难熔金属，通常蕴含钨、钽、钼、铌、铪、锆和钛，其熔点都在1 600 ℃以上。钨、钼等合金资料高温强度和蠕变机能好，被宽泛用于微电子，照明光源、兵器系统、原子能等行业。钽铌极其合金拥有较低蒸气压、低热膨胀系数、优良的抗侵蚀机能，被宽泛用于航空航天、化工设备、集成电路、核能部门[5]。将难熔金属造作成靶材可将其优良机能以薄膜的大局利用。

表1 给出了几种难熔金属靶材的利用领域。

难熔金属靶材的类型及利用

溅射用靶材有如下几种分类步骤：如按材质分靶材可分为金属坝注高分子陶瓷非金属靶和复合伙料靶等。如按表形尺寸可分为圆柱形、长方形、正方形板靶和管靶，见图1。

由于通经常见的方靶圆靶都为实心，在镀膜作业中，圆环形的永磁体在靶的表表产生的磁场为环形，会产生不均匀冲蚀景象，溅射的薄膜厚度均匀性欠安，靶材的使用效能约莫只有20 %～30 %。而目前被推广的空心管靶可绕固定的条状磁铁组件肯定周期旋转活动，360°靶面可被均匀刻蚀，优势显著，将利用率提高到80 %[6]。

1.1 W 靶

W 是难熔金属熔点最高的一种，拥有不变的高温个性、抗电子迁徙能力和较高的电子发射系数等诸多利益。钨及钨合金靶在微电子、集成电路等行业中被大量使用。Al、Cu，Ag 目前是集成电路造作用得最多的互连线资料，通常来说介质层是Si 或SiO₂，Al、Cu，Ag 会向介质中扩散而形成硅化物，从而使金属连线的电流强度急剧变弱，整个布线系统职能可能会因而而崩溃。最好的解决规划是在布线与介质之间再进行屏蔽来反对扩散层，反对层金属是WTi。

大量试验证明，WTi 合金（Ti 占10 %～30 %）作为反对层已被成功地利用于Al、Cu 和Ag 布线技术。由于金属W 在其他金属中原子的扩散率较低，可反对扩散，Ti 可有效地阻止晶界扩散，另一方面也提高了反对层的黏结力和抗侵蚀机能[7-8]。

钨靶还被利用于装璜镀膜行业，如腕表、眼镜、卫生洁具、五金零件等产品，不仅能美化表观，同时也拥有抗磨损、侵蚀等职能。近些年来装璜镀膜用靶材的需要量日益扩大[9]。国内研发W 靶材的重要单元有上海钢铁钻研所、北京安泰科技、西北有色金属钻研院、株洲硬质合金集团等。

1.2 Mo 靶

Mo 拥有高熔点、较低的比阻抗、高电导率、较好的耐侵蚀性而被宽泛用于LCD 显示屏、光伏电池中的配线、电极；褂屑傻缏返姆炊圆阕柿。

金属Cr 曾是LCD 显示屏配线的首选资料，如今超大型、高精度LCD 显示屏发展迅速，这对资料的比阻抗提出了更高的要求。此表，环境；ひ脖匦肓饺。金属Mo 的膜应力的比阻抗只有铬的一半，且不会传染环境，诸多优势使金属Mo 成为LCD 显示屏溅射靶材的最佳资料之一[10]。

铜铟镓硒（简称“CIGS”）薄膜太阳电池是一种最拥有发展远景的薄膜太阳能电池，拥有光电转换效能高、无衰退、机能不变、成本便宜等诸多利益。在光伏领域，国内表学者们对CIGS 产生了极大的关注。CIGS 薄膜太阳能电池的第五层就是背电极，电池的机能受背电极资料直接影响。Mo 溅射的薄膜热不变性优良、电阻率较低、还能与CIGS 层结合形成优良的欧姆接触。同时金属Mo 薄膜还拥有与高低玻璃层和CIGS 近似的热膨胀系数等特点，已成为薄膜太阳电池背电极的必选资料[11]。图2 是Mo 在薄膜太阳能电池中的地位[5]。近些年来，全球的太阳能电池需要量激增，每年递增40 %以上。据报路，目前世界薄膜太阳能电池年发电总量约为660 MW[10]。国内研发Mo 靶的重要单元有金堆城钼业、北京安泰科技、洛阳高新四丰等。安泰科技公司选取压造-烧结-热等静压法造备的了大量钼及其合金靶材，相对密度≥99 %[12]。

1.3 Ta 靶

当大规模集成电路进入到深亚微米时期时，Al线对应力迁徙和电迁徙的抵抗能力相对较弱，这将造成布线浮泛，导致电路系统齐全失效。因而，金属Cu 布线将成为主流。Cu 比Al 拥有更高的抗电迁徙能力和更低的电阻率，这意味着更幼、更密集的连线能够承载更强的电流。低电阻提高了芯片速度。目前全球130 nm、90 nm 及以下的器件出产商已经选取 Cu 互连工艺，Ta 成为Cu 互连的反对层。目前，超大规模集成电路已逐步发展为Cu/Ta 系[13-14]。由于Cu和Si 的化学活性高，扩散速度快，易形成铜硅合金（Cu-Si），铜在硅中形成深的空穴，设备的机能被严沉影响，最终导致系统失效。Ta 及Ta 的化合物拥有高热不变性、高导电性和对表来原子的反对作用。

Cu 和Ta 以及Cu 和N 之间不反映，不扩散形成化合物，因而Ta 和Ta 基膜成为反对层可有效预防铜的扩散[15]。

我国Ta 储量资源丰硕，但在从前对半导体溅射靶材不足最根基的意识，从而限度了高纯Ta 靶材的技术发展。在很长一段功夫内，我国出产溅射靶材用的高纯Ta 原料重要依赖进口。宁夏东方钽业通过多年研发，把握了高纯Ta 溅射靶材原料出产工艺步骤，添补了国内空缺。孝感江丰电子资料股份有限公司也出产出了300 mm 高纯Ta 溅射靶材[14]。西安诺博尔稀贵金属公司也把握高纯Ta 靶的出产工艺[16]。

1.4 Nb 靶

近些年，光电技术的发展迅速，Nb 薄膜资料已宽泛利用于与人们现代生涯亲昵有关的LCD、TFT等离子显示屏、相机镜头镀膜、光学镜头镀膜、汽车和构筑工业用玻璃的造作中[17]。铌靶材还用于表表工程资料，如化工耐侵蚀、船舶、耐热、电子成像、信息贮存、高导电等镀膜行业[18]。由于高的利用率，旋转空心圆管磁控溅射靶目前在业内得到宽泛推广，铌管靶重要利用于平面显示器、先进触控屏和节能玻璃的表表镀膜等行业，对玻璃屏幕起抗反射作用[19]。

我国研发Nb 靶的重要单元有宁夏东方钽业、西北有色金属钻研院等。据笔者相识，宝鸡佳军公司通过熔炼挤压方式出产出了表径152mm，内径125 mm，长度为3900mm 的大型铌管靶，均匀晶粒尺寸达到了75.5 μm 。

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