[發明專利]一種摻雜ZnS靶材的制備方法

在審

• 申請號: 202110273556.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113136552A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 曾成亮;文崇斌;朱劉;胡智向
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06;B22F3/14
• 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

本發明公開了一種摻雜ZnS靶材的制備方法，包括以下步驟：(1)將銀粉和硫化鋅粉體混合，球磨，過篩；(2)將步驟(1)所得粉體裝入模具中，放入真空熱壓爐里；(3)預壓；(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，升溫到700～1050℃，保溫20～60min，同時進行加壓，加壓壓力為90～150MPa，加壓時間為60～120min，冷卻，即得所述ZnS靶材。本發明通過在硫化鋅中摻雜Ag元素的方法，提高HP?ZnS靶材的導電性能；采用本發明所述方法制得的摻雜的ZnS靶材，其電阻率5000Ω.cm，密度98％g/cm³，可用于直流濺射法。

技術領域

本發明涉及一種靶材的制備方法，具體涉及一種摻雜ZnS靶材的制備方法。

背景技術

ZnS多晶作為一種紅外光學材料廣泛應用于空空、空地和地空導彈頭罩，紅外成像制導系統和紅外窗口等領域。制備硫化鋅多晶主要有氣相沉積法(CVD-ZnS)和熱壓法(HP-ZnS)，與CVD-ZnS相比，HP-ZnS具有優異的機械性能和光學性能，且制造成本低，制作效率高的特點。

濺射鍍膜是一種以高能量轟擊靶表面，使靶材發生濺射。在濺射粒子中，靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜的方法。采用熱壓法制備的ZnS不具備導電能力，很難通過濺射法進行使用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種摻雜ZnS靶材的制備方法。

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

(1)將銀粉和硫化鋅粉體混合，球磨，過篩；

(2)將步驟(1)所得粉體裝入模具中，放入真空熱壓爐里；

(3)預壓；

(4)成型：抽真空到＜10Pa，升溫到700～1050℃，保溫20～60min，同時進行加壓，加壓壓力為90～150MPa，加壓時間為60～120min，。冷卻，即得所述ZnS靶材。

本發明通過在硫化鋅中摻雜Ag元素的方法，提高HP-ZnS靶材的導電性能，可應用于直流濺射法中。采用本發明所述方法制得的摻雜的ZnS靶材，其電阻率5000Ω.cm，密度98％g/cm³，可用于直流濺射法。作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，所述銀粉在靶材中的含量為0.05wt％-0.3wt％。銀粉的摻雜量控制在0.05wt％-0.3wt％，如果銀粉摻雜量過少，電阻率將會過大，無法用于直流濺射，如果銀粉摻雜量過多，會影響沉積薄膜的性能。更優選所述銀粉在靶材中的含量為0.1～0.3wt％，在該范圍內得到的靶材對設備要求更低，使用范圍更廣，電阻率小于5000Ω.cm。綜合考慮電阻率和后續的沉積效果。更優選所述銀粉在靶材中的含量為0.2wt％。

作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，步驟(1)中，所述球磨的步驟具體為：在直徑為30mm、20mm和10mm的1:1:1重量混合的鋯球下球磨8～12小時，球料比為2～2.5:1。

作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，步驟(1)中，所述過篩為過200目篩。

作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，步驟(3)中，所述預壓的壓力為50～80MPa。

作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，步驟(4)中，所述升溫的過程中控制升溫速率為3～5℃/min。

作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，步驟(4)之后還包括對靶材進行CNC加工，切割到所需要的尺寸的步驟。

作為本發明所述摻雜ZnS靶材的制備方法的優選實施方式，步驟(4)中，所述冷卻的方式為隨爐降溫。