所謂靶材,是通過(guò)磁控濺射、多弧離子鍍或其他類型的鍍膜系統(tǒng)在適當(dāng)工藝條件下濺射在基板上形成各種功能薄膜的濺射源。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是高速荷能粒子轟擊的目標(biāo)材料。依據(jù)材質(zhì)可分為金屬靶材、合金靶材以及陶瓷靶材,其中鈦靶材是制備PVD涂層常用的靶材之一,在磁控濺射技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。因此,鈦靶材的質(zhì)量很重要,好的鈦靶材才能制備合格的PVD涂層。下面,小編為大家分享一下影響鈦靶材質(zhì)量因素有哪些吧。
一、純度
鈦靶材的純度對(duì)濺射涂層的性能影響很大。鈦靶材的純度越高,濺射鈦薄膜的中的雜質(zhì)元素粒子越少,導(dǎo)致PVD涂層性能越好,包括耐蝕性及電學(xué)、光學(xué)性能越好。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中,不同用途的鈦靶材對(duì)純度要求不一樣。靶材作為濺射中的陰極源,材料中的雜質(zhì)元素和氣孔夾雜是沉積薄膜的主要污染源。氣孔夾雜會(huì)在鑄錠無(wú)損探傷的過(guò)程中基本去除,沒(méi)有去除的氣孔夾雜在濺射的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象,進(jìn)而影響薄膜的質(zhì)量;而雜質(zhì)元素含量只能在全元素分析測(cè)試結(jié)果中體現(xiàn),雜質(zhì)總含量越低,鈦靶材純度就越高。
二、平均晶粒尺寸
通常鈦靶材為多晶結(jié)構(gòu),晶粒大小可由微米到毫米量級(jí),細(xì)小尺寸晶粒靶的濺射速率要比粗晶粒靶快,在濺射面晶粒尺寸相差較小的靶,濺射沉積薄膜的厚度分布也較均勻。研究發(fā)現(xiàn),若將鈦靶的晶粒尺寸控制在100μm以下,且晶粒大小的變化保持在20%以內(nèi),其濺射所得薄膜的質(zhì)量可得到大幅度改善。
三、結(jié)晶取向
金屬鈦是密排六方結(jié)構(gòu),由于在濺射時(shí)鈦靶材原子容易沿著原子六方緊密排列方向優(yōu)先濺射出來(lái),因此,為達(dá)到較高的濺射速率,可通過(guò)改變靶材結(jié)晶結(jié)構(gòu)的方法來(lái)增加濺射速率。鈦靶材的結(jié)晶方向?qū)?duì)濺射膜層的厚度均勻性影響也較大。
PVD涂層
四、結(jié)構(gòu)均勻性
結(jié)構(gòu)均勻性也是考察靶材質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。對(duì)于鈦靶材不僅要求在靶材的濺射平面,而且在濺射面的法向方向成分、晶粒取向和平均晶粒度均勻性。只有這樣鈦靶材在使用壽命內(nèi),在同一時(shí)間內(nèi)能夠得到厚度均勻、質(zhì)量可靠的、晶粒大小一致的鈦薄膜。
五、幾何形狀與尺寸
主要體現(xiàn)在加工精度和加工質(zhì)量方面,如加工尺寸、表面平整度、粗糙度等。如安裝孔角度偏差過(guò)大,無(wú)法正確安裝;厚度尺寸偏小會(huì)影響靶材的使用壽命;密封面和密封槽尺寸過(guò)于粗糙會(huì)導(dǎo)致靶材安裝后真空出現(xiàn)問(wèn)題,嚴(yán)重的導(dǎo)致漏水;靶材濺射面粗糙化處理可使靶材表面布滿豐富的凸起尖|端,在尖|端效應(yīng)的作用下,這些凸起尖|端的電勢(shì)將大大提高,從而擊穿介質(zhì)放電,但是過(guò)大的凸起對(duì)于濺射的質(zhì)量和穩(wěn)定性是不利的。
影響鈦靶材質(zhì)量因素有哪些就是上述五點(diǎn),在應(yīng)用鈦靶材時(shí)要特別關(guān)注,盡可能提升鈦靶材的應(yīng)用質(zhì)量,從而制備出優(yōu)質(zhì)的PVD涂層。材料科技提供高純鈦靶材及靶材綁定服務(wù),歡迎有需要的客戶致電咨詢。