一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌粉末混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；S2、将步骤S1所得的造粒粉依次进行模压和等静压成型得到靶材素坯；S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；其中，烧结包括：脱脂、烧成和降温三个阶段；S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工和邦定得到大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材；本发明专利技术还公开了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材。本发明专利技术采用模压和等静压成型工艺得到靶材素坯，采用脱脂、烧成和降温三个阶段烧结工艺，控制合理的烧结条件，提高了靶材均匀度，提高了大尺寸靶材的成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材及其制备方法
本专利技术属于磁控溅射
，尤其涉及一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材及其制备方法。
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，简称TFT)，是一种用途广泛的半导体器件，其最重要的用途是在显示器中用于驱动液晶排列变化、以及驱动OLED像素发光，从而实现图形的显示和快速响应。相对于目前主流的a-SiTFT(非晶硅)、LTPSTFT(低温多晶硅)工艺，近年来，金属氧化物TFT(简称，MOSTFT)具有迁移率高、均匀性好、透明度佳、工艺简单等优点，得到了广泛的研究和快速的发展，并已开始市场应用。目前，研究用于MOSTFT有源层的材料大多为基于氧化铟或氧化锌(In2O3、ZnO或IZO)掺杂的氧化物半导体材料。In2O3、ZnO或IZO都具有较高的载流子浓度，因而具备较强的电荷传输能力，可以有效驱动TFT器件工作，有利于以低温或室温工艺实现高性能的MOSTFT。但是，其过高的载流子浓度也会带来器件稳定性差和关态电流难以抑制的问题。针对此问题，行业中最主流的方式是通过稀土元素的掺杂实现对载流子浓度的抑制，目前应用较为广泛并已实现市场应用的是镓(Ga)元素掺杂工艺，即IGZOTFT。然而，Ga元素的掺入也使载流子的迁移率大幅降低，在仅采用低温或室温工艺的情况下难以制造出更高性能的MOSTFT，制约了在工艺温度有限的柔性显示器件方面的应用和发展。
技术实现思路
基于
技术介绍
所述技术问题，本专利技术提供了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，以氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌粉末为原料，采用模压和等静压成型工艺得到靶材素坯，采用脱脂、烧成和降温三个阶段烧结工艺，控制合理的烧结条件，提高了靶材均匀度，提高了大尺寸靶材的成品率。本专利技术提出的一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，包括如下步骤：S1、将氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；S2、将步骤S1所得的造粒粉依次进行模压和等静压成型得到靶材素坯；S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；其中，烧结包括：脱脂、烧成和降温三个阶段；S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工和邦定得到大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材。优选地，步骤S1中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的质量比0.1-5：0-5：50-95：5-50。优选地，步骤S1中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的纯度为99.99％及以上。优选地，步骤S1中，混合浆料的粒径D50为0.1-1μm。优选地，步骤S1中，造粒粉的粒径D50为5-60μm。优选地，步骤S2中，模压的压力为20-60MPa，等静压的压力为100-500MPa。优选地，步骤S2中，模压的时间为30-60s，等静压的时间为120-480s。优选地，步骤S3中，脱脂阶段为：在空气气氛中，以0.2-0.8℃/min的升温速度升温至500℃，保温6-12小时。优选地，步骤S3中，烧成阶段为：在氧气气氛中，以0.2-0.8℃/min的升温速度升温至1000℃，保温3-8小时；再以1.5-2.5℃/min的升温速度升温至1450-1550℃，保温5-12小时。优选地，氧气纯度为99.5％。优选地，步骤S3中，降温阶段为：在惰性气体气氛中，以1.0-1.5℃/min的降温速度降至500℃；停止通入惰性气体，以1.0-1.5℃/min的降温速度降至室温。本专利技术还提供了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材，采用所述大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法制得。本专利技术中以氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌为原料，先以混合球磨制浆和喷雾造粒获得成分均匀的造粒粉，然后采用模压和等静压成型工艺得到大尺寸、低缺陷的靶材素坯，采用脱脂、烧成和降温三个阶段烧结工艺，控制合理的烧结条件，获得高密度的靶材，并提高了靶材均匀度，提高了大尺寸靶材的成品率。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本专利技术，而不是用于对本专利技术进行限定，任何在本专利技术基础上所做的修改、等同替换等均在本专利技术的保护范围内。实施例1一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，包括如下步骤：S1、将18.8g氧化钕、28.2g氧化铝、4183g氧化铟和470g氧化锌混合研磨制浆得到粒径D50为0.56μm的混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到粒径D50为21.3μm的造粒粉；其中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的纯度均为99.99％，粒径D50分别为0.35μm、0.22μm、0.52μm、0.75μm；S2、将步骤S1所得的造粒粉在30MPa压力下模压30s，然后在180MPa压力下等静压120s，成型得到靶材素坯；S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；具体烧结过程包括：脱脂阶段：在空气气氛中，以0.3℃/min的升温速度升温至500℃，保温6小时；烧成阶段：在氧气气氛中，以0.5℃/min的升温速度升温至1000℃，保温6小时；再以2.0℃/min的升温速度升温至1480℃，保温8小时；降温阶段：在惰性气体气氛中，以1.5℃/min的降温速度降至500℃，停止通入惰性气体，以1.5℃/min的降温速度降至室温；S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工至目标尺寸，经抛光和清洗后，与靶材背板邦定，获得尺寸为φ300*6mm的钕铝铟锌氧化物平面靶材。实施例1所得钕铝铟锌氧化物平面靶材的相对密度为99.75％。实施例2一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，包括如下步骤：S1、将118g氧化钕、177g氧化铝、26255g氧化铟和2950g氧化锌混合研磨制浆得到粒径D50为0.52μm的混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到粒径D50为25.8μm的造粒粉；其中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的纯度均为99.996％，粒径D50分别为0.35μm、0.25μm、0.42μm、0.34μm；S2、将步骤S1所得的造粒粉在45MPa压力下模压60s，然后在450MPa压力下等静压480s，成型得到靶材素坯；S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；具体烧结过程包括：脱脂阶段：在空气气氛中，以0.25℃/min的升温速度升温至500℃，保温8小时；烧成阶段：在氧气气氛中，以0.4℃/min的升温速度升温至1000℃，保温8小时；再1.2℃/min的升温速度升温至1525℃，保温12小时；降温阶段：在惰性气体气氛中，以1.0℃/min的降温速度降至500℃，停止通入惰性气体，以1.0℃/min的降温速度降至室温；S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工得到840*360*10mm尺寸，经抛光和清洗后，与靶材背板邦定，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；/nS2、将步骤S1所得的造粒粉依次进行模压和等静压成型得到靶材素坯；/nS3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；其中，烧结包括：脱脂、烧成和降温三个阶段；/nS4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工和邦定得到大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材。/n

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；
S2、将步骤S1所得的造粒粉依次进行模压和等静压成型得到靶材素坯；
S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；其中，烧结包括：脱脂、烧成和降温三个阶段；
S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工和邦定得到大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材。


2.根据权利要求1所述的大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，步骤S1中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的质量比0.1-5：0-5：50-95：5-50。


3.根据权利要求1或2所述的大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，步骤S1中，混合浆料的粒径D50为0.1-1μm。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，优选地，步骤S1中，造粒粉的粒径D50为5-60μm。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，步骤S2中，模压的压力为25-60MPa，等静压的压力为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：文宏福，李鹏，
申请(专利权)人：韶关市欧莱高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44