一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材及其制备方法技术

本发明专利技术属于靶材技术领域，公开了一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材及其制备方法，该高密度高均匀性氧化锌铝靶材，由小粒径氧化锌铝粉末和大粒径氧化锌铝粉末混合得到混合粉体后依次经过模压

【技术实现步骤摘要】
一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及靶材
，具体涉及一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材
。

技术介绍

[0002]靶材是磁控溅射过程中的基本耗材，不仅使用量大，而且靶材质量的好坏对薄膜的性能起着至关重要的决定作用；靶材应用领域比较广泛，主要包括光学靶材
、
显示薄膜用靶材
、
半导体领域用靶材
、
记录介质用靶材
、
超导靶材等
。
其中半导体领域用靶材
、
显示用靶材和记录介质用靶材是当前使用最为广泛的三大靶材
。
[0003]为提升薄膜制备速率和保证薄膜的生长质量，溅射靶材要达到一定的指标要求；近年来，液晶显示
、
有源有机发光二极管显示以及柔性显示等平板显示技术迅猛发展，作为核心部件的薄膜晶体管
(TFT)
的重要性不言而喻；其中，基于氧化物半导体的
TFT
以其较高的迁移率
、
良好的电学均匀性
、
高的可见光透过性
、
较低的制备温度以及较低的成本等优势受到广泛的关注
。
[0004]氧化锌铝靶材就是用于制备薄膜晶体管的其中一种氧化物半导体原料，同时因为其因为价格低
、
原料易得
、
性能稳定的特定可以作为取代
ITO
的靶材应用于
TCO
薄膜领域，而氧化锌铝靶材的密度和均匀性是影响薄膜性能的重要因素，抗弯强度影响靶材的大尺寸化，以及靶材量产化生产
。
[0005]目前现有技术中关于氧化锌铝靶材的制备方法有
D1
：中国专利
202010451973.2
公开的一种氧化锌铝靶材及其制备方法，该专利技术以锌盐和铝盐为原料，通过共沉淀法制备氧化锌铝粉体，氧化锌铝粉体经预烧结
、
破碎
、
压制成型
、
二次烧结，得到氧化锌铝靶材，通过优化二次烧结曲线，能够有效去除靶材中的有机物，制备得到的靶材的相对密度不低于
98
％，碳含量不高于
105ppm
，电阻率小于9×
10
–2Ω
·
cm。
[0006]上述专利技术通过共沉淀法来制备氧化锌铝粉体然后制备氧化锌铝靶材，得到的靶材相对密度较高，且电阻率低，是性能较为优异的靶材，但是由于共沉淀法制备得到的氧化锌铝粉体粒径不均匀，导致氧化锌铝靶材的金相组织均匀性较低，不太能够满足目前高速发展的半导体需求
。
[0007]基于此，
D2
：中国专利
202110417139.6
提供了一种氧化锌铝靶材的制备方法，包括步骤：
(1)
将氧化锌
、
氧化铝
、
分散剂
、
粘结剂和水制备为混合浆料并消泡；并且控制浆料中氧化锌
、
氧化铝的平均粒径和粒径均一性；
(2)
将步骤
(1)
得到的混合浆料进行喷雾造粒，混料，并且控制氧化锌铝粉末的平均粒径和粒径均一性；
(3)
将步骤
(2)
得到的氧化锌铝粉末压力成型得到氧化锌铝靶坯；
(4)
将步骤
(3)
得到的氧化锌铝靶坯于
1300
～
1500℃
烧结
。
[0008]上述专利的氧化锌铝靶材的制备方法通过将氧化锌
、
氧化铝与分散剂
、
粘结剂制备为浆料，并且喷雾造粒并压制靶坯，通过控制氧化锌铝粉末
、
氧化锌的粒径以及均匀性显著改善了氧化锌铝靶材的品质，提高了氧化锌铝靶材的成分均匀性；但是其采用的粉体粒径非常细
。
[0009]上述专利有效解决了氧化锌铝靶材的成分均匀性不足的问题，但是并没有解决靶
材金相组织均匀性的问题，靶材的金相组织均匀性其实是靶材晶粒均匀性，由于上述专利采用的氧化锌铝粉末粒径太小，会导致靶材的边缘和靶材的中间部分晶粒生长不一，晶粒均匀性变差，同时靶材的抗弯强度变差，从而导致靶材用于溅射生产薄膜时会出现问题
。
[0010]因此需要研发一种能够提高氧化锌铝靶材的密度
、
金相组织均匀性和抗弯强度的制备方法，制备出综合性能好的氧化锌铝靶材
。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的之一在于，提供一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材，以解决现有技术中氧化锌铝靶材的密度
、
组织均匀性和抗弯强度等性能没有平衡提升，不足以满足目前溅射薄膜性能要求的问题
