一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材及其制备方法与流程

本申请涉及靶材，更具体地说，它涉及一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材及其制备方法。

背景技术：

1、氧化铟靶材属于氧化铟靶材，具有良好的化学稳定性和光学性能，与金属靶材相比，具有更高的光学透射率和电学导电性能，在透明导电薄膜、磁性材料等领域应用广泛。随着电子器件的不断发生，对氧化铟靶材的要求越来越高。

2、但是目前，传统的氧化铟靶材具有较低的密度和迁移率，这限制了氧化铟靶材在高端器件中的应用。因此，急需研究一种在保持氧化铟靶材高迁移率的前提下，提高氧化铟靶材的密度。

技术实现思路

1、为了改善氧化铟靶材的密度和迁移率，本申请提供一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，采用如下的技术方案：

3、一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，包括以下重量份的原料：氧化铟90-98份，氧化锡5-8份，稀土氧化物1-3份，粘结剂0.5-1.5份，分散剂0.5-0.8份，稳定剂0.3-0.5份，所述粘结剂为羧甲基纤维素和聚乙烯醇。

4、通过采用上述技术方案，在氧化铟、氧化锡原料中添加适量的稀土氧化物能够促进氧化物晶体的生长，提高晶体的结晶性和晶界质量，进而提高载流子的迁移率以及氧化铟靶材的密度。羧甲基纤维素和聚乙烯醇作为粘结剂添加到氧化铟靶材中，能够促进氧化铟、氧化锡晶体的生长和结合，减少晶界缺陷和杂质，增强氧化铟靶材的传输通道，进而提高氧化铟靶材的迁移率。同时，羧甲基纤维素和聚乙烯醇能够增强氧化铟靶材体系各组分之间的黏度，增强氧化物颗粒之间的结合，进而提高氧化铟靶材的密度。

5、优选的，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钇中的至少一种。

6、通过采用上述技术方案，镧元素能够改善氧化铟靶材的光学性能，钕元素添加到氧化铟靶材中能够提高氧化铟靶材的光学、电学和磁学性能。同时以氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钇为主的稀土元素添加到氧化铟靶材中，能够引入额外的能级，改善载流子在晶格中的传输性能，提高电子迁移率，同时掺杂适量的稀土元素，能够增强氧化铟靶材的晶界结合能力，进而增强氧化铟靶材的密度。

7、优选的，所述分散剂为聚丙烯酸和聚乙二醇中的一种。

8、通过采用上述技术方案，聚乙二醇能够通过氢键吸附影响氧化铟靶材体系颗粒表面的电位，聚丙烯酸能够通过带负电荷的羧基基团，改变靶材颗粒表面的点位，通过静电和空间位阻效应的共同作用，提高氧化铟靶材体系的分散性能。

9、优选的，所述稳定剂为氧化镁、氧化铝、氧化锆中至少一种。

10、通过采用上述技术方案，通过使用氧化镁、氧化铝、氧化锆作为稳定剂，能够控制氧化铟靶材晶粒的大小和结构，减少氧化铟靶材易碎的现象，提高氧化铟靶材的热稳定性和耐磨性能，进而提高氧化铟靶材的稳定性。

11、优选的，所述氧化铟靶材原料中还包括氯金酸1-3份，聚乙烯吡咯烷酮3-5份。

12、通过采用上述技术方案，在氧化铟颗粒的表面沉积适量的纳米金颗粒，能够调控载流子的传输通道，提高氧化铟靶材的迁移率。聚乙烯吡咯烷酮对氧化铟靶材体系中各颗粒表面修饰，能够增强增强氧化铟靶材体系的分散性，提高氧化铟靶材的密度和稳定性。

13、优选的，预先通过氯金酸在氧化铟的表面沉积纳米金颗粒，形成氧化铟复合颗粒，然后将聚乙烯吡咯烷酮溶解与复合氧化铟颗粒加热混合，反应后冷却，抽滤、洗涤，得到改性氧化铟颗粒。

