[發明專利]一種高純度Ga2

有效

• 申請號: 201910994513.1
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110627481B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉文杰;鐘小華;童培云
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B35/622;C23C14/08;C23C14/34
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明高純度Ga₂O₃靶材的制備方法包括以下步驟：(1)造粒：將Ga₂O₃粉末進行造粒，并過篩處理；(2)壓坯：將過篩后的Ga₂O₃粉末裝入模具中機械壓制并冷等靜壓，制得素坯；(3)焙燒：將素坯放入燒結爐內，設置升溫速率為100～200℃/h，升溫至105～500℃進行保溫脫水，保溫脫水的時間為2～6h；脫水結束后，設置升溫速率為15～200℃/h，升溫至800～1200℃，保溫1～2h；然后設置升溫速率為15～60℃/h，升溫至最高溫度1300～1500℃，保溫4～20h；然后以200～300℃/h的速率降至室溫。本發明的制備方法不添加任何添加劑，在純水的作用下高溫燒結，不需要脫脂工藝，不產生任何廢氣，設備簡單、成本低、周期短，該方法能制備不同密度高純度的Ga₂O₃靶材。

技術領域

本發明涉及一種高純度Ga₂O₃靶材的制備方法，屬于材料技術領域。

背景技術

氧化鎵(Ga₂O₃)的別名是三氧化二鎵，Ga₂O₃是一種寬禁帶半導體， Eg＝4.9eV，其導電性能和發光特性長期以來一直引起人們的注意。Ga₂O₃是一種透明的氧化物半導體材料，在光電子器件方面有廣闊的應用前景，被用作于Ga 基半導體材料的絕緣層，以及紫外線濾光片，還可以用作O₂化學探測器。隨著信息科技、先進設備和新材料技術的迅速發展，使得其應用在光電導日盲探測器、光催化、透明導電顯示領域的研究熱度大增。

Ga₂O₃薄膜可以使用磁控濺射法、脈沖激光沉積法、分子束外延法、金屬有機化學氣相沉積法、溶膠凝膠法等方法制備。磁控濺射法由于具有沉積溫度低、沉積速率高、成膜質量好等優點，使得其成為制備大規模透明導電薄膜的主要方法。在濺射鍍膜過程中，使用靶材作為沉積薄膜的原材料，靶材的質量很大程度上決定著濺射成膜后薄膜的性能，制備出高致密的陶瓷靶材對濺射出優異性能的薄膜具有巨大的推動作用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種高純度Ga₂O₃靶材的制備方法，該方法不添加任何添加劑，在純水的作用下高溫燒結，不需要脫脂工藝，不產生任何廢氣，設備簡單、成本低、周期短，該方法能制備不同密度(4.00～5.77g/cm³)高純度的Ga₂O₃靶材。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種高純度Ga₂O₃靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)造粒：將Ga₂O₃粉末進行造粒，并過篩處理，得到過篩后的Ga₂O₃粉末；

(2)壓坯：將步驟(1)所得的過篩后的Ga₂O₃粉末裝入模具中機械壓制并冷等靜壓，制得素坯；

(3)焙燒：將步驟(2)所得的素坯放入燒結爐內，設置升溫速率為100～200℃ /h，升溫至105～500℃進行保溫脫水，保溫脫水的時間為2～6h；脫水結束后，設置升溫速率為15～200℃/h，升溫至800～1200℃，保溫1～2h；然后設置升溫速率為15～60℃/h，升溫至最高溫度1300～1500℃，保溫4～20h；然后以200～300℃/h 的速率降至室溫，即得高純度Ga₂O₃靶材。