目(mu)前(qian)，我国已(yi)发(fa)展成(cheng)世(shi)界钛(tai)工业(ye)大(da)国，钛产(chan)能(neng)与(yu)产量均(jun)位(wei)居世(shi)界首位(wei)，然(ran)而(er)国内(nei)钛(tai)材的(de)整体技(ji)术(shu)含(han)量较低、产品(pin)附(fu)加(jia)值(zhi)低(di)、产能严(yan)重过(guo)剩，钛(tai)工业(ye)面(mian)临" 大而(er)不(bu)强(qiang)" 的处境(jing)，加大钛材深加(jia)工(gong)及(ji)开发(fa)高附加(jia)值产(chan)品(pin)是行业(ye)摆脱困(kun)境(jing)的(de)关键［1－4］。高纯(chun)钛(tai)作为电子信(xin)息领(ling)域重要(yao)的(de)功(gong)能薄(bao)膜材料，近年(nian)来随着我(wo)国集成(cheng)电(dian)路、平(ping)面(mian)显(xian)示、太阳(yang)能(neng)等(deng)产业的快速(su)发(fa)展(zhan)需(xu)求量快速上(shang)升(sheng)［5－7］。磁控溅(jian)射技(ji)术(shu)（PVD）技术是(shi)制(zhi)备薄膜材(cai)料(liao)的(de)关键(jian)技术(shu)之(zhi)一［8－11］，高(gao)纯(chun)钛溅(jian)射(she)靶(ba)材是磁(ci)控(kong)溅(jian)射工艺中的(de)关(guan)键耗材，具(ju)有(you)广(guang)阔的(de)市场(chang)应(ying)用(yong)前景(jing)。
钛(tai)靶(ba)材(cai)作(zuo)为(wei)高附(fu)加(jia)值的镀(du)膜(mo)材料，在(zai)化(hua)学(xue)纯(chun)度(du)、组织性能等(deng)方面(mian)具有(you)严格的要求，技(ji)术(shu)含(han)量(liang)高(gao)、加(jia)工(gong)难(nan)度(du)大，我国靶(ba)材制造企(qi)业在高(gao)端(duan)靶(ba)材(cai)制(zhi)造领(ling)域起步(bu)相(xiang)对(dui)较(jiao)晚(wan)，在(zai)基础原(yuan)材(cai)料(liao)纯度方面相对落(luo)后(hou)，靶材(cai)制备技(ji)术如组(zu)织(zhi)控制(zhi)、工艺成型(xing)等(deng)核心(xin)工艺技(ji)术(shu)方(fang)面与国外(wai)也(ye)存(cun)在(zai)一(yi)定的(de)差距。针对下游(you)高端应用，开发高性能(neng)钛(tai)溅射靶(ba)材，是实(shi)现(xian)电(dian)子信(xin)息制造(zao)业(ye)关键材(cai)料的自(zi)主研(yan)制(zhi)和(he)推(tui)动(dong)钛(tai)工(gong)业(ye)向(xiang)高(gao)端转型(xing)升(sheng)级(ji)的(de)重(zhong)要举措(cuo)。
1、钛靶材的应用(yong)及(ji)性(xing)能(neng)要(yao)求
磁(ci)控(kong)溅(jian)射钛(tai)靶(ba)材主(zhu)要应(ying)用于(yu)电(dian)子(zi)及(ji)信(xin)息(xi)产(chan)业，如集(ji)成电(dian)路(lu)、平(ping)面(mian)显示屏和家(jia)装汽车(che)行业(ye)装(zhuang)饰(shi)镀(du)膜领(ling)域(yu)，如玻(bo)璃(li)装(zhuang)饰(shi)镀膜和(he)轮(lun)毂装(zhuang)饰(shi)镀(du)膜等。不同行业钛靶(ba)材(cai)要求(qiu)也(ye)有(you)很大(da)差(cha)别，主要包(bao)括：纯(chun)度、微观组(zu)织、焊接性(xing)能(neng)、尺(chi)寸精度几个(ge)方面，如表1所示(shi)。
1.1 集(ji)成电(dian)路用(yong)钛(tai)靶材(cai)
集成电路(lu)钛(tai)靶材纯度(du)主(zhu)要大(da)于(yu)99.995％以(yi)上(shang)，目前主(zhu)要(yao)依赖进口(kou)。2013年，我(wo)国集(ji)成电路产业(ye)实(shi)现销售(shou)收(shou)入(ru)2508亿(yi)元(yuan)，进口(kou)额(e)高(gao)达(da)2313亿(yi)美(mei)元(yuan)，首(shou)次(ci)成(cheng)为我国第一(yi)大进口(kou)商品。2014年(nian)，集(ji)成电路产(chan)业销(xiao)售收入(ru)为2672亿元，进(jin)口额(e)仍达(da)到(dao)2176亿(yi)美元(yuan)。集(ji)成电(dian)路(lu)用(yong)靶材(cai)在全球靶材(cai)市(shi)场(chang)中占(zhan)较大(da)份(fen)额(e)［12］。钛(tai)靶材原材(cai)料方面(mian)：高(gao)纯(chun)钛生(sheng)产
