膜使用(yong)的大宗(zong)原(yuan)材料其(qi)本身的特(te)性(xing)，包(bao)括(kuo)靶(ba)材形状、纯(chun)度(du)、密(mi)度、孔(kong)隙度、晶粒度(du)及绑定(ding)质量(liang)都对成膜品质和(he)溅(jian)射(she)速率(lv)有非(fei)常大的影响。优质的靶材不(bu)但可以保(bao)证好的膜层质量，也(ye)可以延长Low-E产(chan)品(pin)的使用周期(qi)，更(geng)重(zhong)要(yao)的可(ke)降(jiang)低生(sheng)产(chan)成本(ben)，提高(gao)生产效(xiao)率，对(dui)镀膜(mo)玻璃行(xing)业有(you)很(hen)大的(de)经济效(xiao)益。因(yin)此，对于(yu)大(da)面积镀(du)膜(mo)行业，靶材(cai)的(de)相关(guan)研(yan)究也(ye)显得尤为重要(yao)。
2、靶(ba)材(cai)形状的影(ying)响(xiang)
对(dui)于(yu)大面积(ji)镀(du)膜常用(yong)的靶材(cai)按形状分(fen)包(bao)括平面靶和旋转(zhuan)靶，常用的平面靶包(bao)括铜靶、银(yin)靶、镍(nie)铬靶(ba)和(he)石墨靶(ba)，常(chang)用(yong)的(de)旋(xuan)转靶包(bao)括(kuo)锌铝(lv)靶、锌锡(xi)靶、硅(gui)铝(lv)靶(ba)、锡靶(ba)、氧化(hua)钛(tai)靶和(he)氧化锌铝靶(ba)等。靶材(cai)形状影响磁(ci)控溅射(she)镀(du)膜(mo)的(de)稳(wen)定性和膜层(ceng)特性(xing)，以(yi)及(ji)靶材(cai)的利用(yong)率，因此可(ke)以(yi)通过(guo)改变靶材(cai)的(de)形(xing)状设计提高镀膜(mo)质(zhi)量(liang)和生(sheng)产(chan)效(xiao)率(lv)，节(jie)约成(cheng)本(ben)。
平面(mian)靶(ba)材在(zai)磁(ci)控溅(jian)射过(guo)程(cheng)中，由于(yu)磁(ci)场(chang)分布存(cun)在(zai)强(qiang)度(du)的不同(tong)(磁场切(qie)线方向的(de)磁(ci)场最(zui)强)，靶材(cai)溅(jian)射(she)过程(cheng)中表(biao)面区(qu)域存(cun)在溅(jian)射(she)集中的(de)环(huan)形“跑道”(如(ru)图1)，靶材利用(yong)率低(di)(仅有(you)35％左(zuo)右(you))。虽(sui)然(ran)旋转靶(ba)的利用(yong)率(lv)很(hen)高(gao)，但(dan)制(zhi)备(bei)成本(ben)较(jiao)高(gao)，对于一(yi)些(xie)金属(shu)靶(ba)材依然(ran)设计(ji)为平面靶(ba)。使用平面靶时，可(ke)以(yi)根(gen)据(ju)实(shi)际(ji)磁场分(fen)布(bu)情况(kuang)，加厚跑(pao)道部(bu)分材料厚(hou)度(du)以(yi)提(ti)高靶(ba)材利(li)用(yong)率(lv)，提(ti)高(gao)生(sheng)产(chan)效(xiao)率(lv)。而尺(chi)寸(cun)较大的平面(mian)靶(ba)很难整靶(ba)成(cheng)型，需(xu)要(yao)制(zhi)备成尺寸(cun)较小(xiao)的靶材(cai)进(jin)行拼接使(shi)用，拼接的(de)缝隙(xi)可(ke)以(yi)为(wei)靶材(cai)热(re)膨(peng)胀提(ti)供(gong)空间，但(dan)缝(feng)隙较大时(shi)，容易有(you)空气(qi)残留(liu)，造(zao)成(cheng)抽(chou)真空(kong)困难。镀膜过程(cheng)中(zhong)残(can)余气体的(de)释放(fang)会影响(xiang)膜(mo)层的(de)质(zhi)量和均匀性，所以在靶材尺寸设(she)计(ji)过(guo)程中应考虑(lv)缝隙大小，一般(ban)在0.5mm左(zuo)右(you)较佳(jia)。
