難熔金屬，一般包括鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鋯和鉭，其熔點都在1600℃以上。鎢、鉬等合金材料高溫強度和蠕變性能好，被廣泛用于微電子，照明光源、武器系統(tǒng)、原子能等行業(yè)。鉭鈮極其合金具有較低蒸氣壓、低熱膨脹系數(shù)、優(yōu)秀的抗腐蝕性能，被廣泛用于航空航天、化工裝備、集成電路、核能部門。將難熔金屬制作成靶材可將其優(yōu)秀性能以薄膜的形式利用。

濺射用靶材有如下幾種分類方法：如按材質分靶材可分為金屬靶、高分子陶瓷非金屬靶和復合材料靶等。如按外形尺寸可分為圓柱形、長方形、正方形板靶和管靶。

因為一般常見的方靶圓靶都為實心，在鍍膜作業(yè)中，圓環(huán)形的永磁體在靶的表面產(chǎn)生的磁場為環(huán)形，會發(fā)生不均勻沖蝕現(xiàn)象 ，濺射的薄膜厚度均勻性不佳 ，靶材的使用效率大約只有 20% ～30% 。而目前被推廣的空心管靶可繞固定的條狀磁鐵組件一定周期旋轉運動，靶面可被均勻刻蝕 ，優(yōu)勢明顯，將利用率提高到 80% 。

1、 鎢靶

鎢是難熔金屬熔點最高的一種，具有穩(wěn)定的高溫特性、抗電子遷移能力和較高的電子發(fā)射系數(shù)等諸多優(yōu)點。鎢及鎢合金靶在微電子、集成電路等行業(yè)中被大量使用。Al、Cu，Ag目前是集成電路制造用得最多的互連線材料，一般來說介質層是 Si或 SiO2 ，Al、Cu，Ag會向介質中擴散而形成硅化物，從而使金屬連線的電流強度急劇變?nèi)?，整個布線系統(tǒng)功能可能會因此而崩潰。最好的解決方案是在布線與介質之間再進行屏蔽來阻擋擴散層，阻擋層金屬是鎢鈦。大量試驗證明，鎢鈦合金（鈦占10% ～30%）作為阻擋層已被成功地應用于 Al、Cu和 Ag布線技術。由于金屬 鎢在其他金屬中原子的擴散率較低，可阻擋擴散，鈦可有效地阻止晶界擴散，另一方面也提高了阻擋層的黏結力和抗腐蝕性能 。

鎢靶還被應用于裝飾鍍膜行業(yè)，如手表、眼鏡、衛(wèi)生潔具、五金零件等產(chǎn)品，不僅能美化外觀，同時也具有抗磨損、腐蝕等功能。近些年來裝飾鍍膜用靶材的需求量日擴大 。 國內(nèi)研發(fā) 鎢靶材的主要單位有上海鋼鐵研究所、北京安泰科技、西北有色金屬研究院、株洲硬質合金集團等。

2、 鉬靶

鉬具有高熔點、較低的比阻抗、高電導率、較好的耐腐蝕性而被廣泛用于 LCD 顯示屏、光伏電池中的配線、電極。還有集成電路的阻擋層材料。

金屬 Cr曾是 LCD 顯示屏配線的首選材料，如今超大型、高精度LCD 顯示屏發(fā)展迅速，這對材料的比阻抗提出了更高的要求。此外，環(huán)境保護也必須兼顧。金屬 鉬的膜應力的比阻抗只有鉻的一半，且不會污染環(huán)境，諸多優(yōu)勢使金屬 鉬成為 LCD 顯示屏濺射靶材的最佳材料之一。

