專利名稱：一種釔摻雜的azo靶材及其制備方法
一種釔摻雜的AZO靶材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電材料領(lǐng)域，尤其涉及一種釔摻雜的AZO靶材及其制備方法。背景4支術(shù)
近年來隨著液晶顯示器與太陽能電池的發(fā)展，使得透明導(dǎo)電薄膜成為關(guān)鍵 性材料之一，如何降低透明導(dǎo)電薄膜材料成本與提高薄膜材料的性能為目前的 首要目標。透明導(dǎo)電氧化物(Transparent Conductive Oxide,筒稱TCO)薄膜主要 包括In、 Sn、 Sb、 Zn和Cd的氧化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜材料，具有禁帶 寬、可見光譜區(qū)光透射率高以及電阻率低等光電特性，透明導(dǎo)電氧化物薄膜因 其既透明又導(dǎo)電的性能而得以廣泛應(yīng)用。
ZnO基的TCO薄膜具有成本低、無毒、穩(wěn)定性高等特點。純的ZnO是寬禁 帶直接帶隙半導(dǎo)體，具有0.1-10Q.cm的電阻率。為了改善ZnO的導(dǎo)電性能，通 常采用摻雜Al元素來提高ZnO材料的栽流子濃度而改善導(dǎo)電性能。摻雜有Al 的ZnO材料而制成的薄膜即AZO薄膜，具有較好的導(dǎo)電性能，但是由于AZO 薄膜在使用較長時間后會出現(xiàn)導(dǎo)電性能不穩(wěn)定而導(dǎo)致AZO薄膜失效。為了改善 AZO薄膜的附著力和進一步提高薄膜的導(dǎo)電性，常采用對AZO薄膜進行進一步 摻雜改性的方式來提高其性能。為制備這種薄膜，這就需要提供相應(yīng)的其它元 素摻雜的AZO靶材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種釔摻雜的氧化鋅鋁輩巴材，以用于制備釔摻雜的 AZO透明導(dǎo)電膜。
為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種釔摻雜的AZO把材，該靶材中含有 重量百分比為1-10%的氧化鋁、0.1-5%的氧化釔，以及余量的氧化鋅。
本發(fā)明還提供了該釔摻雜的AZO靶材的制備方法，包括以下步驟
Sl按事先確定好的比例分別稱取原料氧化鋅、氧化鋁、氧化釔粉末，加入 粘結(jié)劑，加水混合均勻；
S2混合物干燥后，將粉末進行壓制成型，形成預(yù)先確定的形狀與強度的坯體；
S3將坯體在常壓、常氣氛下在進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200-1600°C。 本發(fā)明所提供的上述制備方法中，在步驟S1中，所述氧化鋅、氧化鋁、氧
化釔之間的重量百分比例為氧化鋁1-10%、氧化釔0.1-5%、余量為氧化鋅。
上述制備方法中，在步驟S1中，所述粘結(jié)劑是選自聚乙烯醇、聚乙二醇或
聚乙烯醇縮丁醛。
上述制備方法中，在步驟S1中，在步驟S1中，所述粘結(jié)劑的添加量為原 料氧化鋅、氧化鋁、氧化釔的總重量的0.5-2%。
上述制備方法中，在步驟S1中，所述氧化鋅、氧化鋁、氧化釔4分末為納米 級粉末，粒度為20-200納米。
上述制備方法中，所述步驟S2中的干燥是采用噴霧干燥法。
上述制備方法中，所述步驟S2中對混合物的壓制包括鋼模壓制和濕式等靜 壓壓制，首先將粉末進行鋼模壓制成形，形成預(yù)先確定的形狀與強度的坯體， 接著進行濕式等靜壓制，濕式等靜壓的工藝參數(shù)為100-160MPa。
上述制備方法中，還包括在步驟S3的燒結(jié)前，根據(jù)壓制后胚體尺寸及燒結(jié) 后的尺寸要求，對壓制胚體進行機械加工。
上述制備方法中，還包括在步驟S3的燒結(jié)后，對燒結(jié)體進行機械加工，使 之成為適于使用的靶材成品。
從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的釔摻雜的AZO靶材，與傳統(tǒng)的 AZO靶材相比較，具有如下優(yōu)點采用該靶材制備的透明導(dǎo)電膜的透光率高、 電阻率低，薄膜附著力好，致密完整，穩(wěn)定性好?？赏ㄟ^調(diào)整氧化釔和氧化鋁 的加入量，進而調(diào)節(jié)薄膜的載流子濃度及禁帶寬度，改善導(dǎo)電性和可見過透過率。