主(zhu)要集中(zhong)在(zai)美国、日本等(deng)国(guo)家(jia)，如(ru)美国(guo)Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ，日本东邦(bang)、日(ri)本(ben)大阪(ban)钛业(ye)；国(guo)内(nei)起(qi)步较晚(wan)，2010年后北京有色金(jin)属研(yan)究(jiu)院、遵义(yi)钛(tai)业(ye)、宁(ning)波创(chuang)润等(deng)陆续推出国(guo)产的(de)高纯钛(tai)产(chan)品(pin)，但是产品(pin)稳(wen)定(ding)性(xing)还待(dai)提(ti)高(gao)。
钛靶(ba)材(cai)的(de)结(jie)构(gou)发展(zhan)方(fang)面(mian)：早(zao)期(qi)芯片代(dai)工(gong)厂(chang)利(li)润(run)空(kong)间(jian)大，主要(yao)使(shi)用100～150ｍｍ磁(ci)控(kong)溅射(she)机(ji)台，而(er)且(qie)功(gong)率(lv)小，溅射薄膜较厚(hou)，芯(xin)片(pian)的尺寸(cun)较(jiao)大(da)，单体(ti)靶材的(de)性(xing)能能够满(man)足(zu)当(dang)时(shi)机(ji)台(tai)的(de)使用(yong)要(yao)求，当(dang)时集成(cheng)电(dian)路(lu)用钛(tai)靶(ba)材主(zhu)要100～150ｍｍ 单(dan)体(ti)和(he)组合型靶材，如典型(xing)3180型，3290型靶(ba)材等。第二(er)阶段(duan)，按(an)照(zhao)摩尔定律发(fa)展，芯片(pian)线(xian)宽(kuan)变(bian)窄(zhai)，芯(xin)片(pian)代工(gong)厂主要使用(yong)150～200ｍｍ 溅射机台(tai)，为提高(gao)利润空(kong)间(jian)，机台(tai)的(de)溅(jian)射(she)功率提(ti)高(gao)，这(zhe)就(jiu)要求靶材(cai)尺(chi)寸(cun)加大(da)，同(tong)时保(bao)持高导热、低价(jia)格(ge)和一(yi)定的(de)强度，本时(shi)期钛(tai)靶材以(yi)铝(lv)合金(jin)背(bei)板(ban)扩散焊接和铜(tong)合(he)金背板钎焊(han)焊(han)接(jie)两(liang)种(zhong)结(jie)构为(wei)主，如典型ＴＮ、ＴＴＮ型(xing)，Ｅｎｄｕｒａ5500型等靶(ba)材。第(di)三阶段，随集(ji)成电路发(fa)展(zhan)，芯片(pian)线宽(kuan)进一步变(bian)窄(zhai)，此时芯片代工(gong)厂(chang)主要使(shi)用(yong)200～300ｍｍ溅射(she)机(ji)台(tai)，为(wei)进一步提(ti)高利润(run)空(kong)间(jian)，机(ji)台的溅射功(gong)率(lv)提高，这(zhe)就(jiu)要求靶材(cai)尺(chi)寸(cun)加(jia)大(da)，同(tong)时(shi)保(bao)持高导热和足够的强度［13－15］。本时期(qi)钛(tai)靶(ba)材(cai)以(yi)铜(tong)合金背(bei)板扩(kuo)散焊接为主，如(ru)主流SIP型(xing)靶(ba)材如(ru)图(tu)1所示。
钛靶材(cai)加工(gong)制造(zao)方面(mian)：早(zao)期(qi)国(guo)内外(wai)市(shi)场基(ji)本被(bei)美国、日(ri)本等(deng)大的靶材(cai)制(zhi)造(zao)商(shang)垄(long)断，2000年(nian)后(hou)国内(nei)的制(zhi)造业(ye)逐步(bu)进入(ru)靶(ba)材(cai)市(shi)场(chang)，开始进口(kou)高(gao)纯钛原(yuan)材料(liao)加(jia)工低(di)端(duan)的靶(ba)材(cai)，最近(jin)几年(nian)国内钛(tai)靶(ba)材(cai)制(zhi)造(zao)企(qi)业发(fa)展较(jiao)快(kuai)，市(shi)场份(fen)额逐(zhu)步扩大到(dao)台(tai)湾、欧(ou)美等市场(chang)，如有(you)研(yan)亿金(jin)和江峰(feng)电(dian)子两企(qi)业(ye)专(zhuan)注靶材制造多(duo)年(nian)。国(guo)内的(de)靶(ba)材制造企业(ye)也(ye)正(zheng)在(zai)和国(guo)内的磁(ci)控(kong)溅射(she)机台(tai)制造(zao)商联(lian)合开发(fa)靶(ba)材(cai)，推动国(guo)内集成电路磁控溅射(she)产(chan)业的发展(zhan)。
1.2 平(ping)面(mian)显示器用钛(tai)靶(ba)材
