專利名稱：氧化錫陶瓷濺射靶材及其制備方法
氧化錫陶瓷濺射靶材及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域與
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及氧化錫基陶瓷濺射靶材的陶瓷組合物以及制備包含氧化錫燒結(jié)體的方法。陶瓷濺射靶材用于制備用于光電子應(yīng)用的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)膜，例如液晶顯示器(LCD)、觸摸屏、電致變色器件等，以及用于光伏應(yīng)用的薄膜。并且燒結(jié)的導(dǎo)電氧化錫基陶瓷(或者基于這些陶瓷的膜)可被用于制備熱電器件、電極、加熱元件及其它一些需要高密度與低電阻率(或高電導(dǎo)率)的產(chǎn)品?；诎雽?dǎo)體性氧化錫陶瓷的TCO薄膜的形成與應(yīng)用具有充分的益處，這是由于普遍使用的氧化銦基陶瓷濺射靶材的制造成本，在某些情況下，應(yīng)用條件無法負擔(dān)使用昂貴的銦基陶瓷。鑒于氧化錫薄膜(與氧化錫陶瓷)，純氧化錫不是高導(dǎo)電性的材料，因此需要提高電導(dǎo)率的摻雜劑。作為最有效的摻雜劑之一，氧化銻被用于氧化錫，因為其可以顯著提高陶瓷與膜的電導(dǎo)率。 通常用于光電子與能量轉(zhuǎn)換應(yīng)用的透明導(dǎo)電薄膜涂層的制備采用濺射技術(shù)，例如脈沖激光沉積、射頻濺射以及直流(DC)濺射，其中濺射靶材為TCO膜的原料。特別地，DC磁控濺射技術(shù)是可重復(fù)性與經(jīng)濟可行性最佳的工藝。為了能夠適用于直流(DC)磁控濺射工藝，濺射靶材應(yīng)有相當(dāng)?shù)偷碾娮杪?，在幾十Ohm. Cm,以及在某些情況下為小于50-800hm.cm。工業(yè)濺射裝置及工藝使用帶有平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的更大尺寸的濺射靶材，其可由盤式、瓦狀或其它形狀組成，面積例如大于10-20cm2，和由例如直徑大于IOcm的空心圓筒組成，靶材陶瓷體的厚度至少4mm。透明導(dǎo)電SnO2-Sb2O3薄膜可以使用Sn: Sb金屬組合物通過反應(yīng)性派射工藝或者采用SnO2-Sb2O3陶瓷濺射靶材濺射而獲得。長期以來反應(yīng)性濺射工藝已知不是很穩(wěn)定的，其無法獲得高質(zhì)量可重現(xiàn)的TCO膜。因此，氧化物陶瓷靶材的使用更優(yōu)選由于工業(yè)應(yīng)用。因為靶材不具有高密度與高電導(dǎo)率，之前公開的陶瓷靶材在實驗室條件下的濺射實驗結(jié)果是使用RF磁控濺射工藝獲得的。為了實現(xiàn)DC磁控濺射工藝并獲得高質(zhì)量的TCO膜，陶瓷濺射靶材可以具有高密度與低電阻率，以及某些其他性質(zhì)(例如相當(dāng)高的熱導(dǎo)率)，使其適合于濺射，并在膜加工過程中減少靶材的開裂。特別地，濺射靶材的密度可以是例如理論密度(TD)的90%或更大，例如理論密度(TD)的95%或更大。濺射靶材的高密度提供了濺射時的低電弧，薄膜的均勻性與厚度，并保證了長的運行濺射周期。此外，更致密的陶瓷通常具有更高的電導(dǎo)率。然而，一般SnO2與SnO2-Sb2O3陶瓷的密度并不是非常高——僅為理論密度(TD)的約60%或更低——這一事實可以解釋為燒結(jié)工藝過程中的蒸發(fā)與冷凝，即在大于1200-1250°C的溫度下SnO2的部分分解以及SnO的揮發(fā)。熱壓燒結(jié)或熱等靜壓燒結(jié)或放電等離子燒結(jié)工藝一般可以促進陶瓷的致密化。然而，關(guān)于氧化錫基陶瓷，由于氧化錫的揮發(fā)，這些方法不提供高致密化。即使當(dāng)起始粉末被充分混合，非均勻的致密化仍可能發(fā)生。此外，這些方法是昂貴的，其需要有足夠的維護，它們在可獲得的靶材尺寸方面有嚴(yán)重限制。理想的是具有一種基于SnO2-Sb2O3的陶瓷組合物，且使用可以提供燒結(jié)體的高密度的技術(shù)手段。由于其低電阻率使其適合于DC磁控濺射，DC磁控濺射將提供如下膜性質(zhì)，例如對于TCO薄膜應(yīng)用可接受的膜電阻率與透射率。