一种低氧化锡含量制造技术

本发明专利技术公开了一种低氧化锡含量

【技术实现步骤摘要】
一种低氧化锡含量ITO靶材及制备方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及材料
，具体涉及一种低氧化锡含量
ITO
靶材及制备方法
。

技术介绍

[0003]氧化铟锡（
ITO
）薄膜是锡掺杂的氧化铟材料，
ITO
薄膜具有优异的透明和导电性能，被广泛应用于显示面板的薄膜晶体管和彩色滤光片
、
电容式触摸屏
、
发光二极管
、
有机物发光二极管
、
薄膜太阳能电池等，制备薄膜太阳能电池透明电极的核心材料就是磁控溅射镀膜的
ITO
靶材
。
[0004]ITO
薄膜中的载流子浓度和迁移率对太阳能电池性能都有影响，载流子迁移率决定电子在透明电极中的迁移速度快慢，进而影响太阳能电池光生电子
‑
空穴的输运行为，这些过程会显著影响太阳能电池的转换效率等性能
。
锡掺杂量（通过氧化锡方式）直接影响
ITO
靶材中载流子的浓度和迁移率，从而影响靶材的电阻率
。
异质结太阳能电池需要高电子迁移率的
ITO
薄膜，降低氧化锡的掺杂量可以提高薄膜中的载流子迁移率，从而有助于提高太阳能电池的性能
。
[0005]通常，
ITO
靶材的烧结温度接近
1600℃
，烧结时间4‑6小时才能达到
99%
以上的致密性
。
降低氧化锡掺杂量后，
ITO
靶材会变得异常难烧致密，致密度不够的靶材在磁控溅射时会中毒产生结瘤，导致靶材不能使用，所制备的薄膜也不具有优异的光电性能
。
这时，为了提高氧化锡靶材的烧结密度，通常采用提高烧结温度的办法，但是会导致晶粒长大，降低靶材的力学强度，不利于焊接绑定和溅射使用
。

技术实现思路

[0006]为提高
ITO
薄膜中的载流子迁移率，需要降低
ITO
靶材中氧化锡的掺杂量，如此会带来
ITO
靶材致密度下降，为保证致密度则需要提高烧结温度，如此又会带来靶材的晶粒长大，降低其力学强度，同时也增加了能耗
。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种低氧化锡含量的
ITO
靶材，同时还提供了该靶材的制备方法
。
[0008]本专利技术通过在靶材中引入二氧化硅和二氧化钛成分，使其嵌入氧化铟晶格促进致密度，同时烧结过程中中间固溶体液相的形成达到了烧结温度的降低
。
另外，本专利技术在靶材的整个制备过程中增加了一个制备高密度素坯步骤，进一步降低了靶材的烧结温度
。
[0009]本专利技术提供的低氧化锡含量
ITO
靶材，其中掺杂了
0.02wt%
±
10%
的二氧化硅和
0.25wt%
±
10%
的二氧化钛，氧化锡在氧化铟
、
氧化锡两者中的重量占比为1‑
3。
[0010]所述低氧化锡含量
ITO
靶材，其制备方法包括以下步骤：（1）称取氧化铟和氧化锡粉末，其中氧化锡粉末重量占比1‑3；再另外添加
0.02wt%
±
10%
的二氧化硅和
0.25wt%
±
10%
的二氧化钛，以无水乙醇为溶剂，球磨后烘干
。
[0011]（2）加入
40wt%
的乙酸再次充分研磨，获得浆料
。
[0012]（3）浆料置于模具中，缓慢加压至
200
‑
300MPa
，升温至
400℃
±
10%
，保温保压1‑2小时，得到
ITO
素坯
。
[0013]（4）
ITO
素坯在氧化气氛
、1400
‑
1550℃
温度下烧结，得到低氧化锡含量
ITO
靶材
。
[0014]本专利技术的技术特点和有益效果：（1）通过添加二氧化硅和二氧化钛，在烧结过程中固溶于氧化铟晶格且可以形成中间液相促进低氧化锡含量
ITO
靶材的烧结致密化
。
[0015]（2）通过高压低温措施制备高密度素坯，有利于降低
ITO
靶材的烧结温度，使晶粒生长均匀，避免出现大晶粒现象，提高
ITO
靶材力学强度
。
[0016]（3）使用本专利技术的低氧化锡含量
ITO
靶材，可以提高
ITO
薄膜中的载流子迁移率
。
具体实施方式
[0017]通过下面给出的实施例和对比例，可以充分理解本专利技术的技术方案，以及相对于现有技术展现出的有益效果
。
[0018]实施例1：（1）氧化铟粉末和氧化锡粉末以重量比
97:3
的配比，另外添加
0.02 wt%
二氧化硅和
0.25 wt%
二氧化钛球磨
6 h
，转速
360 r/min
，球料比
5:1
，使用无水乙醇作为溶剂，球磨后获得的浆料，在
80℃
下，烘干
24 h
，之后进行研磨过
150
目网筛，得到流动性良好的氧化铟锡粉体
。
[0019]（2）称取
2.5 g
上述得到的氧化铟锡粉末，加入乙酸溶液，添加量为粉末重量的
40%
，在研钵中充分研磨，获得的浆料转移至高压磨具中，在初始阶段缓慢加压至
200 MPa
，保持压力不变，温度为
400 ℃
，保温
1 h
，得到素坯
。
[0020]（3）将素坯在常压
、
氧气气氛下于微波烧结炉中进行烧结，获得致密
ITO
靶材
。
烧结温度为
1550℃
，保温时间为
120 min
，在升温到
1000℃
时通入氧气，烧结结束并自然降温到
1000 ℃
时停止通氧气
。
[0021]实施例2：
(1)
氧化铟粉末和氧化锡粉末以重量比
97:3
的配比，另外添加
0.02wt%
二氧化硅和
0.25wt%
二氧化钛球磨
6 h
，转速
360 r/min
，球料比
5:1
，使用无水乙醇作为溶剂，球磨后获得的浆料，在
80℃
下，烘干
24 h...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低氧化锡含量
ITO
靶材，其特征在于，所述
ITO
靶材中，掺杂了
0.02wt%
±
10%
的二氧化硅和
0.25wt%
±
10%
的二氧化钛，氧化锡在氧化铟
、
氧化锡两者中的重量占比为1‑
3。2.
一种低氧化锡含量
ITO
靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）称取氧化铟和氧化锡粉末，其中氧化锡粉末重量占比1‑3；再另外添加
0.02wt%
±
10%<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许积文，王倓，徐华蕊，朱归胜，
申请(专利权)人：南宁桂电电子科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：