一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种IGZO靶材及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属氧化物靶材料
，具体涉及一种
IGZO
靶材及其制备方法
。

技术介绍

[0002]IGZO
代表铟镓锌氧化物
(Indium Gallium Zinc Oxide)
，是一种半导体材料，通常用于制备薄膜晶体管
(TFTs
，
Thin
‑
Film Transistors)。IGZO
薄膜晶体管在显示技术中得到广泛应用，特别是在高分辨率的液晶显示屏和
OLED(
有机发光二极管
)
显示屏中
。IGZO
材料通常通过物理蒸发或化学气相沉积等方法制备
。
靶材是制备这些薄膜晶体管的关键部分，其成分与所需的
IGZO
材料一致
。
制备过程中，薄膜晶体管的性能和特性与靶材的质量和纯度有关
。
[0003]然而随着显示技术朝着超高清
、
高刷新率
、
低功耗和高透明等方向的发展
,
对
TFT
的迁移率和稳定性提出了更高的要求
。
当前规模量产应用
IGZO
的
TFT
迁移率只有
10cm2﹒V
‑1﹒s
‑1左右，还面临着在负偏压光照应力
(NBIS)
下严重的阈值电压漂移的问题，难以满足未来显示的需求
。
因此，提高
TFT
迁移率和
NBIS
稳定性成为氧化物半导体材料迫切需要解决的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种
IGZO
靶材及其制备方法，以解决
IGZO
靶材稳定性低的问题
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种
IGZO
靶材，按质量百分比，包括如下原料：
[0007]Ga2O3：
18
‑
30
％；
[0008]ZnO
：
40
‑
55
％；
[0009]In2O3：
15
‑
30
％；
[0010]Tb4O7：
0.8
‑2％；
[0011]粘结剂：
0.5
‑1％；
[0012]分散剂：
0.5
‑1％；
[0013]上述粘结剂，通过如下步骤制备：
[0014]将大豆分离蛋白加入去离子水中，超声分散，升温至
80℃
搅拌
30min
，降温至
50℃
，加入氨基功能化羧甲基纤维素水溶液，氮气氛围，搅拌，加入过硫酸铵溶液，反应
2h
，加入
CaCl2溶液，搅拌
30min
，得到粘结剂
。
[0015]进一步地，大豆分离蛋白
、
去离子水
、
氨基功能化羧甲基纤维素
、
过硫酸铵溶液和
CaCl2溶液的用量比为
2g
：
50mL
：
4mL
：
2mL
：
1.5mL
；其中氨基功能化羧甲基纤维素水溶液的质量分数为6‑
10
％，过硫酸铵溶液的质量分数为
2.5
％，
CaCl2溶液的质量分数为
0.5
％
。
[0016]进一步地，氨基功能化羧甲基纤维素通过如下步骤制备：
[0017]将
POSS
‑
NH2和羧甲基纤维素水溶液加入甲醇中，搅拌，加入氢氧化钠溶液，搅拌均
匀，得到氨基功能化羧甲基纤维素
。
选用
POSS
‑
NH2作为处理剂的目的是引入更多氨基，便于后续反应
。
[0018]进一步地，
POSS
‑
NH2、
羧甲基纤维素水溶液
、
甲醇和氢氧化钠溶液的用量比为
2g
：
1.6mL
：
50mL
：
2mL
；其中羧甲基纤维素水溶液的质量分数为5％，氢氧化钠溶液的
pH
值为
12。
[0019]进一步地，上述分散剂，通过如下步骤制备：
[0020]将丙烯酸
、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸和甲基丙烯酸羟乙酯加入去离子水中，
50℃
下冷凝回流，氮气保护，加入过硫酸铵，
70℃
下反应
3h
，氢氧化钠溶液调节溶液
pH
为7‑8，得到分散剂
。
[0021]分散剂中的单体甲基丙烯酸羟乙酯具有羟基基团，在研磨过程中它能有效地与原料颗粒表面相互作用，吸附在颗粒表面，使颗粒呈分散态，从而促进颗粒破碎，因此，分散剂对原料颗粒具有更好的分散和助磨效果
。
[0022]进一步地，丙烯酸
、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸
、
甲基丙烯酸羟乙酯
、
去离子水和过硫酸铵用量比为
4.5g
：
13g
：
1g
：
50mL
：
0.4g。
[0023]本专利技术还提供了一种
IGZO
靶材的制备方法，包括如下步骤：
[0024]第一步
、
将
In2O3、Tb4O7、Ga2O3、ZnO、
分散剂
、
粘接剂
、
球磨介质和纯水加入球磨机中，球磨
36h
，得到
IGZO
混合浆料；将
IGZO
混合浆料置于雾化造粒机中，喷雾干燥，得到干燥造粒粉；
[0025]第二步
、
采用模压
‑
等静压成型方式，干燥造粒粉模压3‑
5min
，脱模，等静压成型，得到
IGZO
靶材素坯；
[0026]第三步
、
将
IGZO
靶材素坯进行烧结，以脱脂升温速率，升温至脱脂温度，使素坯完全脱脂；再以烧结升温速率，升温到烧结温度，氧气氛围，保温
6h
，降温，得到
IGZO
靶材
。
[0027]进一步地，球磨介质为氧化锆，尺寸为
0.2
‑
3mm...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
IGZO
靶材，其特征在于，按质量百分比计，包括如下原料：
Ga2O3：
18
‑
30
％；
ZnO
：
40
‑
55
％；
In2O3：
15
‑
30
％；
Tb4O7：
0.8
‑2％；粘结剂：
0.5
‑1％；分散剂：
0.5
‑1％；上述粘结剂，通过如下步骤制备：将大豆分离蛋白加入去离子水中，超声分散，升温至
80℃
搅拌
30min
，降温至
50℃
，加入氨基功能化羧甲基纤维素水溶液，氮气氛围，搅拌，加入过硫酸铵溶液，反应
2h
，加入
CaCl 2
溶液，搅拌
30min
，得到粘结剂
。2.
根据权利要求1所述的一种
IGZO
靶材，其特征在于，大豆分离蛋白
、
去离子水
、
氨基功能化羧甲基纤维素
、
过硫酸铵溶液和
CaCl 2
溶液的用量比为
2g
：
50mL
：
4mL
：
2mL
：
1.5mL
；其中氨基功能化羧甲基纤维素水溶液的质量分数为6‑
10
％，过硫酸铵溶液的质量分数为
2.5
％，
CaCl 2
溶液的质量分数为
0.5
％
。3.
根据权利要求1所述的一种
IGZO
靶材，其特征在于，氨基功能化羧甲基纤维素通过如下步骤制备：将
POSS
‑
NH2和羧甲基纤维素水溶液加入甲醇中，搅拌，加入氢氧化钠溶液，搅拌均匀，得到氨基功能化羧甲基纤维素
。4.
根据权利要求3所述的一种
IGZO
靶材，其特征在于，
POSS
‑
NH2、
羧甲基纤维素水溶液
、
甲醇和氢氧化钠溶液的用量比为
2g
：
1.6mL
：
50mL
：
2mL
；其中羧甲基纤维素水溶液的质量分数为5％，氢氧化钠溶液的
pH
值为
12。5.
根据权利要求1所述的一种
IGZO
靶材，其特征在于，上述分散剂，通过如下步骤制备：将丙烯酸
、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐安泰，唐智勇，程波，
申请(专利权)人：株洲火炬安泰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：