[发明专利]一种溅镀用IZO掺杂靶材及其制备方法

说明书

本发明属于半导体材料制备技术领域，公开了一种溅镀用IZO掺杂靶材及其制备方法。所述IZO掺杂靶材由氧化铟、氧化锌和掺杂氧化物组成；所述IZO掺杂靶材中Zn与In的原子比为Zn/(Zn+In)＝0.1％～7％；所述掺杂氧化物为氧化钽、氧化铈、氧化钛、氧化锗或氧化镓。所述制备方法为：将氧化铟粉末、氧化锌粉末、掺杂氧化物粉末与水、分散剂和粘结剂混合制浆，得到浆料；将所得浆料进行喷雾造粒，得到造粒粉末，然后经过干压和冷等静压后，进行常压烧结，得到所述溅镀用IZO掺杂靶材。本发明IZO掺杂靶材具有较低的ZnO加入量，且掺杂元素具有更多的选择，同时能够达到较高的致密度和导电性。

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，具体涉及一种溅镀用IZO掺杂靶材及其制备方法。

背景技术

氧化物半导体薄膜具有高电子迁移率、高透光率和低生长温度的优异特性，有望取代传统的硅基薄膜晶体管，成为下一代显示技术驱动器件。在已知的氧化物半导体薄膜中，非晶态IZO薄膜又是最优异的材料之一。现今，IZO薄膜主要采用磁控溅射进行制备，该方法需要使用高性能的IZO靶材，而IZO靶材的相对密度、微结构等性质又对溅射薄膜性能的影响关系密切。因此，要想得到高性能的a-IZO，首先需要获取高品质的IZO靶材。

为了改善IZO靶材中的性能，现在技术进行了多种改善；通过向IZO靶材中共掺入Ga、Sn和Nb元素，得到了更高致密度、抗压强度和导电性的靶材。

如专利CN 113651598 A公开了一种IZO掺杂靶材，所述靶材的靶胚由下列质量份数的氧化物烧结而成：In₂O₃ 90份、ZnO 8份、Ga₂O₃ 1-1.5份、SnO₂ 1-1.5份、Nb₂O₅ 0.01-1份。所得IZO掺杂靶材具有较高的纯度和致密度，强度、导电率等性能较佳。专利CN113735564A公开了一种Nb掺杂IZO靶胚，所述靶胚由下列质量份数的氧化物烧结而成：In₂O₃90份、ZnO 8份、Nb₂O₅ 0.01-0.1份。通过调整掺杂配方及制备方法来克服ZnO的固有缺陷，从而提高IZO靶材的性能。

上述掺杂靶材仍存在ZnO添加量过多，且掺杂元素选择性不多。因此，有必要提供一种降低ZnO加入量，掺杂元素选择多样，且靶材致密度、导电性等性能较佳的IZO掺杂靶材及制备方法。

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溅镀用IZO掺杂靶材。

本发明的另一目的在于提供上述溅镀用IZO掺杂靶材的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种溅镀用IZO掺杂靶材，由氧化铟(In₂O₃)、氧化锌(ZnO)和掺杂氧化物组成；所述IZO掺杂靶材中Zn与In的原子比为Zn/(Zn+In)＝0.1％～7％；所述掺杂氧化物为氧化钽、氧化铈、氧化钛、氧化锗或氧化镓。

进一步地，所述IZO掺杂靶材的质量百分含量组成为：氧化铟95.58％～99.74％，氧化锌0.06％～4.22％，掺杂氧化物≤0.2％。

进一步地，所述IZO掺杂靶材相对密度大于98.5％，电阻率＜5mΩ﹒cm，50～300nm的气孔＜10个/2600μm²。

上述溅镀用IZO掺杂靶材的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将氧化铟粉末、氧化锌粉末、掺杂氧化物粉末与水、分散剂和粘结剂混合制浆，得到浆料；

(2)将步骤(1)所得浆料进行喷雾造粒，得到造粒粉末；