ITO靶材的制备及其性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文ITO靶材的制备及其性能研究姓名：郭伟申请学位级别：硕士专业：复合材料学指导教师：王为民20090501武汉理工大学硕士学位论文摘要ITO铟锡氧化物(IndiumTinOxide)薄膜是一种n型半导体陶瓷薄膜，具有导电性好(电阻率10地．cm)，对可见光透明(透过率>85％)；对紫外光具有吸收性(吸收率>85％)；对红外光具有高反射性(反射率>80％)等优异性能。因而被广泛应用于电学、光学等领域。目前制备ITO薄膜的方法很多，主要有磁控溅射法、化学气相沉积、喷雾热分解法、以及溶胶凝胶法等等。采用磁控溅射法制备的ITO薄膜具有工艺控制性好，成膜质量高等优点而

2、被广泛的应用于工业生产。磁控溅射法制备高质量1TO薄膜的前提是要制备高纯度，超高密度的ITO靶材。本论文以一次粒径小于20nm的1TO单相复合粉末，采用热压法(HP)及放电等离子烧结(SPS)两种方法制备ITO陶瓷材料。SPS制备ITO靶材的研究表明：过高的烧结温度不利于ITO靶材的致密化，ITO靶材的相对密度随着烧结温度的升高而增大，在1000℃时达到最大值；之后随着温度的继续升高，相对密度逐渐减小。在较低的温度下烧结时，延长保温时间有利于提高靶材的致密度；在较高的温度下烧结，延长保温时间反而使相对密度降低；相对密度随着烧结压力的增加而增大；升温速率过快不利于靶材的致密化。对烧

3、结试样的相组成；化学成分和显微结构研究表明：不同温度下制备的1TO靶材均有少量的Sn02相析出，并有不同程度的失氧，铟锡的原子百分比略大于原粉中铟锡原子百分比。当温度为1000℃时，保温时间为lmin，靶材获得了最大的热导率13．36W-cm。1·K．1，当烧结温度为950℃时，当保温时间为8min时，电阻率达到1．24x104f2·cm。采用热压方法制备ITO靶材的研究表明：随着烧结温度的升高，靶材的致密度增加，当温度为1100℃时，靶材获得了最高密度7．099／cm3(99．16％)。不同的温度烧结的ITO靶中除了主晶相ITO固溶体以外都有少量疑似IIl，Sn金属相的存在，此

4、外，在950℃，1000℃和1050℃烧结的的靶材都没有Sn02相析出，但是在1100℃烧结的靶材除了主晶相ITO固溶体和hl，Sn合金相外，还有Sn02相析出。关键词：1TO靶材，相对密度，热导率，电阻率，热压，SPS武汉理1二大学硕士学位论文AbstractThinfilmofITO(Indium—TinOxide)isann-typedegeneratesemiconductorwithhighelectdcalconductivity(upto104S·cm叫)；hightransparency(85-90％)tovisiblelight；highabsorbility(

5、85％)toUV-lightandhighreflectivity(>80％)toinfraredlight；becauseoftheseproperties，ITOfilmsarewidelyusedastransparentelectrodesforliquidcrystaldisplaysandotherdisplaydevices．Atthepresenttime，lotsofmethodsareusedtofabricationITOthinfilm，thekeymethodsaremagnetronsputtering；ChemicalVaporDeposition；

6、spraypyrolysismethodandsol—gelmethodandSOon．Thesputteringmethodisunderthealternatingelectricfieldandalternatingmagneticfield，usingtheenergeticparticletobombardingITOtargetsSOthatthesurfaceatomseparatingfromtheprimarylatticetoformationfilmonthesubstrate．Thefilmsdepositedbythesputteringmethodha

7、veexcellentpropertyandthefabricationprocessiseasytocontr01．Sothesputteringmethodiswidelyusedinthemanufacturingproduction．Propertiesofthesputteringtargetsplayanimportantroleinsputteringefficiencyandqualityofthesputteredfilms，Fabricationofhighq