通常靶材为多晶结构,晶粒大小可由微米到毫米量级.晶粒越细小则晶界面积越大,对性能的影响也越大.对于
同一种靶材,晶粒细小的靶的溅射速率比晶粒粗大的靶的溅射速率快:而晶粒尺寸相差较小(分布均匀)的靶潮
射沉积的溥膜的厚度分布更均匀.据研究发现,若将钛靶的晶粒尺寸控制在100um以下,目晶粒大小的变化保
持在20%以内.其溅射所得的薄膜的质量可得到大幅度的改善。
靶材晶粒大小测试三种基本方法
1、比较法.比较法不需计算晶粒、截矩,与标准系列评级图进行比较,用比较法评估晶粒度时一般存在一定的
偏差(±0.5级).评估值的重现性与再现性通常为+1级
2、面积法面积法是计算已知面积内晶粒个数,利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数,该方法的精确度中
所计算昂粒度的函数.通过合理计数可实现+0.25级的精确度.面积法的测定结果是无偏差的,重现性小于+0.5
级.面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数
3、截点法.截点数是计算已知长度的试验线段(或网格)与晶粒界面相交截部分的截点数,利用单位长度截点数
来确定晶粒度级别数.截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数,通过有效的统计结果可达到 +0.25级的
精确度.截点法的测量结果是无偏差的,重现性和再现性小于+0.5级.对同一精度水平,截点法由于不需要精确
标计截点或截距数,因而较面积法测量快
靶材金相图具体案例分析晶粒大小
1、确定照片的放大率
先测量微观照片的尺寸,长度或宽度选择其一,然后测量出试样的实际长度或者宽度
放大率=图片距离!实际距离
2、找出晶粒度级别数
计算出放大率之后就可以确定晶粒度级别数,首先要计算出试样中的晶粒数
晶粒数=完整的晶粒数+0.5倍的部分晶粒,完整晶粒的晶界都是可观察到的
其次计算出实际面积,实际面积=图片长/放大率x宽/放大率根据ASTM标准中的计算公式:N=2(n-1)其中N是
指放大100倍下每平方英寸的晶粒数.n是指晶粒级别数.进行单位换算之后可得到N的值,最后可计算出晶粒级
别数n.
3、计算出平均晶粒直径
平均晶粒直径=试样的实际长度/截取部分的晶粒数实际长度=截线长度/放大率了解了晶粒大小(材料本身)对
靶材性能的影响,我们再简单说下工艺方面,结晶方向对靶材性能要求,由于在溅射时靶材原子容易沿着原子六
方紧密排列方向优先溅射出来,因此,为达到高溅射速率,可通过改变靶材结晶结构的方法来增加溅射速率,不
同材料具有不同的结晶结构,因而应采用不同的成型方法和热处理方法。