而(er)对(dui)于旋(xuan)转靶(ba)，溅(jian)射(she)过程中(zhong)靶(ba)材旋转，溅(jian)射区(qu)不断更换，几乎(hu)不(bu)会出现(xian)类(lei)似(shi)于(yu)平面靶(ba)材(cai)的溅(jian)射跑道(dao)。但(dan)在(zai)磁(ci)控(kong)溅(jian)射过(guo)过(guo)程(cheng)中，磁钢(gang)内部磁铁的环形(xing)设(she)计使得磁(ci)场存在一定的边(bian)缘(yuan)效应，即靶(ba)材(cai)磁场(chang)端部与中间(jian)直线区(qu)域强度不(bu)一致(zhi)。由于端部磁(ci)场(chang)强度大，正交(jiao)电(dian)磁场对(dui)溅射(she)离(li)千(qian)造(zao)成(cheng)影响，导致端部溅射(she)速率(lv)快，产生不均(jun)匀(yun)刻(ke)蚀(shi)现象，直(zhi)简(jian)状(zhuang)的(de)旋转(zhuan)靶(ba)材(cai)会出(chu)现(xian)中(zhong)部材料(liao)较厚(hou)时，边(bian)部(bu)溅射(she)穿，利用(yong)率(lv)普(pu)遍(bian)较(jiao)低(di)。囚此(ci)．旋转靶(ba)材一(yi)般(ban)设计为(wei)狗(gou)骨(gu)状(zhuang)（即中(zhong)间直(zhi)径小(xiao)，两端(duan)自(zi)径大(da)，见(jian)图(tu)2),以(yi)提(ti)高(gao)靶(ba)材(cai)利(li)用(yong)率（利(li)用(yong)率(lv)可达80%以上(shang)），节约生产(chan)成本。
3、靶(ba)材相(xiang)对密(mi)度(du)和孔(kong)隙(xi)的(de)影响
靶材(cai)的相对密度(du)足(zu)是靶材实(shi)际(ji)密度与理论密(mi)度的(de)比比值(zhi)，单一(yi)成(cheng)分(fen)靶材(cai)的理(li)论密(mi)度(du)为结(jie)晶(jing)密(mi)度，合(he)金或(huo)混(hun)合物靶(ba)材的(de)理论(lun)密度(du)通(tong)过各组元(yuan)的(de)理论(lun)密(mi)度(du)和(he)其在合金或(huo)棍(gun)合物(wu)中(zhong)所(suo)占比(bi)例计符(fu)得(de)出的，热喷(pen)涂靶材(cai)组织疏松(song)多孔，含(han)氧址高（即(ji)使足真(zhen)空(kong)喷(pen)涂(tu)，也(ye)难以(yi)避免(mian)合(he)金靶(ba)材(cai)中氧化物和(he)氮化物(wu)的(de)产(chan)生），表而呈(cheng)现灰(hui)色(se)，缺少(shao)金属(shu)光(guang)泽，吸(xi)附(fu)的(de)杂(za)质、湿(shi)气足(zu)主要的(de)污染源，妨(fang)碍高(gao)真(zhen)空(kong)的迅(xun)速(su)获(huo)得(de)，容易(yi)导致(zhi)溅射(she)过程(cheng)中放(fang)电(dian)，甚至(zhi)烧坏靶(ba)材(cai)，图3为安(an)装(zhuang)使(shi)用(yong)初(chu)期出现(xian)严职(zhi)放(fang)电而烧坏(huai)的(de)致密度低的(de)喷(pen)涂靶材(cai)照(zhao)片。
同时，靶(ba)材(cai)溅(jian)射(she)表面瞬(shun)间(jian)高温(wen)容易(yi)使松散(san)颗(ke)粒(li)团装(zhuang)掉落，污染玻璃表(biao)面(mian)，影(ying)响(xiang)镀(du)膜质量(liang)。国家对于镀膜膜玻璃表面(mian)点状脱(tuo)膜(mo)有(you)明确(que)的规(gui)定，规定(ding)见(jian)表1,相对密度(du)越高，成(cheng)膜速(su)率(lv)越(yue)快，溅(jian)射过程越稳定。根(gen)据(ju)靶材制备工艺的(de)并(bing)差(cha)异，熔铸(zhu)靶(ba)相对密(mi)度应(ying)保(bao)证在(zai)98%以上，粉末(mo)冶(ye)金(jin)靶材应保(bao)证(zheng)在(zai)97%以上以(yi)满足生(sheng)产使(shi)用。因(yin)此需严(yan)格控(kong)制(zhi)靶(ba)材(cai)致密度以减(jian)少掉(diao)渣(zha)现象(xiang)的(de)发(fa)生。喷(pen)涂(tu)靶材(cai)密(mi)度较(jiao)低(di)，制备(bei)成(cheng)本(ben)也(ye)低(di)，当相(xiang)对(dui)密(mi)度能(neng)保证90%以上(shang)时，一(yi)般(ban)不(bu)影(ying)响使(shi)用(yong)，目(mu)前同内(nei)使(shi)用(yong)的SiAl靶均(jun)为(wei)喷涂靶。
