一种IGZO靶材的制备方法与流程

本发明涉及陶瓷靶材，具体涉及一种igzo靶材的制备方法。

背景技术：

1、igzo(indium gallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)靶材是一种用于沉积薄膜的材料，常用于液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)等电子器件中。igzo靶材的致密度是衡量其质量和性能的关键参数。高致密度意味着靶材在制造过程中缺陷较少，孔隙率低，从而能提供更均匀和稳定的薄膜沉积。一般来说，igzo靶材的致密度应达到99.9％以上，以确保在沉积过程中稳定性和高质量的薄膜形成。

2、igzo靶材主要用于射频磁控溅射(rf magnetron sputtering)工艺中，以在基板上沉积igzo薄膜。igzo薄膜由于其优良的电子迁移率、低功耗和高透明度，被广泛应用于显示器和其他电子器件中。igzo的主要成分包括铟(in)、镓(ga)和锌(zn)，其氧化物形式具有较好的导电性和稳定性。

3、igzo靶材的制备通常涉及高纯度原料的混合和高温烧结过程，以形成均匀致密的靶材块。致密度高的igzo靶材能有效减少在溅射过程中由于靶材缺陷导致的薄膜质量问题，提高沉积过程的效率和薄膜的性能。如何通过优化igzo靶材原材料的选择和工艺条件，从而提高靶材的致密度，成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题和不足，本发明提供一种igzo靶材的制备方法，该制备方法通过减少颗粒之间的间隙，提升松装密度，进而提升静压后的素坯密度及烧结后的靶材致密度。

2、具体地，本发明提供一种igzo靶材的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1，采用摩尔质量比例为1:2:1的in2o3粉体、zno粉体、ga2o3粉体混合后采用球磨工艺制备形成第一批次浆料和第二批次浆料，其中，所述第一批次浆料固含量为55-67wt％，所述第二批次浆料固含量为46-55wt％；

4、步骤2，分别将所述第一批次浆料和所述第二批次浆料干燥造粒，制备得到平均粒径不同的第一批次颗粒和第二批次颗粒，其中，所述第一批次颗粒的平均粒径小于等于21μm，所述第二批次颗粒的平均粒径大于等于3μm；

5、步骤3，将所述第一批次颗粒与所述第二批次颗粒混合后采用模压-冷等静压制备得到靶材素坯；

6、步骤4，将步骤3所得靶材素坯采用烧结工艺制备得到igzo靶材。

7、优选的，所述步骤1中，制备第一批次浆料和第二批次浆料时，加入粘结剂和分散剂，所述粘结剂含量为0.8-1.2wt％，所述分散剂含量为0.3wt-2wt％。

8、优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种。

9、优选的，所述分散剂为聚乙烯吡络烷酮。

10、优选的，所述步骤2中，采用喷雾干燥法造粒；

11、所述第一批次浆料进行干燥造粒时：压缩空气流速为1.3m3/min-1.7m3/min、浆料供给速率为10ml/min-13ml/min、干燥温度为180℃-220℃；

12、所述第二批次浆料进行干燥造粒时：压缩空气流速为1.9m3/min-2.5.m3/min、浆料供给速率为7ml/min-9ml/min、干燥温度为180℃-220℃。

13、优选的，步骤2中，所述第一批次颗粒的平均粒径为15μm-21μm，所述第二批次颗粒的平均粒径为3μm-5μm。

14、优选的，步骤3中，所述第一批次颗粒与所述第二批次颗粒的质量比例为4:10-7:10。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明在球磨工艺中制备固含量不同的两个批次浆料，并分别利用两个批次的浆料造粒，造粒得到的颗粒平均直径不同，且平均直径较大的颗粒批次的直径不超过21μm，能够避免形成的颗粒产生严重凹陷，平均直径较小的颗粒批次的直径不小于3微米，能够避免形成的颗粒流动性差的缺点；平均直径不同的两批次按照混合后能够减少颗粒之间的间隙，提升松装密度，并提升静压后的素坯密度及烧结后的靶材致密度。

技术特征：

1.一种igzo靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的igzo靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备第一批次浆料和第二批次浆料时，加入粘结剂和分散剂；

3.根据权利要求2所述的igzo靶材的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的igzo靶材的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡络烷酮。

5.根据权利要求1所述的igzo靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，采用喷雾干燥法造粒；

6.根据权利要求1所述的igzo靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述第一批次颗粒的平均粒径为15μm-21μm，所述第二批次颗粒的平均粒径为3μm-5μm。

7.根据权利要求1所述的igzo靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述第一批次颗粒与所述第二批次颗粒的质量比例为4:10-7:10。

技术总结本发明涉及陶瓷靶材技术领域，具体涉及一种IGZO靶材的制备方法，包括以下步骤：步骤1，分别制备由In2O3粉体、ZnO粉体、Ga2O3粉体混合形成的第一批次纳米粉体浆料和第二批次纳米粉体浆料，所述第一、二批次纳米粉体浆料固含量分别为55‑67wt％、46‑55wt％；步骤2，将第一批次浆料和第二批次浆料干燥造粒，制备平均粒径不同的第一批次颗粒和第二批次颗粒；步骤3，将所述第一批次颗粒与所述第二批次颗粒混合后采用模压‑冷等静压制备得到靶材素坯；步骤4，将步骤3所得靶材素坯采用烧结工艺制备得到IGZO靶材。该制备方法通过减少颗粒之间的间隙，提升松装密度，进而提升静压后的素坯密度及烧结后的靶材致密度。技术研发人员：李心然,王东旭,王永超,王伟涛,赵泽良受保护的技术使用者：河南东微电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14