鈦靶是高純鈦經(jīng)過加工后的產(chǎn)品，是采用物理氣相沉積的方式制成薄膜。用作半導體芯片中鋁導線的阻擋層。

1.鈦靶主要性能要求

(1)外觀質量:出廠前，鈦靶應經(jīng)過無塵清洗，表面應清潔。鈦靶表面經(jīng)過精加工，表面粗糙度應達到客戶的要求。

(2)內部缺陷:鈦靶內部不應有夾雜、氣孔、裂紋等缺陷。

(3)成分:鈦靶分為純鈦靶和合金靶，合金靶包括鈦鋁合金靶、氮化鈦合金靶、硼化鈦合金靶等。靶材純度為99.9%-99.999%。

(4)晶粒尺寸:鈦靶晶粒均勻細小，一般控制平均晶?！?0μm。

(5)織構:鈦靶材晶向<002>為擇優(yōu)取向，且≥35%。

(6)幾何尺寸:鈦靶材尺寸根據(jù)使用要求不等，一般直徑為200- 460mm。

鈦靶根據(jù)結構方式分為單體鈦靶和焊接型鈦靶。單體鈦靶無須焊接，坯料加工一體成型。焊接型鈦靶是將鈦靶坯料與背板焊接，常用的焊接方法包括釬焊和擴散焊等。焊接背板材料包括銅及銅合金背板、鋁及鋁合金背板等。焊接后經(jīng)超聲波檢測，確保靶材與背板的連接具有一定的結合強度，以避免濺射過程中的脫落、脆裂等問題。鈦靶焊接質量要求見表9-23。

2.鈦靶的制備

純鈦靶的制備一般采用熔煉錠熱壓加工法。鈦合金靶的制備采用粉末冶金法。

熔煉錠熱壓加工法是以熔煉得到的高純鈦錠為原料，通過鍛造、軋制、退火等塑性加工工藝調控微觀組織及坯料形狀尺寸，再對坯料進行機械加工得到鈦靶。經(jīng)過鍛造、軋制、退火工藝的鈦靶，其晶粒細小均勻，織構占優(yōu)，可以滿足鈦靶在濺射過程中的使用要求。熔煉錠加工過程中的損耗較大，包括熔鑄過程中的損耗，鍛造、軋制過程中因有氧化皮需車削，切斷加工也存在損耗，所以其終利用率約為80%。

對于TiB2、TIAI 等合金靶材，在鍛打時容易開裂，更適合用粉末冶金加工法來制作，即以鈦粉和添加劑為原料，經(jīng)過混粉工藝，用熱壓或熱等靜壓的力然后對坯料進行加工，進而得到鈦合金靶。粉末冶金法可一次性成型毛坯，材料利用率高，而且可以方便地加入合金元素，是制備鈦合金靶的優(yōu)選方法。粉末冶金法存在的問題是對材料純度、合金成分均勻性、致密度。材料內部缺陷等方面的控制要求較高。