陶瓷靶材是怎么发展起来的？

随着全球光电产业的蓬勃发展，氧化陶瓷靶材作为一种重要的基础材料，具有巨大的商业价值，多年来一直受到学术界和行业界的关注。与日本、德国等世界靶材强国相比，我国陶瓷靶材研究相对落后，陶瓷靶材仍是我国的弱点。

制备氧化陶瓷靶材涉及三个主要环节：粉末合成、生坯成型和高温烧结。三个环节相互独立，又成为一个系统,要制造出高性能的陶瓷靶材必须将三个环节系统考虑。

涂料市场不仅对各种涂料产品的尺寸、质量、生产效率和制造成本提出了严格的要求，而且对陶瓷靶材的结构提出了新的要求。纵观陶瓷靶材的研究过程和市场需求，陶瓷靶材结构的发展趋势主要体现在以下几个方面。

(1)高密度化:虽然提高靶材的密度增加了靶材制造的难度，但是对靶材的使用，薄膜产品的质量以及综合成本的降低有明显的好处。高密度靶材表面粗糙度低，有效溅射面大，溅射效率高，靶材表面黑化趋势降低，薄膜电阻率低。同时，高密度陶瓷靶材可以提高靶材的使用寿命，从而降低靶材的使用成本。

(2)均匀组织:靶材作为制备大面积薄膜的原料，如果组织结构不均匀，会严重影响薄膜厚度和成分的均匀性，对薄膜性能的均匀性影响很大。例如，ITO、AZO或IGZO靶材，同一靶材或同一批靶材的密度均匀性越高，溅射时中毒和节瘤的可能性越小，膜厚度、方阻和透光率越均匀。

（3）大尺寸：随着各种涂层产品尺寸的不断扩大，相应的基材尺寸也在增大，这就要求使用的陶瓷靶材必须有较大的尺寸。以液晶面板为例，其生产线已发展到10代线(10G)，玻璃基板尺寸约2880mm×3130mm，可切割8块50英寸液晶面板。虽然可以通过绑定多个小目标材料获得大面积溅射目标材料，但这不仅会增加绑定的难度，而且接缝容易引起异常放电，破坏目标材料性能的均匀性，因此单个陶瓷目标材料的尺寸必须大。

(4)平面转管状:多年来，镀膜设备主要采用平面阴极，要求平面靶材配套。虽然人们通过设计移动磁场来提高平面靶材的和平性；但在H之前，平面靶材的利用率只能达到40%。为了进一步提高靶材利用率，人们设计了使用效率更高的旋转阴极，用管状的靶材进行溅射镀膜。溅射设备的改进要求靶材从平面形状改为管状，管状旋转靶材的利用率可达80%以上。

(5)异形化:人们设计和使用异性靶材，以解决平面靶材利用率低的问题。以长条形ITO和AZO平面靶材为例，增加了靶材溅射跑道区域的厚度，两端瑞强磁场区域比中间区域更厚，使这些先用完的区域使用时间更长，延长了靶材的使用寿命。平面靶材进行异形化设计后，靶材的利用率可以从40%提高至50%以上。对于高利用率的旋转靶材，靶材的两端比中间区域先使用。

以上五个方面阐述了陶瓷靶材在结构上的发展趋势，这与靶材的成型工艺密切相关。为了解决上述五个方面提出的问题，需要更有效的成型方式。