氮化钪靶材(ScN)

氮化钪靶材(ScN)

产品简介(Introduction)

氮化钪(ScN)是一种具有立方岩盐结构的高性能氮化物材料,结合了宽带隙半导体特性、良好热稳定性以及可调电学与光学性能,在半导体、光电器件、声学器件和先进薄膜研发中迅速崛起。氮化钪靶材(ScN Sputtering Target)可用于制备高致密、低缺陷的 ScN 薄膜,广泛应用于微电子器件、热电材料、传感器与高级光学结构。

ScN 具有适中的带隙(约 2.1–2.4 eV)、高电子迁移率、低热导率、低电阻可调特性,使其成为 GaN、AlN 体系的重要补充材料,也常用于构建金属氮化物异质结或用于半导体量子结构的开发。


产品详情(Detailed Description)

氮化钪靶材通常采用 高纯 Sc 金属 + 高纯 N₂ 反应合成热等静压(HIP)真空热压烧结(HP) 工艺制备,以保证材料的相纯度、致密度与机械稳定性。

典型参数如下:

  • 纯度:99.9%–99.99%(3N–4N)

  • 晶体结构:立方岩盐结构(NaCl 型)

  • 尺寸可选:直径 25–300 mm,可定制矩形靶材

  • 厚度:3–6 mm,可按设备要求调整

  • 致密度:≥95% TD

  • 电阻率(薄膜相关):10⁻²–10⁻³ Ω·cm(依沉积条件可调)

  • 背板组合:铜(Cu)、钛(Ti)或铟焊(In bonding)

上述工艺确保 ScN 靶材在溅射时具有:

  • 高强度稳定性,薄膜均匀性优良

  • 低颗粒率,适用于高端洁净室应用

  • 成膜速率稳定

  • 元素组成精确、无偏析


应用领域(Applications)

● 半导体器件(重点)

ScN 作为中等带隙半导体,可用于:

  • n 型薄膜晶体管(TFT)

  • 高迁移率沟道层

  • 半金属 / 半导体异质结

  • 等离子体刻蚀阻挡层

● 热电薄膜材料(Thermoelectrics)

ScN 低热导率 + 可调电阻特性使其成为:

  • 微型热电制冷器

  • 热电能量收集器

  • 热电异质结构(如 ScN/AlN)

● 光电器件(Optoelectronics)

ScN 薄膜具有适中光学带隙,适合:

  • 可见区光吸收材料

  • 光敏结构

  • 光致发光研究(PL)

● 声学与压电器件(Acoustics / MEMS)

ScN 可用于:

  • 声表面波器件(SAW)

  • 微机电结构(MEMS)

  • 高频滤波器

  • 氮化物超晶格结构(与 AlN、GaN 组合)

● 硬质涂层与保护膜

  • 耐磨涂层

  • 高温防护层

  • 微纳结构机械强化层


技术参数(Technical Parameters)

参数 典型值 / 范围 重要性说明
纯度 99.9%–99.99% 纯度越高,薄膜电学/光学性能更稳定
成分 ScN(可调轻度偏 N 或偏 Sc) 控制薄膜电导与光学带隙
直径 25–300 mm 适配主流溅射镀膜设备
厚度 3–6 mm 影响溅射效率与热管理
致密度 ≥95% TD 更高致密度减少颗粒,提高成膜质量
背板结合 Cu / Ti / In 增强散热、避免翘曲
制备工艺 HP / HIP / CIP 决定靶材的机械稳定性与均匀性

相关材料对比(Comparison with Related Materials)

材料 特点 典型应用
ScN 中带隙、可调电阻、高热稳定性 半导体薄膜、光/声电器件
GaN 宽带隙、成熟商业化 功率器件、LED
AlN 超高热导率、绝缘性 滤波器、散热材料
TiN 高电导、耐磨 金属电极与硬质涂层

常见问题(FAQ)

问题 答案
ScN 靶材用于哪种溅射方式? DC、RF、脉冲 DC 均可使用。
ScN 薄膜是导体还是半导体? 属于可调电性半导体,通过工艺可获得半金属性行为。
能否定制不同直径和厚度? 可定制 Ø25–300 mm,厚度 2–10 mm。
ScN 是否有多晶 / 单晶区别? 靶材多为多晶,薄膜可呈(111)择优取向。
是否可以调节 N/Sc 比例? 可以,通过调节氮分压或靶材组成实现。
薄膜附着力如何? 对 Si、玻璃、蓝宝石、GaN 等基底附着力优秀。
是否适合量产? 适合科研与小批量工业生产,支持工程化。
是否会产生颗粒? 高致密靶材颗粒率极低,适合洁净室使用。
是否能提供 PLD 靶? 可以提供 PLD、MBE 等设备的专用靶材。

包装与交付(Packaging)

  • 真空封装防氧化

  • 防静电袋 + 多层防震保护

  • 出口级木箱包装

  • 单品序列号与质量检测报告(尺寸、纯度、致密度)

适合国际运输与长期储存。


结论(Conclusion)

氮化钪靶材(ScN)以其可调电子结构、高温稳定性、良好兼容性和丰富的薄膜应用场景,正成为新兴半导体与声/光/电耦合器件研究的重要材料。通过高纯度靶材与稳定工艺,ScN 可广泛应用于先进电子器件、热电薄膜、MEMS 结构和光学功能研究中。

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