[發(fā)明專利]一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310731271.X
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN103643207A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康明生;崔娜;齊夢強(qiáng);朱輝;吳潔;岳子云
• 申請（專利權(quán)）人: 河北東同光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/34
• 分類號(hào): C23C14/34;C23C14/06
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含氧化鋅摻鋁的陶瓷靶材成型的制備方法。

背景技術(shù)

ZAO是ZnO摻Al₂O₃陶瓷，摻雜比一般為98：2～90：10，ZnO是一種具有六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)的直接帶隙寬禁帶n型半導(dǎo)體材料，ZnO基薄膜具有壓敏性、壓電性、透明導(dǎo)電性、光電性等優(yōu)良性質(zhì)。在ZnO體系中摻雜Al₂O₃制成ZAO透明導(dǎo)電薄膜，其薄膜導(dǎo)電性能大幅提高，而且具有可同ITO相比擬的光電特性。ZAO薄膜的制備簡便，元素資源豐富無毒，逐漸成為ITO薄膜最佳替代者。目前市場多為平面靶材，但是平面靶材利用率較低，僅為20%-30%，隨著技術(shù)的不斷更新，人們發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)靶材360°靶面可被均勻?yàn)R射，利用率高達(dá)80%。現(xiàn)在薄膜太陽能電池的度電成本仍然較高，社會(huì)迫切需要技術(shù)的進(jìn)步來降低光伏發(fā)電的成本，因此，旋轉(zhuǎn)靶鍍膜技術(shù)會(huì)成為今后生產(chǎn)薄膜電池的重要發(fā)展方向。

目前，ZAO旋轉(zhuǎn)靶材主要是噴涂技術(shù)，但是傳統(tǒng)的噴涂方法的最大缺陷是靶材密度低，只有理論密度的80%，導(dǎo)致濺射時(shí)容易打火、掉渣，影響濺射質(zhì)量和降低成品率，同時(shí)設(shè)備的投入也比較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前制備ZAO旋轉(zhuǎn)靶材采用噴涂方法設(shè)備投入大，制備的靶材密度低的技術(shù)問題，而提供的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法。

本發(fā)明的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法是按以下步驟進(jìn)行：

一、粉體初壓成型：將模具置于壓力機(jī)上，在ZAO粉體與模具接觸面涂上二硫化鉬粉末，裝入ZAO粉體后，在2～10MPa壓強(qiáng)下壓制成粗坯。

二、真空熱壓燒結(jié)：將步驟一中壓制成的粗坯連同模具一起移入真空熱壓爐內(nèi)，抽真空至真空度為5～50Pa；加壓至15～40MPa后，均勻升溫至1100～1400℃，保溫保壓2～6小時(shí)；然后降溫至100℃以下出爐，得到ZAO旋轉(zhuǎn)靶材粗品。

其中，步驟二中所述的保溫保壓時(shí)溫度為1100～1400℃，壓強(qiáng)為15～40MPa，是為了保證靶材的相對密度達(dá)到99%以上；

步驟二中所述的降溫至100℃以下出爐，是為了保證靶材脫模比較容易。

可選的，所述的步驟一中壓制成粗坯的壓強(qiáng)為3～9MPa。

可選的，所述的步驟二中將粗坯連同模具一起移入真空熱壓爐內(nèi)后，抽真空至真空度為10～48Pa。

可選的，所述的步驟二中將粗坯連同模具一起移入真空熱壓爐內(nèi)后，抽真空至真空度為12～45Pa。

可選的，所述的步驟二中保溫保壓時(shí)，保持的壓強(qiáng)為16～37MPa。

可選的，所述的步驟二中保溫保壓時(shí)，保持的溫度為1120～1380℃。

可選的，所述的步驟二中保溫保壓時(shí)，保持的溫度為1140～1350℃。

可選的，所述的步驟二中保溫保壓的時(shí)間為2.5～5.5小時(shí)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其制備的ZAO旋轉(zhuǎn)靶材可一次成型，燒結(jié)過程不需要經(jīng)過脫脂等工序，方法簡便易行，而且燒結(jié)時(shí)間也大大降低，提高效率，節(jié)省成本。

2、本發(fā)明的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其是在真空加壓狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)，因此能降低燒結(jié)的溫度，縮短燒結(jié)時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

3、本發(fā)明的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其是在加壓的狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)，制得的ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的致密性很好。

4、本發(fā)明的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法，其制備過程不需要添加任何助劑。

5、根據(jù)本發(fā)明的一種高性能ZAO旋轉(zhuǎn)靶材的制備方法制得的ZAO旋轉(zhuǎn)靶材，其密度高，電阻率小；采用阿基米德法測定靶材的相對密度不低于99.3%，優(yōu)選方案可以使制得靶材的相對密度達(dá)到99.8%，采用四針探測儀法測得靶材的電阻率為2*10^-4～9*10^-4Ω·cm。

具體實(shí)施方式

通過以下實(shí)施例來驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：

實(shí)施例一：