[发明专利]一种高稳定性能透明导电膜用AZO溅射靶材及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电材料，具体地说，本发明是一种高稳定性能透明导电膜用AZO溅射靶材及制造方法。

背景技术

用磁控溅射制造的透明导电薄膜，是液晶显示、平板显示、静电屏蔽、太阳能电池必需的功能材料。目前，直流磁控溅射法是当前国际高档显示器件用透明导电膜的主导制备工艺。传统工艺以ITO半导体陶瓷(90％In₂O₃-10％SnO₂)作为溅射源，普遍在氩气或氩氧混合气氛中基板100-550摄氏度下用直流磁控溅射法制备ITO透明导电薄膜，所制备的透明导电薄膜品质优良，可见光透过率＞85％，且电阻率小于10×10^-4Ω.cm。但由于ITO材料的成本高昂，其中的主组成原料稀有铟金属，地壳中存量有限，而且ITO导电膜在还原气氛及相对高湿度空气环境下不稳定，无法满足这些领域的使用要求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种高稳定性能透明导电膜用AZO溅射靶材。

本发明的另一目的是提供一种高稳定性能透明导电膜用AZO溅射靶材的制造方法。

为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高稳定性能透明导电膜用AZO溅射靶材，所用的原料粉体中，Al₂O₃的含量为2～3wt％，和B₂O₃含量0.1-3wt％，余量为ZnO粉体；粉体平均粒径为0.05-50微米，原料粉体的纯度大于或等于4N。

所述的原料粉体为ZnO/Al₂O₃/B₂O₃的充分混合粉体或化学共沉淀粉体。

上述的高稳定性能透明导电膜用AZO溅射靶材的制造方法，具体采用以下顺序的步骤：

A.以纯度大于或等于4N、平均粒径0.05-50微米的ZnO粉作为靶材主原料，搀杂重量比2～3wt％平均粒径0.05-50微米Al₂O₃和0.1-3wt％平均粒径0.05-50微米B₂O₃高纯粉体；

B.将以上粉体与20-50％重量的去离子纯水混和，加入0.1-0.5wt％的三乙醇胺作为有机助剂，用球磨机球磨混合16小时以上；

C.步骤B所得的浆料，加入0.8-1.5％聚乙烯醇作为有机粘接剂，然后球磨2-3小时；

D.对步骤C的产物进行喷雾干燥造粒处理，即得平均粒子径10-100微米的靶材原料；

E.将步骤D所得原料采用以下三种加工方式之一进行加工，得到相对密度大于50％的坯体：

E1.用金属模1-3吨/CM²的压力成型；

E2.冷等静压成型；

E3.凝胶注模成型；

F.将此坯体在空气炉中400-600摄氏度保温2-5小时脱除有机添加剂，升温到1250-1600摄氏度烧结致密，得到相对密度大于98％的陶瓷半导体，即得。

将烧结体加工磨削到所需尺寸，即可用于磁控溅射制造透明导电薄膜。

AZO材料相对与ITO材料的优点在是：

1.所用主原料氧化锌是基础氧化物，地壳内储量丰富，制造成本是ITO材料1/10.

2.用于磁控溅射生产透明导电膜的的溅射速率高，不存在类似ITO由于主成分三氧化二铟在溅射过程中的分解而导致的的靶面毒化现象，生产效率高。

3.生产过程更易控制，溅射过程中不需要调整氧分压，基板不需要加热，在在塑料等柔性导电膜的生产中更有优势。

4.本发明的AZO靶材生产的透明导电膜电阻率小于2.1×10^-4Ω.cm，可见光透过率(400-700nm)大于85％，导电膜在还原气氛及相对高湿度环境下稳定性能良好，满足各种透明导电膜要求。

本发明具有以下的优点：

本发明的材料用于磁控溅射生产透明导电膜的生产过程更易控制，不存在类似ITO的严重毒化现象，溅射过程不需要加热，这在塑料等柔性导电膜的生产中更有优势，薄膜的稳定性及耐候性大大优于ITO及传统的氧化锌铝导电膜。生产的透明导电膜电阻率小于5×10^-4Ω.cm，400-700nm可见光透过率大于85％，可以满足各种透明导电膜要求。

具体实施方式

实施例1