一种EITZO靶材及其制备方法与流程

一种eitzo靶材及其制备方法
技术领域
[0001]
本发明涉及靶材领域，具体涉及一种eitzo靶材及其制备方法。


背景技术：

[0002]
磁控溅射技术是制备高性能薄膜材料的重要技术，应用于各种高端电子行业。磁控溅射制备氧化物薄膜晶体管(tft)有源层，具有良好的迁移率和稳定性，可满足高分辨lcd、amoled、电子纸等高端显示的需求，并且相比于ltps有源层有工艺简单、成本低、均匀性好等优势。但是，目前商用的氧化物半导体的迁移率仍低于ltps技术，ltps技术存在的问题就是成本高。专利号为cn103540895a发明名称为溅射靶材及氧化金属薄膜的专利公开了一种溅射靶材及氧化金属薄膜，虽然在成本上有降低，但是迁移率低。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种eitzo靶材及其制备方法。
[0004]
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种eitzo靶材，所述eitzo靶材包括氧化金属组合物，所述eitzo靶材包括氧化金属组合物，所述氧化金属组合物包括以组分：氧化铟、氧化锡、氧化铒和氧化锌；所述氧化铒占所述氧化金属组合物的5％～10％；
[0005]
所述eitzo靶材的制备过程包括：将所述氧化金属组合物压胚成型后烧结。
[0006]
上述的eitzo靶材将氧化铟、氧化锡、氧化铒和氧化锌搭配，经成型烧结得到eitzo靶材显著的提高了eitzo靶材镀膜后的迁移率，提高了分辨率，并且降低了eitzo靶材的晶粒尺寸。上述的eitzo靶材在控制低成本的前提下提高了eitzo靶材镀膜后的迁移率，提高了分辨率，并且降低了eitzo靶材的晶粒尺寸。上述靶材在搭配氧化铟、氧化锡、氧化铒和氧化锌后，上述靶材相对密度大于95％，抗压强度大于80mpa，上述靶材镀膜后的器件迁移率超过30cm2/(vs)，分辨率超过300ppi。
[0007]
优选地，所述氧化铟占所述氧化金属组合物重量的50％～55％，所述氧化锡占所述氧化金属组合物重量的25％～30％，所述氧化锌占所述氧化金属组合物重量的15％～20％。
[0008]
发明人发现在上述重量配比下的eitzo靶材具有更好的相对密度和抗压强度，镀膜后的迁移率更优。
[0009]
优选地，所述压胚成型后烧结的最高温度为1500～1600℃。
[0010]
优选地，所述eitzo靶材的制备方法包括以下步骤：
[0011]
(1)将所述氧化金属组合物按照重量配比制备得到混合粉末，所述混合粉末的d50小于0.5μm，所述混合粉末的半峰宽小于0.5；
[0012]
(2)将所述混合粉末、粘结剂和去离子水混合均匀，干燥得到eitzo粉末；所述eitzo粉末的粒度小于200μm；
[0013]
(3)将所述eitzo粉末压胚成型后在氧气氛围下烧结得到所述eitzo靶材。
[0014]
本发明还提供上述任一所述eitzo靶材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0015]
(1)将氧化铟、氧化锡、氧化铒和氧化锌按照重量配比制备得到混合粉末，所述混合粉末的d50小于0.5μm，所述混合粉末的半峰宽小于0.5；
[0016]
(2)将所述混合粉末、粘结剂和去离子水混合均匀得到混合浆料；
[0017]
(3)将所述混合浆料喷雾干燥得到eitzo粉末，所述eitzo粉末的粒度小于200μm；
[0018]
(4)将所述eitzo粉末压胚成型后得到素胚在氧气氛围下进行脱脂烧结；
[0019]
(5)将步骤(4)脱脂烧结后的产物进一步在惰性气体氛围下进行高温烧结，所述高温烧结的最高温度为1500℃～1600℃。
[0020]
优选地，所述步骤(4)中，所述素胚的相对密度为50％～60％。
[0021]
所述步骤(5)中，所述靶材的相对密度在95％以上，所述相对密度的基准为所述靶材的真密度。
[0022]
优选地，所述步骤(4)中，所述脱脂烧结经过升温阶段后进入保温阶段，所述脱脂烧结的保温阶段的温度为150～400℃。
[0023]
优选地，所述步骤(5)中，所述高温烧结交替包括若干个升温阶段和4～5个保温阶段，所述高温烧结的最后一个保温阶段的保温温度为1500℃～1600℃，所述高温烧结温度依次升高，所述任意相邻两个保温阶段的温差为50℃～400℃。
[0024]
发明人通过研究发现，当控制高温烧结的温度为上述条件时，能够在一定程度上改善eitzo靶材的晶粒尺寸。
[0025]
优选地，所述步骤(2)中，所述粘结剂为聚烯醇类粘结剂，所述混合浆料的ph为9～11。
[0026]
优选地，所述步骤(4)中，所述压胚成型的压强为300～400mpa。
[0027]
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种eitzo靶材及其制备方法，本发明的eitzo靶材将氧化铟、氧化锡、氧化铒和氧化锌搭配，经成型烧结得到eitzo靶材显著的提高了eitzo靶材镀膜后的迁移率，提高了分辨率，并且降低了eitzo靶材的晶粒尺寸。本发明的eitzo靶材在控制低成本的前提下提高了eitzo靶材镀膜后的迁移率，提高了分辨率，并且降低了eitzo靶材的晶粒尺寸，本发明的eitzo靶材相对密度大于95％，抗压强度大于80mpa，靶材镀膜后的器件迁移率超过30cm2/(vs)，分辨率超过300ppi。