除(chu)致(zhi)密(mi)度外，如(ru)果靶材在(zai)生产过程中出(chu)现(xian)异常，如(ru)大颗(ke)粒(li)脱落或(huo)受热出现(xian)缩(suo)孔(kong)，会形(xing)成较(jiao)多气孔(kong)（内(nei)部缺陷），靶(ba)材内(nei)部出(chu)现(xian)较(jiao)大(da)（熔(rong)铸靶>2mm, 喷涂(tu)靶>0.5mm)或较(jiao)密梊(di)的孔(kong)洞(dong)都会(hui)由于(yu)电荷集(ji)中(zhong)而出(chu)现放(fang)电(dian)，影(ying)响使(shi)用(yong)。密度(du)低(di)和(he)含(han)有气(qi)孔(kong)的靶(ba)材在(zai)后续(xu)处(chu)理(li)、搬(ban)运或安装时(shi)，极易(yi)发生碎裂。相(xiang)对密(mi)度(du)高(gao)、孔隙少的靶材(cai)导热(re)率(lv)好(hao)，溅射(she)靶材表面的热批(pi)易千(qian)快速(su)传(chuan)递(di)给靶材(cai)内表面(mian)或(huo)衬(chen)管内(nei)的冷(leng)却(que)水(shui)，散热好，从(cong)而保证(zheng)了(le)成(cheng)膜过(guo)程(cheng)的(de)稳(wen)定(ding)性(xing)。
4、靶(ba)材晶(jing)粒尺寸(cun)和(he)结晶方(fang)向(xiang)的影响(xiang)
同(tong)一(yi)成分(fen)的(de)靶(ba)材(cai)，晶(jing)粒尺(chi)寸较(jiao)小的(de)靶(ba)材(cai)比品(pin)粒尺(chi)寸大(da)的沉积(ji)速(su)率快(kuai)，这主要(yao)是(shi)由于晶(jing)界在溅(jian)射(she)过(guo)程中(zhong)更(geng)容易(yi)受(shou)到(dao)攻击，晶(jing)界越(yue)多(duo)，成膜就越快。晶粒尺寸的(de)大小除(chu)影(ying)响溅(jian)射(she)速(su)率(lv)外，也(ye)会(hui)影响成膜质量(liang)。例如在Low-E产(chan)品生产(chan)过程(cheng)中，NiCr作为红(hong)外反射层Ag的保(bao)护(hu)层(ceng)，其质(zhi)量(liang)对(dui)锁(suo)膜(mo)产品(pin)有(you)非(fei)常大(da)的(de)影响。由于(yu)NiCr膜(mo)层(ceng)的(de)消(xiao)光系(xi)数比(bi)较(jiao)大(da)，所(suo)以一般(ban)锁(suo)的很薄（约(yue)3nm左(zuo)右(you)）。如(ru)果(guo)晶(jing)粒尺寸过大(da)，溅射时(shi)间短，会造成(cheng)膜(mo)层(ceng)致(zhi)密性差(cha)，降低(di)其对Ag层(ceng)的(de)保(bao)护(hu)作用(yong)，导致锁(suo)膜(mo)产(chan)品(pin)氧(yang)化(hua)脱(tuo)膜。品(pin)粒(li)尺(chi)寸对(dui)于(yu)均匀性(xing)的(de)影(ying)响(xiang)则(ze)较小(xiao)，研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，同(tong)一(yi)制(zhi)备工艺制(zhi)备(bei)的四个同材(cai)料金(jin)属(shu)靶(ba)，通(tong)过(guo)不同的热(re)处(chu)理时间(jian)使晶粒(li)尺寸(cun)从(cong)0.5到(dao)3.3mm变(bian)化，发现膜(mo)层的均(jun)匀(yun)性并没(mei)有差(cha)异。因此晶粒尺(chi)寸(cun)的 大小(xiao)对(dui)成(cheng)膜的(de)均(jun)匀性影(ying)响(xiang)很小(xiao)或者(zhe)没(mei)有影(ying)响(xiang)。