[发明专利]导电锌-锡氧化物靶材及其制备方法与应用

说明书

本发明靶材制备领域，特别是涉及一种导电锌‑锡氧化物靶材及其制备方法与应用。本发明通过将5～20质量份的SnO粉体、80～95质量份的SnO₂粉体和辅料进行预处理得到SnO_x粉体，再将SnO_x粉体与ZnO粉体混合造粒、加工成型、烧结，即可得到导电的锌‑锡氧化物靶材。SnO₂是满价氧化物不导电，SnO_x中由于失去一部分氧，造成氧空位缺陷，形成了P型半导体从而能实现导电；一定比例的用量可以将SnO_x粉体中X的取值范围控制在1.80～1.95，从而将靶材电导率维持在合理范围内，因此，在将靶材运用在后续镀膜工序中时，既保证了镀膜效率，又能有效地控制镀膜成本，无需在镀膜工序中大量填充氧气，镀膜效果更好，且使用寿命更长。

技术领域

本发明靶材制备领域，特别是涉及一种导电锌-锡氧化物靶材及其制备方法与应用。

背景技术

透明导电氧化物薄膜，简称TCO，由于优良的电导性，以及在可见和近红外光波段良好的光学透过率，被广泛应用于薄膜太阳能电池、大面积平板显示器、有机光发射二极管、低辐射(Low-E)玻璃、透明薄膜晶体管及柔性电子器件等领域。目前，市场上应用的TCO材料大部分是ITO薄膜，ITO薄膜存在一定缺陷；氧化锌原材料丰富、无毒、无污染，易掺杂其他改性元素，适用于大面积制作ZnO基透明导电薄膜，ZnO基透明导电薄膜是一种优良的宽禁带半导体材料，与环境兼容性好，ZnO基透明导电薄膜稳定性要好于ITO薄膜，因此，ZnO基透明导电薄膜正在取代ITO薄膜逐渐成为首选材料。

发明人在此前的研究工作中发现，将SnO₂掺杂到ZnO半成品靶材中，可以提高ZnO薄膜的密度等综合性能(CN106222618A)，但在不掺杂导电的含铝、镓等元素的化合物的情况下，仅掺杂了SnO₂的ZnO薄膜自身仍然不具备导电性能，而这些为了实现导电性掺杂的元素对靶材后期用于制作镀膜存在一定的影响。

发明内容

基于此，有必要提供一种自身可以导电的锌-锡氧化物靶材及其制备方法与应用。

本发明的一个方面，提供了一种导电锌-锡氧化物靶材的制备方法，其包括以下步骤：

a).将5～20质量份的SnO粉体、80～95质量份的SnO₂粉体以及第一辅料混合后进行造粒、烧结，得到SnO_x粉体；

b).将所述SnO_x粉体、ZnO粉体以及第二辅料混合后进行造粒，得到锌-锡氧化物粉体；将所述锌-锡氧化物粉体加工成型，得到锌-锡氧化物靶材素坯；将所述锌-锡氧化物靶材素坯进行烧结。

本发明通过将5～20质量份的SnO粉体、80～95质量份的SnO₂粉体和辅料进行预处理得到SnO_x粉体，再将SnO_x粉体与ZnO粉体混合造粒、加工成型、烧结，即可得到导电的锌-锡氧化物靶材。SnO₂是满价氧化物不导电，SnO_x中由于失去一部分氧，造成氧空位缺陷，形成了P型半导体从而能实现导电；一定比例的用量可以将SnO_x粉体中X的取值范围控制在1.80～1.95，从而将靶材电导率维持在合理范围内，因此，在将靶材运用在后续镀膜工序中时，既保证了镀膜效率，又能有效地控制镀膜成本，无需在镀膜工序中大量填充氧气，镀膜效果更好，且使用寿命更长。

在其中一个实施例中，步骤a)中所述造粒为喷雾造粒，所述喷雾造粒的温度为200℃～300℃。

在其中一个实施例中，步骤a)中所述烧结的温度为600℃～800℃，所述烧结的时间为1h～2h。

在其中一个实施例中，步骤b)中所述SnO_x粉体的用量为30～50份，所述ZnO粉体的用量为50～70份。