[发明专利]碲化锌靶材的制备方法

说明书

本发明涉及一种碲化锌靶材的制备方法，其包括如下步骤：S1、研磨制粉；S2、预压；S3、坯料制备；S4、坯料后处理。本制备方法所制备得到的碲化锌靶材在纯度、单相含量、致密度方面均可以满足薄膜制备所需碲化锌靶材的要求，由于采用粉末冶金最终成型，需要的后续加工步骤少，制备成本低，可大规模生产，工艺过程简单易控。

技术领域

本发明涉及靶材的制备领域，尤其涉及一种碲化锌靶材的制备方法。

背景技术

碲化锌（ZnTe）薄膜是一种重要的半导体光电材料，在光致发光和电致发光器件、太阳能电池、红外探测器、热成像技术等领域都有重要的用途。目前碲化锌薄膜制备技术主要有电子束气相沉积、磁控溅射等，这些制备方法均以碲化锌靶材作为原料，因此制备高纯度、高致密度的碲化锌靶材对该材料的应用极为重要。

热等静压法(hot isostatic pressing，简称HIP)是一种集高温、高压于一体的工艺生产技术，加热温度通常为1000 ~2000℃，通过以密闭容器中的高压惰性气体或氮气为传压介质，工作压力可达200MPa。在高温高压的共同作用下，被加工件的各向均衡受压，故加工产品的致密度高、均匀性好、性能优异，同时该技术具有生产周期短、工序少、能耗低、材料损耗小等特点。

本申请拟将热等静压法应用于碲化锌靶材的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度、高致密度的碲化锌靶材的制备方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种碲化锌靶材的制备方法，包括如下步骤：

S1、研磨制粉：将4.5N及以上纯度的碲化锌合金用球磨机进行研磨并用筛网过筛，得到粒径在10～200微米的粉体；

S2、预压：将上述粉体装入一石墨模具中，进行预压，成型为坯体；

S3、坯料制备：将坯体装入一包套中，然后包套进行抽真空密封，接着将包套移入一烧结炉的炉体内；将炉体抽真空至绝对真空度低于5Pa，然后以5-10℃/min的升温速度升温到400-550℃，保温1-2小时，不加压；随后以10-20℃/min 的升温速度升温，并开始不断加压，当温度升高至700-850℃，压力达到30-70MPa时，开始保温保压，保温保压2-4小时后，关闭烧结炉的加热电源开始降温，等炉体温度降到600℃，逐渐缓慢泄压至常压；待炉体完全冷却至室温后，从炉体内取出包套，剥离包套得到碲化锌靶材坯料；

S4、坯料后处理：对碲化锌靶材坯料进行机械加工和电加工，然后抛光、清洗、烘干，即得到碲化锌靶材。

作为本发明的进一步改进，所述S2中，预压压力为10~15MPa。

作为本发明的进一步改进，所述S2中，预压后的坯体相对密度大于60%。

作为本发明的进一步改进，所述S3中，炉体抽真空的具体过程为：炉体先用一机械泵抽真空至绝对真空度小于1000Pa，然后往炉体内通入保护气体至常压，再用机械泵抽真空至绝对真空度小于1000Pa，对炉体进行洗炉，再用一真空泵抽真空至炉体的绝对真空度小于5Pa。

作为本发明的进一步改进，所述的真空泵为罗茨真空泵。

作为本发明的进一步改进，所述保护气体为惰性气体或氮气。

作为本发明的进一步改进，所述包套为不锈钢包套。

本制备方法所制备得到的碲化锌靶材在纯度、单相含量、致密度方面均可以满足薄膜制备所需碲化锌靶材的要求，由于采用粉末冶金最终成型，需要的后续加工步骤少，制备成本低，可大规模生产，工艺过程简单易控。

具体实施方式