集成電路和平面顯示器用鈦靶材的應用及性能要求

磁控濺射鈦靶材主要應用于電子及信息產業，如集成電路、平面顯示屏和家裝汽車行業裝飾鍍膜領域，如玻璃裝飾鍍膜和輪轂裝飾鍍膜等。不同行業鈦靶材要求也有很大差別，主要包括：純度、微觀組織、焊接性能、尺寸精度幾個方面，如表1所示。

1、集成電路用鈦靶材

集成電路鈦靶材純度主要大于99.99５％以上，目前主要依賴進口。2013年，我國集成電路產業實現銷售收入2508億元，進口額高達2313億美元，首次成為我國第一大進口商品。2014年，集成電路產業銷售收入為2672億元，進口額仍達到2176億美元。集成電路用靶材在全球靶材市場中占較大份額。鈦靶材原材料方面：高純鈦生產主要集中在美國、日本等國家，如美國Honeywell，日本東邦、日本大阪鈦業；國內起步較晚，2010年后北京有色金屬研究院、遵義鈦業、寧波創潤等陸續推出國產的高純鈦產品，但是產品穩定性還待提高。

鈦靶材的結構發展方面：早期芯片代工廠利潤空間大，主要使用100～1５0ｍｍ 磁控濺射機臺，而且功率小，濺射薄膜較厚，芯片的尺寸較大，單體靶材的性能能夠滿足當時機臺的使用要求，當時集成電路用鈦靶材主要100～150mm單體和組合型靶材，如典型31８0型，3290型靶材等。第二階段，按照摩爾定律發展，芯片線寬變窄，芯片代工廠主要使用150～200mm濺射機臺，為提高利潤空間，機臺的濺射功率提高，這就要求靶材尺寸加大，同時保持高導熱、低價格和一定的強度，本時期鈦靶材以鋁合金背板擴散焊接和銅合金背板釬焊焊接兩種結構為主，如典型TN、TTN型，Endura5500型等靶材。第三階段，隨集成電路發展，芯片線寬進一步變窄，此 時芯片代工廠主要使用200～300mm濺射機臺，為進一步提高利潤空間，機臺的濺射功率提高，這就要求靶材尺寸加大，同時保持高導熱和足夠的強度。本時期鈦靶材以銅合金背板擴散焊接為主，如主流SIP型靶材如圖1所示。

鈦靶材加工制造方面：早期國內外市場基本被美國、日本等大的靶材制造商壟斷，2000年后國內的制造業逐步進入靶材市場，開始進口高純鈦原材料加工低端的靶材，最近幾年國內鈦靶材制造企業發展較快，市場份額逐步擴大到臺灣、歐美等市場，如有研億金和江峰電子兩企業專注靶材制造多年。國內的靶材制造企業也正在和國內的磁控濺射機臺制造商聯合開發靶材，推動國內集成電路磁控濺射產業的發展。

2、平面顯示器用鈦靶材

平面顯示器包括：液晶顯示器（LCD）、等離子體顯示器（PDP）、場致發光顯示器（E-L）、場發射顯示器（FED）。目前，在平面顯示器市場中以液晶顯示器LCD市場最大，份額高達90％以上。LCD被認為是目前最有應用前景的平板顯示器件，它的出現大大擴展了顯示器的應用范圍，從筆記本電腦顯示器、臺式電腦監視器、高清晰液晶電視以及移動通信，各種新型LCD產品正在沖擊著人們的生活習慣，并推動著世界信息產業的飛速發展。TFT-LCD技術是微電子技術與液晶顯示器技術巧妙結合的一 種技術，目前已經成為平面顯示主流技術，其中又分Al-Mo、Al－鈦、Cu-Mo等工藝。平面顯示器的薄膜多采用濺射成形。Al、Cu、鈦、Mo等靶材是目前平 面顯示器主要金屬靶材，平面顯示器用鈦靶材純度大于99.9％，此原材料能夠國產。TFT-LCD6代線用平面鈦靶材尺寸比較大，結構采用銅合金水冷背板靶材，如圖2所示，應用有中電熊貓等。目前中國自主建設的全球最高世代線－合肥10.５代線主要生產大尺寸超高清液晶顯示屏，設計產能為每月9萬片玻璃基板，玻璃基板尺寸為3370×2940mm，總投資400億元，預計2018年二季度投產，采用濺射機臺及相應的技術和靶材還不確定。

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