但是晶粒尺寸(cun)的均匀(yun)性则会直(zhi)接(jie)影响(xiang)到成膜(mo)的(de)均匀(yun)性，鉴千靶材(cai)是(shi)在(zai)不断地消耗，除考虑(lv)靶材(cai)同一(yi)层(ceng)面的(de)均(jun)匀(yun)性外，也(ye)应考虑靶(ba)材厚度方(fang)向上(shang)的均(jun)匀(yun)性，要(yao)求(qiu)不(bu)同(tong)截面(mian)的(de)晶粒(li)尺(chi)寸(cun)尽(jin)擞(sou)一(yi)致，进(jin)而(er)保证不同(tong)时(shi)期(qi)溅(jian)射(she)成(cheng)膜(mo)的(de)均匀性。图4为(wei)不同(tong)厂家NiCr靶(ba)的微(wei)观组(zu)织对(dui)比，由(you)晶(jing)相照片(pian)可以看出(chu)靶a的(de)晶(jing)粒(li)尺寸大小(xiao)和(he)均(jun)匀性都(dou)比靶(ba)b的(de)好，靶a对应溅(jian)锁(suo)成膜的质批(pi)更高(gao)。据(ju)日本(ben)Energy公(gong)司(si)研究(jiu)发(fa)现(xian)，若(ruo)将钛(tai)靶的晶粒尺(chi)寸控制在(zai)100µm以(yi)下(xia)，且晶(jing)粒大小的(de)变(bian)化(hua)保持(chi)在(zai)20%以内，其(qi)溅射所(suo)得(de)蒲(pu)膜的质(zhi)撮可(ke)得(de)到大幅度(du)改(gai)善(shan)。
对(dui)于多晶体，晶体的(de)晶粒在(zai)不(bu)同(tong)程度(du)上会沿(yan)着(zhe)某些特(te)殊(shu)的(de)取(qu)向(xiang)排(pai)列。在靶(ba)材(cai)溅(jian)射(she)过(guo)程(cheng)中(zhong)，靶(ba)表原子容(rong)易(yi)沿着(zhe)原(yuan)子(zi)最紧(jin)密(mi)排列(lie)方(fang)向择(ze)优溅射(she)出来(lai)，材(cai)料的结晶(jing)方(fang)向(xiang)对(dui)溅射速(su)率和(he)成(cheng)膜(mo)厚度均(jun)匀性(xing)有(you)很大影响，常(chang)可以通过改(gai)变靶材结(jie)晶(jing)结构(gou)的方法(fa)来(lai)提(ti)高的(de)射(she)速(su)率(lv) 和(he)成(cheng)膜质(zhi)址(zhi)。例如通过(guo)控制硅(gui)靶的加(jia)工(gong)工(gong)艺，使其(qi)晶(jing)粒存在(zai)一(yi)定(ding)的择优取向(xiang)，可(ke)以将膜层(ceng)的膜厚偏差从(cong)10%降(jiang)低(di)至(zhi)5%。不同(tong)材料具有(you)不同(tong)的结(jie)晶(jing)结构(gou)，应采用不(bu)同的成型、热(re)处(chu)理(li)方法和(he)条(tiao)件(jian)进行加T,使靶材具有(you)最(zui)优的(de)品粒取(qu)向，提高(gao)磁(ci)控溅(jian)射(she)成膜(mo)速率(lv)和膜层(ceng)质(zhi)量(liang)。
5、靶(ba)材(cai)纯度(du)和材质(zhi)均(jun)匀(yun)性的影响
溅(jian)射靶(ba)材(cai)的纯(chun)度对所锁(suo)簿膜(mo)的(de)性能影(ying)响(xiang)很(hen)大(da)。当(dang)表(biao)面(mian)清洁的玻(bo)璃进(jin)入(ru)高真空锁膜腔室内，如果靶(ba)材纯(chun)度不够(gou)，在电(dian)场及(ji)磁(ci)场(chang)的(de)作用下(xia)，靶(ba)材(cai)中的(de)杂质(zhi)颗粒在(zai)溅(jian)射(she)过程(cheng)中会附着(zhe)到玻璃(li)表(biao)面，造(zao)成部(bu)分(fen)位(wei)置(zhi)的膜层不牢(lao)固(gu)出(chu)现脱(tuo)膜现象(xiang)。因(yin)此(ci)，靶(ba)材的(de)纯(chun)度越(yue)高，所(suo)锁菏(he)膜的(de)性能(neng)越好(hao)。尹荣(rong)德(de)在(zai)对(dui)纯度为(wei)99.9%的铜靶进行研(yan)究的(de)过程(cheng)中(zhong)发(fa)现(xian)，在Cu靶(ba)制(zhi)备(bei)的过(guo)程中难(nan)免(mian)会(hui)引(yin)入硫和(he)铅(qian)元(yuan)素(su)，微扭(niu)S的(de)加入可以(yi)防(fang)止热(re)加工过(guo)程中(zhong)晶(jing)粒(li)尺寸(cun)变大(da)和产(chan)生微(wei)裂(lie)纹等(deng)使(shi)表(biao)面(mian)粗糙的(de)情(qing)况(kuang)发(fa)生(sheng)。