CN115745573A - 一种细晶izo靶材制备方法 - Google Patents

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王志强
张兵
曾墩风
马建保
陶成
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Abstract

本发明公开了一种细晶IZO靶材制备方法,属于靶材技术领域。使用BET30m2/g以上的纳米氧化锌粉末,首先将氧化锌粉末湿法球磨得到浆料,再加入氧化铟粉末湿法球磨,粉末质量比,氧化铟:氧化锌=90:10,得到IZO浆料;而后喷雾造粒,冷等静压成型,烧结,最后机械加工而成。该工艺制备IZO粉末,粉末均匀,可以制备高密度的靶材。烧结温度采用1300℃以上,采用0.03‑0.05℃/min慢速升温方式,制得超高密度,晶粒尺寸小的IZO靶材。

Description

一种细晶IZO靶材制备方法
技术领域
本发明属于靶材技术领域,尤其是一种细晶IZO靶材制备方法。
背景技术
近年来,液晶显示(LCD)、有源有机发光二极管显示(AMOLED)以及柔性显示等平板显示技术迅猛发展,作为核心部件的薄膜晶体管(thin-film transistors,TFT)的重要性不言而喻。其中,基于氧化物半导体的TFT以其高的载流子浓度、良好的电学均匀性、高的可见光透过性、较低的成本等优势受到学界和产业界的广泛关注。TFT中半导体层的性能很大程度上决定了整个器件的性能,在氧化物半导体中,氧化铟锌(In2O3-ZnO,IZO)半导体具有较高的载流子迁移率、大的禁带宽度(>3ev),可满足大尺寸、高分辨率、高开口率等显示要求,具有极大的应用潜力。
但是目前市场上的IZO靶材存在相对密度低,晶粒尺寸大,烧结时间长等问题。本公司的发明专利CN113651598A一种IZO掺杂靶材及其制备方法,针对氧化锌本身粒径的影响未做研究,其制备方法对升温速率也未做规定。发明专利CN113402261A一种IZO靶材前驱体及其制备方法与应用,其涉及的前驱体的比表面积仍然过低,不能满足致密度的要求,且其烧结升温也过快。靶材密度低会导致客户使用靶材时,靶材表面出现积瘤中毒等现象,导致了靶材导电性能不好,薄膜表面出现大量粉尘,影响薄膜的性能和载流子迁移率。晶粒尺寸大会导致靶材减少速率低,薄膜均匀性不好,影响客户的生产效率和薄膜质量。而烧结时间长会大大加大靶材的生产成本,降低市场竞争力。
发明内容
本发明提出了细晶的IZO靶材制备方法,以解决上述技术问题。
一种细晶IZO靶材制备方法,使用BET30m2/g以上的纳米氧化锌粉末,首先将氧化锌粉末湿法球磨得到浆料,再加入氧化铟粉末湿法球磨,粉末质量比,氧化铟:氧化锌=90:10,得到IZO浆料;而后喷雾造粒,冷等静压成型,烧结,最后机械加工而成。
进一步的,所述的纳米氧化锌粉末为BET35m2/g。
进一步的,烧结温度1450摄氏度。
进一步的,所述烧结温度保温时间20-40小时。
进一步的,所述烧结升温时,1300℃以上采用0.03-0.05℃/min升温方式。
进一步的,所述氧化铟粉末BET5-10m2/g。
进一步的,所述氧化锌粉末湿法球磨的方法为,装有φ1-2mm锆珠的球磨罐中加入一定量纯水,纯水的重量与需要球磨的氧化锌粉末重量一致,搅拌时间16-24h。
进一步的,所述喷雾造粒后粉末粒径D50=35-50um,松装密度1.4g/cm3以上。
有益效果
1、该制备工艺采取BET30m2/g以上的纳米氧化锌粉末,采用氧化锌先球磨,再加入氧化铟球磨的研磨工艺,制备IZO粉末,粉末均匀,可以制备高密度的靶材。
2、烧结温度采用1300℃以上,采用0.03-0.05℃/min慢速升温方式,制得超高密度,晶粒尺寸小的IZO靶材。
3、本发明通过特定的原材料比表面设计和制备工艺的匹配,降低生产IZO靶材生产的复杂性。可以制备出成分均匀、高密度、细晶的IZO靶材,这种靶材在使用过程中不积瘤,不产生尖端放电,同时提高了客户膜层的均匀性和质量。
附图说明
图1是IZO造粒粉末SEM图片;
