半导体芯片制造朝着微小化、三维化、异质集成方向发展，对溅射靶材的性能要求持续提升。高纯金属溅射靶材，主要应用于晶圆制造前道的互连、接触、栅极以及后道的先进封装等环节，相关材料体系随着技术节点演进在迭代优化。

1.在互连材料方面，经历了从铝基到铜基互连材料再到钴、钌等新型金属材料的演变。在130nm及以上节点，铝及铝合金是主流的互连材料。进入90nm节点后，铜凭借更低的电阻率、更强的抗电迁移能力成为主流 ，但需搭配钽／氮化钽阻挡层。至7nm及以下先进制程节点，钴、钌等用于局部互连，以应对电阻快速上升、电迁移加剧等挑战。

2.在接触层材料方面，从早期的钛硅化物、钴硅化物发展到65nm节点后普遍采用的镍铂硅化物，有效降低了接触电阻并提升了热稳定性。

3.在金属栅极材料方面，45nm节点引入高介电常数金属栅结构后，金属栅极普遍采用钛／氮化钛、钽／氮化钽等叠层材料体系，通过精确调节金属功函数层与高介电常数介质的界面特性来实现阈值电压的精准调控。

4.钨及钨硅合金具有低电阻、高抗电子迁移性、优异的高温稳定性、 良好的界面结合性，成为制造半导体存储器的关键材料，主要承担两类功能：在晶体管结构中形成钨／氮化钨导电薄膜， 由氮化钨作为原子级精度的阻挡层；在字线互连中同时实现高效导电、高深宽比结构填充，可实现20nm级通孔填充。

5.在先进封装方面，凸点下金属化层、重布线层、硅通孔等结构采用钛／铜／镍钒、铜／钛、铜／钽等多层薄膜材料体系来满足高密度互连需求，对溅射靶材的纯度、致密度、界面特性提出了更高要求。

在半导体芯片制造与封装领域，高纯金属基溅射靶材的国产化进程正在加速。

1.高纯铝及铝合金溅射靶材曾广泛应用到90nm及以上节点，新疆众和、有研亿金、江丰电子等国内品牌实现5N5级原料及溅射靶材的批量供应，在12in产线上占据主要份额。

2.高纯铜及铜合金溅射靶材是90~5nm节点的核心互连材料，纯度要求从6N提升至7N，还可通过添加锰、铝等元素来改善抗电迁移性能；有研亿金成为国际上少数掌握7N级铜溅射靶材量产技术的国内品牌之一。

3.高纯钛溅射靶材主要用于扩散阻挡层、接触硅化物、光刻反射层，国内厂商可以稳定供应14 nm及以上节点用5N级产品。

4.高纯钽溅射靶材是铜互连的关键阻挡层材料，相关产品的高端市场由日矿金属、世泰科等国际品牌主导，宁夏东方钽业、有研亿金、江丰电子等国内品牌突破了5N5到6N级钽材及溅射靶材制备技术并为90~5 nm制程节点供应材料。

5.高纯钴和镍铂溅射靶材主要用于接触层（形成低阻硅化物），在65~28 nm节点镍铂合金逐步取代纯钴， 日系企业仍具有优势，但有研亿金等国内品牌已通过相关制程的应用认证。

6.高纯钨及钨合金溅射靶材用于存储芯片中的晶体管栅极和互连填充， 日系企业在5N级粉体及溅射靶材方面保持技术领先，厦门钨业、章源钨业等国内品牌在粉体性能上仍需提升。

7.铝钪溅射靶材是新一代移动通信射频滤波器上压电膜层的关键材料，有研亿金、长沙高创稀土等国内品牌成功研制钪含量为0.5~40 at% 、纯度为3N5级以上的溅射靶材，逐步具备进口替代能力。

也要注意到，对于以钨、钽等为代表的集成电路先进制程用金属溅射靶材，我国的对外依存度仍然较高，（见图1）， 显现了产业链上游环节的脆弱性。关键材料的自主可控能力不强，不仅使半导体制造、高端传感器等战略新兴产业面临发展风险，而且在基础材料层面制约着电子信息产业的发展潜力。原材料的提纯理论与技术创新能力不强、靶坯的加工装备性能与工艺水平有待提升等，是造成这一问题的主要原因。当然，国产溅射靶材随着制造技术的成熟与优化，已在成本控制、基础性能方面展现出行业性的比较优势。国内半导体产业进入了规模化扩张阶段，从晶圆制造到先进封装的全链条需求也将持续上升，直接驱动半导体溅射靶材市场的快速增长。预计再通过数年努力，国产溅射靶材将在中高端制程中显著提升市场占比，有力支撑半导体产业自主发展。2028 年前，我国半导体溅 射 靶 材 市 场 的 年 增 长 率 可 保 持 在 10%~15%， 2028年的市场规模可达7.2 亿美元。

参考文献：[1]李庆奎,孙本双,何金江,等.我国高端磁控溅射靶材应用现状及发展方向[J/OL].中国工程科学,1-11[2026-03-09].https://link.cnki.net/urlid/11.4421.G3.20251230.1957.002.

来源：《芯片封装综述》

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