平(ping)面(mian)显示器包(bao)括：液(ye)晶显(xian)示器(qi)（LCD）、等离(li)子体显(xian)示器（PDP）、场致发光显示(shi)器（Ｅ－Ｌ）、场发射(she)显示(shi)器（FED）。目前(qian)，在平面(mian)显(xian)示器市场中以液(ye)晶显(xian)示(shi)器LCD市(shi)场最大(da)，份(fen)额高达(da)90％以(yi)上(shang)。LCD被(bei)认(ren)为(wei)是(shi)目(mu)前最(zui)有应(ying)用前景(jing)的(de)平板(ban)显(xian)示器件(jian)，它的(de)出现(xian)大大(da)扩(kuo)展(zhan)了显(xian)示器(qi)的(de)应用(yong)范(fan)围(wei)，从(cong)笔记本电(dian)脑(nao)显(xian)示器、台式电(dian)脑监(jian)视器(qi)、高清晰(xi)液晶(jing)电(dian)视(shi)以及(ji)移(yi)动(dong)通(tong)信，各种新型(xing)LCD产(chan)品正在(zai)冲(chong)击着(zhe)人们(men)的生(sheng)活习(xi)惯，并(bing)推(tui)动(dong)着世界信息(xi)产业(ye)的飞(fei)速发(fa)展(zhan)。TFT-LCD技术是(shi)微电子(zi)技(ji)术(shu)与(yu)液晶显(xian)示(shi)器(qi)技(ji)术(shu)巧妙(miao)结(jie)合(he)的(de)一
种技(ji)术，目前(qian)已(yi)经(jing)成(cheng)为(wei)平(ping)面显示(shi)主流(liu)技术，其中又分Al－Mo、Al－钛、Cu－Mo等(deng)工艺(yi)。平面(mian)显(xian)示(shi)器(qi)的(de)薄(bao)膜多(duo)采用溅射成(cheng)形(xing)。Al、Cu、钛、Mo等靶材(cai)是(shi)目前(qian)平
面显(xian)示器(qi)主(zhu)要金属靶(ba)材(cai)，平面(mian)显(xian)示器(qi)用钛(tai)靶材(cai)纯度大于(yu)99.9％，此(ci)原材(cai)料能够国(guo)产(chan)。TFT-LCD6代线(xian)用平面钛靶材(cai)尺寸(cun)比较大(da)，结(jie)构(gou)采(cai)用铜(tong)合(he)金水(shui)冷背板(ban)靶材(cai)，如图(tu)2所示(shi)，应用有(you)中电(dian)熊猫(mao)等(deng)。目(mu)前(qian)中(zhong)国(guo)自主(zhu)建(jian)设的(de)全(quan)球最(zui)高世代线－合肥(fei)10.5代线(xian)主要生(sheng)产大尺寸超(chao)高(gao)清(qing)液晶(jing)显(xian)示屏(ping)，设(she)计产能(neng)为(wei)每月(yue)9万片(pian)玻璃基板，玻(bo)璃基板(ban)尺(chi)寸为3370×2940mm，总(zong)投(tou)资(zi)400亿元，预计(ji)2018年(nian)二季度(du)投产，采用溅(jian)射机(ji)台(tai)及(ji)相(xiang)应的(de)技术和靶(ba)材还不确(que)定。
2、磁控溅射(she)钛(tai)靶材(cai)制备(bei)技(ji)术
磁控溅(jian)射(she)钛靶材的原材料(liao)制(zhi)备(bei)技术方(fang)法按(an)生产(chan)工艺(yi)可(ke)分(fen)为电子(zi)束(shu)熔炼(lian)坯(pi)（简称(cheng)ＥＢ坯）和真空(kong)自(zi)耗电(dian)弧炉熔炼(lian)坯（简称(cheng)（ＶＡＲ）坯）两(liang)大类(lei)，在靶(ba)材制(zhi)备(bei)过(guo)程中(zhong)，除(chu)严(yan)格控制(zhi)材料纯度、致(zhi)密(mi)度(du)、晶粒(li)度(du)以及(ji)结晶(jing)取(qu)向(xiang)之(zhi)外(wai)，对热处理(li)工艺条件、后(hou)续成(cheng)型(xing)加工过程亦需加以(yi)严格(ge)控(kong)制，以(yi)保(bao)证靶(ba)材的(de)质量。
对于高纯(chun)钛的原材料通常(chang)先(xian)采用(yong)熔(rong)融电解(jie)的(de)方法去(qu)除(chu)钛基体(ti)中(zhong)高(gao)熔(rong)点(dian)的(de)杂(za)质(zhi)元(yuan)素(su)，再(zai)采(cai)用真空电(dian)子束(shu)熔(rong)炼进一(yi)步(bu)提纯。真空电子(zi)束熔炼就(jiu)是采用(yong)高能量(liang)电(dian)子(zi)束流轰(hong)击(ji)金(jin)属(shu)表(biao)面后(hou)，随后温(wen)度逐(zhu)渐(jian)升高(gao)直至(zhi)金(jin)属(shu)熔(rong)化，蒸气压大的(de)元素将优(you)先挥(hui)发，蒸气(qi)压小(xiao)的元素(su)存(cun)留(liu)于(yu)熔(rong)体(ti)中(zhong)，杂质元素与基(ji)体的蒸(zheng)气压(ya)相(xiang)差(cha)越(yue)大(da)，提(ti)纯的效果越好(hao)。而熔化后的真空(kong)精炼，其优(you)点(dian)在于不(bu)引入(ru)其(qi)他(ta)杂质(zhi)的前提(ti)下去(qu)除钛(tai)基体中(zhong)的(de)杂(za)质元(yuan)素(su)。