铬靶材（Chromium Target）是一种用于物理气相沉积（PVD）、磁控溅射等薄膜制备工艺的关键材料，通过溅射或蒸发将铬金属沉积在基材表面，形成具有特定功能的薄膜。纯度通常≥99.5%，常见99.9%-99.99%等级，合金靶材可调整薄膜性能。其物理性能表现为密度7.19g/cm³、熔点1857℃等，机械性能良好，耐腐蚀且有国际牌号对应。加工需注意切割、清洁与应力控制，常见圆形、矩形等规格，纯度分电子级和工业级。
制造工艺主要有粉末冶金法和熔炼法，前者适合复杂形状，后者致密度高，执行国内外相关标准。核心应用于电子信息、航空航天等领域，在半导体芯片、发动机叶片涂层等方面有突破案例。先进制造工艺涉及3D打印、纳米复合等技术。
目前国内铬靶产业以中低端为主，国际美日企业占据高端市场。技术上面临纯度、大尺寸均匀性等挑战，未来将朝着高纯化、功能化、绿色制造方向发展，推动设备国产化，加强跨行业协同创新。凯泽金属定制铬靶的性能、工艺、注意事项等，以下多表呈现：
1. 定义与核心特性
| 类别 | 描述 |
| 定义 | 高纯度铬（Cr）制成的靶材，用于物理气相沉积（PVD）、溅射镀膜等表面涂层工艺。 |
| 核心特性 | - 高纯度（≥99.9%）、低氧含量（≤500ppm） |
| - 优异溅射效率与膜层致密性 |
| - 耐腐蚀、高硬度（HV 800-1000） |
2. 化学成分与纯度等级
| 等级 | 纯度 | 关键杂质限值（ppm） |
| 3N5 | 99.95% | Fe≤50, O≤200, C≤100 |
| 4N | 99.99% | Fe≤10, O≤50, N≤30 |
| 5N | 99.999% | Fe≤1, O≤10, Al≤1 |
3. 物理性能
| 参数 | 数值 |
| 密度 | 7.19 g/cm³ |
| 熔点 | 1907℃ |
| 热导率 | 93.7 W/(m·K) |
| 电阻率 | 12.9 μΩ·cm |
| 晶格结构 | 体心立方（BCC） |
4. 机械性能
| 性能 | 数值（轧制态） |
| 抗拉强度 | 300-450 MPa |
| 延伸率 | 15-25% |
| 硬度（HV） | 120-180（退火态）
800-1000（镀膜后） |
5. 溅射性能与镀膜特性
| 参数 | 典型值 |
| 溅射速率（DC, 500W） | 150-200 nm/min |
| 膜层厚度均匀性 | ±3%（200mm晶圆） |
| 膜层硬度（CrN） | HV 1800-2200 |
| 结合强度（划痕法） | >50 N |
6. 制造工艺与关键技术
| 工艺 | 技术要点 |
| 原料提纯 | 电解精炼或碘化法，控制Fe/O含量至ppm级 |
| 熔炼铸造 | 真空电弧熔炼（VAR），消除气孔与偏析 |
| 塑性加工 | 热轧（800-1000℃）+冷轧（变形量＞70%） |
| 热处理 | 退火（600-800℃/2h）细化晶粒至20-50μm |
| 机加工 | CNC精密车削（平面度≤0.01mm，粗糙度Ra≤0.4μm） |
7. 型材规格与标准
| 型材 | 尺寸范围 | 执行标准 |
| 平面靶 | Φ50-300mm × 3-10mm | ASTM F76 |
| 旋转靶 | Φ150-500mm × 2000-6000mm | SEMI F47 |
| 异形靶 | 定制化（如环形、管状） | GB/T 31311 |
8. 应用领域与典型案例
| 领域 | 应用场景 | 典型案例 |
| 半导体 | 金属互连层、扩散阻挡层（如Cr/CrN） | 台积电7nm制程中Cr靶用于Cu互连衬垫 |
| 工具镀层 | 刀具/模具表面CrN涂层 | 山特维克CoroDrill®钻头寿命提升3倍 |
| 装饰镀膜 | 金色/黑色Cr基复合膜 | 高端腕表（如劳力士）PVD镀层 |
| 光学器件 | 反射镜、滤光片镀层 | 极紫外光刻（EUV）光学系统Cr/Mo多层膜 |
9. 与传统材料对比
| 维度 | 铬靶 vs 铝靶 | 铬靶 vs 钛靶 |
| 膜层硬度 | 高2-3倍（CrN vs TiN） | 相近（CrN vs TiAlN） |
| 耐腐蚀性 | 更优（尤其耐Cl⁻环境） | 钛靶需掺杂提升 |
| 成本 | 高30-50% | 低20%（钛靶原料价低） |
10. 技术挑战与前沿突破
挑战：
大尺寸靶材（＞Φ500mm）晶粒均匀性控制（≤5%偏差）
超高纯铬（6N级）的稳定量产
前沿方向：
添加剂制造：冷喷涂技术制备复合结构靶材（Cr+5%Ti）
纳米晶靶材：晶粒尺寸＜100nm，溅射速率提升15%
11. 国内外产业化对比
| 指标 | 国内水平 | 国际先进水平（美/日） |
| 纯度 | 4N级量产 | 5N级稳定供应（普莱克斯） |
| 缺陷率 | 0.5-1个/cm² | ＜0.2个/cm²（霍尼韦尔） |
| 靶材寿命 | 2000-3000 kWh | 5000-8000 kWh（东曹） |
12. 加工与使用注意事项
储存：真空包装，湿度＜10%RH（防氧化）
安装：背板焊接需用In/Sn合金（热匹配系数差＜5%）
维护：定期氩离子清洗（恢复溅射速率）
13. 未来发展趋势
复合化：Cr-Al-Y靶用于高温抗氧化涂层（航空发动机叶片）
智能化：嵌入传感器的自诊断靶材（实时监控损耗）
绿色回收：废靶材电解再生（回收率＞98%）
铬靶以高硬度镀层与极端环境耐蚀性为核心优势，在半导体与高端制造中不可替代。未来需突破超大尺寸制备与超纯化技术，并向复合功能化与智能化方向演进。
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