一种铟靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铟靶材及其制备方法。所述方法包括如下步骤：S1：将背板安装在模具中，然后预热模具；S2：在背板表面涂布铟靶材熔液，然后将铟靶材熔液浇铸入模具；S3：将装有铟靶材熔液的模具自中部向两端分区域冷却，得到凝固的靶材；S4：将凝固的靶材放入水中淬火，得到所述铟靶材。本发明专利技术采取分区域冷却和淬火结合的方式，一方面，本发明专利技术将铟靶材熔液自中间区域向两端冷却，保证在冷却的过程中将锁孔往两端排挤，确保靶材内部无缩孔影响靶材的质量。另一方面，提高了靶材的晶粒尺寸的均匀性，保证靶材溅射沉积厚度的均匀性。采用本发明专利技术所述靶材的制备方法制备的靶材纯度高，晶粒尺寸分布均匀，且靶材内部无缩孔。且靶材内部无缩孔。且靶材内部无缩孔。

【技术实现步骤摘要】
一种铟靶材及其制备方法


[0001]本专利技术属于靶材制备
，具体涉及一种铟靶材及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有的铟靶制备工艺中，通常是将铟熔液浇铸在模具中自然凝固后得到靶材。但这样的铟靶晶粒尺寸极为不均匀且杂乱，晶粒尺寸分布在25
‑
631μm，实验数据所得整体约有470％的偏差，会造成溅射时速度不一致，沉积的薄膜层非常不均匀。为此需要开发一种利用淬火原理的方法，控制铟靶晶粒尺寸均匀性就十分必要。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种铟靶材及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种铟靶材的制备方法，包括如下步骤：
[0006]S1：将背板安装在模具中，然后预热模具；
[0007]S2：在背板表面涂布铟靶材熔液，然后将铟靶材熔液浇铸入模具；
[0008]S3：将装有铟靶材熔液的模具自中部向两端分区域冷却，得到凝固的靶材；
[0009]S4：将凝固的靶材放入水中淬火，得到所述铟靶材。
[0010]本专利技术采取分区域冷却和淬火结合的方式，一方面，本专利技术将金属靶材熔液自中间区域向两端冷却，保证在冷却的过程中将锁孔往两端排挤，确保靶材内部无缩孔影响靶材的质量。另一方面，提高了靶材的晶粒尺寸的均匀性，保证靶材溅射沉积厚度的均匀性。采用本专利技术所述靶材的制备方法制备的靶材纯度高，晶粒尺寸分布均匀，且靶材内部无缩孔。
[0011]作为本专利技术的优选实施方式，所述分区域冷却具体为：将模具沿着长边分为n个区域，5≤n≤15，n为自然数；当n为单数时，其余区域温度保持不变，将第(n+1)/2的区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；其余区域温度保持不变，将第(n
‑
1)/2和第(n+3)/2区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；以此推类至整个模具中铟靶材熔液凝固为凝固的靶材；当n为双数时，其余区域温度保持不变，将第n/2和(n+2)/2的区域温度降至120℃，其余区域温度保持不变，待铟靶材熔液完全凝固后；其余区域温度保持不变，将第(n
‑
2)/2和第(n+4)/2区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；以此推至整个模具中铟靶材熔液凝固为凝固的靶材。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述S3中，水的温度为20
‑
22℃。
[0013]经过申请人大量的实验探索，当水的温度为20
‑
22℃范围时，经过淬火制备的靶材晶粒尺寸分布最均匀，晶粒尺寸分布在106
‑
153μm。
[0014]作为本专利技术的优选实施方式，所述S1中，将抛光处理的背板非浇铸区贴上胶布后，将背板安装在模具上，然后在背板与模具相连处涂抹密封胶。
[0015]所述胶布为聚酰亚胺胶布；所述聚酰亚胺胶布长期耐温150℃，短期耐温260℃；所
述胶布具有耐高温、耐久性，而且撕胶布时，物体表面不会残留胶，方便脱模。
[0016]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，将凝固的靶材脱模，去除胶布后，放入水中淬火。
[0017]作为本专利技术的优选实施方式，所述S1中，预热温度为180
‑
240℃。
[0018]本专利技术选用预热温度为180
‑
240℃，是为了保证靶材涂布在背板上的过程、靶材熔液浇铸在模具中以及靶材在凝固前均为熔融状态。
[0019]作为本专利技术的优选实施方式，所述S1中，将铟靶材在250
‑
300℃下熔融为铟靶材熔液。
[0020]作为本专利技术的优选实施方式，所述S2中，当背板表面温度为160℃以上，在背板表面涂布铟靶材熔液。
[0021]作为本专利技术的优选实施方式，所述涂布具体为：以5
‑
10mm/s的速率，在背板表面以直线运动方式从左往右、从右往左、从上往下或者从下往上的方式超声涂布铟靶材熔液；超声频率为25