獲得高密度與可接受的電學(xué)性能的可能途徑之一是添加燒結(jié)助劑，由于燒制時液相的形成，促進了燒結(jié)過程中壓實陶瓷體顆粒的吸引并填充了陶瓷體中的孔。不同的氧化物被測試用作添加劑以增加SnO2與SnO2-Sb2O3陶瓷體的密度，特別是濺射靶材。例如，在美國專利US5026672中，一定量的添加劑Zn0、Si02與Al2O3的添加據(jù)報道可以改善SnO2與SnO2-Sb2O3陶瓷濺射靶材的燒結(jié)性能，然而后者包含30wt%的Sb203。在空氣氣氛中約1500°C燒制溫度下，這些陶瓷僅具有大于理論密度的90%的密度。在此溫度下，通常發(fā)生SnO2的部分分解與揮發(fā)，因此陶瓷的均勻性不是很高，即相比于整體或中間部分，陶瓷的表面缺少Sn02。在這種情況下，可以觀察到陶瓷的表面比中間部分軟。因此，濺射工藝與成膜過程不會非常穩(wěn)定和一致。含有Cu0、Zn0、Sb203添加劑的氧化錫基陶瓷組合物也在US2006/0016223A1中被建議，用于制備玻璃熔融電爐的電極。然而，更高的燒結(jié)體密度僅能夠在使用空氣氣氛下至少1400°C的燒制溫度時實現(xiàn)，因此由于SnO2的部分分解與揮發(fā)，陶瓷的均勻性不是很高(即相比于中間部分，陶瓷的表面缺少SnO2)，使得所提及的電極(除了具有不適合的幾何結(jié)構(gòu) 以外)不適合于TCO薄膜濺射的目的。如US2006-0162381A1所公開，當(dāng)組合物含有足夠量的透明玻璃粉料時，實現(xiàn)含有Sb2O3摻雜劑的SnO2的低溫致密化。所使用的玻璃粉料包含氧化物Si02+B203+Ba0+Al203的組合。然而由于缺乏導(dǎo)電性以及存在大量的絕緣玻璃相，這樣的組合物不適于作為濺射靶材應(yīng)用。對于TCO膜的生產(chǎn)，其將導(dǎo)致所獲得的膜的較低的透射率與電導(dǎo)率。一種提供良好的燒結(jié)性能的陶瓷組合物基于SnO2-Sb2O3-CuO體系，如D. Nisiro etal. in J. Mater. Sci.，38，2003，2727-2742所公開。然而，其作者使用所描述的工藝，僅用這種陶瓷制得小條(數(shù)mm的橫截面以及約40-50mm的長度)。而且這種陶瓷和工藝也不是設(shè)計用于濺射靶材的制造，因為濺射靶材有更高的要求。全密度據(jù)稱可在1200°C下獲得，但是這些陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)不均勻，存在小的(數(shù)微米)以及特別是較大的SnO2晶粒(15-3(^!!!最高至40-50 u m)。此外，還存在第二晶界相以及一定程度晶粒間孔隙，從而導(dǎo)致團簇的出現(xiàn)。第二相可能是基于錫酸銅(SnO2-CuO)、錫酸銻(SnO2-Sb2O3)、銻酸銅(Sb2O3-CuO)以及一些其它化合物的晶體相。其可以使用XRD與顯微鏡分析進行檢測。從實踐經(jīng)驗已知，如此非均勻結(jié)構(gòu)的陶瓷不適于獲得可重現(xiàn)的高質(zhì)量無缺陷透明薄膜。在W02009/060901中，一種SnO2基濺射靶材由燒結(jié)的壓實體形成，燒結(jié)的壓實體包含大于IOppm并小于Iwt %的Sb2O3,總量不超過20wt%的Ta2O5和/或Nb2O5,余量由SnO2以及無法避免的雜質(zhì)組成。對于用于TCO濺射靶材應(yīng)用的陶瓷組合物，特別是SnO2-Sb2O3基組合物，這些陶瓷需要高純度以最小化光吸收對膜透射率的負面影響。由于這關(guān)系到陶瓷組合物中過渡金屬氧化物的存在，所以對用于濺射靶材的陶瓷組合物有限制。由于工業(yè)需要，氧化錫基陶瓷濺射靶材具有可提供高陶瓷密度、低電阻率以及其他性能的組成和工藝，使其適用于工業(yè)DC磁控濺射工藝。靶材可具有相當(dāng)大的尺寸，例如具有如100-300cm2或更大面積的長方形、正方形或圓形，接地體(經(jīng)機械加工的)的厚度如至少4_(即磨削前陶瓷體的厚度至少為5. 5-6_)，具有良好平整度以與金屬背連接。工業(yè)上也需要旋轉(zhuǎn)靶材，其由連接有金屬背管的中空圓柱形陶瓷體組成。目前沒有大直徑的SnO2-或SnO2-Sb2O3基組合物濺射靶材，其具有高密度(例如高于理論密度的90%，或可能高于理論密度的95% )，低電阻率(例如小于500hm. cm)，使其適用于DC濺射工藝。此外，相當(dāng)高的熱導(dǎo)率也是有益的，濺射時可減少熱應(yīng)力，從而生產(chǎn)出低電阻率與高透射率的薄膜。為了改善膜的均勻性與薄膜性能，陶瓷濺射靶材在晶粒尺寸方面應(yīng)具有均勻的顯微結(jié)構(gòu)，以及最少量(甚至不存在)均勻分布在主晶相間的第二相(上面提及的結(jié)晶錫酸鹽及其它)。本發(fā)明的目的是提供工業(yè)所需的陶瓷靶材組合物，如本段所述。

