半导体材料可分为晶圆材料和封装材料.与晶圆制造材料相比,包装材料的技术壁垒相对较低,因此我们主要讨论晶圆制造材料.硅片的生产主要涉及7种半导体材料和化学药品,每种在半导体材料市场中所占的比例如下:硅片占54%;特种气体,占16%;口罩板,占6%; 超净高纯度试剂,占7%;抛光液和抛光垫,占6%;光刻胶材料,占7%;靶材,占3%.

今天,我们主要讨论的是靶材,在半导体材料市场中所占的比例约为3%.靶材是高速带电粒子轰击的目标,通过更改不同的靶材(例如铝,铜,不锈钢,钛,镍靶等),可以获得不同的膜系统(例如超硬,耐磨,防腐蚀合金膜等).

根据化学成分的不同,靶材可分为金属靶材(纯金属铝,钛,铜,钽等),合金靶材(镍铬合金,镍钴合金等)和陶瓷复合靶材(氧化物,硅化物,碳化物,硫化物等);根据不同的应用领域,可以分为半导体芯片靶材,平面显示器靶材,太阳能电池靶材,信息存储靶材,工具改性靶材,电子器件靶材以及其他靶材.

半导体的内部由数万米的金属布线组成,靶材是制造这些布线的主要消耗材料.以苹果公司的A10处理器为例,该芯片的芯片大小只有一个钉子,上面钉有数万米的金属丝,必须将这些金属丝溅到高纯度的金属靶上.溅射靶材是半导体晶圆制造的核心,芯片对溅射靶材的要求很高,要求靶材的纯度高,通常超过99.999%.

应用与市场结构

您如何知道在几英寸的晶圆中使用哪种金属,以及在先进的制造工艺中使用哪种金属?

在半导体晶圆制造中,200mm(8英寸)及以下晶圆的制造过程通常主要由铝制成,所使用的目标材料主要由铝和钛制成.但是,300毫米(12英寸)晶圆的制造主要使用先进的铜互连技术,并且主要使用铜和钽靶材.

总体而言,随着芯片用途的越来越广泛以及芯片市场需求数量的增加,行业中四大主流薄膜金属对铝,钛,钽和铜的需求也将增加.目前,无论从技术上还是从经济上,这四种薄膜材料都无法替代,因此它们没有被替换的风险.

溅射靶的应用领域主要集中在半导体工业,平板显示工业(包括触摸屏工业)和太阳能电池工业.