‑
35KHZ。作为本专利技术的优选实施方式，所述S2中，使用铟靶材熔液将背板表面涂布的铟靶材熔液冲洗干净，然后将铟靶材熔液浇铸入模具。
[0022]因为背板在涂布铟靶材熔液后，背板表面上的铟靶材熔液会产生较高的铜含量，为使铜含量控制在1000ppm以下，有效地增加制备太阳能电池的转换效率，本专利技术使用新鲜的铟靶材熔液冲洗干净背板上第一次涂布的铟靶材熔液。
[0023]作为本专利技术的优选实施方式，所述S3中，将金属靶材熔液浇铸入模具后，使用筛网摩擦金属靶材熔液。
[0024]本专利技术使用筛网可以刮走铟靶材熔液中的氧化物；更优选地，所述筛网的尺寸为100目，能够有效分离氧化物和铟靶材熔液。
[0025]本专利技术相对于现有技术，具有如下有益效果：
[0026](1)本专利技术采取分区域冷却和淬火结合的方式，一方面，本专利技术将金属靶材熔液自中间区域向两端冷却，保证在冷却的过程中将锁孔往两端排挤，确保靶材内部无缩孔影响靶材的质量。另一方面，提高了靶材的晶粒尺寸的均匀性，保证靶材溅射沉积厚度的均匀性。
[0027](2)本专利技术使用新鲜的金属靶材熔液冲洗干净背板上第一次涂布的金属靶材熔液，再将金属靶材熔液浇铸于模具，有利于减少靶材的铜含量。
[0028](3)采用本专利技术所述靶材的制备方法制备的靶材纯度高，晶粒尺寸分布均匀，且靶材内部无缩孔。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1所述铟靶材的金相显微结构图；
[0030]图2为本专利技术对比例2所述铟靶材的金相显微结构图。
具体实施方式
[0031]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0032]实施例1
[0033]本实施例所述铟靶材的制备方法，包括如下步骤：
[0034]S1：将抛光处理的背板在非浇铸区贴胶布，然后将背板安装在模具上，在背板与模具相连处涂抹密封胶，在200℃下预热模具；将铟靶材在280℃下熔融为铟靶材熔液；
[0035]S2：当模具中背板表面的温度上升为160℃以上时，使用超声涂布机以8mm/s的速率，在背板表面以直线运动方式从左往右的方式涂布一层铟靶材熔液，超声频率为30KHZ；然后使用铟靶材熔液冲洗干净涂布的铟靶材熔液，冲洗干净后将铟靶材熔液浇铸入模具，使用100目的筛网刮走铟靶材熔液中的氧化物；
[0036]S3：将装有铟靶材熔液的模具沿着长边分为12个区域，自中部向两端分区域冷却，具体为：其余区域温度保持不变，将第6和7的区域温度降至120℃，待第6和7区域的铟靶材熔液完全凝固后；保持第1
‑
4和9
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12区域的温度不变，将第5和8区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；保持第1
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3和10
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12区域的温度不变，将第4和第9区域温度降至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铟靶材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将背板安装在模具中，然后预热模具；S2：在背板表面涂布铟靶材熔液，然后将铟靶材熔液浇铸入模具；S3：将装有铟靶材熔液的模具自中部向两端分区域冷却，得到凝固的靶材；S4：将凝固的靶材放入水中淬火，得到所述铟靶材。2.如权利要求1所述铟靶材的制备方法，其特征在于，所述分区域冷却具体为：将模具沿着长边分为n个区域，5≤n≤15，n为自然数；当n为单数时，其余区域温度保持不变，将第(n+1)/2的区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；其余区域温度保持不变，将第(n
‑
1)/2和第(n+3)/2区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；以此推类至整个模具中铟靶材熔液凝固为凝固的靶材；当n为双数时，其余区域温度保持不变，将第n/2和(n+2)/2的区域温度降至120℃，其余区域温度保持不变，待铟靶材熔液完全凝固后；其余区域温度保持不变，将第(n
‑
2)/2和第(n+4)/2区域温度降至120℃，待铟靶材熔液完全凝固后；以此推至整个模具中铟靶材熔液凝固为凝固的靶材。3.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁振耀，黄宇彬，阿南辛格迪欧达特，余飞，童培云，朱刘，
申请(专利权)人：先导薄膜材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：