[發(fā)明專利]一種EIGZO靶材的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011326595.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112390622A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文杰;鐘小華;童培云;朱劉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 先導(dǎo)薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/01
• 分類號(hào): C04B35/01;C04B35/622;C04B35/63;C23C14/08;C23C14/35
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發(fā)明提供了一種EIGZO靶材的制備方法，屬于靶材領(lǐng)域。本發(fā)明以氧化銦粉末作為基體材料，通過(guò)添加氧化鉺對(duì)半導(dǎo)體內(nèi)的載流子濃度進(jìn)行調(diào)控，不僅提高了氧化物半導(dǎo)體的穩(wěn)定性，而且鉺離子的摻雜量較低，可保證In的5s電子軌道完整性，確保高遷移率的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)將氧化銦、氧化鉺、氧化鎵和氧化鋅復(fù)配，進(jìn)一步提高氧化物半導(dǎo)體的光穩(wěn)定性；另外，采用先不通入氧氣燒結(jié)，再通入氧氣燒結(jié)的方式，提高了所得EIGZO靶材的相對(duì)密度，進(jìn)一步確保氧化物半導(dǎo)體具有更好的遷移率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于靶材領(lǐng)域，具體涉及一種EIGZO靶材的制備方法。

背景技術(shù)

磁控濺射技術(shù)是制備高性能薄膜材料的重要技術(shù)，應(yīng)用于各種高端電子行業(yè)。磁控濺射制備的氧化物薄膜晶體管(TFT)有源層，具有良好的遷移率和穩(wěn)定性，可滿足高分辨LCD、AMOLED、電子紙等高端顯示的需求，并且相比于LTPS有源層，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、均勻性好等優(yōu)勢(shì)。但是，目前商用的氧化物半導(dǎo)體的遷移率仍低于LTPS技術(shù)，而且靶材依賴進(jìn)口，核心專利掌握在外國(guó)企業(yè)手中，原材料自主可控程度低。

氧化物半導(dǎo)體的遷移率與其靶材性能密切相關(guān)，如何提高靶材性能成為當(dāng)今攻克的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種EIGZO靶材的制備方法，所得EIGZO靶材相對(duì)密度高，平均晶粒尺寸小，抗彎強(qiáng)度大，由其制得的氧化物半導(dǎo)體的遷移率能達(dá)到LTPS技術(shù)水平。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種EIGZO靶材的制備方法，包括以下制備步驟：

(1)將氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鉺粉末、氧化鋅粉末、分散劑和水混合，球磨，得到第一混合漿料；

(2)在所述第一混合漿料中加入粘結(jié)劑，混勻，得到第二混合漿料；

(3)將所述第二混合漿料進(jìn)行噴霧干燥，得到EIGZO粉粒；

(4)將所述EIGZO粉粒置于模具中進(jìn)行壓制，得到素坯，再將素坯進(jìn)行冷等靜壓；

(5)將經(jīng)冷等靜壓處理后的素坯以0.1～0.5℃/min的速率升溫至150～400℃進(jìn)行脫脂燒結(jié)；

(6)繼續(xù)以0.1～0.5℃/min的速率升溫至500～1300℃進(jìn)行燒結(jié)；

(7)通入氧氣，并繼續(xù)以0.1～0.5℃/min的速率升溫至1300～1580℃進(jìn)行燒結(jié)，冷卻，即得所述EIGZO靶材。

上述制備方法以高遷移率氧化物半導(dǎo)體——In₂0₃作為基體材料，通過(guò)摻雜入少量鉺元素對(duì)半導(dǎo)體內(nèi)的載流子濃度進(jìn)行調(diào)控。鉺元素和氧的斷鍵能高達(dá)700kJ/mol以上，可與氧形成更強(qiáng)的化學(xué)鍵，有助于抑制半導(dǎo)體薄膜中氧空位的產(chǎn)生，控制載流子濃度，提高氧化物半導(dǎo)體的穩(wěn)定性。同時(shí)，較強(qiáng)的氧斷鍵能，可以大大降低鉺離子的摻雜量，可保證In的5s電子軌道完整性；在保證穩(wěn)定性的同時(shí)，也確保了高遷移率的優(yōu)勢(shì)。另外，通過(guò)在能隙中引入光生載流子復(fù)合中心(即氧化銦、氧化鎵、氧化鉺和氧化鋅的復(fù)合)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高器件的光穩(wěn)定性。

同時(shí)，上述制備方法采用先不通入氧氣燒結(jié)，再通入氧氣燒結(jié)的方式，提高了所得EIGZO靶材的相對(duì)密度，進(jìn)一步確保由EIGZO靶材制得的氧化物半導(dǎo)體具有更好的遷移率。

上述制備方法所得EIGZO靶材，不僅相對(duì)密度在99％以上，平均晶粒尺寸為10μm，抗彎強(qiáng)度≥80MPa，而且遷移率和穩(wěn)定性能達(dá)到LTPS技術(shù)水平，由其進(jìn)行鍍膜后的器件遷移率30cm²/(Vs)，分辨率300PPI，亮度未700cd/m²，色域100％。