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。