[发明专利]一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌粉末混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；S2、将步骤S1所得的造粒粉依次进行模压和等静压成型得到靶材素坯；S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；其中，烧结包括：脱脂、烧成和降温三个阶段；S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工和邦定得到大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材；本发明还公开了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材。本发明采用模压和等静压成型工艺得到靶材素坯，采用脱脂、烧成和降温三个阶段烧结工艺，控制合理的烧结条件，提高了靶材均匀度，提高了大尺寸靶材的成品率。

技术领域

本发明属于磁控溅射技术领域，尤其涉及一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材及其制备方法。

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，其最重要的用途是在显示器中用于驱动液晶排列变化、以及驱动OLED像素发光，从而实现图形的显示和快速响应。相对于目前主流的a-Si TFT(非晶硅)、LTPS TFT(低温多晶硅)工艺，近年来，金属氧化物TFT(简称，MOS TFT)具有迁移率高、均匀性好、透明度佳、工艺简单等优点，得到了广泛的研究和快速的发展，并已开始市场应用。目前，研究用于MOS TFT有源层的材料大多为基于氧化铟或氧化锌(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，有利于以低温或室温工艺实现高性能的MOS TFT。但是，其过高的载流子浓度也会带来器件稳定性差和关态电流难以抑制的问题。针对此问题，行业中最主流的方式是通过稀土元素的掺杂实现对载流子浓度的抑制，目前应用较为广泛并已实现市场应用的是镓(Ga)元素掺杂工艺，即IGZO TFT。然而，Ga元素的掺入也使载流子的迁移率大幅降低，在仅采用低温或室温工艺的情况下难以制造出更高性能的MOS TFT，制约了在工艺温度有限的柔性显示器件方面的应用和发展。

发明内容

基于背景技术所述技术问题，本发明提供了一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，以氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌粉末为原料，采用模压和等静压成型工艺得到靶材素坯，采用脱脂、烧成和降温三个阶段烧结工艺，控制合理的烧结条件，提高了靶材均匀度，提高了大尺寸靶材的成品率。

本发明提出的一种大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材制备方法，包括如下步骤：

S1、将氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌混合研磨制浆得到混合浆料，用混合浆料进行喷雾造粒得到造粒粉；

S2、将步骤S1所得的造粒粉依次进行模压和等静压成型得到靶材素坯；

S3、将步骤S2得到的靶材素坯进行烧结得到烧结坯；其中，烧结包括：脱脂、烧成和降温三个阶段；

S4、将步骤S3得到的烧结坯经机械加工和邦定得到大尺寸钕铝铟锌氧化物平面靶材。

优选地，步骤S1中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的质量比0.1-5：0-5：50-95：5-50。

优选地，步骤S1中，氧化钕、氧化铝、氧化铟和氧化锌的纯度为99.99％及以上。

优选地，步骤S1中，混合浆料的粒径D50为0.1-1μm。

优选地，步骤S1中，造粒粉的粒径D50为5-60μm。

优选地，步骤S2中，模压的压力为20-60MPa，等静压的压力为100-500MPa。

优选地，步骤S2中，模压的时间为30-60s，等静压的时间为120-480s。