CN105986228A

CN105986228A - 一种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材及其制作方法

Info

Publication number: CN105986228A
Application number: CN201510068592.5A
Authority: CN
Inventors: 吴永俊; 余云鹏; 沈奕; 林钢; 张汉焱; 余荣; 林德志; 黄仁松
Original assignee: Shantou Goworld Display Technology Co Ltd
Current assignee: Shantou Goworld Display Co Ltd; Shantou Goworld Display Technology Co Ltd
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: CN105986228B

Abstract

本发明涉及种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材及其制作方法，这种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，溅射靶材由氧化铝粉和金属铝粉的混合粉末热压而成；溅射靶材中，部分氧化铝粉和部分金属铝粉相互接触并相互渗透而形成连续的非化学配比氧化铝，另外的氧化铝粉和另外的金属铝粉则保持原来的颗粒状态。由于形成的非化学配比氧化铝AlnOm缺少氧，具有掺杂半导体特性，这种非化学配比氧化铝也具有较好的导电性；这种溅射靶材本身就含有氧化铝和非化学配比氧化铝，在溅射靶材的表面无法形成致密的氧化铝钝化层，在实际直流溅射时，非常容易起辉，可以随时使用、随时停止，使用相当方便。

Description

一种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种溅射靶材，尤其涉及一种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材及其制作方法。

背景技术

氧化铝薄膜具有非常高的硬度及透过率，因此，氧化铝薄膜可以应用在光学镜头、触摸屏等器件上，以作为其透明的防刮涂层。

氧化铝薄膜的制作方法一般采用溅射方法，溅射方法一般分为磁控溅射、中频溅射和直流溅射等，其中直流溅射具有较高的溅射速度，为效率最高的一种方法。

直流溅射采用的是辉光放电原理，因此，直流溅射要求溅射靶材具有较好的导电性。目前，在采用直流溅射制作氧化铝薄膜时，需要采用金属铝靶在含有氧气的真空环境下进行，然而，由于金属铝靶在闲置时，其表面容易被氧化形成一致密的Al2O3钝化层，使得金属铝靶的导电性严重地降低，导致金属铝靶很难起辉，因此，这种金属铝靶在实际生产时，往往很难启用，一旦启用，便不能中断，使用起来非常麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材及其制作方法，这种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材的表面不会形成致密的氧化铝钝化层，导电性能良好，适用于直流溅射，使用相当方便。采用的技术方案如下：

一种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述溅射靶材由氧化铝粉和金属铝粉的混合粉末热压而成；溅射靶材中，部分氧化铝粉和部分金属铝粉相互接触并相互渗透而形成连续的非化学配比氧化铝，非化学配比氧化铝的化学式表示为AlnOm，其中n/m＞2/3，另外的氧化铝粉和另外的金属铝粉则保持原来的颗粒状态。

上述氧化铝粉是指Al2O3粉末。

采用氧化铝粉和金属铝粉的混合粉末经热压而成的溅射靶材，其内部形成一种非化学配比氧化铝，符合化学配比的氧化铝为Al2O3，而这种非化学配比氧化铝为AlnOm，其中n/m＞2/3。这种非化学配比氧化铝由于是在氧化铝粉和金属铝粉的相互渗透面形成的，因此形成连续的非化学配比氧化铝的空间网络结构，而另外的氧化铝粉和另外的金属铝粉则被包裹在空间网络结构中，但由于这种非化学配比氧化铝缺少氧，会呈现出一定的掺杂半导体特性，因此，这种非化学配比氧化铝也具有较好的导电性；除此之外，这种溅射靶材本身就含有氧化铝和非化学配比氧化铝，在闲置时，即使其中的金属铝粉被氧化而生成新氧化铝，所生成的新氧化铝被原氧化铝和非化学配比氧化铝所分隔，无法紧密连成一片，因此，在溅射靶材的表面无法形成致密的氧化铝钝化层，在实际直流溅射时，非常容易起辉，可以随时使用、随时停止，使用相当方便。