本發(fā)明所提供的靶材的制備方法，相比較于現(xiàn)有技術(shù)中的AZO靶材制備方 法，具有如下優(yōu)點生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低；可通過生產(chǎn)工藝參數(shù)的簡單 調(diào)整，制得不同要求的產(chǎn)品；可以制得形狀復(fù)雜的產(chǎn)品；材料的利用率高。
具體實施方式
實施例1
取純度為99.95°/。、粒度為20-200納米的粉末氧化鋁10g、氧化釔5g、氧化鋅85g,再加入2克聚乙烯醇，并加入水中混合均勻；接著對混合物進行噴霧干 燥；隨后，將干燥后的粉末進行鋼模壓制成形，形成所需形狀和強度的坯體， 接著以100MPa進行濕式等靜壓制。壓制后的胚體經(jīng)機械加工至適合燒結(jié)后，在 120(TC燒結(jié)成密度為理論密度96%的塊體，再次進行機械加工，即制成標準尺 寸的靶材。
應(yīng)用該靶材，采用射頻濺射沉積的方法在聚酯膠片或玻璃基片上沉積含釔 的氧化鋅鋁透明導(dǎo)電薄膜，所得薄膜厚度900-1000nm,電阻率0.5 x 1(T3Q cm， 550nm波長下的可見光透過率86%。
實施例2
取純度為99.95%、粒度為20-200納米的粉末氧化鋁lg、氧化釔0.5g、氧 化鋅98.5g，再加入0.5克聚乙二醇，并加入水中混合均勻；接著對混合物進行 噴霧干燥:進風(fēng)溫度180-270°C ，出風(fēng)溫度100-125X:，旋轉(zhuǎn)霧化器轉(zhuǎn)速6000-12000 轉(zhuǎn)每小時；隨后，將干燥后的粉末進行鋼模壓制成形，形成所需形狀和強度的 坯體，接著以160MPa進行濕式等靜壓制。壓制后的胚體經(jīng)機械加工至適合燒結(jié) 后，在1600。C燒結(jié)成密度為理論密度96。/。的塊體，再次進行機械加工，即制成 標準尺寸的靶材。
應(yīng)用該扭材，采用射頻'減射沉積的方法在聚酯膠片或玻璃基片上沉積含釔 的氧化鋅鋁透明導(dǎo)電薄膜，所得薄膜厚度500-600nm，電阻率1.6 x 1(T3Q . cm， 550nm波長下的可見光透過率95%。
實施例3
取純度為99.95%、粒度為20-200納米的粉末氧化鋁5g、氧化釔1.5g、氧 化鋅93.5g,再加入l.O克聚乙烯醇縮丁醛，并加入水中混合均勻；接著對混合 物進行噴霧干燥進風(fēng)溫度180-270。C，出風(fēng)溫度100-125。C,旋轉(zhuǎn)霧化器轉(zhuǎn)速 6000-12000轉(zhuǎn)每小時；隨后，將干燥后的粉末進行鋼模壓制成形，形成所需形 狀和強度的坯體，接著以130MPa進行濕式等靜壓制。壓制后的胚體經(jīng)機械加工 至適合燒結(jié)后，在1300。C燒結(jié)成密度為理論密度96。/。的塊體，再次進行機械加 工，即制成標準尺寸的靶材。
應(yīng)用該耙材，采用射頻濺射沉積的方法在聚酯膠片或玻璃基片上沉積含釔的氧化鋅鋁透明導(dǎo)電薄膜，所得薄膜厚度700-800nm，電阻率0.9 x 1(T3Q . cm， 550nm波長下的可見光透過率89%。
實施例4
取純度為99.95% 、粒度為20-200納米的粉末氧化鋁3.5g、氧化釔1.5g、氧 化鋅96g，再加入1.2克聚乙二醇，并加入水中混合均勻；4妾著對混合物進行噴 霧干燥進風(fēng)溫度180-270°C,出風(fēng)溫度100-125°C,:旋轉(zhuǎn)霧化器轉(zhuǎn)速6000-12000 轉(zhuǎn)每小時；隨后，將干燥后的粉末進行鋼模壓制成形，形成所需形狀和強度的 坯體，接著以150MPa進行濕式等靜壓制。壓制后的胚體經(jīng)機械加工至適合燒結(jié) 后，在138(TC燒結(jié)成密度為理論密度96。/。的塊體，再次進行機械加工，即制成 標準尺寸的靶材。