發(fā)明內(nèi)容
從第一方面看，本發(fā)明可提供一種濺射靶材，其包含作為主要成分的氧化錫以及0. 5至15wt%的至少兩種其他氧化物的陶瓷體，其中之一為氧化銻，至少一種其他氧化物選自 Cu0、Co0、Bi203、Zn0、Al203、Ti02、Mn02、In203、Ga203、Ge02、Si02 與卩205 構(gòu)成的組，或者所 述至少一種其他氧化物為ZnO和Nb2O5，所述靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少90%，在一些實施方案中至少95%,以及小于500hm. cm的電阻率,且所述祀材具有派射面積為至少IOcm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，在一些實施方案中至少20cm2。在一個實施方案中，提供濺射面積為至少IOOcm2的盤式或瓦狀。旋轉(zhuǎn)構(gòu)造可由直徑為至少IOcm的空心圓筒構(gòu)成。前面描述的示例構(gòu)造中靶材陶瓷體具有至少4mm的厚度。在一實施方案中濺射靶材在300°C時具有范圍為10-20W/m-K的熱導(dǎo)率。在另一實施方案中陶瓷體整體的電阻率(其比體積電阻率)小于IOOhm. cm(室溫下測量)。小于IOhm. cm,甚至小于0. 2或小于0. IOhm. cm的電阻率值也可以獲得。在另一實施方案中，靶材具有由顆粒組成的均勻顯微結(jié)構(gòu)，其中60至90%的顆粒中具有5至25 iim的晶粒尺寸，65至75%具有7至15 的晶粒尺寸，以及存在小于10%如上述的第二相。在一實施方案中，祀材除氧化錫外,還包含0. 5至15 1:%的至少三種其他氧化物，其中之一為氧化銻，所述兩種其他氧化物選自以下組中的任一項-CuO 和 CoO，-CuO, ZnO 和 Al2O3,-CuO，ZnO 和 Nb2O5,-CuO 和 Ga2O3,-CuO 和 Bi2O3。在另一實施方案中，濺射靶材除氧化錫與氧化銻外，還可以包含I. 5至5wt%上述組中的所述至少兩種其他氧化物。這樣的組合物包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化鋪，以及0. 5至2 七％的CuO，氧化錫、氧化銻與CuO的總量為100%。作為該組合物的可選項，實施方案中(除氧化錫、氧化鋪與CuO外)可進一步包含—0. 05至Iwt%的CoO，氧化錫、氧化銻、CuO與CoO的總量為100%，或—0. I 至 Iwt %的 ZnO 與 0. 001 至 0. 003wt% 的 Al2O3，氧化錫、氧化銻、Cu0、Zn0 與Al2O3的總量為100%，或一0. I 至 Iwt % 的 ZnO 與 0. 05 至 0. 5wt % 的 Nb2O5,氧化錫、氧化鋪、CuO> ZnO 與Nb2O5的總量為100%，或—0. 05至Iwt%的Bi2O3,氧化錫、氧化銻、CuO與Bi2O3的總量為100%，或—0. 05至Iwt %的Ga2O3，氧化錫、氧化銻、CuO與Ga2O3的總量為100%。從第二方面看，本發(fā)明可提供將如上所述的濺射靶材用于制造透明導(dǎo)電涂層的用途。從第三方面看，本發(fā)明可提供如上所述的濺射靶材的制造方法，包括步驟一提供包含氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的漿料，—由所述漿料成型為生坯，
