[發明專利]一種鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶及其制備方法

在審

• 申請號: 202010971405.5
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112079626A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 文宏福
• 申請（專利權）人: 韶關市歐萊高新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B35/453;C04B35/50;C04B35/622;C23C14/08;C23C14/35
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林

本發明公開了一種鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶的制備方法，包括如下步驟：S1、將氧化鋁、氧化釹、氧化銦、氧化鋅加入水、粘結劑攪拌均勻、砂磨得到漿料；S2、將步驟S1所得漿料噴霧干燥得到造粒粉；S3、將步驟S2所得造粒粉冷等靜壓成型，得到旋轉靶素坯；S4、將旋轉靶素坯精修后脫脂燒結得到燒結坯；S5、將燒結坯與金屬背管邦定得到鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶；本發明公開了一種鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶。本發明制得的旋轉靶具有純度高，密度高，晶粒小的優點，用于G2.5?G11代線金屬氧化物TFT?LCD及TFT?OLED。

技術領域

本發明屬于磁控濺射技術領域，尤其涉及一種鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶及其制備方法。

背景技術

薄膜晶體管(Thin Film Transistor，簡稱TFT)，是一種用途廣泛的半導體器件，其目前主要應用在液晶顯示(LCD)中以驅動液晶排列變化、以及驅動有機發光顯示(OLED)像素發光。現在的TFT材料主要有非晶硅、多晶硅以及金屬氧化物三類。其中非晶硅TFT具有對光敏感、遷移率低和穩定性差的缺點；多晶硅TFT雖然有較高的遷移率，但是由于晶界導致其電學均勻性差，另外多晶硅制備溫度高以及生產成本較高，限制了其在平面顯示中的應用，金屬氧化物TFT具有遷移率高、均勻性好、透明度佳、工藝簡單等優點，在近年得到了廣泛的研究和快速的發展。

目前，用于制作金屬氧化物TFT有源層的材料大多為基于氧化銦、氧化鋅及兩者混合(In₂O₃、ZnO或IZO)摻雜的氧化物半導體材料。In₂O₃、ZnO或IZO都具有較高的載流子濃度，因而具備較強的電荷傳輸能力，可以有效驅動TFT器件工作，有利于在低溫或室溫工藝實現高性能金屬氧化物TFT。然而過高的載流子濃度也會帶來器件穩定性差和閉態電流難以抑制的問題。為了解決這個問題，行業中主流的方式是通過摻雜其他元素來對載流子濃度進行一定的抑制，其中以日本東京工業大學細野秀雄先生提出的鎵(Ga)摻雜技術，即銦鎵鋅氧化物(IGZO)，的研究和應用最為廣泛。然而，Ga元素的摻入使得載流子的遷移率降低幅度過高，在低溫或室溫工藝的情況下很難實現更高性能的金屬氧化物TFT，這不利于工藝溫度有限的柔性顯示器件實現更高性能的發展。

為了克服IGZO上述缺陷，同時也為發展中國自主知識產權、保護國家平面顯示超級市場，國內很多院校、企業和研究機構都將研究重點放在新一代金屬氧化物TFT的研究上來。其中華南理工大學的彭俊彪先生等(CN 102110718 A)公布了一種鋁釹銦鋅氧化物TFT的制備技術，按此技術制備的鋁釹銦鋅氧化物TFT具有工藝簡單、制備溫度低、遷移率高、電學穩定性好等優點，是一種非常有潛力的金屬氧化物TFT技術。

要實現大規模量產制作鋁釹銦鋅氧化物有源層TFT，需要用到關鍵性材料---大尺寸、高質量鋁釹銦鋅氧化物靶材。根據鍍膜廠商使用的鍍膜機組不同，磁控濺射靶材又分為平面靶材和旋轉靶材兩種。相比傳統的平面靶材，旋轉靶材具有利用率高，鍍膜連續性好，鍍膜成分均勻等優勢。目前國內在鋁釹銦鋅氧化物靶材還處在實驗室研究階段，未見有可大規模量產、大尺寸、高質量旋轉靶材的報導。

發明內容

基于背景技術所述技術問題，本發明提供了一種鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶的制備方法，制得的旋轉靶具有純度高，密度高，晶粒小的優點，用于G2.5-G11代線金屬氧化物TFT-LCD及TFT-OLED。

本發明中一種鋁釹銦鋅氧化物旋轉靶的制備方法，包括如下步驟：

S1、將氧化鋁、氧化釹、氧化銦、氧化鋅加入水、粘結劑攪拌均勻、砂磨得到漿料；

S2、將步驟S1所得漿料噴霧干燥得到造粒粉；

S3、將步驟S2所得造粒粉冷等靜壓成型，冷等靜壓的升壓速率為10-30Mpa/min，最大壓力為200-450Mpa，保壓時間為10-30min，降壓速率為30-60Mpa/min，得到旋轉靶素坯；