[發明專利]一種IGZO靶材的制備方法

有效

• 申請號: 201310669559.9
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103819178A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 何建進;黃誓成;陸映東
• 申請（專利權）人: 廣西晶聯光電材料有限責任公司
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B35/453;C04B35/622
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 韋微

技術領域

本發明涉及一種靶材的制備方法，特別是一種高性能IGZO靶材的制備方法。?

背景技術

把由In（銦）、Ga（鎵）、Zn（鋅）、O（氧）構成的半導體材料用于液晶顯示器和有機EL顯示器的像素驅動用晶體管（TFT：薄膜晶體管），可以大幅削減這些顯示器的耗電量。傳統的多晶硅薄膜晶體管的均一性差，制作工藝復雜；金屬氧化物IGZO?TFT遷移率高、均一性好、透明、制作工藝簡單，可以更好地滿足大尺寸液晶顯示器和有源有機電致發光的需求。由于IGZO的電子遷移率大約是a-Si?TFT的20～50倍，提高了背光的利用率，因此在分辨率上可以實現普通TFT屏幕的2倍以上。此外IGZO的電子遷移率超過傳統材料的40倍，這樣其也可以大大降低液晶屏幕的響應時間。而絕大部分的IGZO薄膜是由IGZO靶材濺射沉積所得，因此，高性能IGZO靶材的生產制作對于上述領域的發展具有十分重要的推動作用。?

現有IGZO靶材的制備方法主要是通過共沉淀法制備IGZO粉體，然后再進行造粒，壓制和燒結而獲得IGZO靶材，由于共沉淀法在多種金屬元素（超過兩種元素）沉淀的時候，沉淀不能同時進行，無法保證充分沉淀而導致成分比例失當，導致粉體的特性不穩定而且粉體的活性會較低，因此由這種方法獲得的IGZO粉體燒制出的靶材相對密度偏低，基本都是在90-95%，無法得到高相對密度的IGZO靶材（相對密度>98%）。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種可靠的IGZO靶材的制備方法，該方法可制備得到高性能IGZO靶材（相對密度>98%，導電性良好），彌補國內高性能IGZO靶材生產制作的空白。?

解決上述技術問題的技術方案是：一種IGZO靶材的制備方法，包括以下步驟：?

（1）將Ga₂O₃納米粉體、ZnO納米粉體與In₂O₃納米粉體按原子比In：Ga：Zn=1:?1~5:1~5均勻混合得到IGZO粉體，然后添加IGZO粉體質量1%-5%的粘結劑PVA進行造粒；

（2）將IGZO粉體裝入模具中在40～80MPa下壓制成型，將第一次成型的素坯，再用200-300MPa進行二次成型，然后以4-8MPa/?min進行卸壓，至常壓后取出成型好的素坯；

（3）將素坯放在燒結爐中進行燒結，燒結條件是指以不高于1℃/?min的升溫速率升溫，至1300～1550℃保溫燒結4～10小時，之后按降溫速率0.5～1℃/?min降溫至950～1050℃，之后自然降溫；得到IGZO靶材。

本發明的進一步技術方案是：所述的第一次成型是在液壓機中壓制成型，第二次成型是在冷等靜壓機中壓制成型。?

所述的燒結是在常壓燒結爐的氧氣氛圍中進行燒結。?

所述的燒結的升溫速率為0.3-1℃/?min。?

所述的Ga₂O₃納米粉體、ZnO納米粉體和In₂O₃納米粉體的純度為99.99%以上。?

本發明利用三種高分散性氧化粉體進行充分球磨混合均勻，即利用充分混合法獲取高燒結性能和高分散性的IGZO造粒粉，然后對燒結工藝進行優化控制，使得各種金屬原子均勻分散和充分燒結，得到高密度的IGZO靶材。本方法解決之前共沉淀法制備IGZO粉體的成分比例無法精準控制，粉體燒結活性偏低，獲得的靶材相對密度偏低的問題。?

采用本發明可以制備得到高性能IGZO靶材（高致密度、相對密度>98%，高導電性），彌補國內高性能IGZO靶材生產制作的空白。?

下面，結合實施例對本發明之一種IGZO靶材的制備方法的技術特征作進一步的說明。?

具體實施方式