應(yīng)用該靶材，采用射頻濺射沉積的方法在聚酯膠片或玻璃基片上沉積含釔 的氧化鋅鋁透明導(dǎo)電薄膜，所得薄膜厚度600-700nm，電阻率1.2 x 1(T3Q . cm, 550nm波長下的可見光透過率92%。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和 改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附 權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1、一種釔摻雜的AZO靶材，其特征在于，該靶材中含有重量百分比為1-10％的氧化鋁、0.1-5％的氧化釔，以及余量的氧化鋅。
2、 權(quán)利要求1所述的釔摻雜的AZO靶材的制備方法，其特征在于，包含 以下步驟Sl按事先確定好的比例分別稱取原料氧化鋅、氧化鋁、氧化釔粉末，加入粘結(jié)劑，加水>'昆合均勻； S2將混合物干燥后，將粉末進行壓制成型，形成預(yù)先確定的形狀和強度的坯體；S3將坯體在常壓、常氣氛下在進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200-1600°C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述原 料氧化鋅、氧化鋁、氧化釔之間的重量百分比例為氧化鋁1-10%、氧化釔0.1-5%、 余量為氧化鋅。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述粘 結(jié)劑是選自聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯醇縮丁醛。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述粘 結(jié)劑的添加量為原料重量的0.5-2%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的制備方法，其特征在于，在步驟Sl 中，所述氧化鋅、氧化鋁、氧化釔粉末為納米級粉末，粒度為20-200納米。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的干燥 是采用噴霧干燥法干燥。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中對混合 物的壓制包括鋼模壓制和濕式等靜壓壓制，首先將粉末進行鋼模壓制成形，形 成預(yù)先確定的形狀和強度的坯體，接著進行濕式等靜壓制，濕式等靜壓的工藝 參數(shù)為100-160MPa。
9、 根椐權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，還包括在步驟S3的燒 結(jié)前，根據(jù)壓制后胚體尺寸及燒結(jié)后的尺寸要求，對壓制胚體進行機械加工。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，還包括在步驟S3的燒 結(jié)后，對燒結(jié)體進行機械加工，使之成為適于使用的靶材成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釔摻雜的AZO靶材，該靶材中含有重量百分比為1-10％的氧化鋁、0.1-5％的氧化釔，以及余量的氧化鋅。本發(fā)明還提供了該釔摻雜的AZO靶材的制備方法，包含步驟S1，按事先確定好的比例分別稱取原料氧化鋅、氧化鋁、氧化釔粉末，加入粘結(jié)劑，加水混合均勻；S2，將混合物干燥后，將粉末進行壓制成型，形成預(yù)先確定的形狀和強度的坯體；S3，將坯體在常壓和常氣氛下在進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200-1600℃。采用本發(fā)明所提供的靶材制得的透明導(dǎo)電膜具有透光率高、電阻率低，薄膜附著力好，致密完整，穩(wěn)定性好等特點。
文檔編號C04B35/622GK101580384SQ200910108040
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者珂 張, 王會文, 胡茂橫 申請人:中國南玻集團股份有限公司