一种高密度高迁移率氧化物靶材及其制备方法技术

发明专利技术属于新材料领域，公开了一种高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将构成氧化物靶材的氧化物原材料混合研磨制浆，并造粒得到造粒粉；步骤2：将造粒粉进行预压；步骤3：将预压产物进行热压得到素坯；步骤4：将素坯烧结即可得到氧化物靶材；所述热压的工艺为：在真空度≤10Pa的条件下，热压温度为400～700℃，升温速率为2℃/min，压力大小为300～400Mpa，保温加压时间为60～90min。本发明专利技术的首要目的在于提供一种高密度高迁移率氧化物靶材。此外本发明专利技术还提供了该靶材的制备方法。材的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度高迁移率氧化物靶材及其制备方法


[0001]本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种高密度高迁移率氧化物靶材及其制备方法。

技术介绍

[0002]本申请人在先提出了一项专利技术专利申请CN202111082716(D1)，公开了一种氧化物旋转靶材及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将氧化镨粉末、氧化镓粉末、氧化锌粉末和氧化铟粉末混合，加入分散剂、粘结剂、水和消泡剂球磨得到混合浆料；(2)将混合浆料进行喷雾造粒，得到氧化物转靶材用粉体；(3)将氧化物转靶材用粉体导入模具进行冷等静压成型，得到靶材坯体；(4)将靶材坯体进行脱脂热处理，冷却至常温后进行烧结处理，自然冷却后得到所述氧化物旋转靶材。
[0003]该方案得到的靶材的性能为：相对密度＜99％，迁移率30
‑
34cm2/V
·
s；
[0004]CN202011268698.7公开了一种氧化镍基陶瓷靶材材料的热压成型制备方法，包括以下步骤：A原料准备；B喷雾干燥；C将步骤B制得的混合粉体装入热压模具内；D对模具预加压、除气；E热压烧结：压强5
‑
100MPa，真空度0.1
‑
10Pa，烧结温度600
‑
950℃，保温时间2
‑
5h，升温速度0.5
‑
3℃/min；D保温结束，撤压，取出烧坯；E根据需要进行或不进行机加工。
[0005]该方案热压的结果是：相对密度最大可以达到99.6％。
[0006]可见采用热压烧结工艺，可将相对密度明显增大。但是该方案并未公开其对迁移率的影响。
[0007]所以，本案要解决的技术问题是：如何在保证高迁移率的前提下，提高靶材的相对密度。

