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    高熵合金靶材应用领域

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    点击次数:930 更新时间:2021年06月22日02:35:39 打印此页 关闭

           高熵合金靶材技术的发展趋势已被广泛认识,与下游应用行业的薄膜技术发展趋势有关。在应用领域,随着薄膜产品或组件的技术进步,目标技术也应随之改变。例如,Ic公司最近一直致力于低电阻率铜线缆的开发,原铝薄膜有望在未来几年内大量替代,因此开发铜靶和阻层高熵合金靶材刻不容缓。另外,近几年来,平板显示器(FPD)已大大地取代了以CRT(CRT)为主的电脑显示器和电视市场,这也将极大地增加ITO高熵合金靶材的技术需求和市场需求。此外,还有存储技术。对于高密度大容量硬盘和高密度可擦写光盘的需求日益增长,这就改变了应用行业对目标材料的需求。接着介绍了高熵合金靶材的主要应用领域,以及高熵合金靶材在这些领域的发展趋势。


           一、微电子


           其中,半导体行业是应用最为广泛的溅射靶质量要求最严格的行业。目前,12英寸(300英寸)硅晶片已被制造出来,但互连线的宽度正在减少。硅材料制造商对硅材料的要求是大尺寸,高纯度,低偏析,晶粒细小,这就要求高熵合金靶材有更好的显微结构。晶粒尺寸和高熵合金靶材均匀度是影响薄膜沉积速率的重要因素。另外,薄膜的纯度与高熵合金靶材的纯度密切相关。以前纯度为99.995%(4N5)的铜靶可以达到半导体公司提供的0.35pm工艺的要求,但不能达到现有的0.25um工艺的要求。在0.18um工艺或0.13m工艺中,所需的目标纯度可达5N以上,甚至超过6N..与铝相比,铜具有更强的抗电迁移能力和较低的电阻率,可以满足要求!对于低于0.25um的亚微米布线,导体技术的需求也带来了其他问题:铜与有机介质之间的粘结强度低,很容易发生反应,导致芯片的铜互连线在使用过程中腐蚀和断路。为解决这一问题,需要在铜介电层间进行阻隔。高熔点、高电阻的金属及其化合物通常作为阻隔剂使用,因此需要阻隔剂厚度小于50nm,对铜和绝缘材料的粘接性能好。铜线、铝线的阻隔层材料各不相同,因此有必要研制新型高熵合金靶材。铜网阻隔层的对象有钽、钨、钽硅、钨硅等。但铁矿石和铁精粉均为难熔金属,生产难度较大。目前正研究台湾金钼、铬等替代材料。


           二、用于展览。


           平面显示(FPD)对电脑显示器和电视,主要是阴极射线管(CRT)产生巨大冲击,也将推动氧化铟锡高熵合金靶材的技术和市场需求。目前iTO高熵合金靶材主要有两种,一种是以纳米状态将氧化铟和氧化锡粉末混合后烧结,另一种是采用铟锡合金高熵合金靶材。用直流反应溅射技术可以制备ITO膜,但是会使靶面氧化,影响溅射速率,从而难以获得大尺寸金靶。目前的ITO高熵合金靶材通常是采用L}IRF反应溅射膜制造而成。该方法沉积速度快,膜厚控制准确,导电性高,膜层一致性好,与基体的粘附能力强。但是由于氧化铟和氧化锡不易烧结,因此很难制造高熵合金靶材。常见的有氧化锆,Bi2O3,CeO等。作为烧结剂,可以得到理论密度为93%~98%的高熵合金靶材。这类ITO膜的性能与添加剂有很大关系。以Bizo为添加剂的日本科学家,Bi2O3在820Cr的熔融下,在500℃以上的烧结温度下挥发,使ITO高熵合金靶材在液相烧结条件下得到相对纯净的ITO。而需要的氧化剂并不一定是纳米颗粒,这样可以简化之前的过程。利用四川等靶制备的氧化铟锡膜,其电阻率为8.1×10N-cm,与纯氧化铟锡膜电阻率接近。导电玻璃和FPD的尺寸都挺热的,导电玻璃宽度可达3133。为提高高熵合金靶材的利用率,人们研制了各种形状的氧化铟锡靶,如圆柱形靶等。在2000年,伊藤大目标被国家发展计划委员会和科技部列入了“当前信息产业重点发展领域指南”。


           三、储存用


           从存储技术方面来看,发展高密度、大容量的硬盘需要大量的巨磁阻薄膜材料,CoF~Cu多层复合膜是目前广泛使用的巨磁阻薄膜结构。用来制作磁性光盘的TbFeCo合金高熵合金靶材还在进一步开发中。利用该技术制作的磁碟具有存储容量大,使用寿命长,可重复擦除等特点。目前研制的磁碟是由三硼化铁/钽和三硼化铁/铝构成的单层复合薄膜结构。钛铁钴-铝型结构的克尔转角为58°,钛铁钴-铝型结构的克尔转角为0.8°。结果表明,低磁导率的高熵合金靶材具有较高的交流PD电压和高电阻率。


           以锗-锑碲化物为基础的相变存储器具有很大的商业潜力,是目前某些动态随机存取存储器市场上的一种替代存储技术。但是,实现更快扩展的一个挑战是缺少能进一步减少复位电流的完全密封装置。减少重置电流可以降低存储功耗,延长电池使用时间,增加数据带宽,这是目前以数据为中心的高便携性消费设备的一个重要特点。

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