一种锌镉氧靶材及其制备方法技术

本申请属于靶材生产技术领域，公开了一种锌镉氧靶材的制备方法，该方法通过一次混料

【技术实现步骤摘要】
一种锌镉氧靶材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及靶材制备
，尤其涉及一种锌镉氧靶材及其制备方法
。

技术介绍

[0002]ZnO
的禁带宽度为
3.37eV
和激子束缚能为
60meV
，是制备半导体发光二极管和激光器的理想材料
。ZnO
基器件设计的一个重要步骤是实现其能带调节从而制备量子阱结构
。
为实现
ZnO
的能带调节，
ZnMgO、ZnCdO
以及
ZnSO
等合金薄膜的制备尤为重要
。
通过
Cd
的合金化形成的
ZnCdO
薄膜可以实现
ZnO
的带边发光从紫外到蓝光甚至绿光波段范围内可调
。
因此，
ZnCdO
基异质结或量子阱结构是实现
ZnO
基光电器件应用必不可少的
。
制备薄膜的一个重要方法是溅射镀膜；
[0003]而提及溅射镀膜，目前主要有两种方式：一种称为离子束溅射，指真空状态下用离子束轰击靶材表面，使溅射出的粒子在基体表面成膜，该工艺较为昂贵，主要用于制取特殊的薄膜；
[0004]另一种称为阴极溅射，主要利用低压气体放电现象，使处于等离子状态下的离子轰击靶材表面，溅射出的粒子沉积在基体上，阴极溅射采用平行板电极结构，膜料物质做成的大面积靶为阴极，支持基体的基板为阳极，安装于钟罩式真空容器内；可见，在现有技术中，无论是溅射镀膜还是阴极溅射，靶材均是镀膜过程中的重中之重
。
[0005]中国专利申请
200910153430.6
公开了一种镉锌氧合金薄膜及其制备方法，通过磁控溅射法在衬底上制备出镉锌氧薄膜，并且，该方案还公开了镉锌氧陶瓷靶材合金靶材或镉锌氧陶瓷靶材的制备方法；
[0006]并且，观察该方案的实施例可见，该方案中的镉锌氧合金靶是通过对镉
、
锌颗粒进行混合
、
压制制得；同时，观察该方案的性能测试结果可以看到，该方案更多的是对最终得到的镉锌氧合金薄膜的性能进行优化和测试，而对于镉锌氧合金靶材的优化及测试并未过多的提及
。
[0007]中国专利申请
201611179676.7
公开了一种氧化铌靶材及其制备方法，该方案将五氧化二铌粉和铌粉混合均匀，在氧气氛围或空气氛围下于
600
～
800℃
煅烧
0.5
～
3h
，得到预处理粉体；将预处理粉体在保护气体氛围下于
900
～
1200℃
在石墨模具中热压烧结
0.5
～
1h
，得到氧化铌靶材，氧化铌靶材的化学式为
Nb2O
x
，
4.0≤x≤4.9
，其中石墨模具提供还原性氛围；
[0008]通过上述方案制得的氧化铌靶材的化学式为
Nb2O
x
，
4.0≤x≤4.9
，该氧化铌靶材致密性高，气孔率低，且靶材表面平整无坑点，其密度高达
4.57g/cm3。
该氧化铌靶材的导电率高，电阻率为2×
10
‑3～8×
10
‑3Ω
·
cm
；
[0009]与此同时，我们仔细观察上述方案不难发现，该方案更加期望于制备出一种氧含量较小的氧化铌靶材，该氧化铌靶材的化学式为
Nb2O
x
，
4.0≤x≤4.9
，相对于五氧化二铌而言，其氧含量明显有所降低，一方面，使氧含量降低的原因是原料为五氧化二铌与铌粉的混合物，另一方面，烧结过程中，石墨模具提供的还原气氛也使得靶材中的氧含量有所下降；
[0010]可见，在上述方案中，石墨模具所提供的还原气氛是有益于上述方案的氧化铌靶材的制备的，但当我们对氧化物靶材中的氧含量的期望值较高时，石墨模具所提供的还原气氛便成了不利条件，因为石墨模具的还原气氛无疑会消耗氧化物靶材中的氧元素，进而导致氧元素的含量下降，从而使我们在氧含量较高的氧化物靶材时，对氧含量更加的不易掌控；