但S含(han)量(liang)添(tian)加(jia)高(gao)于18ppm时(shi)，又(you)会出现微裂(lie)纹(wen)，随着S、Pb两种杂质(zhi)元(yuan)素量(liang)的增(zeng)加，靶(ba)材(cai)裂纹数量(liang)及打弧(hu)放(fang)电次(ci)数均会有所增加。所以(yi)应尽可(ke)能(neng)降(jiang)低靶(ba)材中(zhong)的(de)杂质(zhi)含量，减少(shao)溅射(she)薄膜(mo)污染(ran)源(yuan)，提(ti)高(gao)薄(bao)膜的均匀性。
对(dui)于(yu)导(dao)热性(xing)能差的靶材(cai)，例(li)如(ru)SiAl靶，常会(hui)由(you)于(yu)靶(ba)材内存在(zai)杂(za)质(zhi)引起传(chuan)热受阻，或者生产(chan)使用的冷(leng)却水温(wen)和(he)实际(ji)锁(suo)膜线(xian)水(shui)温存在差异等(deng)原(yuan)因造(zao)成使用过程中(zhong)靶(ba)材(cai)开(kai)裂。一般(ban)情(qing)况下(xia)，轻微的(de)裂纹(wen)不会(hui)对(dui)锁(suo)膜生产(chan)造成(cheng)很(hen)大的影响。但当(dang)靶(ba)材(cai)出现(xian)较为明(ming)显(xian)的(de)裂缝时(shi)，电(dian)荷非常容(rong)易在裂缝(feng)部(bu)位(wei)边缘集(ji)中(zhong)，从(cong)而导致(zhi)靶表(biao)异常(chang)放电。放(fang)电现象(xiang)会导致(zhi)出现(xian)掉(diao)渣，成膜(mo)异(yi)常(chang)，产(chan)品(pin)报(bao)废(fei)最(zui)增加(jia)。所(suo)以(yi)在制备靶材(cai)的过程(cheng)中(zhong)，除控(kong)制(zhi)纯(chun)度(du)外，也应(ying)该(gai)控制制备工艺(yi)条(tiao)件(jian)。
对于合(he)金靶材，常(chang)会出(chu)现(xian)材料分(fen)布不(bu)均(jun)的(de)现象，如SiAl靶中的(de)铝(lv)团聚，锌铝靶中(zhong)铝(lv)的(de)偏析(xi)（铝的原(yuan)子质(zhi)量为27小(xiao)于锌的(de)原子(zi)质量65, 浇注后(hou)在(zai)冷却(que)过程中(zhong)，铝(lv)会上浮，引(yin)起(qi)一(yi)侧铝含扯高，一(yi)侧低(di)）。由(you)于熔点低，SiAl靶(ba)中团聚的(de)Al在溅(jian)射(she)成膜(mo)过(guo)程中(zhong)非常(chang)容(rong)易出(chu)现(xian)掉(diao)渣(zha)，而喷(pen)涂过程中AI的(de)加入量是一定的(de)，一部(bu)分出(chu)现团聚时(shi)说(shuo)明(ming)其它(ta)位置铝含(han)量(liang)偏(pian)少，影响SiAl靶的导(dao)热和(he)导(dao)电(dian)性，从而(er)使溅射(she)速(su)率(lv)出(chu)现不(bu)一致，膜(mo)层(ceng)均(jun)匀(yun)性变差(cha)，靶材(cai)出现开裂(lie)，加剧靶材放电的现象(xiang)，也(ye)会降(jiang)低(di)成(cheng)膜质量(liang)。而(er)靶(ba)材成(cheng)分的(de)偏(pian)析(xi)会影响(xiang)溅(jian)射(she)速率(lv)（膜层均匀性）和膜(mo)层(ceng)成分。因此(ci)，除(chu)控制靶材(cai)纯(chun)度外(wai)，合(he)金(jin)靶(ba)中材(cai)质的分(fen)布也(ye)是(shi)至关(guan)重要(yao)的。
6、靶材绑定及衬(chen)管(guan)质量的(de)影(ying)响(xiang)
