1.钛靶主要性能要求

(1)外观质量:出厂前，钛靶应经过无尘清洗，表面应清洁。钛靶表面经过精加工，表面粗糙度应达到客户的要求。

(2)内部缺陷:钛靶内部不应有夹杂、气孔、裂纹等缺陷。

(3)成分:钛靶分为纯钛靶和合金靶，合金靶包括钛铝合金靶、氮化钛合金靶、硼化钛合金靶等。靶材纯度为99.9%-99.999%。

(4)晶粒尺寸:钛靶晶粒均匀细小，一般控制平均晶粒≤50μm。

(5)织构:钛靶材晶向<002>为择优取向，且≥35%。

(6)几何尺寸:钛靶材尺寸根据使用要求不等，一般直径为200- 460mm。

 

钛靶根据结构方式分为单体钛靶和焊接型钛靶。单体钛靶无须焊接，坯料加工一体成型。焊接型钛靶是将钛靶坯料与背板焊接，常用的焊接方法包括钎焊和扩散焊等。焊接背板材料包括铜及铜合金背板、铝及铝合金背板等。焊接后经超声波检测，确保靶材与背板的连接具有一定的结合强度，以避免溅射过程中的脱落、脆裂等问题。钛靶焊接质量要求见表9-23。

 

 

2.钛靶的制备

纯钛靶的制备一般采用熔炼锭热压加工法。钛合金靶的制备采用粉末冶金法。

 

熔炼锭热压加工法是以熔炼得到的高纯钛锭为原料，通过锻造、轧制、退火等塑性加工工艺调控微观组织及坯料形状尺寸，再对坯料进行机械加工得到钛靶。经过锻造、轧制、退火工艺的钛靶，其晶粒细小均匀，织构占优，可以满足钛靶在溅射过程中的使用要求。熔炼锭加工过程中的损耗较大，包括熔铸过程中的损耗，锻造、轧制过程中因有氧化皮需车削，切断加工也存在损耗，所以其终利用率约为80%。

 

对于TiB2、TIAI 等合金靶材，在锻打时容易开裂，适合用粉末冶金加工法来制作，即以钛粉和添加剂为原料，经过混粉工艺，用热压或热等静压的力然后对坯料进行加工，进而得到钛合金靶。粉末冶金法可一次性成型毛坯，材料利用率高，而且可以方便地加入合金元素，是制备钛合金靶的优选方法。粉末冶金法存在的问题是对材料纯度、合金成分均匀性、致密度。材料内部缺陷等方面的控制要求较高。