因此(ci)，当在(zai)高(gao)真空环(huan)境下(xia)（10-4以(yi)上(shang)）电子束(shu)熔炼(lian)99.99％电(dian)解(jie)钛时(shi)，原(yuan)料(liao)中饱(bao)和(he)蒸气压高(gao)于钛元(yuan)素本(ben)身饱(bao)和(he)蒸(zheng)气压(ya)的(de)杂质元(yuan)素(su)（Ｆｅ、Ｃｏ、Cu）将优(you)先(xian)挥发(fa)，如图(tu)3所(suo)示，使(shi)基(ji)体中杂质(zhi)含(han)量减少，达(da)到(dao)提纯之目(mu)的(de)。两种方法(fa)结(jie)合使(shi)用(yong)可以(yi)得(de)到(dao)纯(chun)度(du)99.995以(yi)上(shang)的高纯(chun)金(jin)属(shu)钛。对(dui)于(yu)纯度在(zai)99.9％钛原材(cai)料多(duo)采用(yong)0级(ji)海绵(mian)钛经(jing)真(zhen)空(kong)自耗电弧炉熔(rong)炼(lian)，再经过热(re)锻(duan)造(zao)开(kai)坯(pi)形成小(xiao)尺(chi)寸的坯(pi)料。
这两(liang)种(zhong)方(fang)法(fa)制(zhi)备(bei)的金(jin)属(shu)钛(tai)原(yuan)材料(liao)通过热(re)机械变形(xing)控(kong)制(zhi)其整(zheng)个溅射(she)表(biao)面(mian)微(wei)观组织(zhi)一(yi)致(zhi)，然(ran)后(hou)经过(guo)机加(jia)工、绑(bang)定(ding)、清洗(xi)和包(bao)装等(deng)工(gong)序加(jia)工成制(zhi)备集(ji)成(cheng)电路用磁控溅射(she)钛(tai)靶材(cai)，如(ru)图(tu)4所示。对(dui)于(yu)300ｍｍ机(ji)台要(yao)求特别(bie)高的(de)钛靶材，在包装前靶材(cai)的(de)溅射面(mian)还要(yao)预溅(jian)射(she)减少(shao)靶材安(an)装(zhuang)在(zai)溅(jian)射机(ji)台(tai)上(shang)烧靶(ba)时(shi)间(jian)（Ｂｕｒｎｉｎｇ ｔｉｍｅ）。集成电路钛(tai)靶材制(zhi)备方法制备的(de)靶材(cai)工艺复杂(za)，成(cheng)本(ben)相(xiang)对(dui)较(jiao)高。
3、钛(tai)靶(ba)材的(de)技(ji)术要求
为确(que)保(bao)沉(chen)积(ji)薄(bao)膜(mo)的(de)质量(liang)，靶(ba)材的(de)质量(liang)必须(xu)严格控制，经(jing)大量实(shi)践，影(ying)响(xiang)钛靶(ba)材(cai)质(zhi)量(liang)的(de)主要(yao)因素(su)包括纯(chun)度、平(ping)均(jun)晶粒尺寸、结(jie)晶(jing)取向(xiang)与(yu)结(jie)构均匀性(xing)、几(ji)何形状(zhuang)与尺寸等。
3.1 纯(chun)度
钛靶材的纯(chun)度对溅射薄(bao)膜(mo)的(de)性能影(ying)响很(hen)大。钛(tai)靶(ba)材的纯(chun)度越(yue)高，溅射钛薄(bao)膜的(de)中的(de)杂质元(yuan)素(su)粒(li)子越少(shao)，导(dao)致(zhi)薄膜(mo)性能越好，包括耐蚀(shi)性(xing)及电(dian)学(xue)、光(guang)学(xue)性能(neng)越好(hao)。不过(guo)在实际应(ying)用(yong)中(zhong)，不(bu)同(tong)用(yong)途钛靶(ba)材(cai)对纯度(du)要(yao)求不(bu)一(yi)样(yang)。例(li)如(ru)，一般(ban)装(zhuang)饰镀(du)膜用钛靶材(cai)对(dui)纯度(du)的要(yao)求(qiu)并(bing)不苛求，而集(ji)成电路(lu)、显(xian)示器体(ti)等(deng)领域(yu)用钛(tai)靶(ba)材(cai)对(dui)纯度(du)的要求高(gao)很多(duo)。靶材作(zuo)为溅(jian)射中(zhong)的(de)阴(yin)极源，材(cai)料中(zhong)的(de)杂质元(yuan)素(su)和(he)气孔(kong)夹杂是沉(chen)积薄膜的主(zhu)要(yao)污染(ran)源。气(qi)孔(kong)夹(jia)杂会(hui)在铸(zhu)锭(ding)无(wu)损探(tan)伤(shang)的过(guo)程中(zhong)基本(ben)去(qu)除，没有去除(chu)的气孔夹杂(za)在(zai)溅(jian)射的过程(cheng)中(zhong)会产(chan)生(sheng)尖端放电(dian)现(xian)象（Ａｒｃｉｎｇ），进而(er)影(ying)响薄(bao)膜(mo)的(de)质量；而(er)杂(za)质(zhi)元素含(han)量(liang)只(zhi)能在全(quan)元素分(fen)析(xi)测(ce)试(shi)结果中体现(xian)，杂质(zhi)总含(han)量(liang)越低，钛(tai)靶(ba)材纯(chun)度(du)就越(yue)高。
