[发明专利]一种锡酸镉靶材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锡酸镉靶材及其制备方法，属于陶瓷靶材技术领域。该锡酸镉靶材的组成为Cd₂SnO₄和CdSnO₃，其中Cd₂SnO₄的含量大于95w％。本发明以SnO₂粉和CdO粉为原料粉制成的Cd₂SnO₄单相粉体为原料，采用热压烧结工艺，不添加任何添加剂，并且在热压工艺中采用两段式温度，进行低温真空烧结，高温氩气保护烧结，制得致密的锡酸镉陶瓷靶材。该靶材中Cd₂SnO₄含量大于95w％，相对密度达到80～95％，电阻率达到1～6×10^‑4Ω·cm。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷靶材及其制备方法，具体为一种锡酸镉靶材及其热压制备方法，属于陶瓷靶材技术领域。

背景技术

Cd₂SnO₄薄膜兼具宽带隙，低电阻率，高可见光透射率，载流子迁移率较高等优势。和SnO₂薄膜相比，Cd₂SnO₄薄膜具有更高的耐磨性和抗腐蚀性，同时具有较低的表面粗糙度并且特别稳定。和ITO薄膜相比，Cd₂SnO₄薄膜价格低廉，可降低薄膜太阳能电池的成本。同时Cd₂SnO₄与AZO等薄膜相比，其导电性和透光率更高，可以广泛应用于太阳能电池，透明电极及各种敏感器件领域，具有广阔的发展空间，尤其是在CdS/CdTe和CIGS薄膜太阳能装置的应用中具有明显的优势。现已发现，用Cd₂SnO₄透明导电薄膜替代SnO₂薄膜层可以提高薄膜太阳能面板的稳定性和性价比。

通常，溅射法制备Cd₂SnO₄薄膜的原材料包括合金靶(Cd-Sn)和氧化物靶材(Cd₂SnO₄)两种。利用金属靶进行反应溅射时，如果靶材表面发生氧化反应使得靶材表面结成一层氧化层，即表现为中毒。合金靶材的溅射过程中易出现中毒现象，而氧化物靶材具有良好的导电性能，能适用于直流溅射。目前，已有研究表明Cd₂SnO₄热压陶瓷靶溅射薄膜的电阻率较Cd-Sn合金靶材低。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种用于溅射透明导电薄膜的锡酸镉靶材及其制备方法。

一种锡酸镉靶材，其组成为：Cd₂SnO₄和CdSnO₃，其中Cd₂SnO₄的含量大于95w％。

该靶材中，主相为Cd₂SnO₄，微量的CdSnO₃，靶材的相对密度为80％-95％，靶材的电阻率为1～6×10^-4Ω·cm。

上述锡酸镉靶材的制备方法，其实现过程如下：以SnO₂粉和CdO粉为原料粉制成的Cd₂SnO₄单相粉体为原料，采用热压烧结工艺，所述的热压烧结工艺中不添加任何添加剂，并且本热压工艺中采用两段式温度，低温真空烧结，压力为100MPa，高温氩气保护烧结，制得致密的锡酸镉陶瓷靶材。

所述锡酸镉靶材的制备方法包括如下的具体步骤：

(1)称量纯度≥99％(质量％)的SnO₂粉和纯度≥99％(质量％)的CdO粉，混合；

(2)将上述混合原料放置于球磨罐中，球磨均匀后，煅烧，得到Cd₂SnO₄单相粉体；