[发明专利]一种氧化铟锌靶材及其制备方法

说明书

本发明属于光电材料制备技术领域，公开了一种氧化铟锌靶材及其制备方法。所述氧化铟锌靶材由氧化铟和氧化锌组成，靶材中Zn与In的原子比为Zn/(Zn+In)＝18％～50％。所述制备方法为：将分散剂、氧化锌粉末和氧化铟粉末以及粘结剂加入到水中，搅拌分散均匀后经过湿法研磨，得到混合浆料；将所得混合浆料通过喷雾造粒，得到IZO粉末，然后经过干压和冷等静压后进行烧结，得到氧化铟锌靶材。本发明的IZO靶材具有高比例的ZnO加入量，并能够达到较高的致密度和导电性，可显著减少金属铟的使用量。

技术领域

本发明属于光电材料制备技术领域，具体涉及一种氧化铟锌靶材及其制备方法。

背景技术

透明导电氧化物(transparent conductive oxide，简称TCO)是一种重要的光电子功能材料，它对可见光具有很高的透过率，而对红外光具有很高的反射率，同时具有优良的导电性能。因此，TCO被广泛应用于太阳能电池、平板和液晶显示、发光二极管和热辐射反射镜等领域。锡掺杂氧化铟(Indiμm Tin Oxide，简称ITO)是当前应用最广泛的透明导电膜，该薄膜中氧化铟的质量含量达90％。众所周知，金属铟在地壳中含量稀少，为稀缺资源，价格昂贵；而且ITO在氢等离子体中不稳定。因此，必须开发新型的低铟含量透明导电膜来替代ITO。氧化锌原料来源丰富，价格便宜，无毒，在氢等离子体中具有很好的稳定性；是一种宽禁带半导体，对可见光具有高透过率，容易实现n型掺杂，而且经n型掺杂后的透明导电膜导电性能与ITO接近。因此，以氧化锌为基体进行掺杂的透明导电膜已经成为当前的研究重点，在很多领域有逐步取代ITO的发展趋势。目前铟锌氧化物(In₂O₃-ZnO：通常称作IZO)的靶材被广泛用于液晶显示装置的透明导电性薄膜或气体传感器等多个电子部件。

专利CN 109837512 A公开了种IZO靶材，具有如下的整体组成：含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.030～0.250、Sn/(In+Sn+Zn)＝0.002～0.080，余量由O和不可避免的杂质构成，该IZO靶材具有靶材组织，所述靶材组织中分散有通过FE-EPMA特定的、含有In、Sn和O的粒径为200nm以上的Sn偏析粒。专利CN 106187100 A公开了一种溅射靶，含有化合物In₂Ce_xZnO_4+2x，其中x＝0.5～2。该溅射靶由氧化铟(In₂O₃)、氧化铈(CeO₂)及氧化锌(ZnO)混合后烧结形成。

上述专利技术普遍采用Sn或Ce掺杂以改善IZO靶材的光电性能，但对于无掺杂的IZO靶材的相对密度及导电性的改善并未提出解决方案。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种氧化铟锌靶材。

本发明的另一目的在于提供上述氧化铟锌靶材的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种氧化铟锌靶材，由氧化铟和氧化锌组成；所述靶材中Zn与In的原子比为Zn/(Zn+In)＝18％～50％。

进一步地，所述氧化铟锌靶材的相对密度＞98.5％，电导率＞1350s/cm。

上述氧化铟锌靶材的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将分散剂、氧化锌粉末和氧化铟粉末以及粘结剂加入到水中，搅拌分散均匀后经过湿法研磨，得到混合浆料；

(2)将步骤(1)所得混合浆料通过喷雾造粒，得到IZO粉末；

(3)将所得IZO粉末经过干压和冷等静压后进行烧结，得到氧化铟锌靶材。

进一步地，所述氧化铟锌靶材的制备步骤如下：