[发明专利]一种导电氧化钛陶瓷溅射靶材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导电氧化钛陶瓷溅射靶材及其制备方法。具体地，本发明公开了一种氧化钛靶材的制备方法，包括如下步骤：1)提供改性的氧化钛纳米粉体；2)将所述改性的氧化钛纳米粉体压制成型为陶瓷坯体；3)在真空气氛或惰性气氛下，烧结处理所述陶瓷坯体，得到所述氧化钛靶材。本发明还公开了使用所述方法制得的氧化钛靶材及以所述靶材溅射所得氧化钛薄膜。所述方法工艺简单、成本低且易于获得性能均一稳定的氧化钛靶材，进而可获得性能优异的氧化钛薄膜。

技术领域

本发明涉及光电材料领域，具体地涉及一种导电氧化钛陶瓷溅射靶材及其制备方法。

背景技术

氧化钛(TiO₂)作为一种重要的氧化物陶瓷磁控溅射靶材正得到广泛的应用。磁控溅射沉积的二氧化钛薄膜既具有耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等物理化学稳定性，又具备对光的反射、透射、干涉、衍射、吸收、色散及电磁波、电子电路、介电与绝缘的光电子介质的特征。氧化钛薄膜在0.4～3μm波长范围内具有良好的透过性和高折射率(当λ＝500nm时，n＝2.35；当λ＝2μm时，n＝2.2)，可用于生产低辐射玻璃、减反射玻璃、平板显示应用的消影过渡层以及与低折射率的SiO₂(在550nm处折射率约为1.4)等材料组成对光具有选择性透过的多层薄膜。二氧化钛还具有光催化性能，应用在光催化净化和光化学太阳能电池等环境自净工业中。因此，近来，以TiO₂或TiO₂混合材料制备的薄膜在光传输、太阳能利用、滤光片、电子电路绝缘、光电转换电容器及日用装饰的光电功能领域都有了广泛的应用。

TiO₂薄膜的磁控溅射镀膜主要可分为射频磁控溅射法和直流磁控溅射法。相比于直流磁控溅射法，射频磁控溅射法存在如下缺点：溅射效率偏低、功耗较大等。因而，射频磁控溅射法往往应用于实验室范围，而直流磁控溅射法则广泛应用于TiO₂薄膜的规模化生产。

现已报道的直流溅射法沉积TiO₂薄膜通常采用如下两种方式：i)金属钛靶在有氧环境中的反应溅射；和ii)在无氧环境中直流溅射导电的TiO₂陶瓷靶材。当采用方式i)时，工作气体中必须引入氧分压，而且其启辉电压受氧分压的影响非常严重，当氧分压过大时，靶面甚至会出现中毒(也称结瘤，即氧与钛反应生成不导电的TiO₂)，进而导致直流反应溅射的稳定性较差。当采用方式ii)时，氧分压对起辉电压的影响相对方式i)中则小很多。因此，溅射工艺更好控制的方式ii)更适宜用于TiO₂薄膜的制备。