早期国(guo)内没有(you)高纯(chun)钛(tai)溅(jian)射靶(ba)材(cai)的标准，都是(shi)参照国(guo)内(nei)外的钛(tai)靶材(cai)制造公司(si)的(de)要(yao)求(qiu)，2013年(nian)后颁(ban)布标准《YS/T 893－2013电子薄膜(mo)用高纯(chun)钛(tai)溅射(she)靶材》，规定(ding)3个(ge)纯(chun)度钛靶材(cai)单个(ge)杂质含(han)量(liang)及总(zong)杂质(zhi)含(han)量不同的(de)要求(qiu)，此(ci)标(biao)准(zhun)正在逐步规范(fan)繁(fan)乱(luan)钛(tai)靶(ba)材(cai)市(shi)场纯(chun)度(du)需(xu)求(qiu)。
3.2 平均(jun)晶粒(li)尺(chi)寸
通常(chang)钛(tai)靶材为(wei)多晶结(jie)构(gou)，晶粒大(da)小(xiao)可由(you)微(wei)米到(dao)毫米(mi)量(liang)级，细小尺寸(cun)晶(jing)粒(li)靶的溅(jian)射速(su)率(lv)要(yao)比粗(cu)晶(jing)粒(li)靶快，在(zai)溅(jian)射(she)面晶(jing)粒(li)尺寸(cun)相差较(jiao)小的(de)靶，溅射(she)沉积薄(bao)膜的(de)厚度分(fen)布也较(jiao)均(jun)匀(yun)。研究(jiu)发现(xian)，若(ruo)将钛靶的晶(jing)粒(li)尺寸控制(zhi)在100μｍ 以(yi)下(xia)，且(qie)晶(jing)粒(li)大小的变(bian)化(hua)保持在20％以内，其溅(jian)射所得(de)薄(bao)膜(mo)的质(zhi)量(liang)可(ke)得到大幅度改善（图(tu)5）。集成(cheng)电(dian)路用(yong)钛靶(ba)材平均(jun)晶粒(li)尺(chi)寸(cun)
一(yi)般要(yao)求(qiu)在30μｍ 以(yi)内，超(chao)细晶钛靶(ba)材(cai)平(ping)均(jun)晶粒(li)尺(chi)寸(cun)在10μｍ以下(xia)。
3.3 结(jie)晶(jing)取向
金属钛是(shi)密(mi)排(pai)六(liu)方(fang)结构(gou)，由(you)于在溅(jian)射时钛(tai)靶(ba)材(cai)原子(zi)容(rong)易(yi)沿着(zhe)原(yuan)子六方(fang)最紧密(mi)排列(lie)方(fang)向(xiang)优(you)先溅(jian)射出来(lai)，因(yin)此(ci)，为达到(dao)最(zui)高(gao)溅(jian)射(she)速率(lv)，可通(tong)过改变(bian)靶(ba)材(cai)结(jie)晶(jing)结(jie)构(gou)的方法(fa)来增加溅射(she)速(su)率(lv)。目(mu)前(qian)大(da)多数(shu)集(ji)成电路钛(tai)靶材(cai)溅射面(mian)｛1013｝晶(jing)面族(zu)为60％以(yi)上，不同厂家生产的靶材(cai)晶粒(li)取向(xiang)略(lve)有不同，钛(tai)靶材(cai)的结晶(jing)方向(xiang)对(dui)溅(jian)射(she)膜(mo)层(ceng)的厚度均(jun)匀性影响也(ye)较(jiao)大(da)（图(tu)6）。平面(mian)显示和装饰镀膜(mo)的薄(bao)膜尺寸(cun)偏(pian)厚(hou)，所(suo)以对(dui)应(ying)钛(tai)靶材对晶粒(li)取(qu)向要(yao)求比(bi)较(jiao)低(di)。
3.4 结构均(jun)匀性(xing)
结(jie)构均(jun)匀(yun)性也是(shi)考(kao)察靶材(cai)质量的(de)重(zhong)要(yao)指标(biao)之(zhi)一。对(dui)于钛(tai)靶(ba)材(cai)不(bu)仅(jin)要求在靶(ba)材的(de)溅(jian)射平(ping)面，而且(qie)在(zai)溅(jian)射(she)面的(de)法(fa)向方(fang)向(xiang)成分、晶(jing)粒(li)取向和平均晶粒度(du)均(jun)匀(yun)性(xing)。只有这(zhe)样钛靶(ba)材在(zai)使用(yong)寿(shou)命内(nei)，在同(tong)一时间内(nei)能够(gou)得(de)到厚度(du)均(jun)匀(yun)、质量(liang)可靠的(de)、晶(jing)粒大小一致的(de)钛(tai)薄(bao)膜(mo)。
3.5 几何(he)形状与尺(chi)寸
主(zhu)要体现在加工(gong)精(jing)度(du)和(he)加(jia)工质量(liang)方面，如(ru)加工(gong)尺(chi)寸、表(biao)面平(ping)整度(du)、粗(cu)糙(cao)度等。如安装(zhuang)孔(kong)角(jiao)度偏(pian)差(cha)过大(da)，无(wu)法(fa)正(zheng)确(que)安装(zhuang)；厚度(du)尺寸(cun)偏小会(hui)影响靶(ba)材(cai)的(de)使用(yong)寿命(ming)；密封面(mian)和(he)密(mi)封(feng)槽尺(chi)寸(cun)过于粗糙会导(dao)致靶材(cai)安(an)装后(hou)真空出(chu)现(xian)问题，严(yan)重(zhong)的导致(zhi)漏水；靶材(cai)溅射(she)面(mian)粗(cu)糙(cao)化(hua)处(chu)理(li)可使靶(ba)材表面(mian)布满丰(feng)富(fu)的凸起(qi)尖端，在尖端(duan)效应的(de)作用(yong)下(xia)，这些(xie)凸(tu)起(qi)尖(jian)端(duan)的电(dian)势将大(da)大提高(gao)，
