行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
磁控溅射用铱靶材
建议项目名称
(英文)
Magnetron sputtering Iridium Target
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.150.99
中国标准分类号
H68
牵头单位
贵研铂业股份有限公司
体系编号
533
参与单位
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

铱是一种银白色的贵金属材料,具有高熔点、良好的耐腐蚀性能和高温抗氧化性能,使得铱及其合金在耐高温、抗腐蚀等领域有着不可替代的作用。铱的传统应用主要有航空发动机的电火花塞、氧化物晶体如蓝宝石等制备过程中所使用的铱坩埚、高温热电偶和抗氧化涂层等。近年来,随着现代电子信息技术的发展,铱及其合金的应用范围不断扩大,其应用逐渐由块体材料向功能薄膜发展,铱及铱合金薄膜的重要性日益凸显。

溅射靶材是一种具有高附加值的特种电子产品。通常铱及铱合金薄膜是通过铱及铱合金溅射靶材,采用磁控溅射等物理气相沉积的方法制备而成。由于其较强的化学稳定性、优良的导电性和导热性,越来越多地被应用于制备以半导体存储器为代表的微电子产品和器件当中。

铱及铱合金靶材是磁存储器(MRMA)、微电子机械系统(MEMS)、反铁磁自旋器件中使用的关键材料,其主要用途是磁存储器(MRAM)中的粗糙度抑制层、半导体存储CMOS电容器中的氧势垒材料、微电子机械系统(MEMS)中的电极层和磁电子器件中的反铁磁钉扎层。随着铱功能膜层结构的升级,对铱薄膜的成分和厚度均匀性提出了更高的要求,这样就需要对磁控溅射用铱靶的成分、杂质、以及批次稳定性等都需要有更进一步的改善。   

   近年来,铱靶作为一种重要的功能膜用靶材使用越来越广泛且用量也越来越大。通常,铱靶是通过采用熔铸和热机械处理的方法制造而成, 目前国外已有部分企业能提供该类产品,但对这类靶材的化学成分、尺寸和的要求尚无相应的国际、行业的标准。自2017年以来,贵研铂业股份有限公司依托所承担和参与的国家重点研发计划项目“大规格稀有/稀贵金属靶材制造技术”中课题3(2017YFB0305503)和课题1(2017YFB0305501)的研究,在磁控溅射用铱靶材的制备和产业化方面做了大量工作,项目完成时贵研铂业将获得具有较高纯度(5N)和较大尺寸(大于250mm)的铱靶产品,进一步填报我国在相关领域的空白。同时,磁控溅射用靶材是属于 《新材料标准领航行动计划(2018-2020年)》国质检标联[2018]77号)中第二部分第4条所涉及的先进半导体材料的关键材料, 讨论并制定磁控溅射用铱靶的标准是十分必要和迫切的。


范围和主要
技术内容

   

本标准规定了磁控溅射用铱靶的牌号、杂质含量要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及订货单内容。本标准适用于通过熔炼和热机械处理制取的用于制备铱功能膜用铱靶材。建议推荐为行业性标准。


国内外情况
简要说明

近年来,随着我国电子行业的发展,对稀贵金属溅射靶材的需求也不断增加,我国已经成为稀贵金属靶材的使用大国,但是对于半导体存储及微电子器件用高端铱及铱溅射靶材,由于:制造工艺相对复杂、成本高;铱及铱合金溅射靶材是该行业的关键原材料,准入门槛高,验证周期长;加之国内半导体制程等关键技术起步晚基础薄弱,总体与国外差距较大;与此同时,微电子机械系统及自旋电子器件等的商业化应用大部分在国外,虽然国内近年来也逐渐开始商业化应用,但更多的是处于预研阶段,因此半导体及微电子行业用高端铱及铱合金溅射靶材全部均依赖进口,存在价格昂贵、订货周期长,受制于人等问题,对我国相关行业降低制造成本和参与国际竞争都产生不利的影响。

当前铱相关的客户主要是磁存储(MRMA)、微电子机械系统(MEMS)、反铁磁自旋器件等半导体行业企业。国外的主要有Spin Transfer Technologies, Inc.(全球领先的磁存储器(MRAM)公司)、格罗方德半导体股份有限公司(Global Foundries,全球知名半导体公司)AVALANCHE TECHNOLOGY INC.(传递转矩磁存储 (STT-MRAM) 和非易失性存储的全球领先者)。国内的主要客户是华为、宁波希磁电子科技有限公司(基于TMR技术的芯片级磁性传感器制造企业)等。

在铱靶材的供应商方面,日矿(JX Nippon Mining&Metals)是全球最大的半导体用溅射靶材供应商。其次是日本的古谷( FURUYA METAL Co., Ltd. ;国内铱制品的主要生产企业包括贵研铂业股份有限公司、陕西三毅有岩材料科技有限公司。贵研铂业股份有限公司(贵研铂业)是国内唯一的专业从事贵金属研发和产业化开发的上市公司。贵研铂业及昆明贵金属研究所对铱及铱合金的研发历史悠久。早在上世纪六十年代,昆明贵金属研究所就以航空发动机用点火材料铂铱系列合金的成功研发,打破了国外在该领域对关键材料的技术垄断和封锁。同时,贵研铂业所已成功开发出具有较大市场认知度的铱及铱合金材料还包括铱坩埚、耐高温铂铱热电偶、航天发动机用铼铱喷管等,是国内规格最多种类最全的铱及铱合金生产企业。陕西三毅有岩材料科技有限公司前身是北京三毅有岩金属材料有限公司,2014搬迁到陕西西咸新区秦汉新城周陵新兴产业园区。是国内第一家专业从事贵金属铱制品加工的公司,专业从事加工铱坩埚20余年;在亚洲乃至全球都是先进的铱坩埚及铱制品生产企业。

近年来,随着电子及半导体用溅射靶材的应用范围不断扩大。贵研铂业加大了电子及半导体用高端溅射靶材的开发力度。特别是自2009年以来,溅射靶材的研发及成果转化取得了较大进展。在Ir溅射靶材用高纯贵金属粉末的制备及回收提纯、溅射靶材的制备和加工等方面取得了较大进展。同时,近年来获得了国家重点研发计划、国家院所专项、省院所专项及公司重点攻关项目的支持,解决了部分稀贵金属溅射靶材关键制备技术瓶颈,建立了磁性溅射靶材中试生产线,形成了一批具有自主知识产权的科技成果,发表学术论文40余篇,获授权国家发明专利15项,制订行业标准1项;目前所制备的稀贵金属溅射靶材累计实现销售收益约3亿元人民币,形成了较好的产业支撑和示范作用。

通过文献、专利调查以及使用厂家咨询和研究,检索ISOASTMENJISDIN、国家和行业标准等,未发现磁控溅射用铱靶的要求。  



备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
18行标建议书----磁控溅射用铱靶材.docx (25.12KB)任务书(建议书)