[发明专利]一种铝钕铟锌氧化物旋转靶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝钕铟锌氧化物旋转靶的制备方法，包括如下步骤：S1、将氧化铝、氧化钕、氧化铟、氧化锌加入水、粘结剂搅拌均匀、砂磨得到浆料；S2、将步骤S1所得浆料喷雾干燥得到造粒粉；S3、将步骤S2所得造粒粉冷等静压成型，得到旋转靶素坯；S4、将旋转靶素坯精修后脱脂烧结得到烧结坯；S5、将烧结坯与金属背管邦定得到铝钕铟锌氧化物旋转靶；本发明公开了一种铝钕铟锌氧化物旋转靶。本发明制得的旋转靶具有纯度高，密度高，晶粒小的优点，用于G2.5‑G11代线金属氧化物TFT‑LCD及TFT‑OLED。

技术领域

本发明属于磁控溅射技术领域，尤其涉及一种铝钕铟锌氧化物旋转靶及其制备方法。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)，是一种用途广泛的半导体器件，其目前主要应用在液晶显示(LCD)中以驱动液晶排列变化、以及驱动有机发光显示(OLED)像素发光。现在的TFT材料主要有非晶硅、多晶硅以及金属氧化物三类。其中非晶硅TFT具有对光敏感、迁移率低和稳定性差的缺点；多晶硅TFT虽然有较高的迁移率，但是由于晶界导致其电学均匀性差，另外多晶硅制备温度高以及生产成本较高，限制了其在平面显示中的应用，金属氧化物TFT具有迁移率高、均匀性好、透明度佳、工艺简单等优点，在近年得到了广泛的研究和快速的发展。

目前，用于制作金属氧化物TFT有源层的材料大多为基于氧化铟、氧化锌及两者混合(In₂O₃、ZnO或IZO)掺杂的氧化物半导体材料。In₂O₃、ZnO或IZO都具有较高的载流子浓度，因而具备较强的电荷传输能力，可以有效驱动TFT器件工作，有利于在低温或室温工艺实现高性能金属氧化物TFT。然而过高的载流子浓度也会带来器件稳定性差和闭态电流难以抑制的问题。为了解决这个问题，行业中主流的方式是通过掺杂其他元素来对载流子浓度进行一定的抑制，其中以日本东京工业大学细野秀雄先生提出的镓(Ga)掺杂技术，即铟镓锌氧化物(IGZO)，的研究和应用最为广泛。然而，Ga元素的掺入使得载流子的迁移率降低幅度过高，在低温或室温工艺的情况下很难实现更高性能的金属氧化物TFT，这不利于工艺温度有限的柔性显示器件实现更高性能的发展。

为了克服IGZO上述缺陷，同时也为发展中国自主知识产权、保护国家平面显示超级市场，国内很多院校、企业和研究机构都将研究重点放在新一代金属氧化物TFT的研究上来。其中华南理工大学的彭俊彪先生等(CN 102110718 A)公布了一种铝钕铟锌氧化物TFT的制备技术，按此技术制备的铝钕铟锌氧化物TFT具有工艺简单、制备温度低、迁移率高、电学稳定性好等优点，是一种非常有潜力的金属氧化物TFT技术。

要实现大规模量产制作铝钕铟锌氧化物有源层TFT，需要用到关键性材料---大尺寸、高质量铝钕铟锌氧化物靶材。根据镀膜厂商使用的镀膜机组不同，磁控溅射靶材又分为平面靶材和旋转靶材两种。相比传统的平面靶材，旋转靶材具有利用率高，镀膜连续性好，镀膜成分均匀等优势。目前国内在铝钕铟锌氧化物靶材还处在实验室研究阶段，未见有可大规模量产、大尺寸、高质量旋转靶材的报导。

发明内容

基于背景技术所述技术问题，本发明提供了一种铝钕铟锌氧化物旋转靶的制备方法，制得的旋转靶具有纯度高，密度高，晶粒小的优点，用于G2.5-G11代线金属氧化物TFT-LCD及TFT-OLED。

本发明中一种铝钕铟锌氧化物旋转靶的制备方法，包括如下步骤：

S1、将氧化铝、氧化钕、氧化铟、氧化锌加入水、粘结剂搅拌均匀、砂磨得到浆料；

S2、将步骤S1所得浆料喷雾干燥得到造粒粉；

S3、将步骤S2所得造粒粉冷等静压成型，冷等静压的升压速率为10-30Mpa/min，最大压力为200-450Mpa，保压时间为10-30min，降压速率为30-60Mpa/min，得到旋转靶素坯；