一將所述生坯加熱，以及在1050和1250°C的溫度之間燒制，從而得到預(yù)成型的靶材,和一磨削所述的預(yù)成型靶材至其最終尺寸。在一實施方案中，在生坯燒制前對其進行干燥。在另一實施方案中，提供漿料的步驟可以包括步驟一提供氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的量，所述量的比例與陶瓷濺射靶材的組成相對應(yīng)，一提供包含至少部分所述氧化錫與至少部分所述至少兩種其他氧化物的中間漿料， 一干燥所述的中間漿料以得到干餅，一粉碎所述餅以得到中間粉末，一在700和950°C的溫度之間燒制所述的中間粉末，—將所述經(jīng)燒制的中間粉末解團聚，一混合所述解團聚的粉末以及所述量的氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的剩余部分，和用所述混合物形成漿料。其中靶材包含上述的CuO，中間漿料可由所述量的所述氧化錫的一部分以及全部量的CuO構(gòu)成。在另一實施方案中，漿料中的氧化錫與至少兩種其他氧化物具有小于0. 5 iim的平均顆粒尺寸，在一實施方案中小于0.4i!m?？稍谛纬蓾{料前，提供具有此顆粒尺寸的原料，或者在漿料形成過程中獲得所需要的顆粒尺寸，如下面所述。在另一實施方案中，所述漿料中的氧化錫和至少兩種其他氧化物具有至少5. 5m2/g的比表面積。在一示例工藝中，含兩種或更多摻雜劑的氧化錫基陶瓷的制造，包括漿料中的起始陶瓷成分的膠體化制備，其可通過如下制得將全部所需的成分直接混合/研磨，或者將全部CuO與全部或部分量的SnO2混合/研磨，干燥所制備的漿料并將其轉(zhuǎn)化為粉末，在700-9500C的范圍內(nèi)燒制粉末，解團聚，且由所獲得的SnO2-CuO配混物與全部的剩余成分進行最終的漿料制備，其中所制備的漿料具有0. m或更小的平均顆粒尺寸以及5. 5m2/g或更大的比表面積。靶材的成型可使用可利用的成型方法來完成，例如澆鑄成型、壓制(單軸或等靜壓)成型、擠出成型、注塑成型及其它成型方法，這取決于所需要的靶材的形狀。在1050-1250°C的溫度范圍內(nèi)燒制這些成形體，使得陶瓷靶材部件的最終密度達到TD的至少95%，同時陶瓷部件具有面積大于IOcm2的平面和旋轉(zhuǎn)構(gòu)造以及至少4mm的陶瓷體厚度。在一實施方案中，生坯的燒制是在爐中在1050和1250°C的溫度之間進行的，燒制-也被稱為均熱(soaking)-周期2至7小時。另一實施方案中在所述爐中,在加熱至燒制溫度過程中，并在所述均熱周期的第一階段存在氧氣流，在所述均熱周期的第二階段存在還原性氣體流，例如由氮氣構(gòu)成。在另一實施方案中，所述氧氣流與所述還原性氣體流的流量都在每kg所述生坯0. 25和2. 5L/min之間。詳細描述示例的用于濺射靶材的氧化錫基陶瓷含有兩種或更多摻雜劑以及其它成分，摻雜劑之一為氧化銻，其促成電導(dǎo)率方面的增加，所述其它成分促進燒結(jié)性能且不顯著降低、或者甚至增加電導(dǎo)率(或者減小電阻率)。作為主要成分的氧化錫SnO2的含量，例如大于85%。摻雜劑除Sb2O3外，還可以包括一種或多種氧化物，如Cu0、Co0、Zn0、Al203、Nb205、Ti02、MnO2, ln203、Ga2O3、GeO2, SiO2, P205、Bi2O3' ZrO2, Y2O3> Sc2O3、NiO 及其它。摻雜劑的總含量為例如0. 5-15wt%以提供高度致密化(獲得大于TD的90% )，低電阻率和高熱導(dǎo)率。此外，摻雜劑的總含量一除氧化銻外一在一實施方案中為I. 5至5wt%以進一步提高密度，例如高于TD的95%的值，且具有適合于DC濺射工藝的電性能與熱性能。Sb2O3的含量在一實施 方案中為1-2. 5wt%&達到可接受的電性能(即電導(dǎo)率)。除Sb2O3外，一種示例的摻雜劑為氧化銅(CuO);然而，其他示例的摻雜劑，如CoO、Zn0、Nb205、Ti02、Al203、Bi2O3可以與CuO結(jié)合使用。這些示例氧化物的組合為陶瓷提供了低的燒制溫度(低于1250°C)，從而防止或最少化燒制過程中SnO2的蒸發(fā)，并因此確保了高的陶瓷燒結(jié)性能和致密化以及穩(wěn)定性。一個示例的陶瓷制備包含使用不同設(shè)備的濕膠體化工藝，如球磨機、碾磨機，或其他包含混合/研磨介質(zhì)(例如陶瓷或聚合物)的其他裝置，在裝置中起始成分如Sn02、Sb203與其它摻雜劑，以及水和分散劑被混合和研磨。全部固體成分(粉末)可以被加入到液體介質(zhì)中并共同研磨，或可首先加入所述固體成分(粉末)中的一些，研磨一定時間，然后再加入其他成分。一個示例的所制備的漿料(也被稱為粉漿(slip)或懸浮液(suspension))具有0. 5 ii m或更小的平均顆粒尺寸以及至少4. 5m2/g的比表面積。在一實施方案中，具有
