[发明专利]稀土离子掺杂ITO靶材的制备方法

说明书

本发明提供一种稀土离子掺杂ITO靶材的制备方法，属于ITO靶材领域，通过粉末真空上料‑粉末粗磨‑‑粉末精磨‑粉末纳米级砂磨‑浆料配胶‑喷雾造粒‑混合过筛制得ITO靶材的粉末，再进行干压、冷等静压成型‑素坯进行车削加工‑烧结‑机加工‑绑定检测，通过添加稀土氧化物粉体，解决了高铟锡比ITO靶材致密度不高、容易开裂的问题，提高了薄膜的载流子迁移率，可以更好地应用于太阳能电池行业。

技术领域

本发明涉及ITO靶材领域，尤其涉及一种稀土离子掺杂ITO靶材的制备方法。

背景技术

氧化铟锡靶材（ITO）靶材薄膜由于具有高透过率、低阻抗、高耐候性等优良特点，因此被广泛应用于太阳能、液晶显示、触摸屏、半导体显示器件等领域。而ITO靶材是磁控溅射制备ITO薄膜材料的主要原材料。太阳能电池行业需要的ITO靶材薄膜需要具备电阻率较低、载流子迁移率高、透光率较高，膜层均匀性好等特征。可以通过调整氧化铟和氧化锡的比例制备出不同比例的ITO靶材，以实现对ITO薄膜的性能控制，如方电阻、透过率、载流子浓度、载流子迁移率等。但随着ITO靶材中的氧化锡含量不断减少，将靶材烧结致密的难度越来越高，这是因为氧化锡熔点低于氧化铟。可以通过在ITO靶材制备中加入稀土氧化物粉体，包括但不仅限于Pr2O5、Y2O3等，可以有效提高ITO靶材薄的载流子迁移率，同时可以提高靶材的致密度，降低开裂率，提高产品的成品率。目前对于ITO靶材掺杂稀土离子缺少相应的工艺方法，需要一种稀土离子掺杂ITO靶材的制备方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种稀土离子掺杂ITO靶材的制备方法，通过粉末真空上料-粉末粗磨--粉末精磨-粉末纳米级砂磨-浆料配胶-喷雾造粒-混合过筛制得ITO靶材的粉末，再进行干压、冷等静压成型-素坯进行车削加工-烧结-机加工-绑定检测，通过添加稀土氧化物粉体，解决了高铟锡比ITO靶材致密度不高、容易开裂的问题，提高了薄膜的载流子迁移率，可以更好地应用于太阳能电池行业，解决了背景技术中出现的问题。

本发明的目的是提供一种稀土离子掺杂ITO靶材的制备方法，

步骤一：在预混合罐中加入定量的水，氧化铟和氧化锡粉体按90-97：3-10的质量比进行混合，再加入0.1-1.0wt.%的稀土氧化物粉体，之后倒入真空上料机中进行自动上料；

步骤二：上料完成后，开启预混罐搅拌桨，进行粗磨；粗磨完成后，将浆料打到砂磨第一个储料罐，开启精磨砂磨机主机，进行自循环精磨；精磨完成后，将ITO浆料使用隔膜泵打到第二个储料罐中，开启纳米级砂磨机进行纳米级砂磨，同时加入分散剂；

步骤四：砂磨完成后进行过筛，过筛目数200-400目，将过筛后的浆料转到配胶罐中，加入粘结剂和消泡剂，搅拌2H，搅拌速度400rpm/min；

步骤五：搅拌完成后，对ITO浆料进行造粒，造好粒的ITO粉末进行混合，分级过筛，最终得到一次粒径、和二次粒径的ITO粉末；

步骤六：将粉体进行成型处理，通过将粉体装入模具中进行干压、冷等静压成型；将成型好的素坯进行车削加工至规定形状；

步骤七：将加工好的素坯放入烧结炉进行脱脂、常压烧结得到靶材，之后对靶材进行机加工：切割、磨边、磨内外圆。

进一步改进在于：所述步骤七烧结为：

（1）以5℃/min的升温速率升温至600℃，保温2-5h，通入氧气流量为8L/min；

（2）以1.5℃/min的升温速率升温至1250-1400℃，保温8h，通入氧气流量为12L/min；

（3）以0.3℃/min的升温速率升温至1600-1650℃，保温10-20h，通入氧气流量为16L/min；

（4）以5℃/min的降温速率降升温至1250-1400℃，通入氧气流量为16L/min；

（5）随后停止通氧，自然冷却至室温。

进一步改进在于：所述粗磨锆珠直径5-10mm，研磨时间4-20小时，搅拌机速度50-100rpm。