从(cong)而(er)击(ji)穿介质放电(dian)，但是(shi)过(guo)大的凸起(qi)对于(yu)溅射的质量和(he)稳定(ding)性(xing)是(shi)不(bu)利(li)的(de)。
3.6 焊接结(jie)合
目前关于钛／Al异种(zhong)金属扩散(san)焊(han)接研究(jiu)的论(lun)文较(jiao)多(duo)［14－15］，通(tong)常(chang)对于高熔点钛与低(di)熔点(dian)铝(lv)材(cai)料(liao)的扩散焊(han)接，主要(yao)是基(ji)于单(dan)向(xiang)或者(zhe)双向加压的(de)真(zhen)空扩散连接(jie)技(ji)术(shu)进行研(yan)究(jiu)或(huo)采用(yong)热等(deng)静压(ya)技术(shu)实(shi)现(xian)钛(tai)、铝金属材料(liao)的高(gao)压中低温直(zhi)接扩(kuo)散(san)连接。钛／Cu及(ji)Cu合金焊(han)接国(guo)内(nei)厂(chang)商(shang)应用很多(duo)，但(dan)是(shi)研究(jiu)论文较少(shao)。钛(tai)靶(ba)材不(bu)同焊(han)接(jie)类别(bie)的(de)焊接性能(neng)及应(ying)用(yong)如表2所(suo)示(shi)。
4、钛(tai)靶材(cai)展(zhan)望
为(wei)了更能接近(jin)磁(ci)控溅射(she)靶(ba)材的(de)使(shi)用(yong)者(zhe)，以(yi)便提(ti)供更(geng)完(wan)善的售(shou)后服(fu)务(wu)，全球(qiu)主要(yao)靶(ba)材(cai)制(zhi)造商(shang)通常(chang)会在(zai)客(ke)户所(suo)在(zai)地(di)设(she)立分(fen)公司(si)。目前，亚(ya)洲的(de)一些国(guo)家和地(di)区，如(ru)台(tai)湾、韩(han)国和(he)新加坡(po)就(jiu)建立(li)了(le)越(yue)来越(yue)多(duo)制(zhi)造(zao)薄膜元(yuan)件(jian)等(deng)产(chan)品的工(gong)厂，如IC、液(ye)晶(jing)显(xian)示(shi)器制造厂(chang)，对(dui)靶材(cai)厂(chang)商而言(yan)，这是相当重(zhong)要(yao)的(de)新兴市(shi)场。
因此，全球(qiu)靶材(cai)制(zhi)造基(ji)地正在快(kuai)速(su)向(xiang)亚(ya)洲地(di)区聚(ju)集(ji)。随(sui)着国内(nei)半导(dao)体集(ji)成(cheng)电(dian)路、平(ping)面显(xian)示(shi)及装饰镀膜等(deng)高技术产业的迅猛发(fa)展(zhan)，中国的靶(ba)材市场(chang)日益(yi)扩(kuo)大(da)，已(yi)逐渐成(cheng)为(wei)世(shi)界(jie)薄膜靶(ba)材(cai)的(de)最(zui)大(da)需求(qiu)地区(qu)之(zhi)一(yi)，这为(wei)中国(guo)靶(ba)材制造业(ye)的发展提供(gong)了机遇(yu)和(he)挑战(zhan)。近几(ji)年，在(zai)集成电(dian)路(lu)产业(ye)基(ji)金、国家(jia)科(ke)技重(zhong)大专(zhuan)项(xiang)（01、02、03）及地(di)方基金等国(guo)家(jia)队的带动下(xia)，集成电路产业投资可(ke)谓(wei)大(da)热(re)，据(ju)统计，仅(jin)2015—2016两年间，国内已经宣(xuan)布在(zai)建(jian)或(huo)计(ji)划(hua)开工的晶(jing)圆生产线就多达44条，其中300ｍｍ 18条，200ｍｍ 2-条，150ｍｍ6条［16－19］。在此(ci)巨大(da)市(shi)场(chang)需(xu)求的(de)拉(la)动下(xia)，靶(ba)材(cai)产业(ye)必将引(yin)起了(le)我国(guo)有关科研(yan)院所(suo)和企业的重(zhong)视和关(guan)注，纷纷(fen)投(tou)入人力(li)、物力、财(cai)力(li)从(cong)事磁控(kong)溅靶材的研发(fa)和(he)生产(chan)。钛靶(ba)材(cai)作(zuo)为(wei)靶(ba)材领(ling)域的(de)独(du)特(te)一(yi)个分支无(wu)论(lun)在(zai)半导(dao)体Al工艺(yi)或(huo)Cu工艺(yi)下都有应(ying)用，同(tong)时(shi)在(zai)液(ye)晶(jing)显(xian)示(shi)器(qi)行业和(he)装(zhuang)饰镀膜(mo)行业(ye)有(you)着广(guang)泛(fan)的(de)应用(yong)。目前钛靶(ba)材研(yan)发生产的(de)基(ji)地主要(yao)集(ji)中(zhong)在北京(jing)、