0.4 y m或更小的平均顆粒尺寸以及至少5. 5m2/g的比表面積。其通過使用具有相似平均顆粒尺寸值與比表面積的氧化物原料來實現(xiàn)，并通過加強的研磨過程以保證漿料中成分的高均化水平。上面提到的漿料中固體的特性，特別是顆粒尺寸分布與比表面積，以及漿料中成分的高水平分散與均質(zhì)性可以提供高水平的陶瓷致密化與顯微結(jié)構(gòu)的均勻性，從而第二相的形成最少化，以此實現(xiàn)陶瓷的低電阻率。如果粉漿有較粗的顆粒，例如平均顆粒尺寸大于
0.m和/或比表面積低于4. 5m2/g，由于顆粒壓實不足，陶瓷的燒結(jié)性能可能不夠高。成分的混合/研磨可以通過添加全部所需的成分至具有液相(帶分散劑的水)的混合/研磨設(shè)備中來實施。測量制得漿料的性能，然后將其用于陶瓷體的成型。在一實施方案中，成分的混合/研磨可以通過制備包含有全部CuO (和一些其它摻雜劑)及全部或僅部分所需SnO2量的中間漿料來實施，干燥制得的懸浮液，粉碎干餅以獲得粉末或采用噴霧干燥工藝或其它技術(shù)獲得粉末，在爐中以700至950°C之間的溫度燒制此粉末，將經(jīng)燒制的粉末解團聚，然后將其用于最終的漿料制備，在這種情況下，其它成分與所制備的SnO2-CuO基化合物(所謂的“熟料”)一同加入到混合/研磨設(shè)備中，用于最終的漿料生產(chǎn)過程。再次測量最終制得的漿料性能，然后將其用于生坯的成型。氧化錫基陶瓷濺射靶材的生坯的成型可以根據(jù)所需要的形狀、可采用的設(shè)備以及所需要的數(shù)量使用所有可采用的方法來實施。注漿成型至石膏或聚合物模具、壓制成型(單軸或等靜壓)、壓濾成型、擠出成型、流延成型，注塑成型及其它方法可以被使用。根據(jù)成型方法可以使用特定的粘合劑系統(tǒng)。陶瓷靶材部件可以是平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，例如盤式、瓦狀或其它形狀，如橢圓形以及空心圓筒。氧化錫濺射靶材的生坯例如在爐中在1050_1250°C的溫度范圍燒制，在一些實施方案中使用特定氣流燒結(jié)條件。如果燒制溫度低于1050°C則燒結(jié)不完全，得到的密度很低。當(dāng)燒制溫度高于1250°C時，氧化錫通過其部分分解開始蒸發(fā)。這將導(dǎo)致濺射靶材具有粗糙的表面，而不像本發(fā)明所提供的靶材那樣精細、光亮并具有平滑的表面。此外，當(dāng)燒制溫度高于1250°C時，過量的“第二相”，如錫酸銅和錫酸銻可能出現(xiàn)，從而導(dǎo)致陶瓷電阻率的增力口。用于燒制的均熱時間例如在2和7小時之間。較短的均熱時間會導(dǎo)致低的致密化，均熱時間長于7小時會促進電阻率增加以及超常的晶粒生長。例如燒制在氧氣流中進行，氧氣的水平設(shè)為0. 25和2. 5L/min/kg可燒結(jié)產(chǎn)品之間。氧氣流的使用減少了氧化錫的部分分解，特別是在約1150-1250°C的溫度下。如果氧氣水平低于0. 25L/min/kg產(chǎn)品，密度可能降低，但是使用過高的氧氣水平(例如高于2. 5L/min/kg產(chǎn)品)則不進一步促進致密化；陶瓷的電阻率仍保持在同一水平或甚至輕微升高。 在燒制過程中引入還原性氣體條件，特別是均熱的第二階段中和冷卻期間，由于晶體晶格缺陷的出現(xiàn)增加了電導(dǎo)率，促進了陶瓷電阻率的顯著降低。如果還原性氣體，特別是氮氣，在均熱開始時引入，得到的密度將不夠高，但是如果該氣體在均熱后引入，則由于缺少晶體晶格缺陷，電阻率將相當(dāng)高。氮氣含量可以為0. 25-2. 5L/min/kg產(chǎn)品。如果此氣流低于0. 25L/min/kg產(chǎn)品，得到的電阻率仍很高，但是當(dāng)?shù)獨饬髟黾又脸^2. 5L/min/kg產(chǎn)品，電阻率不再減小。如果氮氣流在優(yōu)選的范圍內(nèi)，則其引入不影響陶瓷的密度。當(dāng)已獲得所需的密度時，將經(jīng)燒制的氧化錫基陶瓷濺射靶材磨削以建立低粗糙度和合適質(zhì)量的表面以與背材料連接并用于濺射。如上所述，陶瓷靶材部件可以是平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造；靶材部件的面積可以大于10cm2，例如直徑100-200mm或更大的盤式，邊長100-200mm或更大的瓦狀(或者其他形狀，如橢圓形)，直徑100_150mm或更大的空心圓筒，厚度4-10mm或更大。