技术实现思路

[0008]针对目前现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种高密度高迁移率氧化物靶材。
[0009]此外本专利技术还提供了该靶材的制备方法。
[0010]通过本专利技术的方法制备得到的靶材具有高密度高迁移率的特性。
[0011]具体方案如下：
[0012]一种高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法，包括如下步骤：
[0013]步骤1：将构成氧化物靶材的氧化物原材料混合研磨制浆，并造粒得到造粒粉；
[0014]步骤2：将造粒粉进行预压；
[0015]步骤3：将预压产物进行热压得到素坯；
[0016]步骤4：将素坯烧结即可得到氧化物靶材；
[0017]所述热压的工艺为：在真空度≤10Pa的条件下，热压温度为400～700℃，升温速率为1
‑
3℃/min，压力大小为300～400Mpa，保温加压时间为60～90min。
[0018]优选地，所述热压的工艺为：在真空度≤10Pa的条件下，热压温度为500～600℃，
升温速率为2℃/min，压力大小为350Mpa，保温加压时间为60～70min。
[0019]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法中，所述氧化物原材料由氧化镨、氧化铟、氧化镓和氧化锌组成，氧化镨、氧化铟、氧化镓和氧化锌的重量比为：0.1～8:40～92:10～28:10～25。
[0020]优选地，氧化镨、氧化铟、氧化镓和氧化锌的重量比为：0.5：55.6：15.8：14.3。
[0021]本专利技术的氧化物的比例也并不限于以上的比例，可以根据客户实际所需要的靶材的成分去进行比例调整。
[0022]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法中，所述氧化镨的纯度为4N、粒径为120～250nm；氧化铟的纯度为4N、粒径为120～250nm；氧化镓的纯度为4N、粒径为120～250nm；氧化锌的纯度为4N、粒径为120～250nm。
[0023]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法中，所述步骤1具体为：
[0024]将氧化物原材料混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；其中，混合浆料的粒径D50为0.1
‑
1μm；造粒粉的粒径介于15
‑
80μm之间。
[0025]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法中，所述步骤2具体为：
[0026]将造粒粉过筛装入模具后，再放入热压炉中进行预压，预压压力为30MPa。
[0027]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法中，所述步骤3具体为：
[0028]关闭热压炉的炉门，开启真空系统，进行抽真空，再进行热压得到素坯，其中，真空度≤10Pa后，热压温度为400～700℃，升温速率为2℃/min，压力大小为300～400Mpa，保温加压时间为60～90min。
[0029]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法中，所述步骤4具体为：
[0030]将素坯进行烧结得到高密度高迁移率氧化物靶材，其中，烧结气氛为空气气氛；先以1.0
‑
2.0℃/min的升温速度升温至800℃；再以1
‑
2℃/min的升温速度升温至1400
‑
1550℃，保温10
‑
15小时；最后以1.0
‑
1.5℃/min的降温速度降至室温。
[0031]此外，本专利技术还公开了一种高密度高迁移率氧化物靶材，采用如上任一所述的方法制备得到。
[0032]在上述的高密度高迁移率氧化物靶材中，所述氧化物靶材的相对密度≥99.4％；迁移率≥≥35cm2/V
·
s。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0034]本专利技术采用热压成型的技术制备高密度靶材素胚，从而制备出高密度的高迁移率靶材；
[0035]通过实验验证：热压成型技术可以得到高密度靶材素胚，但是保证材料的高迁移率，需要配合热压的压力、温度、时间，选择合适的压力、温度、时间才能达到迁移率、相对密度的协同。
具体实施方式
[0036]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0037]实施例1
[0038]称取0.5kg氧化镨，55.6kg氧化铟，15.8kg氧化镓以及14.3kg氧化锌备用；
[0039]将步骤(1)所称取的氧化镨、氧化铟、氧化镓和氧化锌氧化铟粉末进行混合研磨制
浆，得到粒径D50为0.681μm的混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到粒径D50为35.3μm的造粒粉；
[0040]将步骤(2)所得的造粒粉过80目筛网装入模具后，再放入热压炉中使用30MPa的压力进行预压，并保压15min；
[0041]步骤(3)完成后，关闭炉门，开启真空系统，进行抽真空，当真空度≤10Pa后，开始加热，以2℃/min的速率升温到500℃后，加压到350MPa，并保温保压60min，即可得到高密度靶材素胚。
[0042]将步骤(4)得到的高密度靶材素坯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将构成氧化物靶材的氧化物原材料混合研磨制浆，并造粒得到造粒粉；步骤2：将造粒粉进行预压；步骤3：将预压产物进行热压得到素坯；步骤4：将素坯烧结即可得到氧化物靶材；所述热压的工艺为：在真空度≤10Pa的条件下，热压温度为400～700℃，升温速率为1
‑
3℃/min，压力大小为300～400Mpa，保温加压时间为60～90min。2.根据权利要求1所述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法，其特征在于：所述氧化物原材料由氧化镨、氧化铟、氧化镓和氧化锌组成，氧化镨、氧化铟、氧化镓和氧化锌的重量比为：0.1～8:40～92:10～28:10～25。3.根据权利要求2所述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法，其特征在于：所述氧化镨的纯度为4N、粒径为120～250nm；氧化铟的纯度为4N、粒径为120～250nm；氧化镓的纯度为4N、粒径为120～250nm；氧化锌的纯度为4N、粒径为120～250nm。4.根据权利要求1所述的高密度高迁移率氧化物靶材的制备方法，其特征在于：所述步骤1具体为：将氧化物原材料混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；其中，混合浆料的粒径D50为0.1
‑
1μm；造粒粉的粒径介于15
‑
80μm之间。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开杰，邵学亮，李晴晴，王奇峰，钟小华，
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：