广(guang)东地(di)区、江(jiang)浙(zhe)、甘肃等(deng)地。由于靶材(cai)原料纯度(du)、生产装(zhuang)备和工(gong)艺研(yan)发(fa)技(ji)术(shu)的(de)限制，我(wo)国(guo)钛(tai)靶(ba)材制(zhi)造业(ye)还处于初(chu)创(chuang)期(qi)，国(guo)内钛靶(ba)材生(sheng)产企业基(ji)本属于质量和技(ji)术(shu)门槛(kan)较低、采用(yong)传(chuan)统(tong)加工(gong)方(fang)法、依靠(kao)价格(ge)取(qu)胜(sheng)的(de)低(di)档(dang)次(ci)溅(jian)射(she)靶材生产(chan)者(zhe)，或获利有(you)限(xian)的代工型加(jia)工(gong)厂。生产(chan)规(gui)模(mo)小，品(pin)种单(dan)一，技术还不(bu)稳(wen)定，迄(qi)今为(wei)止，中(zhong)国(guo)（包括(kuo)中(zhong)国台湾）仅有(you)几家(jia)生产(chan)
靶(ba)材(cai)的(de)专业公司(si)，如(ru)有研(yan)亿(yi)金(jin)、江峰(feng)电(dian)子(zi)等(deng)企(qi)业，生产(chan)的(de)钛(tai)靶材远远不(bu)能满足市场(chang)发展的需要(yao)，大(da)量钛(tai)靶(ba)材(cai)还(hai)需(xu)从国(guo)外(wai)进(jin)口，高纯(chun)度(du)金(jin)属钛靶材(cai)的原材(cai)料已(yi)经获(huo)得突(tu)破，但(dan)是(shi)大部(bu)分(fen)还(hai)不得(de)不(bu)依(yi)赖(lai)进口(kou)。钛(tai)靶(ba)材作为(wei)一种(zhong)具(ju)有特(te)殊(shu)用(yong)途的(de)材(cai)料(liao)，具有很强(qiang)的(de)应(ying)用(yong)目的(de)和明(ming)确(que)的应(ying)用(yong)背(bei)景(jing)。脱(tuo)离(li)金属钛(tai)的(de)冶金(jin)提(ti)纯技(ji)术、ＥＢ真(zhen)空熔炼技(ji)术、钛锭无损探伤(shang)技术(shu)、高(gao)纯(chun)钛的杂(za)质分(fen)析技术(shu)、钛靶(ba)材的(de)制(zhi)备技术、溅(jian)射机(ji)台制(zhi)备(bei)技术、溅射(she)工(gong)艺(yi)和(he)薄(bao)膜(mo)性(xing)能测(ce)试技术单纯(chun)地研(yan)究(jiu)钛(tai)靶材本(ben)身没有(you)任(ren)何(he)意义。钛靶(ba)材(cai)的研发生(sheng)产(chan)及后续(xu)的(de)应用(yong)改进涉及一(yi)个(ge)从上游(you)原(yuan)材料到产(chan)业(ye)中游(you)设(she)备(bei)制造(zao)商(shang)和(he)靶材制造(zao)商共(gong)同研(yan)发(fa)、下游钛靶材镀(du)膜芯片(pian)应用的整个(ge)产(chan)业(ye)链(lian)。钛(tai)靶材性(xing)能与(yu)溅射薄膜性(xing)能(neng)之间(jian)的(de)关(guan)系，既(ji)有利(li)于(yu)获得满(man)足(zu)应(ying)用(yong)需(xu)要的(de)薄(bao)膜(mo)性能，又有利于更好的使(shi)用(yong)靶(ba)材，充(chong)分发挥其作(zuo)用(yong)，促(cu)进靶(ba)材(cai)产(chan)业发(fa)展。目前(qian)正处(chu)在集成电路(lu)产业(ye)在(zai)中国大(da)陆蓬勃发展(zhan)的(de)阶段，机遇和挑(tiao)战并存，如(ru)果不能(neng)抓(zhua)住(zhu)机遇(yu)把靶(ba)材(cai)制造(zao)、薄膜(mo)制造和检(jian)测(ce)设(she)备(bei)国(guo)产化(hua)，我国(guo)与国际水平的(de)差(cha)距(ju)必(bi)将越(yue)来越(yue)大，不仅不(bu)能夺回(hui)由(you)外商占(zhan)领(ling)的(de)国(guo)内(nei)市(shi)场，更无法(fa)参(can)与国(guo)际市(shi)场的竞争(zheng)。
参(can)考(kao)文(wen)献(xian)：
［1］ＬｅｙｅｎｓＣ，ＰｅｔｅｒＭ.钛及(ji)钛(tai)合金［Ｍ］.北(bei)京：化学工业(ye)出(chu)版社(she)，2003.
［2］周廉(lian).美(mei)国、日(ri)本(ben)和中(zhong)国(guo)钛(tai)工(gong)业(ye)发(fa)展(zhan)评述［Ｊ］.稀(xi)有金(jin)属(shu)材(cai)料与工(gong)程，2003，32（8）：577.