所建議的組合物與技術(shù)特征使得能夠形成具有的密度為例如TD的至少90%的氧化錫基陶瓷濺射靶材，甚至大于TD的95%。陶瓷可以具有低電阻率，其值甚至低達小于IOOhm. cm (室溫下)，使其及其適于DC磁控濺射。其還具有10-20W/m_K范圍的熱導(dǎo)率(于300°C測量)，非常適于濺射工藝，這是由于使得在濺射腔中熱量從材料能夠良好釋放，因此陶瓷靶材的熱應(yīng)力被最小化。此外，所建議的組合物與技術(shù)能夠?qū)е戮鶆蝻@微結(jié)構(gòu)，即該顯微結(jié)構(gòu)由小的錫石(氧化錫)晶粒構(gòu)成，其尺寸主要為5至25 y m (至少60至最多90 % )，多數(shù)(約65-75%)晶粒尺寸為7-15 iim，不存在40-50 iim大晶?；蛏踔粮蟮纳扉L的晶粒。雖然公認(rèn)為晶粒尺寸以及特定尺寸的晶粒含量僅可以近似地確定，但是微觀研究允許估計顯微結(jié)構(gòu)大概的均勻性。對于示例的靶材，第二晶相的存在，如錫酸銅與錫酸銻(在其它之中)無法通過XRD或微觀分析來檢測，或者其偶然的存在是可以忽略的(低于5-10% )。將接地的濺射靶材(其連接于背材料(平板或管子))，在已知的并已建立的用于薄膜制備的條件下進行濺射。這些條件隨濺射設(shè)備的設(shè)計、靶材的設(shè)計以及一些其它特征而定。使用根據(jù)本發(fā)明的靶材獲得的TCO膜的質(zhì)量(形貌、薄膜電阻率與透射率)，按照工業(yè)要求是可接受的。盡管為了高水平的膜透射率，陶瓷濺射靶材不得不含有最少量的過渡金屬氧化物，出人意料地，由于高的陶瓷均勻性和高密度，以及均勻分布于錫石晶相間的少量玻璃相，所建議的含有少量過渡金屬氧化物的陶瓷生產(chǎn)出了高透射率的薄膜。TCO膜性能依賴于濺射和膜處理條件(例如濺射粉末、氣體壓力、氧氣/氬氣水平、襯底溫度、退火等)，通過優(yōu)化這些條件，獲得高水平的膜性能。濺射工藝與條件可以沒有特別限定，然而特別地，對于厚度100-150nm的膜在可見光范圍，膜透射率達到85-90%甚至更高，這對于光電子與太陽能電池應(yīng)用非常有益。本發(fā)明不同的實施方案由如下的實施例來描述。然而本發(fā)明并不僅限于所描述的典型實施例；這些實施例僅起說明作用。實施例I一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于如下的組成制備
SnO2 96wt %Sb2O3 2wt%CuO 2wt %將起始成分全部以粉末形式與水和一定量的分散劑(氨基醇與聚丙烯酸銨)在碾磨機中混合并研磨。得到的粉漿具有0. 37 y m的平均顆粒尺寸以及6. 5m2/g的比表面積。加入有機粘合劑(聚丙烯酸乳液)，待粉漿均化后，通過將粉漿澆鑄至石膏模子中成型為平板靶材。90°C干燥后，澆鑄體在電爐中使用氧化鋯耐火定位器進行燒制。燒制如下進行，由室溫至650°C使用25V /小時的加熱速率，由950至1050°C加熱速率為50°C /小時，然后由1050至1200°C為25V /小時，采用lL/min/kg產(chǎn)品的氧氣流在最終溫度下均熱2. 5小時。在于氧氣流條件下均熱2. 5小時后,氧氣流轉(zhuǎn)換為流量lL/min/kg產(chǎn)品的氮氣,再繼續(xù)均熱2. 5小時，然后以80°C /小時的速率在空氣中冷卻3小時，在該冷卻之后，當(dāng)關(guān)閉爐子電源后繼續(xù)隨爐冷卻。獲得的陶瓷平板體具有的密度為理論密度(TD)的99%。燒結(jié)的陶瓷具有以錫石作為主晶相的均勻微晶結(jié)構(gòu)，通過XRD沒有檢測到其他晶相(第二相)。陶瓷的晶粒尺寸約85%在5-25 iim的范圍內(nèi)，多數(shù)(約70% )晶粒具有7-15 的尺寸。瓷片使用金剛石輪加工至200X IOOXSmm的尺寸。室溫下測得的陶瓷電阻率為20hm. cm, 300°C下測得的熱導(dǎo)率為14W/m_K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的薄膜具有適于光電子應(yīng)用的電阻率和透射率。實施例2一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于與實施例I相同的組成制造。