为了(le)避免些(xie)韧(ren)性较(jiao)差(cha)的(de)金(jin)属(shu)、合金(jin)或(huo)氧化物等(deng)易(yi)裂材料(liao)在(zai)使(shi)用过程(cheng)中破(po)裂，在(zai)制(zhi)备(bei)平(ping)面靶(ba)时(shi)通(tong)常(chang)会(hui)把(ba)靶(ba)材绑定在铜背(bei)板上，旋转(zhuan)靶材则(ze)会(hui)绑定(ding)在(zai)不(bu)锈(xiu)钢(gang)衬(chen)管上，常用的(de)绑定(ding)材料(liao)为金(jin)属钢或(huo)其它(ta)金属(shu)物质。除(chu)保(bao)护靶(ba)材免于运送(song)或(huo)者(zhe)拿(na)取(qu)中的意外(wai)破(po)裂(lie)外(wai)，也可(ke)以改善(shan)靶(ba)材(cai)机(ji)械(xie)强(qiang)度不足(zu)的问(wen)题(ti)，利用靶(ba)材拼接到背(bei)板（衬管）来俯(fu)决大(da)尺(chi)寸(cun)靶材制(zhi)备(bei)使用受(shou)限的问(wen)题。
可(ke)确保靶材(cai)的(de)冷却(que)及电(dian)接(jie)触良(liang)好，防止靶(ba)材(cai)在(zai)溅(jian)射中(zhong)出(chu)现(xian)溅射(she)不(bu)均匀(yun)和靶材(cai)开裂(lie)等(deng)问(wen)题。由于(yu)靶(ba)材(cai)在溅射过(guo)程中(zhong)会生成(cheng)大量的热(re)，而(er)陶(tao)瓷(ci)靶(ba)材(cai)如(ru)AZO靶(ba)散(san)热(re)性能(neng)较(jiao)差，如果绑定出现(xian)较大面(mian)积(ji)结(jie)合不好（绑(bang)定靶(ba)材的无(wu)效(xiao)粘(zhan)结面积(ji)大(da)千靶(ba)材和(he)衬管／背板接触(chu)面(mian)积(ji)的(de)10%).非常(chang)容易出现(xian)溅射(she)过程局(ju)部热址积聚(ju)，低(di)熔(rong)点绑(bang)定(ding)材料(liao)钠（熔点(dian)为(wei)156°C)熔化，导致靶(ba)材开(kai)裂甚(shen)至(zhi)脱(tuo)落(luo)。同时，由于ZnO的存(cun)在(zai)，AZO靶在(zai)使(shi)用过(guo)程(cheng)中常(chang)出(chu)现(xian)表(biao)面(mian)结瘤现(xian)象，而(er)裂(lie)缝(feng)处(chu)更易出现打弧放(fang)电，使结渣悄况加(jia)剧（见图(tu)Sa),严(yan)重(zhong)影(ying)响(xiang)靶材的使用功率(lv)和周期，降(jiang)低(di)锁膜(mo)产(chan)品(pin)的(de)生(sheng)产(chan)效率，增(zeng)加(jia)生产(chan)成(cheng)本(ben)。而(er)且导(dao)热(re)导(dao)电不均匀(yun)会引起靶(ba)材溅(jian)射(she)不均(jun)匀（成膜(mo)不均匀(yun)），表而(er)结瘤(liu)和放(fang)电现(xian)象(xiang)也会(hui)引(yin)起成(cheng)膜不(bu)均匀(yun)，膜(mo)层颜色(se)出现差(cha)异，对介质层变(bian)化影(ying)响敏感的=银产(chan)品差异更(geng)为明(ming)显(xian)，使(shi)锁膜(mo)废品(pin)率(lv)升(sheng)高。因此(ci)，靶(ba)材的(de)绑(bang)定质狱对其(qi)使用有(you)着很大(da)的(de)影(ying)响。
而(er)对于(yu)一(yi)些(xie)导热良(liang)好不(bu)需(xu)要绑(bang)定(ding)的金属(shu)或(huo)合(he)金(jin)旋(xuan)转(zhuan)靶，如ZnAI、ZnSn、SiAJ靶(ba)等(deng)，由千靶(ba)材材(cai)料(liao)与(yu)不(bu)锈(xiu)钢(gang)管(guan)热(re)膨(peng)胀系数(shu)（物(wu)质(zhi)在(zai)热胀(zhang)冷(leng)缩(suo)效(xiao)应作用(yong)之(zhi)下(xia)、几(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)随着温(wen)度(du)的(de)变(bian)化而(er)发生(sheng)变(bian)化的规(gui)律(lv)性(xing)系数(shu)）存(cun)在差异，也需(xu)要(yao)使用(yong)某(mou)种(zhong)连接(jie)材(cai)料(liao)进(jin)行粘(zhan)结(jie)。如果(guo)结(jie)合(he)不(bu)好(hao)，也会出(chu)现(xian)靶材(cai)受热(re)不(bu)均，导热(re)受阻，出现开(kai)裂脱落(luo)的现象（如图5b),影响锻膜产品(pin)的质(zhi)址(zhi)和(he)生(sheng)产。