銅銦鎵硒（簡稱“CIGS”）薄膜太陽電池是一種最具有發(fā)展前景的薄膜太陽能電池，具有光電轉換效率高、無衰退、性能穩(wěn)定、成本低廉等諸多優(yōu)點。在光伏領域，國內(nèi)外學者們對 CIGS產(chǎn)生了極大的關注。CIGS薄膜太陽能電池的第五層就是背電極，電池的性能受背電極材料直接影響。鉬濺射的薄膜熱穩(wěn)定性良好、電阻率較低、還能與 CIGS層結合形成 良好的歐姆接觸。同時金屬 鉬薄膜還具有與上下玻璃層和 CIGS近似的熱膨脹系數(shù)等特點，已成為薄膜太陽電池背電極的必選材料 。 近些年來，全球的太陽能電池需求量激增，每年遞增 40% 以上。據(jù)報道，目前世界薄膜太陽能電池年發(fā)電總量約為660MW。 國內(nèi)研發(fā) 鉬靶的主要單位有金堆城鉬業(yè)、北京安泰科技、洛陽高新四豐等。安泰科技公司采用壓制-燒結-熱等靜壓法制備的了大量鉬及其合金靶材，相對密度逸99%。

3、鉭靶

當大規(guī)模集成電路進入到深亞微米時代時，Al線對應力遷移和電遷移的抵抗能力相對較弱，這將造成布線空洞，導致電路系統(tǒng)完全失效。因此，金屬Cu布線將成為主流。Cu比 Al具有更高的抗電遷移能力和更低的電阻率，這意味著更小、更密集的連線可以承載更強的電流。低電阻提高了芯片速度。目前全球 130nm、90nm 及以下的器件生產(chǎn)商已經(jīng)采用

Cu互連工藝，Ta成為Cu互連的阻擋層。目前，超大規(guī)模集成電路已逐漸發(fā)展為 Cu/Ta系 。因為 Cu和 Si的化學活性高，擴散速度快，易形成銅硅合金（Cu-Si），銅在硅中形成深的空穴，設備的性能被嚴重影響，最終導致系統(tǒng)失效。鉭及鉭的化合物具有高熱穩(wěn)定性、高導電性和對外來原子的阻擋作用。

Cu和鉭以及 Cu和 N 之間不反應，不擴散形成化合物，因此鉭和鉭基膜成為阻擋層可有效防止銅的擴散 。

我國鉭儲量資源豐富，但在過去對半導體濺射靶材缺乏最基本的認識，從而限制了高純 鉭靶材的技術發(fā)展。在很長一段時間內(nèi)，我國生產(chǎn)濺射靶材用的高純鉭原料主要依賴進口。寧夏東方鉭業(yè)通過多年研發(fā)，掌握了高純鉭濺射靶材原料生產(chǎn)工藝方法，填補了國內(nèi)空白。寧波江豐電子材料股份有限公司也生產(chǎn)出了 300mm 高純鉭濺射靶材 。西安諾博爾稀貴金屬公司也掌握高純 鉭靶的生產(chǎn)工藝 。

4、 鈮靶

近些年，光電技術的發(fā)展迅速，鈮薄膜材料已廣泛應用于與人們現(xiàn)代生活密切相關的 LCD、TFT等離子顯示屏、相機鏡頭鍍膜、光學鏡頭鍍膜、汽車和建筑工業(yè)用玻璃的制造中 。鈮靶材還用于表面工程材料，如化工耐腐蝕、船舶、耐熱、電子成像、信息儲存、高導電等鍍膜行業(yè) 。由于高的利用率，旋轉空心圓管磁控濺射靶目前在業(yè)內(nèi)得到廣泛推廣，鈮管靶主要應用于平面顯示器、先進觸控屏和節(jié)能玻璃的表面鍍膜等行業(yè)，對玻璃屏幕起抗反射作用。

我國研發(fā)鈮靶的主要單位有寧夏東方鉭業(yè)、西北有色金屬研究院等。據(jù)筆者了解，寶雞佳軍公司通過熔煉擠壓方式生產(chǎn)出了外徑 152mm，內(nèi)徑 125mm，長度為 3900mm 的大型鈮管靶，平均晶粒尺寸達到了 75.5μm 。

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