具体实施方式
[0028]
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0029]
实施例1
[0030]
作为本实施例的一种eitzo靶材，所述eitzo靶材包括氧化金属组合物，所述氧化金属组合物包括以下重量份的组分：52％氧化铟、26％氧化锡、6％氧化铒和16％氧化锌；
[0031]
所述eitzo靶材的制备过程包括：将所述氧化金属组合物压胚成型后烧结。
[0032]
本实施例的eitzo靶材的制备方法包括以下步骤：
[0033]
(1)将氧化铟、氧化锡、氧化铒、氧化锌按照重量配比，以及聚丙烯酸铵作为分散剂、纯水球磨4小时得到混合粉末，所述混合粉末的d50小于0.5μm，所述混合粉末的半峰宽小于0.5；
[0034]
(2)将所述混合粉末、粘结剂和去离子水混合搅拌分散2小时得到混合浆料，所述混合浆料的固含量(重量)为60％；所述粘结剂占氧化铟、氧化锡、氧化铒和氧化锌总重量的2％，所述浆料的ph为9～11；
[0035]
(3)将所述混合浆料喷雾干燥得到eitzo粉末，所述eitzo粉末的粒度小于200μm；喷雾干燥的温度为240℃；
[0036]
(4)将所述eitzo粉末在50mpa下压制得到素坯，在300mpa下冷等静压，得到相对密度为50.3％的素坯；压胚成型后得到素胚进行脱脂烧结，脱脂烧结的温度为：以0.3℃/min升温速度升温到150℃，150℃下保温1小时，以0.3℃/min升温速度升温到400℃；
[0037]
(5)将步骤(4)脱脂烧结后的产物进一步进行高温烧结，所述高温烧结的温度为以0.2℃/min升温至600℃保温2小时，0.2℃/min升温至800℃保温2小时，以0.2℃/min升温至1050℃保温2小时，0.2℃/min升温至1200℃保温2小时，以0.15℃/min升温至1500℃保温8小时得到所述eitzo靶材。
[0038]
实施例2
[0039]
作为本发明实施例的一种eitzo靶材，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述氧化金属组合物包括以下重量份的组分：50％氧化铟、25％氧化锡、8％氧化铒和17％氧化锌。
[0040]
实施例3
[0041]
作为本发明实施例的一种eitzo靶材，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述氧化金属组合物包括以下重量份的组分：50％氧化铟、26％氧化锡、7％氧化铒和17％氧化锌。
[0042]
实施例4
[0043]
作为本发明实施例的一种eitzo靶材，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述氧化金属组合物包括以下重量份的组分：55％氧化铟、20％氧化锡、9％氧化铒和16％氧化锌。
[0044]
实施例5
[0045]
作为本发明实施例的一种eitzo靶材，本实施例与实施例1的唯一区别为：
[0046]
所述步骤(4)中，在350mpa下冷等静压，得到相对密度为53.4％的素坯；
[0047]
所述步骤(5)中，将步骤(4)脱脂烧结后的产物进一步进行高温烧结，所述高温烧结的温度为以0.2℃/min升温至600℃保温2小时，0.2℃/min升温至850℃保温2小时，以0.2℃/min升温至1000℃保温2小时，0.2℃/min升温至1200℃保温2小时，以0.15℃/min升温至1550℃保温8小时得到所述eitzo靶材。
[0048]
实施例6
[0049]
作为本发明实施例的一种eitzo靶材，本实施例与实施例1的唯一区别为：
[0050]
所述步骤(4)中，在380mpa下冷等静压，得到相对密度为55.1％的素坯；
[0051]
所述步骤(5)中，将步骤(4)脱脂烧结后的产物进一步进行高温烧结，所述高温烧结的温度为以0.25℃/min升温至730℃保温2小时，0.25℃/min升温至900℃保温2小时，以0.25℃/min升温至1150℃保温2小时，以0.15℃/min升温至1530℃保温8小时得到所述eitzo靶材。
[0052]
实施例7
[0053]
作为本发明实施例的一种eitzo靶材，本实施例与实施例1的唯一区别为：
[0054]
所述步骤(4)中，在400mpa下冷等静压，得到相对密度为58.3％的素坯；
[0055]
所述步骤(5)中，将步骤(4)脱脂烧结后的产物进一步进行高温烧结，所述高温烧
结的温度为以0.15℃/min升温至850℃保温2小时，0.15℃/min升温至900℃保温2小时，以0.15℃/min升温至1050℃保温2小时，以0.15℃/min升温至1150℃保温2小时，以0.10℃/min升温至1550℃保温8小时得到所述eitzo靶材。
[0056]
效果例1
[0057]
1、对实施例的eitzo靶材进行测试，结果如表1所示。
[0058]
(1)使用阿基米德测密度法测密度，以真密度为基准，计算得到相对密度。
[0059]
表1eitzo靶材的性能
[0060][0061]
由表1可知，本发明的eitzo靶材晶粒尺寸低，相对密度大。
[0062]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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