[发明专利]一种铟钨氧化物靶材及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铟钨氧化物靶材及其制备方法，属于光电材料技术领域。本发明先将化学计量比的氧化铟和氧化钨混合，经过煅烧使二者能够完全固相反应得到In₆WO₁₂；通过在氧气氛围中进行煅烧可以抑制氧空位的产生，进而提高产物的致密度；将In₆WO₁₂与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合后进行压力注浆，提高In₆WO₁₂相在靶材中的分散程度，同时进一步提高靶材的致密度；通过脱脂处理去除分散剂和粘结剂，结合台阶变温烧结，使得到的靶材组织细化均匀、致密度高。实施例的实验结果表明，本发明提供的制备方法制备的铟钨氧化物靶材的相对密度为98.1～99.6％。

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，尤其涉及一种铟钨氧化物靶材及其制备方法。

背景技术

透明导电氧化物薄膜(TCO)是一类特殊功能的材料，具有良好的光学性能和导电性，被广泛运用到电子屏幕、触摸屏面板、发光二极管(LED)和太阳能电池等领域。这类材料易于生产，可使用化学气相沉积，磁控溅射和喷雾热解等技术制备。目前最常用的TCO是掺杂锡的氧化铟(铟锡氧化物或ITO)。

与锡掺杂氧化铟(ITO)和铝掺杂氧化锌(AZO)材料体系相比较，WO₃掺杂In₂O₃材料体系制备的IWO薄膜拥有更高的载流子迁移率，在可见光和近红外波段高透光性和更好的高温及物化稳定性。IWO拥有更高的电子迁移率，因此，可以在不增加载流子浓度(维持高透光率)的情况下进一步提高其优异光电性能。

同时IWO薄膜还可以用做TFT器件中的沟道层材料，与IGZO薄膜相比，IWO薄膜具有更强耐酸碱的刻蚀性能，因为WO_x除了氢氟酸外不溶于任何酸溶液，IGZO材料中的Ga和Zn原子易被酸溶，导致其刻蚀速率不易控且需要通过增加沉积IGZO薄膜的厚度(～100nm)来稳定其刻蚀工艺，而具有较强耐酸碱刻蚀性能的IWO薄膜可以降低其使用厚度(～10nm)，在降低成本的同时更为关键的是能避免大量晶界的形成，进而可以提高其电子迁移率。

目前，IWO薄膜的制备主要采用磁控溅射法，而溅射靶材则是影响溅射稳定性和薄膜性质的重要因素。现有技术中，IWO靶材的制备一般采用氧化铟和氧化钨粉体混合后进行常压烧结。但这种方法制备的IWO靶材密度低，属于非致密体，在使用过程中容易产生突起物，且存在掉粉的问题，对连续生产造成了极大的隐患。

因此，如何提高IWO靶材的致密度成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铟钨氧化物靶材及其制备方法。本发明提供的制备方法制备的铟钨氧化物靶材具有较高的相对密度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种铟钨氧化物靶材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学计量比，将氧化铟和氧化钨混合后在氧气氛围中进行煅烧，得到In₆WO₁₂；

(2)将所述步骤(1)得到的In₆WO₁₂与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合，得到IWO浆料；

(3)将所述步骤(2)得到的IWO浆料进行压力注浆，得到IWO素坯；

(4)将所述步骤(3)得到的IWO素坯依次进行脱脂处理和台阶变温烧结，得到铟钨氧化物靶材。

优选地，所述步骤(1)中煅烧的温度为700～1000℃，煅烧的时间为2～20h。

优选地，所述步骤(2)中In₆WO₁₂的质量为氧化铟质量的1～6％。