[发明专利]镓钼共掺杂铟锡氧化物陶瓷靶、透明导电薄膜及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种溅射靶材，以及由此靶形成的可广泛应用于触摸屏液晶显示屏、电致发光显示器、太阳能电池、薄膜晶体管、有机和无机半导体激光器、隔热节能玻璃等技术领域的高性能透明导电膜和它们的制备方法。

背景技术

透明导电氧化物(Transparent Conducting Oxide：TCO)薄膜是指对可见光(波长λ＝380-780nm)的光透过率高(＞80％)、电阻值(＜1×10^-3Ω·cm)的一类氧化物薄膜材料。目前，对于透明导电薄膜，世界上广泛采用的是掺锡(Sn)的氧化铟(In₂O₃)薄膜(Indium Tin Oxide：ITO)，由于ITO薄膜具有可见光区透射率高、红外光反射较强、电阻率低、与玻璃的附着力较强、耐磨性和化学稳定性好等特点，其制作工艺与制作设备已得到长足的发展，并且随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，高分辨率与大尺寸平面显示及太阳能电池中的TCO薄膜材料的需求也将与日俱增。但是ITO膜有许多待解决的问题存在，例如ITO材料的成本高昂，其中的主组成原料稀有铟金属，地壳中存量有限；ITO膜层结构比较单一，使得制成的膜层透过率较低，致使在光学级器件的应用中有制约性；ITO导电膜在还原气氛及相对高湿度空气环境下不稳定，无法满足这些领域的使用要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的缺陷，提供镓钼共掺杂铟锡氧化物(InSnGaMo)陶瓷靶及其制备方法和镓钼共掺杂铟锡氧化物(InSnGaMo)透明导电薄膜及其制备方法，本发明制备工艺简单、可重复性高、生产成本降低，制得的镓钼共掺杂铟锡氧化物(InSnGaMo)透明导电薄膜电阻率极低、热稳定性高、在空气中电学性能稳定、化学稳定性高且弱酸易刻蚀。

本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的，一种镓钼共掺杂铟锡氧化物陶瓷靶，其特征是将In₂O₃、SnO₂、Ga₂O₃、MoO₃粉体和无水乙醇混合，经球磨、预合成、再球磨、造粒、成型、烧结、退火，制得镓钼共掺杂铟锡氧化物陶瓷靶，组成该陶瓷靶的金属氧化物包含一种或多种选择自Ga_2.4In_5.6Sn₂O₁₆、In₂(MoO₄)₃或SnMo₂O₅立方体结构相的化合物；所述的镓钼共掺杂铟锡氧化物陶瓷靶相对密度为91-95％，电阻率最低为7.52×10^-4Ω·cm，最大晶粒尺寸为3.2μm。

上述镓钼共掺杂铟锡氧化物(InSnGaMo)陶瓷靶的制备方法，其特征是将重量比2∶3的In₂O₃、SnO₂、Ga₂O₃、MoO₃粉体和无水乙醇置于球磨机上湿磨10-14h，然后采用常压、空气烧结方式在580-630℃预合成9-11h，预合成后再次充分球磨23-25h，料浆喷雾干燥造粒，得到平均粒径43-47μm的靶材原料；采用粉末压片机在4-85Mpa的压力进行成型，压成坯体，将坯体在600℃、1100℃分别恒温2-4h，烧结18-22h，烧结时保持烧结温度为1300-1350℃，然后随炉冷却，制得镓钼共掺杂铟锡氧化物陶瓷靶；所述的In₂O₃、SnO₂、Ga₂O₃和MoO₃的重量比70-86∶0.1-15∶0.1-15∶0.1-10，所述的In₂O₃、SnO₂、Ga₂O₃、MoO₃粉体的平均粒径均为0.05-50μm。

所述的In₂O₃、SnO₂、Ga₂O₃、MoO₃粉体的纯度均大于或等于99.99％。