对(dui)于(yu)旋转(zhuan)靶(ba)材，除(chu)绑(bang)定(ding)质员(yuan)外(wai)，不锈(xiu)钢衬管(guan)本身的质址(zhi)对锁膜生产 也(ye)有(you)影响。不(bu)锈(xiu)钢管端头内(nei)侧倒(dao)角过大或(huo)过(guo)小时(shi)（一般(ban)为25° ), 端(duan)头或(huo)安装螺纹处存在较大划伤、磕(ke)伤变(bian)形或存在杂质(zhi)异物(wu)时，都(dou)容(rong)易(yi)出(chu)现密封不(bu)严引起(qi)漏气，将直接导致真空度(du)低，溅射(she)成(cheng)膜(mo)成(cheng)分异常(chang)，均(jun)匀性(xing)变差等(deng)影响(xiang)锁(suo)膜产(chan)品质姑(gu)。同时，不锈(xiu)钢管的(de)平直(zhi)度及(ji)内(nei)径大小也会影响到(dao)具(ju)使用(yong)。如果(guo)不(bu)锈钢管靶简内径(jing)较(jiao)小(xiao)或(huo)者内径(jing)整(zheng)体存(cun)在偏(pian)差(cha)（仅端部(bu)尺(chi)寸符(fu)合(he)内径(jing)大小(xiao)的(de)要(yao)求(qiu)）内，安装上磁钢(gang)后，在(zai)生(sheng)产(chan)过程(cheng)中易(yi)出现(xian)磁(ci)钢(gang)和靶(ba)材(cai)之(zhi)间(jian)严重(zhong)摩(mo)擦(ca)，旋(xuan)转(zhuan)时靶(ba)材跳动严重(zhong)，不仅会损(sun)坏(huai)端头，也会影(ying)响(xiang)成胶(jiao)质吐(tu)。尤(you)其对于使(shi)用时间(jian)较(jiao)长(zhang)出(chu)现轻(qing)微(wei)变(bian)形(xing)的(de)磁(ci)钢(gang)，对(dui)了(le)靶(ba)材衬管(guan)的(de)要(yao)求(qiu)相(xiang)对(dui)就会更(geng)高。
7、腔室(shi)条(tiao)件对靶材(cai)成膜影(ying)响
除上述靶(ba)材(cai)自(zi)身(shen)存(cun)在(zai)的(de)问题外，腔(qiang)体未(wei)能(neng)清(qing)洁净(jing)，或长时间生产(chan)后腔室(shi)表而(er)吸附了较(jiao)多的杂质，都存(cun)生(sheng)产(chan)过程中(zhong)会(hui)出现(xian)不导(dao)电颗粒附着在靶材(cai)表(biao)面。溅(jian)射(she)过程中(zhong)电(dian)荷(he)在(zai)凸起(qi)部分容易出现积(ji)聚．导致结(jie)瘤(liu)越(yue)来越(yue)大，放(fang)电(dian)严正，从(cong)而(er)也会(hui)影(ying)响(xiang)到成膜的(de)质(zhi)址(zhi)。同样．如(ru)果腔室存在微树(shu)漏(lou)气，反应(ying)牛成(cheng)的不导(dao)屯溅射(she)物(wu)也(ye)有(you)可(ke)能附(fu)着在靶材表(biao)面成为(wei)结(jie)瘤(liu)，影响(xiang)成膜效率和膜层(ceng)均匀(yun)性(xing)。所以(yi)，腔室的条(tiao)件(jian)对(dui)靶材的(de)使(shi)用情况也有着非常重(zhong)要的(de)影(ying)响。积(ji)瘤初期通过纯(chun)氩烧(shao)靶很容(rong)易(yi)去(qu)除，但如果(guo)不(bu)做处理，积瘤(liu)会逐渐(jian)长(zhang)大，并引(yin)起严(yan)重(zhong)的(de)打(da)弧(hu)，影响(xiang)生(sheng)产(chan)。每(mei)次生(sheng)产前应(ying)对(dui)靶(ba)材(cai)用强电(dian)流对靶材(cai)进(jin)行烧(shao)靶(ba)，以清(qing)理靶材(cai)表面的杂质。并(bing)定期对真(zhen)空腔(qiang)室进行打(da)磨(mo)、吸尘及(ji)擦(ca)拭处理，对包网(wang)进行喷(pen)砂(sha)处(chu)理(li)以去(qu)掉附着(zhe)在(zai)上(shang)面(mian)的(de)金属反应物，从而保证(zheng)洁净(jing)的镀膜环(huan)境(jing)。
