晶粒大小對鈦靶材濺射的作用！

       通常鈦靶材為多晶結構,晶粒大小可由微米到毫米量級.晶粒越細小則晶界面積越大,對性能的影響也越大.對于同一種靶材,晶粒細小的靶的濺射速率比晶粒粗大的靶的濺射速率快;而晶粒尺寸相差較小(分布均勻)的靶濺射沉積的薄膜的厚度分布更均勻.據研究發現,若將鈦靶的晶粒尺寸控制在100um以下,且晶粒大小的變化保持在20%以內,其濺射所得的薄膜的質量可得到大幅度的改善.

       靶材晶粒大小測試三種基本方法

       1、比較法:比較法不需計算晶粒、截矩.與標準系列評級圖進行比較,用比較法評估晶粒度時一般存在一定的偏差(±0.5級).評估值的重現性與再現性通常為±1級.

       2、面積法:面積法是計算已知面積內晶粒個數,利用單位面積晶粒數來確定晶粒度級別數.該方法的度中所計算晶粒度的函數,通過合理計數可實現±0.25級的度.面積法的測定結果是無偏差的,重現性小于±0. 5級.面積法的晶粒度關鍵在于晶粒界面明顯劃分晶粒的計數.

       3、截點法:截點數是計算已知長度的試驗線段(或網格)與晶粒界面相交截部分的截點數,利用單位長度截點數 來確定晶粒度級別數.截點法的度是計算的截點數或截距的函數,通過有效的統計結果可達到 ±0.25級的度.截點法的測量結果是無偏差的,重現性和再現性小于±0.5級.對同一精度水平,截點法由于不需要標計截點或截距數,因而較面積法測量快.

       鈦靶材金相圖具體案例分析晶粒大小

       1、確定照片的放大率

       先測量微觀照片的尺寸,長度或寬度選擇其一,然后測量出試樣的實際長度或者寬度.

       放大率=圖片距離/實際距離

       2、找出晶粒度級別數

       計算出放大率之后就可以確定晶粒度級別數,首先要計算出試樣中的晶粒數.

       晶粒數=完整的晶粒數+0.5倍的部分晶粒,完整晶粒的晶界都是可觀察到的.

       其次計算出實際面積,實際面積=圖片長/放大率 x 寬/放大率根據ASTM標準中的計算公式:N=2(n-1)其中N是指放大100倍下每平方英寸的晶粒數,n是指晶粒級別數,進行單位換算之后可得到N的值,Z后可計算出晶粒級別數n.

       3、計算出平均晶粒直徑

       平均晶粒直徑=試樣的實際長度/截取部分的晶粒數實際長度=截線長度/放大率

       了解了晶粒大小(材料本身)對靶材性能的影響,我們再簡單說下工藝方面,結晶方向對靶材性能要求,由于在濺射時靶材原子容易沿著原子六方緊密排列方向優先濺射出來,因此,為達到高濺射速率,可通過改變靶材結晶結構的方法來增加濺射速率.不同材料具有不同的結晶結構,因而應采用不同的成型方法和熱處理方法.