將全部所需CuO與以5wt% _95wt%比例取的一部分SnO2粉末與水和分散劑在碾磨機中混合并研磨至0. 35 y m的平均顆粒尺寸以及6. 7m2/g的比表面積；然后干燥制得的(中間)漿料，粉碎干餅并將粉末在電爐中使用100°C /小時的加熱速率燒制，并在900°C的溫度下均熱I小時。粉碎得到的配混物，并使用水和分散劑將其用于在碾磨機中與其他成分(如SnO2與Sb2O3)進行最終粉漿制備。粉漿的平均顆粒尺寸為0. 38 u m，粉漿的比表面積為6. 5m2/g ;排出粉漿，加入臨時粘結(jié)劑，通過將粉漿澆鑄至石膏模子制得瓷片。采用與實施例I同樣的條件進行干燥和燒制，氣流參數(shù)除外。氧氣與氮氣的流量為1.5L/min/kg產(chǎn)品。獲得的陶瓷平板體具有的密度為TD的98. 5%。燒結(jié)的陶瓷具有以錫石作為主晶相的均勻微晶結(jié)構(gòu)，不存在其他相。陶瓷的晶粒尺寸約90%在5-25 iim的范圍內(nèi)且多數(shù)(75%)晶粒具有7_15 y m的尺寸。瓷片使用金剛石輪磨削加工至200*100*8mm的尺寸。室溫下測得的陶瓷電阻率為30hm. cm,300°C下測得的熱導(dǎo)率為13W/m-K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的膜具有適于光電子應(yīng)用的電阻率和透射率。實施例3一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于如下的組成制造SnO2 96wt %Sb2O3 2wt%CuO I. 5wt%CoO 0. 5wt% 將起始成分與水和一定量的分散劑在碾磨機中混合并研磨。粉漿具有0. 39 y m的平均顆粒尺寸以及6. 2m2/g的比表面積。粉漿使用一定量的粘結(jié)劑(聚丙烯酸乳液與聚乙二醇組合物)與潤滑成分(油與溶劑組合物，如煤油)以用于壓粉制備。通過單軸壓制，使用特定的SOMPa壓力制得平板瓷片。瓷片的燒制采用與實施例I同樣的條件進行，燒制溫度與均熱時間除外。燒制溫度為1220°C，均熱時間為氧氣中3小時氮氣中3小時。在氮氣條件下冷卻進行2小時，隨后在空氣中繼續(xù)冷卻。獲得的陶瓷平板體具有的密度為TD的98.5%。燒結(jié)的陶瓷具有以錫石作為主晶相的均勻微晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)多數(shù)(70%)晶粒具有7-15 iim的尺寸時，陶瓷的晶粒尺寸約88%在5-25 iim的范圍內(nèi)。瓷片使用金剛石輪磨削加工至200 X 100 X IOmm的尺寸。室溫下測得的陶瓷電阻率為4. 50hm. cm，300°C下測得的熱導(dǎo)率為llW/m-K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的薄膜具有適于光電子應(yīng)用的電阻率和透射率。實施例4一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于如下的組成制備
SnO2 95. 5wt%
-Sb2O3 2wt%
CuO 1.5wt%
ZnO 0. 6 wt%
Nb2O5 0. 4 wt%將起始成分與水和一定量的分散劑在球磨機中混合并研磨。粉漿具有0. 36 ii m的平均顆粒尺寸以及7. 0m2/g的比表面積。粉漿使用一定量的粘結(jié)與潤滑成分以用于壓粉制備。通過冷等靜壓壓制，使用特定的500MPa壓力制得空心圓筒體和平板條。陶瓷體的燒制采用與實施例3同樣的條件進行，燒制溫度除外，燒制溫度為1200°C，均熱時間為氧氣中3小時和氮氣中3小時(與實施例3相同)。獲得的陶瓷體具有的密度為TD的97. 5%。如通過XRD分析可以看到的那樣，燒結(jié)的陶瓷具有以錫石作為主晶相的均勻微晶結(jié)構(gòu)，不存在第二相。當(dāng)多數(shù)(66%)晶粒具有7-15 iim的尺寸時，陶瓷的晶粒尺寸大部分(78%)在5-25iim的范圍內(nèi)。圓筒使用金剛石輪加工至147mm OD (外直徑)*134mm ID (內(nèi)直徑)*150mm長的尺寸，瓷片也使用金剛石輪加工至200*150*10mm的尺寸。