作为本发明的优选方案，所述混合粉末中，金属铝粉的重量占混合粉末的总重量百分比为10-50%。将金属铝粉的重量设置为10-50%，不仅保证溅射靶材能够有效地形成非化学配比氧化铝，而且防止溅射靶材的表面产生Al2O3钝化层。

作为本发明进一步的优选方案，所述混合粉末中，金属铝粉的重量占混合粉末的总重量的百分比为20-40%。将金属铝粉的重量设置为20-40%，不仅进一步保证溅射靶材能够有效地形成非化学配比氧化铝，而且进一步防止溅射靶材的表面产生Al2O3钝化层。

作为本发明更进一步的优选方案，所述混合粉末中，金属铝粉的重量占混合粉末的总重量的百分比为30%。将金属铝粉的重量设置为30%，不仅更进一步保证溅射靶材能够有效地形成非化学配比氧化铝，而且更进一步防止溅射靶材的表面产生Al2O3钝化层。

作为本发明的优选方案，所述氧化铝粉的平均颗粒直径小于5μm。将氧化铝粉的平均颗粒直径设置为小于5μm，使得溅射靶材中的颗粒分布更加均匀，在热压时，氧化铝粉与金属铝粉接触并相互渗透的面积较大，较容易在相互渗透面上形成非化学配比氧化铝。

作为本发明进一步的优选方案，所述氧化铝粉的平均颗粒直径小于1μm。将氧化铝粉的平均颗粒直径设置为小于1μm，使得溅射靶材中的颗粒分布更加均匀，在热压时，氧化铝粉与金属铝粉接触并相互渗透的面积更大，更容易在相互渗透面上形成非化学配比氧化铝。

作为本发明的优选方案，所述金属铝粉的平均颗粒直径小于5μm。将金属铝粉的平均颗粒直径设置为小于5μm，使得溅射靶材中的颗粒分布更加均匀，在热压时，氧化铝粉与金属铝粉接触并相互渗透的面积较大，较容易在相互渗透面上形成非化学配比氧化铝。

作为本发明进一步的优选方案，所述金属铝粉的平均颗粒直径小于1μm。将金属铝粉的平均颗粒直径设置为小于1μm，使得溅射靶材中的颗粒分布更加均匀，在热压时，氧化铝粉与金属铝粉接触并相互渗透的面积更大，更容易在相互渗透面上形成非化学配比的氧化铝。

一种溅射靶材的制作方法，其特征是包括如下步骤：

（1）、将平均颗粒直径小于5μm的氧化铝粉与金属铝粉充分混合；

（2）、采用热等静压法将混合粉末压制为块体；

（3）、将块体切割为按所需形状切割为溅射靶材。

作为本发明的优选方案，所述步骤（2）中所采用的热等静压法的温度为500～1200℃。采用500～1200℃进行热等静压，能够保证金属铝粉不会融化，由此防止溅射靶材中出现金属铝结块，使得金属层与氧化铝可以更均匀地分布。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

由于形成非化学配比氧化铝AlnOm，其中n/m＞2/3，由于缺少氧，会呈现出一定的掺杂半导体特性，因此，这种非化学配比氧化铝也具有较好的导电性；除此之外，这种溅射靶材本身就含有氧化铝和非化学配比氧化铝，在闲置时，即使其中的金属铝粉被氧化而生成新氧化铝，所生成的新氧化铝被原氧化铝和非化学配比氧化铝所分隔，无法紧密连成一片，因此，在溅射靶材的表面无法形成致密的氧化铝钝化层，在实际直流溅射时，非常容易起辉，可以随时使用、随时停止，使用相当方便。

