多晶硅靶材,属于半导体类溅射靶材,分为平面多晶硅靶与旋转管靶两种结构,由大量取向随机的硅晶粒组成,区别于单晶硅靶。磁控溅射工况下,氩离子轰击靶面释放硅原子;通入反应气体,可制备 SiOₓ、SiNₓ硅基化合物薄膜。平面款一般绑定无氧铜背板使用,适配单片镀膜设备;旋转管靶多用于大面积连续产线。
纯度规格:4N~6N;可制备本征硅、硼掺杂 P 型、磷 / 砷掺杂 N 型靶材,电阻率按需调控;外形尺寸、厚度、定位孔可定制。
材料特性与加工工艺
材料特性
硅属于半导体材料,化学稳定性强;掺杂后可调整导电能力,适配射频 RF 溅射,部分掺杂型号支持直流 DC 溅射。
本征多晶硅靶:高阻,多用于 SiOₓ、SiNₓ介质膜制备;
硼 / 磷掺杂多晶硅靶:具备导电性,直接沉积掺杂硅薄膜;
反应溅射:通入氧气 / 氮气,生成氧化硅、氮化硅绝缘钝化膜。
制备工艺
1. 坯体制备:高纯多晶硅原料,采用粉末冶金、热压、热等静压或者 CVD 沉积工艺成型;
2. 精密机加工:切割、研磨、抛光,严格控制平面度、粗糙度,降低颗粒;
3. 绑定工艺:铟焊将多晶硅坯与无氧铜背板结合,保障散热;
4. 后处理:洁净清洗、真空除气、探伤检测,减少镀膜起弧、颗粒缺陷。
核心优势
1. 晶粒可控,大面积基板膜层均匀性好;相比单晶硅靶,生产成本更友好;
2. 支持本征、P 型、N 型多种掺杂方案,适配不同薄膜电学指标;
3. 可直接沉积硅薄膜,也可反应溅射制备氧化硅、氮化硅介质膜,用途广泛;
4. 高致密度坯料,孔隙少,溅射过程颗粒污染低,满足面板、光伏、半导体的良率要求。
使用注意点
本征高阻多晶硅通常只能采用 RF 射频溅射;靶材脆性较大,绑定、转运和装机时需要避免冲击磕碰。平面靶依旧只有跑道区域被刻蚀,靶材利用率低于旋转多晶硅管靶。
典型应用
1. 平板显示 TFT:LCD/OLED 背板,沉积多晶硅有源层;
2. 薄膜光伏:非晶硅、微晶硅薄膜电池,制备本征 / 掺杂硅光吸收层;
3. 半导体器件:栅极多晶硅层、钝化层、MEMS 微结构薄膜;
4. 光学镀膜:红外光学元件,SiOₓ、SiNₓ多层光学膜;
5. 存储器件:相变存储器、阻变存储器硅基功能层。