8、总结(jie)
靶(ba)材的(de)形状(zhuang)设(she)计(ji)主要(yao)影(ying)响靶材利用率(lv)，合(he)理的(de)尺寸(cun)设计可以提(ti)高靶(ba)材(cai)的(de)利(li)用率，节约成(cheng)本(ben)。晶(jing)粒(li)尺(chi)寸越小(xiao)，镀(du)膜的(de)速率越(yue)快，均(jun)匀(yun)性越(yue)好。纯度和(he)致密(mi)度越高，孔(kong)隙率越(yue)少(shao)，成(cheng)膜(mo)质(zhi)量越(yue)好(hao)，放电掉(diao)渣的(de)几率(lv)就(jiu)越(yue)小(xiao)。除靶材材料(liao)的(de)影响外(wai)，靶(ba)材衬(chen)管是质(zhi)量，靶材(cai)与背管或背板的结合(he)情(qing)况(kuang)都(dou)会影响(xiang)膜层的生(sheng)产情况(kuang)。镀膜腔(qiang)室(shi)的环境(jing)也(ye)会(hui)影响靶材的使用(yong)，从(cong)而影(ying)响(xiang)到成膜(mo)的(de)质量。靶(ba)材(cai)的质量(liang)高，膜(mo)层质量好(hao)，靶(ba)材(cai)使用寿命(ming)长，造成的(de)镀(du)膜废品(pin)少，这些(xie)都会(hui)降(jiang)低(di)镀膜(mo)的生产成本，对(dui)Low—E产(chan)品(pin)的普及(ji)有(you)非常(chang)重要的意(yi)义。
参考文献
[1]中(zhong)国(guo)南(nan)玻集团工程(cheng)玻璃事业(ye)部．玻璃镀膜工(gong)艺(yi)技(ji)术(shu)．广州：华(hua)南(nan)理工大(da)学出版社(she)，2010
[2]VicComello．Targetdesignkeytosuccessfulsputtering．R&Dmagazine，2002(4)：91～93
[3]Wickersham，C．E．Crystallographictargeteffectsinmagnetronsputtering．VacuumScience&TechnologyA：Vacuum。Sur—faces，andFilms，1987，7(4)：1755—1758
[4]潘杰，姚(yao)力(li)军(jun)．靶材(cai)及(ji)其(qi)形(xing)成(cheng)方法．申(shen)请号(hao)：201110455069．X
[5]温(wen)艳(yan)玲，夏黎(li)海(hai)．大面(mian)积镀(du)膜用(yong)熔铸(zhu)和(he)热(re)喷(pen)涂(tu)旋(xuan)转(zhuan)靶材的比(bi)较(jiao)
[6]陈(chen)建军，杨庆(qing)山．溅射(she)靶材的种(zhong)类、应(ying)用、制备及(ji)发(fa)展趋势．湖南有(you)色金属，2006，8(4)：38～41
[7]DunlopJohnAlden．Spu~eringtargetwithultra—fine，orientedgrainsandmethodofmakingSalTle．1998，US5809393(A)
[8]杨邦朝，崔(cui)红(hong)玲(ling)．溅射(she)靶材的(de)制备与(yu)应用．真(zhen)空，2001，6(3)：11～15
[9]YoonYoungduk，AndohToshiyuki．Sputteringtarget．JP2O12——053266
[10]刘志坚，陈远(yuan)星．溅射靶(ba)材的(de)应(ying)用及(ji)制备初探(tan)．南方金(jin)属，2003．12(135)：23～24
[11]樊幸(xing)昌(chang)．G61一镀(du)膜(mo)生产线(xian)镀(du)膜(mo)玻(bo)璃脱(tuo)膜(mo)针(zhen)孔(kong)故障分(fen)析(xi)及(ji)解决方案．玻璃，2008(2)：57～58
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