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研究與發展
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靶材 - 應用領域
發布者:管理員 發布時間:2013-05-08 10:31:11 瀏覽次數:3653
眾所周知,靶材材料的技術發展趨勢與下游應用 產業的薄膜技術發展趨勢息息相關,隨著應用產業在 
薄膜產品或元件上的技術改進,靶材技術也應隨之變 化。如Ic制造商.最近致力于低電阻率銅布線的開發, 預計未來幾年將大幅度取代原來的鋁膜,這樣銅靶及其所需阻擋層靶材的開發將刻不容緩。另外,近 年來平面顯示器(F P D)大幅度取代原 以陰極射線管(CRT)為主的屯腦顯示器及電視機市場.亦將人幅增 加ITO靶材的技術與市場需求。此外在存儲技術方面。高密度、大容量硬盤,高密度的可擦寫 光盤的需求持 續增加. 這些均導致應用產業對靶材的需求發生變化。下面我們將分別介紹靶材的主要應用領域,以及這些領域靶材發展的趨勢。

2.1微電子領域


在所有應用產業中,半導體產業對靶材 I 濺射薄 膜的品質要求是最苛刻的。現在12英寸 (3 0 0衄 口)的 硅劂晶片已制造出來.而互連線的寬度卻在減小。硅 片制造商對靶材的要求是大尺寸、高純度、低偏析和 細晶粒, 這就要求所制造的靶材具有更好的微觀結構.靶材的結晶粒子直徑和均勻性 已被認為是影響薄膜沉 積率的關鍵因素。另外,薄膜的純度與靶材的純度關 系極大,過去99.995 %(4 N5) 純度的銅靶,或許能夠滿 足半導體廠商0.3 5pm 工藝的需求,但是卻無法滿 足 目前0.2 5um的工藝要求, 而未米的 0.18um }藝甚至0.13m工藝,所需要的靶材純度將要求達 到5甚至 6N以上。銅與鋁相比較,銅具有更高的抗電遷移能力及更 低的電阻率,能夠滿足! 導體工藝在0 .25um 以下 的亞微米布線的需要但卻帶米了其他的問題:銅與 有機介質材料的附著強度低.并且容易發生反應,導 致在使過程中芯片的銅互連線被腐蝕而斷路。為了解決以上這些問題,需要在銅與介質層之間設置阻擋 層。阻擋層材料一般采用高熔點、高電阻率的金屬及其化合物,因此要求阻擋層厚度小于50n m,與銅及介質材料的附著性能良好。銅互連和鋁互連的阻擋層 材料是不同的.需要研制新的靶材材料。銅互連的阻 擋層用靶材包括 T a 、W、T a S i 、WS i 等 .但是T a 、W 都是難熔金屬.制各相對困難,現在正在研究鉬、鉻 等的臺金作為替代材料。

2.2平面顯示器用靶材


平面顯示器(FPD) 近年來大幅沖 以陰極射線管 (CRT) 為主的電腦顯示器及電視機市場,亦將帶動ITO靶材的技術與市場需求。現在的1 T O靶材有兩種.一 種是采用納米狀態的氧化銦和氧化錫粉混合后燒結,一種是采用銦錫合金靶材。銦錫臺金靶材可以采用 直流反應濺射制造 1 T O薄膜,但是靶表面會氧化而影 響濺射率,并且不易得到大尺寸的臺金靶材。現在一般采剛第一種方法生產 I T O 靶材,利, L } I R F反應濺射鍍膜. 它具有沉積速度快.且能精確控制膜厚,電導率高,薄膜的一致性好,與基板的附著力強等優點 l。但是靶材制作困難,這是因為氧化銦和 氧化錫不容易燒結在一起。一般采用 Z r O2 、B i 2 O 3 、 C e O 等作為燒結添加劑,能夠獲得密度為理論值的 9 3 %~9 8 %的靶材,這種方式形成的 I T O薄膜的性能 與添加劑的關系極人。日本的科學家采用 B i z o 作為 添加劑,B i 2 O3 在 8 2 0 C r 熔化,在 l 5 0 0℃的燒結 
溫度超出部分已經揮發,這樣能夠在液相燒結條件下 得到比較純的 I T O靶材。而且所需要的氧化物原料也 不一定是納米顆粒,這樣可以簡化前期的工序。采川 這樣的靶材得到的 I T O 薄膜的屯阻率達到 8 . 1 ×1 0 n- c m,接近純的 I T O薄膜 的電阻率。F P D和導電玻璃的尺寸都相當火,導電玻璃的寬 度甚至可以達到 3 1 3 3 _ ,為了提高靶材的利用率,開發 了不同形狀的I T O靶材,如圓柱形等。2 0 0 0年,國家 發展計劃委員會、科學技術部在 《 當前優先發展的信 息產業重點領域指南》中, I T O大型靶材也列入其中。廣西 柳州華錫公司和寧夏九0五集團已完成了ⅡD靶材的研究工作 ,即將投入生產。

2. 3存儲技術用靶材


在儲存技術方面,高密度、大容量硬盤的發展,需要人鼉的巨磁阻薄膜材料,CoF ~Cu多層復合膜是 現在應朋展廣泛的巨磁阻薄膜結構。磁光盤需要的 T b F e C o合金靶材還在進一步發展,用它制造的磁光 盤具有存儲容量大,壽命長,可反復無接觸擦寫的特 點。現在開發山來的磁光盤,具有 T b F e C o / T a和 T b F e C o / Al 的 層復臺膜結構, T bF eCo/AI結構的Kerr 旋轉角達到5 8,而T b F e Co f F a 則可以接近0.8。經過研究發現, 低磁導率的靶材高交流局部放電電壓 l 抗電強度。 
基于鍺銻碲化物的相變存儲器(PCM)顯示出顯著的商業化潛力,是NOR型閃存和部分DRAM市場的一項替代性存儲器技術,不過,在實現更快速地按比例縮小的道路上存在的挑戰之一,便是缺乏能夠生產可進一步調低復位電流的完全密閉單元。降低復位電流可降低存儲器的耗電量,延長電池壽命和提高數據帶寬,這對于當前以數據為中心的、高度便攜式的消費設備來說都是很重要的特征。江西科泰新材料有限公司經研發的GeSbTe平面靶材,最大直徑能做到355毫米。
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