[發明專利]一種氧化鎳基陶瓷靶材、薄膜及薄膜制備工藝

在審

• 申請號: 202011266655.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112624739A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張虎;高明;楊本潤;周麗麗
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學寧波創新研究院
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B35/622;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58
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本發明涉及一種陶瓷靶材材料、薄膜及薄膜制備工藝，包括氧化鎳和摻雜源元素，所述摻雜源元素的總質量分數不高于10％，所述摻雜源元素選自Li 0?6％、Na 0?0.3％、Mg 0?1.0％、Al 0?0.1％、Si 0?0.1％、K 0?0.15％、Zn 0?12％、Zr 0?1.5％、Mn 0?1.2％、Cu 0?10％、Cr0?1.2％、V 0?0.3％、W 0?10％、Ti 0?2.5％中的一種或幾種；其中陶瓷靶材材料的平均晶粒尺寸1?10μm，摻雜相尺寸0?800nm，致密度大于98％。制備得到的靶材材料的導電性、鍍膜工藝性能更好；制備得到的薄膜導電性良好且具有較大透射率。

技術領域

本發明涉及陶瓷靶材材料，尤其涉及一種氧化鎳基陶瓷靶材、薄膜及薄膜制備工藝。

背景技術

氧化鎳是一種具有3d最外電子結構的P型過渡族寬禁帶半導體材料，具有優良的化學穩定性和某些特殊的光電性能。目前發現氧化鎳薄膜具有巨大的應用潛力，包括P型透明導電薄膜、電致變色薄膜、催化薄膜、磁性薄膜等。

為了制備出上述薄膜，使用氧化鎳基陶瓷靶材采用磁控濺射等鍍膜方法來進行制備是具有應用前景的一個方向。但是現有技術的氧化鎳基陶瓷導電性不佳，從而使得制備得到的氧化鎳薄膜的導電性不佳，制約了氧化鎳薄膜在需要利用其導電性的應用領域的發展，例如P型透明導電薄膜、電致變色薄膜等。

并且，現有技術制備的靶材的鍍膜工藝性能也不佳，從而只能采用高成本射頻濺射設備、鍍膜過程不穩定、打火反濺射現象比較嚴重，造成薄膜的厚度不均勻，薄膜電性能不佳，染色性能不穩定，制膜成本過高。

因此需要一種導電性、鍍膜工藝性能更好的氧化鎳基陶瓷靶材、以及與其匹配相應的鍍膜制備工藝，制備得到導電性良好、具有較大透射率的氧化鎳基薄膜。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是針對現有技術的現狀提供一種導電性、鍍膜工藝性能更好的氧化鎳基陶瓷靶材材料。

本發明所要解決的第二個技術問題是針對上述靶材材料提供一種磁控濺射薄膜制備工藝。

本發明所要解決的第三個技術問題是提供一種導電性良好、具有較大透射率的氧化鎳基薄膜。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該種氧化鎳基陶瓷靶材，包括氧化鎳和摻雜源元素，所述摻雜源元素的總質量分數不高于10％，所述摻雜源元素選自Li、Na、Mg、Al、Si、K、Zn、Zr、Mn、Cu、Cr、V、W、Ti中的一種或幾種元素，且選擇對應元素的質量分數范圍為：Li元素的質量分數0-6％、Na元素的質量分數0-0.3％、Mg元素的質量分數0-1.0％、Al元素的質量分數0-0.1％、Si元素的質量分數0-0.1％、K元素的質量分數0-0.15％、Zn元素的質量分數0-12％、Zr元素的質量分數0-1.5％、Mn元素的質量分數0-1.2％、Cu元素的質量分數0-10％、Cr元素的質量分數0-1.2％、V元素的質量分數0-0.3％、W元素的質量分數0-10％、Ti元素的質量分數0-2.5％；平均晶粒尺寸1-10μm，摻雜相尺寸0-800nm，致密度大于98％。

對于本發明來說選擇選擇任意數量的摻雜源，且每種摻雜源之間以任意比例混合均能提高所制備的氧化鎳陶瓷的導電性，為了獲得更好的導電性：

優選的，所述摻雜源元素選自Li、Na、Mg、Al、Si、K、Zn、Zr、Mn、Cu、Cr、V、W、Ti中至少三種元素。