[发明专利]一种铟管靶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铟管靶及其制备方法，该铟管靶包括圆柱形或圆管形的衬管和设置在所述衬管外的铟料层，其晶粒尺寸小于等于500微米；所述铟管靶的氧含量不大于50ppm；铟管靶的金属杂质含量不大于100ppm。其制备方法包括以下步骤：1）固定衬管；2）浇注，形成铟料层；3）自然冷却；4）塑形加工；5）对所述铟料层进行车削加工；6）抛光处理，以使得所述铟管靶的粗糙度小于等于Ra1.6μm；7）用盐酸腐蚀所述铟管靶的表面，显现晶粒晶界，以检验晶粒平均大小。本发明的晶粒尺寸小于等于500微米、大小均匀，而且内部无缺陷；此铟管靶在溅射过程中，镀膜沉积厚度均匀，并减少打弧放电的次数，可广泛适用于手机外壳溅镀的非导电金属膜和CIGS薄膜太阳能电池。

技术领域

本发明涉及溅射靶材及其制备方法，具体涉及一种铟管靶及其制备方法。

背景技术

铟靶目前主要应用于CIGS薄膜太阳能电池的光吸收层，以及手机背板表面镀膜的非金属导电膜。靶材表面的粗糙度对溅射过程的影响较大，靶材表面粗糙，成为溅射过程中异常放电的主要原因。经研究发现，靶材表面的粗糙度控制在Ra1.6μm以下，可以很好的抑制异常放电的产生；溅射镀膜的厚度控制在70纳米以下，才会形成不导电薄膜，因此对靶材的均匀性、晶粒大小要求较高。

在以往，如专利CN103789929A中所揭示的铟靶制备方法中，通过快速冷却的方式来达到细化晶粒的目的。对于管状铟靶，快速冷却只能通过内表面或外表面冷却，通常会沿着冷却方向形成柱状晶，内外晶粒大小不均匀，而且，快速冷却在铟靶的内部会形成高的缺陷密度，影响镀膜的稳定性。

在专利CN102782180 A所公示的方法，通过轧制变形获得平面的铟瓦块，再通过拼接形成靶材。此种方法操作复杂，且只适用于平面的铟靶，不适用于管状的铟靶。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种晶粒尺寸小于等于500微米的管状铟靶及其制备方法。

本发明的技术方案是提供一种铟管靶，其是一种圆柱形结构，其包括圆柱形或圆管形的衬管和设置在所述衬管外的铟料层，其特征在于：其晶粒尺寸小于等于500微米；所述铟管靶的氧含量不大于50ppm；所述铟管靶的金属杂质含量不大于100ppm。

本发明还提供一种铟管靶的制备方法，所述铟管靶是一种圆柱形结构，其包括圆柱形或圆管形的衬管和设置在所述衬管外的铟料层，其包括以下步骤：

1）所述衬管固定在外模具的管形的中心孔内，所述衬管外壁和所述外模具中心孔的内壁间具有设定的间隙；

2）将熔化的铟或铟锡合金浇注到外模具的中心孔和衬管之间的缝隙里，形成所述铟料层；

3）自然冷却至室温后，所述铟料层已固化附着在所述衬管上，形成所述铟管靶，打开所述外模具，取出所述铟管靶；

4）把所述铟管靶固定在车床上，通过旋压的方式进行塑形加工，将所述铟料层的厚度减少预设值；

5）对所述铟料层进行车削加工，车削加工去除的厚度大于等于1mm；

6）将所述铟管靶进行抛光处理，以使得所述铟管靶的粗糙度小于等于Ra1.6μm；

7）用盐酸腐蚀所述铟管靶的表面，显现晶粒晶界，以检验晶粒平均大小，获得晶粒尺寸小于等于500微米的合格品。

优选的，所述步骤4）中，在车床上安装旋压刀具，轴向走刀，对所述铟管靶进行多次旋压加工，每次旋压加工时所述旋压刀具压下量为所述预设值的20%~40%。

优选的，所述步骤2）中，把纯度4N以上、金属杂质含量不大于100ppm的铟锭，在氩气保护的电阻炉内熔化，在溶液温度达到200~230℃时，浇铸在所述外模具中。

优选的，所述步骤2）中，铟锭的纯度为5N。