［3］张(zhang)义文(wen).增材制造(zao)用(yong)钛(tai)合(he)金(jin)粉末(mo)和(he)高(gao)温(wen)合(he)金(jin)粉(fen)末(mo)的生(sheng)产(chan)［Ｊ］.粉末(mo)冶金(jin)工业，2016，26（1）：76.
［4］刘超，孔祥吉，况(kuang)春江.生物医用纯(chun)钛(tai)的粉(fen)末(mo)注(zhu)射(she)成形(xing)研究(jiu)［Ｊ］.粉(fen)末冶金(jin)工业(ye)，2016，26（4）：31.
［5］雷继锋(feng).集成电路制造用溅(jian)射靶材绑定技(ji)术(shu)相(xiang)关(guan)问题研(yan)究(jiu)［Ｊ］.金属(shu)功能材(cai)料(liao)，2013，20（1）：48.
［6］周连在译(yi)，王(wang)桂(gui)生校.钛材料及(ji)其(qi)应(ying)用(yong)［Ｍ］.北(bei)京(jing)：冶金(jin)工业(ye)出(chu)版社(she)，2008.
［7］邹建(jian)新.国内外(wai)钛及(ji)钛合金(jin)材料技术(shu)现(xian)状(zhuang)、展望(wang)与建(jian)议［Ｊ］.宇(yu)航(hang)材料(liao)工艺(yi)，2004，（1）：23.
［8］贾国(guo)斌，冯(feng)寅楠(nan)，贾英(ying).磁控(kong)溅射(she)用难熔金(jin)属靶材制作(zuo)、应用(yong)与发展(zhan)［Ｊ］.金(jin)属(shu)功能材(cai)料，2016，23（6）：48.
［9］张(zhang)金(jin)林(lin)，贺(he)春(chun)林，王建(jian)明，等.基(ji)体(ti)温度(du)对磁控(kong)溅射(she)钛Ｎ薄膜(mo)电(dian)化学(xue)性能的(de)影响［Ｊ］.金属(shu)功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)，2012，19（3）：15.
［10］王(wang)来(lai)森(sen)，刘(liu)小(xiao)龙(long)，张魁，彭栋(dong)梁.［ＣｒAlＳｉＮ／Ｓｉ3Ｎ4］ｎ多层(ceng)膜的性(xing)能(neng)和(he)抗(kang)氧化(hua)行(xing)为(wei)的(de)研(yan)究［Ｊ］.金(jin)属(shu)功能材(cai)料(liao)，2016，23（4）：17.
［11］张(zhang)贤(xian)楠(nan)，刘思(si)润，谢(xie)娟(juan)，等.单(dan)晶(jing)Ｆｅ3Ｏ4超薄膜的(de)制(zhi)备(bei)与磁性研究［Ｊ］.金属功(gong)能材(cai)料，2016，23（2）：26.
［12］庞(pang)贝，杨进平(ping).何金江：材(cai)料(liao)创(chuang)新(xin)为(wei)集成电(dian)路奠(dian)定超越基(ji)石［Ｊ］.科技创新与品(pin)牌，2015（9）：48.
［13］何(he)金(jin)江(jiang)，贺昕(xin)，熊(xiong)晓东，等.集(ji)成电(dian)路(lu)用高(gao)纯(chun)金(jin)属材(cai)料及(ji)高性能(neng)溅(jian)射靶材制(zhi)备(bei)研究(jiu)进(jin)展(zhan)［Ｊ］.新材(cai)料(liao)产(chan)业，2015（9）：47.
［14］Ｍａｋｈｔａｒｉ Ａ，Ｌａ Ｖｉａ Ｆ，Ｒａｉｎｅｒｉ Ｖ，ｅｔ ａｌ.Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ［Ｊ］.ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，2001，55（1）：375.
［15］Ｌａｐｅｚ－Ｅｓｔｅｂａｎ Ｓ，Ｓａｉｚ Ｅ，Ｆｕｊｉｎｏ Ｓ，ｅｔ ａｌ.Ｂｉｏａｃｔｉｖｅｇｌａｓｓ ｃｏａｔｉｎｇｓｆｏｒ ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｉｍｐｌａｎｔｓ［Ｊ］.Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ ＥｕｒｏｐｅａｎＣｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ，2003，23：292.
［16］张鹏省(sheng)，毛小(xiao)南(nan)，赵(zhao)永(yong)庆，等(deng).世界钛及钛合(he)金(jin)产(chan)业(ye)现状(zhuang)及发(fa)展(zhan)趋(qu)势(shi)［Ｊ］.稀有金(jin)属快报，2007，26（10）：1.
［17］周(zhou)子学(xue).中国(guo)集成(cheng)电路产业(ye)投(tou)融(rong)资(zi)研究(jiu)［Ｍ］.北京：电子(zi)工业(ye)出版(ban)社，2015.
［18］通(tong)过(guo)产(chan)业投(tou)资基(ji)金推动我(wo)国(guo)集(ji)成(cheng)电(dian)路产业(ye)发展(zhan)前瞻研(yan)究［Ｊ］.电(dian)子工(gong)业出版(ban)社研究(jiu)院，2015，（5）.
［19］王阳元.战略—生(sheng)存(cun)与(yu)发(fa)展之本：我国集(ji)成(cheng)电路产(chan)业与科(ke)技战(zhan)略研究(jiu)选(xuan)集［Ｍ］.北(bei)京：科学出(chu)版社(she)，2015.
相关(guan)链(lian)接(jie)