图2是IZO靶材断面SEM图片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种高密度细晶IZO靶材制备方法,使用BET30m2/g以上的纳米氧化锌粉末,首先将氧化锌粉末湿法球磨得到浆料,再加入氧化铟粉末湿法球磨,粉末质量比,氧化铟:氧化锌=90:10,得到IZO浆料;而后喷雾造粒,冷等静压成型,烧结,最后机械加工而成。烧结温度1450摄氏度。所述烧结温度保温时间20-40小时。所述烧结升温时,1300℃以上采用0.03-0.05℃/min升温方式。所述氧化铟粉末BET5-10m2/g。所述氧化锌粉末湿法球磨的方法为,装有φ1-2mm锆珠的球磨罐中加入一定量纯水,纯水的重量与需要球磨的氧化锌粉末重量一致,搅拌时间16-24h。所述喷雾造粒后粉末粒径D50=35-50um,松装密度1.4g/cm3以上。
实施例2
一种靶材制备工艺流程如下:
氧化锌粉末球磨→氧化铟+氧化锌粉末球磨→喷雾造粒→成型→高温烧结→机加工→绑定→真空包装。
具体步骤:
原材料选择:氧化铟BET 5-10m2/g,氧化锌BET>30m2/g。粉末比例:氧化铟:氧化锌=90:10(wt%)。
氧化锌粉末球磨:在装有φ1-2mm锆珠的球磨罐中加入一定量纯水,纯水的重量同需要球磨的氧化锌粉末重量一致,搅拌时间16-24h。得到浆料1。
氧化铟+氧化锌粉末球磨:在浆料1中加入一定量纯水,纯水加入量同氧化铟粉末重量一致,球磨时间24-48h。得到浆料2,即IZO浆料。
喷雾造粒:球磨完成后,将IZO浆料使用离心式喷雾造粒机进行干燥机造粒,设置进风温度200-230,出风温度80-100度。造粒后粉末粒径D50=35-50um,松装密度1.4g/cm3以上,粉末球形度好。
将造粒后的IZO粉末装入模具中进行等静压成型,成型成内径155-160mm外径190-200mm的的素胚。成型压力280-300Mpa。
将等静压成型素胚放入常压氧气气氛高温烧结炉中进行烧结,烧结温度1450度,保温时间20-40小时。烧结后靶材相对密度99.1-99.5%,晶粒尺寸3-5um。
将烧结后的靶材使用磨床加工成客户需要的尺寸。
实施例3-实施例8
这些技术方案的氧化锌BET和升温速率分别设置如下表所示,其它技术参数按照上述实施例2的制备方法平行制备,并进行性能测试,测试结果如下。
Figure BDA0003918676620000051
密度:陶瓷密度采用阿基米德法,使用天平对靶材在空气中重量进行测试,得到重量M1,精度要求±1g;使用天平对靶材在水中的重量进行测试,得到重量M2,进度要求±1g;密度的计算公式为:
Figure BDA0003918676620000052
其中λ为水在不同温度下的密度值。
晶粒尺寸:将产品取样,镶嵌后依次使用400目砂纸、600目砂纸、1000目砂纸、3000目砂纸、6000目抛光膏对样品进行打磨抛光,最终采用STM E112-2013平均晶粒度测定的标准方法对靶材晶粒尺寸进行测量。
氧化锌BET:
采用低温氮吸附动态色谱法,使用设备为贝士德仪器科技(北京)有限公司研制生产的型号3H-2000系列比表面测定仪
靶材的外观可以用肉眼观察得到。
通过实施例3、4、5的对比发现,当氧化锌的比表面越高时,粉末的颗粒度越小,烧结活性越高,烧结后靶材的密度越高,晶粒尺寸越小。
通过实例5-8对比发现,不同的升温速率对靶材的密度影响较大,升温速率越低,靶材密度越高。且当升温速率过快时(大于0.08度/分钟),靶材会出现色差异常,影响靶材的外观质量和客户的使用。
综上实例5的工艺是相对最优的。
粉末制备工艺原理及特点:
工序中不需要进行氧化铟锌煅烧,采用机械湿法球磨混合氧化铟锌两种粉末,就可以制备出超高密度及细晶的IZO靶材。原因在于采用了高比表的纳米氧化锌,且通过预磨的方式将纳米氧化锌均匀分散在氧化铟中,因氧化锌是纳米级颗粒细小,烧结活性高。且氧化铟在氧化锌预磨后加入,氧化锌在氧化铟中分散均匀。按照本发明的技术方案,IZO造粒粉末SEM图片,如图1所示。
1300℃到最高温度1450℃的升温速率控制在0.03-0.05℃/min,在该温度区间慢速升温可以使氧化铟锌反应完全。先形成Zn3In2O6相,再通过高温保温使靶材内部气孔闭合,有助于提高靶材密度,按照本发明的技术方案制备的IZO靶材断面SEM图片,如图2所示。
综上,通过采用BET30m2/g以上的纳米氧化锌粉末,采用先预球磨氧化锌的方式使高活性纳米氧化锌均匀和氧化铟混合,通过烧结过程中1300℃以上进行慢速升温,使氧化铟锌充分反应。得到高密度,细晶粒的IZO靶材。
上述实施方式是对本发明的技术方案详细的解释,具体的保护范围以权利要求的记载为准。

