高纯钨靶材是一种极其重要的特种功能材料，尤其在先进制造和电子工业中扮演着核心角色。其“高纯”特性（通常指纯度 ≥ 99.95%，甚至高达 99.999%）是其优异性能和广泛应用的基础。

一、核心特性

1.极高的熔点：

钨是所有金属中熔点最高的（3422°C）。这使得高纯钨靶材能够在极端高温的溅射或蒸发工艺中保持结构稳定性和形状，不易熔化或变形，确保镀膜过程的持续性和均匀性。

2.高密度：

钨的密度高达 19.25 g/cm³。高密度意味着在溅射过程中，被轰击出来的钨原子具有较高的动能，有助于形成致密、结合力强的薄膜，减少薄膜内部的孔洞和缺陷。

3.优异的导热性与导电性：

①良好的导热性有助于在溅射过程中快速将靶材表面产生的热量散发出去，防止局部过热导致靶材开裂或失效。

②良好的导电性是进行磁控溅射（最常用的PVD镀膜技术之一）的前提条件，因为磁控溅射需要靶材作为阴极导电。

4.低蒸气压：

即使在高温下，钨的蒸气压也相对较低。这在高功率溅射或蒸发镀膜时非常重要，可以有效减少靶材本身因蒸发造成的损失和污染，提高材料利用率和薄膜纯度。

5.良好的高温强度与稳定性：

在高温工作环境下，高纯钨靶材能保持良好的机械强度和尺寸稳定性，抵抗热应力的影响，延长使用寿命。

6.优异的耐腐蚀性：

钨对许多酸、碱和熔融金属具有较好的耐腐蚀性。这使得它在一些特殊化学环境或涉及腐蚀性气体的镀膜工艺中表现稳定。

7.高纯度是关键：

“高纯”是钨靶材应用于半导体、显示等尖端领域的核心要求。微量的杂质（如Fe, Ni, Cr, Na, K, U, Th等）会显著影响薄膜的电学性能（如电阻率、漏电流）、光学性能、结构稳定性和可靠性。高纯度确保了沉积薄膜的性能一致性和器件的高良率。

二、主要应用领域

高纯钨靶材最主要的应用是利用物理气相沉积技术（主要是磁控溅射）在基材表面沉积钨薄膜。这些薄膜因其优异的性能被广泛应用于：

1.半导体集成电路制造：

①互连与接触： 作为芯片内部连接导线（互连）和晶体管与导线之间的连接点（接触孔/通孔塞）的材料。钨薄膜具有低电阻率、良好的阶梯覆盖性和抗电迁移能力，是实现多层互连结构的关键材料。

②阻挡层/粘附层： 在铜互连工艺中，钨（或氮化钨）薄膜常作为阻挡层，防止铜原子扩散到周围的硅或介质材料中造成污染和器件失效。它也作为粘附层，增强铜与下层介质（如二氧化硅）的结合力。

③栅电极： 在某些先进工艺节点中，钨也用于制作晶体管的栅电极。

2.平板显示与触摸屏：

①薄膜晶体管阵列： 在LCD、OLED、Mini/Micro LED等显示器的TFT背板中，钨薄膜常被用作栅电极、源/漏电极以及连接线。其高导电性和稳定性对显示器性能至关重要。

②导电线路： 用于制造触摸屏传感器中的精细金属网格线路。

③阻挡/种子层： 在铜制程中，同样用作铜的阻挡层和种子层。

3.太阳能光伏电池：

异质结电池： 在硅异质结等高效太阳能电池中，钨薄膜（通常是掺钨的氧化铟锡）可用作透明导电电极或其中的功能层，优化光学和电学性能。

4.表面工程与耐磨涂层：

钨薄膜或碳化钨薄膜具有极高的硬度和耐磨性，被溅射沉积在刀具、模具、轴承、关键机械部件表面，显著提高其耐磨、耐腐蚀性能和使用寿命。

5.光学薄膜：

用于制备特殊的光学涂层，如X射线反射镜、激光反射镜中的反射层或吸收层。

6.存储器件：

在相变存储器等新型存储技术的研究中，钨薄膜可能用作电极材料。