附图说明

图1是热压前氧化铝粉和金属铝粉的混合粉末的示意图；

图2是热压后形成连续的非化学配比氧化铝的空间网络结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

这种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，由氧化铝粉1和金属铝粉2的混合粉末热压而成，热压前的氧化铝粉1和金属铝粉2的混合粉末如图1所示，混合粉末中，金属铝粉2的重量占混合粉末的总重量的百分比为30%（10-50%都可以），氧化铝粉1和金属铝粉2的平均颗粒直径均小于1μm（小于5μm都可以）；如图2所示，热压后的溅射靶材中，部分氧化铝粉1和部分金属铝粉2相互接触并相互渗透而形成连续的非化学配比氧化铝3空间网络结构，非化学配比氧化铝3的化学式表示为AlnOm，其中n/m＞2/3，另外的氧化铝粉1和另外的金属铝粉2则保持原来的颗粒状态被包裹在空间网络结构中。

上述溅射靶材的制作方法，具体包括如下步骤：

（1）、将平均颗粒直径小于1μm的氧化铝粉和金属铝粉充分混合，形成混合粉末；

（2）、采用热等静压法将混合粉末压制为块体，采用的压力为80兆帕（50～200兆帕都可以）、温度为650℃（500～1200℃）、时间为24h（22～26小时都可以）；

（3）、将块体切割为按所需形状切割为溅射靶材。

采用氧化铝粉1和金属铝粉2的混合粉末经热压而成的溅射靶材，其内部形成一种非化学配比氧化铝3，符合化学配比的氧化铝为Al2O3，而这种非化学配比氧化铝3为AlnOm，其中n/m＞2/3。如图2所示，这种非化学配比氧化铝3由于是在氧化铝粉1和金属铝粉2的相互渗透面形成的，因此形成连续的非化学配比氧化铝3的空间网络结构，而另外的氧化铝粉1和另外的金属铝粉2则被包裹在空间网络结构中，但由于这种非化学配比氧化铝3缺少氧，会呈现出一定的掺杂半导体特性，因此，这种非化学配比氧化铝3也具有较好的导电性；除此之外，这种溅射靶材本身就含有氧化铝粉1和非化学配比氧化铝3，在闲置时，即使其中的金属铝粉2被氧化而生成新氧化铝，所生成的新氧化铝被原氧化铝粉1和非化学配比氧化铝3所分隔，无法紧密连成一片，因此，在溅射靶材的表面无法形成致密的氧化铝钝化层，在实际直流溅射时，非常容易起辉，可以随时使用、随时停止，使用相当方便。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述溅射靶材由氧化铝粉和金属铝粉的混合粉末热压而成；溅射靶材中，部分氧化铝粉和部分金属铝粉相互接触并相互渗透而形成连续的非化学配比氧化铝，非化学配比氧化铝的化学式表示为AlnOm，其中n/m＞2/3，另外的氧化铝粉和另外的金属铝粉则保持原来的颗粒状态。

2.如权利要求1所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述混合粉末中，金属铝粉的重量占混合粉末的总重量百分比为10-50%。

3.如权利要求2所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述混合粉末中，金属铝粉的重量占混合粉末的总重量的百分比为20-40%。

4.如权利要求3所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述混合粉末中，金属铝粉的重量占混合粉末的总重量的百分比为30%。

5.如权利要求1所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述氧化铝粉的平均颗粒直径小于5μm。

6.如权利要求5所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述氧化铝粉的平均颗粒直径小于1μm。

7.如权利要求1所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述金属铝粉的平均颗粒直径小于5μm。

8.如权利要求7所述的用于制作氧化铝薄膜的溅射靶材，其特征是：所述金属铝粉的平均颗粒直径小于1μm。

9.一种溅射靶材的制作方法，其特征是包括如下步骤：

（2）、采用热等静压法将混合粉末压制为块体；

（3）、将块体切割为按所需形状切割为溅射靶材。

10.如权利要求9所述的溅射靶材的制作方法，其特征是：所述步骤（2）中所采用的热等静压法的温度为500～1200℃。