Claims (8)

1.一种细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,使用BET30m2/g以上的纳米氧化锌粉末,首先将氧化锌粉末湿法球磨得到浆料,再加入氧化铟粉末湿法球磨,粉末质量比,氧化铟:氧化锌=90:10,得到IZO浆料;而后喷雾造粒,冷等静压成型,烧结而成。
2.根据权利要求1所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述纳米氧化锌粉末为BET35m2/g。
3.根据权利要求1所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述烧结的温度1450摄氏度。
4.根据权利要求3所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述烧结的保温时间20-40小时。
5.根据权利要求3所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述烧结过程中升温1300℃以上时,采用0.03-0.05℃/min升温方式。
6.根据权利要求1所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述氧化铟粉末BET5-10m2/g。
7.根据权利要求1所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述氧化锌粉末湿法球磨的方法为,装有φ1-2mm锆珠的球磨罐中加入一定量纯水,纯水的重量与需要球磨的氧化锌粉末重量一致,搅拌时间16-24h。
8.根据权利要求1所述细晶IZO靶材制备方法,其特征在于,所述喷雾造粒后粉末粒径D50=35-50um,松装密度1.4g/cm3以上。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116715516A (zh) * 2023-05-19 2023-09-08 芜湖映日科技股份有限公司 一种稀土掺杂的ito靶材及其制备方法
CN116768604A (zh) * 2023-06-16 2023-09-19 芜湖映日科技股份有限公司 一种高密度izto靶材的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101722310A (zh) * 2009-11-25 2010-06-09 福建华映显示科技有限公司 纳米粉末的制造方法
CN103819178A (zh) * 2013-12-11 2014-05-28 广西晶联光电材料有限责任公司 一种igzo靶材的制备方法
CN104710163A (zh) * 2005-07-01 2015-06-17 出光兴产株式会社 Izo溅射靶的制造方法
JP2017160105A (ja) * 2016-03-04 2017-09-14 住友金属鉱山株式会社 Sn−Zn−O系酸化物焼結体とその製造方法
CN111592339A (zh) * 2020-06-03 2020-08-28 福建阿石创新材料股份有限公司 一种ito靶材及其制备方法
CN112341159A (zh) * 2020-10-20 2021-02-09 先导薄膜材料(广东)有限公司 一种氧化铟镓锌靶材的制备方法
CN113651598A (zh) * 2021-08-11 2021-11-16 芜湖映日科技股份有限公司 一种izo掺杂靶材及其制备方法
CN114873992A (zh) * 2022-05-10 2022-08-09 芜湖映日科技股份有限公司 一种高铟含量的ito靶材的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104710163A (zh) * 2005-07-01 2015-06-17 出光兴产株式会社 Izo溅射靶的制造方法
CN101722310A (zh) * 2009-11-25 2010-06-09 福建华映显示科技有限公司 纳米粉末的制造方法
CN103819178A (zh) * 2013-12-11 2014-05-28 广西晶联光电材料有限责任公司 一种igzo靶材的制备方法
JP2017160105A (ja) * 2016-03-04 2017-09-14 住友金属鉱山株式会社 Sn−Zn−O系酸化物焼結体とその製造方法
CN111592339A (zh) * 2020-06-03 2020-08-28 福建阿石创新材料股份有限公司 一种ito靶材及其制备方法
CN112341159A (zh) * 2020-10-20 2021-02-09 先导薄膜材料(广东)有限公司 一种氧化铟镓锌靶材的制备方法
CN113651598A (zh) * 2021-08-11 2021-11-16 芜湖映日科技股份有限公司 一种izo掺杂靶材及其制备方法
CN114873992A (zh) * 2022-05-10 2022-08-09 芜湖映日科技股份有限公司 一种高铟含量的ito靶材的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116715516A (zh) * 2023-05-19 2023-09-08 芜湖映日科技股份有限公司 一种稀土掺杂的ito靶材及其制备方法
CN116715516B (zh) * 2023-05-19 2024-08-30 芜湖映日科技股份有限公司 一种稀土掺杂的ito靶材及其制备方法
CN116768604A (zh) * 2023-06-16 2023-09-19 芜湖映日科技股份有限公司 一种高密度izto靶材的制备方法
CN116768604B (zh) * 2023-06-16 2024-08-30 芜湖映日科技股份有限公司 一种高密度izto靶材的制备方法

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