。
[0012]本专利技术另一目的在于，提供一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材的制备方法，能够制备出高密度
、
高均匀性且抗弯强度高的氧化锌铝靶材，综合性能优异，充分满足目前市场的需求
。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材，由小粒径氧化锌铝粉末和大粒径氧化锌铝粉末混合得到混合粉体后依次经过模压
、
冷等静压
、
脱脂热处理
、
烧结得到；其中小粒径氧化锌铝粉末占混合粉体质量的
30
％
‑
50
％，小粒径氧化锌铝粉末的粒径为
0.3
～
0.8
μ
m
，大粒径氧化锌铝粉末的粒径为1‑
1.5
μ
m
，且大粒径氧化锌铝粉末与小粒径氧化锌铝粉末的粒径之差＜
0.8
μ
m。
[0014]进一步的，所述小粒径氧化锌铝粉末由大粒径氧化锌铝粉末经过干法球磨得到
。
[0015]本专利技术还提供了一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材的制备方法，包括如下步骤：
[0016]步骤1：将氧化锌粉末
、
纯水和分散剂混合分散均匀，然后进行湿法研磨得到浆料一；
[0017]步骤2：往浆料一中加入氧化铝粉末
、
纯水和分散剂混合分散均匀，然后进行湿法研磨得到浆料二；
[0018]步骤3：往浆料二中加入粘结剂混合分散均匀，然后进行湿法研磨得到浆料三；
[0019]步骤4：将浆料三依次进行喷雾造粒
、
混料和筛分得到大粒径氧化锌铝粉末；
[0020]步骤5：取出部分大粒径氧化锌铝粉末进行干法球磨得到小粒径氧化锌铝粉末；
[0021]步骤6：将剩余的大粒径氧化锌铝粉末与步骤5得到的小粒径氧化锌铝粉末混合得到混合粉体；
[0022]步骤7：将混合粉体依次进行模压和冷等静压后得到氧化锌铝靶胚；
[0023]步骤8：将氧化锌铝靶胚以
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高密度高均匀性氧化锌铝靶材，其特征在于，由小粒径氧化锌铝粉末和大粒径氧化锌铝粉末混合得到混合粉体后依次经过模压
、
冷等静压
、
脱脂热处理
、
烧结得到；其中小粒径氧化锌铝粉末占混合粉体质量的
30
％
‑
50
％，小粒径氧化锌铝粉末的粒径为
0.3
～
0.8
μ
m
，大粒径氧化锌铝粉末的粒径为1‑
1.5
μ
m
，且大粒径氧化锌铝粉末与小粒径氧化锌铝粉末的粒径之差＜
0.8
μ
m。2.
根据权利要求1所述的高密度高均匀性氧化锌铝靶材，其特征在于，所述小粒径氧化锌铝粉末由大粒径氧化锌铝粉末经过干法球磨得到
。3.
一种如权利要求1或2所述的高密度高均匀性氧化锌铝靶材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将氧化锌粉末
、
纯水和分散剂混合分散均匀，然后进行湿法研磨得到浆料一；步骤2：往浆料一中加入氧化铝粉末
、
纯水和分散剂混合分散均匀，然后进行湿法研磨得到浆料二；步骤3：往浆料二中加入粘结剂混合分散均匀，然后进行湿法研磨得到浆料三；步骤4：将浆料三依次进行喷雾造粒
、
混料和筛分得到大粒径氧化锌铝粉末；步骤5：取出部分大粒径氧化锌铝粉末进行干法球磨得到小粒径氧化锌铝粉末；步骤6：将剩余的大粒径氧化锌铝粉末与步骤5得到的小粒径氧化锌铝粉末混合得到混合粉体；步骤7：将混合粉体依次进行模压和冷等静压后得到氧化锌铝靶胚；步骤8：将氧化锌铝靶胚以
0.1
‑
0.5℃/min
的升温速率升温至
400
‑
600℃
后保温3‑
8h
进行脱脂热处理；步骤9：将步骤8脱脂热处理后的氧化锌铝靶胚以
0.5
‑
3℃/min
的升温速率升温至
1200
‑
1600℃
后保温
10
‑
15h
进行烧结得到所述高密度高均匀性氧化锌铝靶材
。4.
根据权利要求3所述的高密度高均匀性氧化锌铝靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤1的具体操作为：将氧化锌粉末
、
纯水和分散剂加入到浆料桶内以
60
‑
200rpm/min
的转速混合分散
20
‑
40min
，然后打入砂磨机中以
12...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斯诗，李开杰，邵学亮，顾德盛，张兴宇，
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：