铝硅（Al-Si）靶材

铝硅（Al-Si）靶材是一种由铝（Al）和硅（Si）组成的合金溅射靶材，主要通过磁控溅射（PVD）和电子束蒸发等工艺制备功能性薄膜。其独特的低电阻率、抗电迁移性能和良好的机械特性，使其在半导体互连、太阳能电池、显示技术等领域具有重要应用。

 

 一、铝硅靶材的特性 

 1. 低电阻率与高导电性 

- 铝硅合金（如Al-1%Si）电阻率低（~3.0 μΩ·cm），接近纯铝，适用于高导电薄膜。 

- 硅的加入（通常1-2wt%）可抑制电迁移现象，提高互连可靠性。  

2. 优异的抗电迁移性能 

- 硅原子能钉扎铝晶界，减少高温下金属原子的扩散，延长器件寿命（比纯Al互连寿命提高10倍以上）。  

3. 良好的附着力和机械性能 

- 与SiO₂/Si衬底热膨胀系数匹配，减少薄膜应力开裂。 

- 硬度（HV 30-50）高于纯铝，适合柔性显示基板镀膜。  

4. 高纯度与工艺兼容性 

- 半导体级Al-Si靶材纯度≥99.999%（5N），控制Fe、Cu等杂质<5ppm。 

- 低温沉积性能好（可<150°C），兼容有机衬底（如PI薄膜） 

5. 可调硅含量 

- 常规配比：Al-1%Si（半导体互连）、Al-2%Si（显示电极） 

- 高硅含量（Al-10%Si）可用于特殊光学涂层。 

 

 二、铝硅靶材的主要用途  

1. 半导体集成电路 

- 金属互连层：用于0.35μm以上制程的Al布线技术（如存储器芯片）。 

- 键合焊盘：作为芯片与封装之间的导电连接层。

 2. 平板显示技术 

- TFT-LCD源/漏电极：替代纯铝，减少 hillock（小丘）缺陷。 

- 触控传感器：与ITO组成复合导电层（降低方阻）。 

 3. 光伏太阳能电池 

- 硅异质结（HJT）电池：作为非晶硅层的透明导电氧化物（TCO）下电极。 

- 薄膜电池背反射层：提高光捕获效率。 

 4. 封装与微机电系统（MEMS） 

- 晶圆级封装：用于RDL（再布线层）金属化。 

- MEMS悬臂梁结构：提供导电兼机械支撑功能。 

 5. 新兴应用领域 

- 柔性电子：在PET/PI基板上制备可弯折导电线路。 

- 3D打印导电墨水：纳米Al-Si颗粒用于打印电子。 

 

 三、最新发展趋势 

- 超高纯Al-Si靶材：纯度>99.9995%（6N），用于3nm以下先进封装。 

- 复合合金化：开发Al-Si-X（X=Cu, Ti, Nd）提升高温稳定性。 

- 低温工艺：满足OLED等温度敏感器件需求（<100°C沉积）

 

总结 

 

铝硅靶材凭借低电阻、抗电迁移、工艺兼容等核心优势，在传统半导体和新兴柔性电子领域持续发挥关键作用。随着异质集成、微缩化、低温制造需求的增长，高纯化与复合化将成为技术突破重点。