[0011]而如果采用陶瓷模具时，由于陶瓷的特殊性，其在高温烧结过程中可能会向靶材中引入新的杂质，因此，陶瓷模具更加适合压制法制备靶材
。
[0012]本方案需要解决的问题：如何提供一种氧含量更加容易控制的锌镉氧靶材的制备方法
。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是提供一种锌镉氧靶材的制备方法，该制备方法通过在真空热压前通过补氧烧结的方法，提升了二次混合粉末中的氧含量，借此抵消后续真空热压过程中，石墨模具对二次混合粉末中氧元素的消耗，进而使得锌镉氧靶材中的氧含量更加可控
。
[0014]为实现上述目的，本申请公开了一种锌镉氧靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1：将氧化锌粉末
、
氧化镉粉末按
90
～
99.9
：
0.1
～
10
的质量比混合，得到一次混合粉末；
[0016]步骤2：将步骤1制得的混合粉末置于管式气氛炉中烧结，得到烧结块体；其中，烧结过程中通入氧气，氧气的流量为5～
10L/min
，烧结过程的升温速率为
10
～
15℃/min
，烧结温度为
900
～
1000℃
；
[0017]步骤3：将步骤2的烧结块体破碎
、
过筛，得到二次混合粉末；
[0018]步骤4：将二次混合粉末进行真空热压
2.5
～
4h
，随后冷却
、
脱模
、
机加工，得到锌镉氧靶材
。
[0019]优选地，步骤1具体包括：
[0020]将氧化锌粉末
、
氧化镉粉末按
90
～
99.9
：
0.1
～
10
的质量比导入球磨机中混合，球磨的转速为
80
～
110r/min。
[0021]优选的，步骤1中，球磨机内的球料的质量比为1：2～
4。
[0022]优选地，氧化锌粉末的纯度大于或等于
4N
，氧化镉粉末的纯度大于或等于
4N。
[0023]优选地，步骤4具体包括：
[0024]将步骤3制得的二次混合粉末放入真空度小于或等于
10Pa
的真空热压炉中，先以8～
12℃/min
的升温速率升温至
900
～
1000℃
保温
2.5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锌镉氧靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将氧化锌粉末
、
氧化镉粉末按
90
～
99.9
：
0.1
～
10
的质量比混合，得到一次混合粉末；步骤2：将步骤1制得的混合粉末置于管式气氛炉中烧结，得到烧结块体；其中，烧结过程中通入氧气，氧气的流量为5～
10L/min
，烧结过程的升温速率为
10
～
15℃/min
，烧结温度为
900
～
1000℃
；步骤3：将步骤2的烧结块体破碎
、
过筛，得到二次混合粉末；步骤4：将二次混合粉末真空热压
2.5
～
4h
，随后冷却
、
脱模
、
机加工，得到锌镉氧靶材
。2.
根据权利要求1所述的锌镉氧靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：将氧化锌粉末
、
氧化镉粉末按
90
～
99.9
：
0.1
～
10
的质量比导入球磨机中混合，球磨的转速为
80
～
110r/min。3.
根据权利要求2所述的锌镉氧靶材的制备方法，其特征在于，步骤1中，球磨机内的球料的质量比为1：2～
4。4.
根据权利要求1所述的锌镉氧靶材的制备方法，其特征在于，所述氧化锌粉末的纯度大于或等于
4N
，所述氧化镉粉末的纯度大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：文崇斌，朱刘，童培云，
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：