专利名称：一种用于反应直流磁控溅射的锌钼金属镶嵌靶的制作方法
技术领域：
本实用新型属于反应直流磁控溅射法技术领域，具体涉及一种用于反应直流磁控溅射 的制备多晶掺钼氧化锌透明导电氧化物薄膜的溅射靶。
背景技术：
透明导电氧化物(TCO)薄膜是一种高简并的半导体材料，以其独特的透明性与导电 性结合于一体而广泛应用于光电器件领域如平板显示器和太阳能电池。其中最具代表性的 材料是In203:Sn(ITO)、 Sn02:F和ZnO:Al(AZO)薄膜。TCO薄膜材料一般具有高的载流子 浓度，费米能级(￡》位于导带能级(￡C)以上，电阻率可低至10—4Q*cm;而且具有宽的 禁带宽度(>3eV)，使薄膜在可见光及近红外光范围具有高的透射率(>80%)。
通常的合金靶是将两种熔点相差不大的金属均匀熔合在一起制备而成，如金属铟(熔 点157°C)和金属锡(熔点232°C)，金属锌(熔点419°C)和金属铝(熔点660°C)。 但是要制备出锌钼金属合金靶是很困难的，因为金属锌的熔点是419'C，而金属钼的熔点 是2617'C，两者熔点相差很大，不宜制备锌钼合金靶，因此，研究制备适用于反应直流磁 控溅射法用的锌钼金属镶嵌靶，对于研究制备多晶ZnO:Mo(ZMO)透明导电氧化物薄膜是 具有很大应用价值的课题。 发明内容
本实用新型的目的在于提出一种具有工业生产价值、工艺稳定性好，适用于反应直流 磁控溅射法的锌钼金属镶嵌靶。
本实用新型提出的锌钼金属镶嵌靶，是反应直流磁控溅射靶，该靶在纯度为99.99%以 上的锌金属圆靶磁溅射区内均匀对称的分布有直径为0.8-2.0mm的小孔，小孔内镶嵌有纯 度为99.99%以上(如99.99%-99.999%)的钼丝，小孔的个数为6-24个，镶嵌后钼/锌原子 之比为0.5at%-12.5at%。
本实用新型中，锌金属圆靶直径是60mm，厚度是2.0-3.0mm。
本实用新型中，镶嵌的钼丝直径为0.8-2.0mm。
本实用新型提出的一种锌钼金属镶嵌靶的制备是在45(TC的温度下将纯度为99.99%的 金属锌粒熔融制备成直径为60mm，厚度为2.0-3.0mm的锌金属圆靶；再在直流磁控溅射 区域内均匀对称地钻6-24个直径为0.8-2.0mm的小？L最后在空中均匀对称地镶嵌直径为 0.8-2.0mm、纯度为99.99%的钼丝于小孔中，形成钼/锌原子之比为0.5-12.5at。/。的锌钼金属镶嵌耙。
本实用新型实验结果表明，采用上述锌钼金属镶嵌靶后，利用反应直流磁控溅射法在 玻璃表面形成的多晶ZMO薄膜具有低电阻和可见光范围高光学透明性的特性。本实用新 型的镶嵌靶利用现有的制靶技术工艺稳定性好，制备成本不高且具有工业生产性。
图1是本实用新型的锌钼金属镶嵌靶的结构示意图。
图2是本实用新型的镶嵌靶用磁控溅射法制得的ZMO薄膜的x射线衍射图。其 中:a(1.2at。/。)、 b(1.5at%)、 c (1.8at%)分别代表钼的掺杂量。
图中标号l是锌金属圆靶，2是磁溅射区，3是镶嵌钼丝的小孔。
具体实施方式
实施例1
将计算称量好的重量为60.5克，纯度为99.99%的金属锌粒放置在不锈钢条圈围的紫铜 圆板上，在450'C的温度下将锌粒熔融成直径为60mm，厚度为3mm的锌金属圆靶；根据 掺钼1.5at。/。的要求，在直流磁控溅射区域内均匀对称地钻18个小孔，小孔直径为0.8mm， 深度为3mm;将直径为0.8mm，长度为3mm，纯度为99.99%,清洗干净的钼丝镶嵌于小 孔之中，形成钼/锌原子之比为1.5at。/。的锌钼金属镶嵌靶。
由于在磁控溅射过程中，溅射靶中所产生的溅射粒子是局限在放电环之内(如附图1 所示)，因此，所掺的Mo必须镶嵌在放电环内，且Mo与金属Zn的比例必须以放电环内 的金属Zn为基准。放电环内直径为2.6cm，外直径3.8cm,于是在放电环内，钻了 18个 直径是0.8mm的孔，在里面嵌入钼丝，这样，靶的掺钼量可计算如下
锌密度/^户7.13g/cm3 分子量Mz =65.39
钼密度 ,10.22g/cw3 分子量MM。=95.94
放电环面积S,=兀(1.92 — 1.32) = 6.0288cm2 单根钼丝的截面积& = 7tx0.042 = 0.005024cm2
从而计算钼和锌的原子比
锌的原子数Wz = "z x 7V。 = i x iV。 = SX"A" x iv。 = 0.657dV。
钼的原子数
H8x"施x7V。 =18X，x7V0=18x"X&。xW。 =5.352x10-4 。
M她 M油
其中乂为阿伏加德罗常数，d为镶嵌靶厚度。所以，^^ = 0.0147 = 1.47% 实施例2
根据掺钼2.0at。/。的要求，在直流磁控溅射区域内均匀对称地钻24个小孔，其余制 备条件同实施例i，形成钼/锌原子之比为2.0at。/。的锌钼金属镶嵌靶。
权利要求1、一种用于反应直流磁控溅射的锌钼金属镶嵌靶，其特征在于在纯度为99.99％以上的锌金属圆靶磁溅射区内均匀对称的分布有直径为0.8-2.0mm的小孔，小孔内镶嵌有纯度为99.99％以上的钼丝，小孔的个数为6-24个，其中，锌金属圆靶直径为60mm，厚度为2.0-3.0mm，镶嵌的钼丝直径为0.8-2.0mm。
专利摘要本实用新型属于反应直流磁控溅射技术领域，具体为一种用于反应直流磁控溅射的锌钼金属镶嵌靶。在靶以直径为60mm，厚度为2-3mm锌金属圆靶为基础，在其磁溅射区内均匀对称的分布有6-24个直径为0.8-2.0mm小孔，小孔内镶嵌有直径为0.8-2.0mm的钼丝。钼/锌的原子比为0.5at％-12.5at％。使用本实用新型的溅射靶制备得到的多晶掺钼氧化锌薄膜具有低电阻和可见光范围高光学透明性的特性，而且工艺稳定性好，易于工业化生产。
文档编号C23C14/14GK201144278SQ20072007538
公开日2008年11月5日 申请日期2007年10月11日 优先权日2007年10月11日
发明者杰 沈, 王三坡, 章壮健 申请人:复旦大学