14、通过采用上述技术方案，先在氧化铟颗粒的表面沉积纳米金颗粒，然后再使用聚乙烯吡咯烷酮对复合氧化铟颗粒进行表面修饰，能够促使纳米金颗粒均匀镶嵌在氧化铟颗粒的表面，同时还可以增强修饰后的氧化铟颗粒的分散性。

15、第二方面，本申请提供一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材的制备方法，采用如下的技术方案：

16、一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材的制备方法，包括以下具体步骤：

17、将氧化铟、氧化锡、稀土氧化物、粘结剂、分散剂和稳定剂混合研磨，依次进行喷雾造粒、模压、冷等静压制得素坯，然后将素坯烧结得到高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材。

18、通过采用上述技术方案，制备的氧化铟靶材在各个组分的协同作用下，能够保持良好的迁移率，同时还增强了氧化铟靶材的密度。

19、优选的，所述模压压力为25-50mpa，所述冷等静压压力为350-450mpa。

20、优选的，所述烧结包括热处理和高温烧结，所述热处理温度为400-600℃，所述高温烧结为1500-1600℃。

21、通过采用上述技术方案，预先对靶材素坯进行热处理能够将氧化铟靶材中化学试剂氧化挥发，同时，能够通过热处理将素坯中的孔洞进行去除，进而提高氧化铟靶材的致密度。

22、综上所述，本申请具有以下有益效果：

23、1、由于本申请在氧化铟、氧化锡原料中添加适量的稀土氧化物能够促进氧化晶体的生长，改善晶体结构，提高载流子的迁移率以及氧化铟靶材的密度。同时，使用羧甲基纤维素和聚乙烯醇作为粘结剂添加到氧化铟靶材中，增强氧化铟靶材体系各颗粒之间的黏度，进而提高氧化铟靶材的密度。

24、2、本申请中通过在氧化铟颗粒表面预先沉积金纳米颗粒，然后再使用聚乙烯吡咯烷酮进行表面修饰，促使制备的氧化铟靶材具有较高的迁移率，同时还保持良好的分散性。

技术特征：

1.一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，其特征在于，包括以下重量份的原料：氧化铟90-98份，氧化锡5-8份，稀土氧化物1-3份，粘结剂0.5-1.5份，分散剂0.5-0.8份，稳定剂0.3-0.5份，所述粘结剂为羧甲基纤维素和聚乙烯醇。

2.根据权利要求1所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸、聚乙二醇中的一种。

4.根据权利要求1所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，其特征在于，所述稳定剂为氧化镁、氧化铝、氧化锆中至少一种。

5.根据权利要求1所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，其特征在于，所述氧化铟靶材原料中还包括氯金酸1-3份，聚乙烯吡咯烷酮3-5份。

6.根据权利要求5所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，其特征在于，预先通过氯金酸在氧化铟的表面沉积纳米金颗粒，形成氧化铟复合颗粒，然后将聚乙烯吡咯烷酮溶解与复合氧化铟颗粒加热混合，反应后冷却，抽滤、洗涤，得到改性氧化铟颗粒。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

8.根据权利要求7所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材的制备方法，其特征在于，所述模压压力为25-50mpa，所述冷等静压压力为350-450mpa。

9.根据权利要求7所述的高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材的制备方法，其特征在于，所述烧结包括热处理和高温烧结，所述热处理温度为400-600℃，所述高温烧结为1500-1600℃。

技术总结
本申请涉及靶材技术领域，具体公开了一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材及其制备方法。一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，包括以下重量份的原料：氧化铟90‑98份，氧化锡5‑8份，稀土氧化物1‑3份，粘结剂0.5‑1.5份，分散剂0.5‑0.8份，稳定剂0.3‑0.5份，所述粘结剂为羧甲基纤维素和聚乙烯醇。本申请的一种高密度高迁移率氧化铟掺杂靶材，在各个组分的协同作用下，具有较高的致密度和迁移率。

技术研发人员：丁金铎,葛春桥,陈露,梁齐莹
受保护的技术使用者：中山智隆新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16