室溫下測得的陶瓷電阻率(為了便利，樣品為由瓷片切割)為70hm. cm，300°C下測得的熱導(dǎo)率為12W/m_K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的薄膜具有適于光電子應(yīng)用的電阻率和透射率。實施例5一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于與實施例2相同的組成和工藝制備，僅使用CuO與SnO2粉末的比例為4wt-% -96wt-%。制得(中間)漿料的平均顆粒尺寸與比表面積分別為0. 32 y m與6. 8m2/g。采用與實施例2相同的步驟燒制通過與實施例2同樣方法獲得的粉末，但是燒制在800°C下進行。除燒結(jié)均熱條件外，隨后的工藝步驟與實施例2—致。在氧氣中的均熱進行2小時，但是在氮氣中(lL/min/kg粉末)的均熱進行I. 75小時，然后將氮氣轉(zhuǎn)換為空氣，進行冷卻。獲得的陶瓷體(瓷片)具有的密度為TD的99%。燒結(jié)的陶瓷具有以錫石作為主晶相的均勻微晶結(jié)構(gòu)，不存在其他晶相(通過XRD分析末檢測出)。陶瓷的晶粒尺寸約88%在5-25 iim的范圍內(nèi)且多數(shù)(75%)晶粒具有7_15 y m的尺寸。室溫下測得的陶瓷電阻率為0. 050hm. cm，300°C下測得的熱導(dǎo)率為15W/m_K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的薄膜具有適于光電子應(yīng)用的電阻率和透射率。 實施例6一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于如下的組成制造SnO2 96wt%Sb2O3 2wt %CuO I. 5wt%Bi2O3 0. 5wt%將起始成分按實施例I的描述進行混合并研磨，僅先將CuO和Bi2O3在所述液體成分中混合并研磨20min，然后加入其他固體原料。得到的粉漿具有0. 35 y m的平均顆粒尺寸以及6.9m2/g的比表面積。加入有機粘合劑(聚丙烯酸乳液)，待粉漿均化后，通過注漿至石膏模子成型為平板靶材。隨后的工藝步驟(干燥與燒制)按實施例5進行。獲得的陶瓷體具有的密度為TD的99. 3%。燒結(jié)的陶瓷具有以錫石作為主晶相的均勻微晶結(jié)構(gòu)，不存在第二相，如通過XRD分析可以看到的那樣。陶瓷的晶粒尺寸大部分(80%)在5-25
的范圍內(nèi)，多數(shù)(70%)晶粒具有7-15i!m的尺寸。平板瓷片使用金剛石輪磨削加工至200*100*8_的尺寸。室溫下測得的陶瓷電阻率(為了便利起見，樣品是由瓷片切割的)為
0.0350hm. cm, 300°C下測得的熱導(dǎo)率為15W/m_K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的薄膜具有光電子應(yīng)用可接受的電阻率和透射率。實施例7一種氧化錫陶瓷濺射靶材，基于與實施例6相同的組成和工藝制備，僅靶材的成型采用壓濾成型，通過高分子膜使?jié){料脫水。獲得的陶瓷靶材(盤式，磨削后直徑150mm，厚度7mm)具有的密度為TD的99. 2%，室溫下測得的陶瓷電阻率為0. 040hm. cm，300°C下測得的熱導(dǎo)率為14W/m-K。電性能與熱性能都很好地適合于DC磁控濺射。所獲得的薄膜具有光電子適于應(yīng)用電阻率和透射率。比較例I基于與實施例I相同的組成制造一種氧化錫陶瓷濺射靶材。將起始成分使用同樣程序進行混合并研磨，僅粉漿具有0. 48 的平均顆粒尺寸以及4. 0m2/g的比表面積。成型與燒制的工藝步驟也按實施例I進行(燒制溫度為1175°C )。然而燒制密度僅為TD的88%。陶瓷電阻率為650hm. cm。熱導(dǎo)率為6W/m_K，其值不足以在濺射過程中傳導(dǎo)適當(dāng)?shù)臏囟?，靶材有出現(xiàn)裂紋的可能性。比較例2基于與實施例I相同的組成制造一種氧化錫陶瓷濺射靶材。將起始成分使用同樣程序進行混合并研磨，獲得粉漿的平均顆粒尺寸為0. 38 u m,比表面積為6. 5m2/g。成型與燒制的工藝步驟也按實施例I進行，但是不引入氮氣氣流(全燒 制在輕微氧化條件下進行)。燒制密度為TD的99. 5%。然而陶瓷電阻率為150-2000hm. cm，其對于DC磁控濺射而言過聞。比較例3基于與實施例3相同的組成制造一種氧化錫陶瓷濺射靶材。將起始成分使用同樣程序進行混合并研磨，成型工藝和參數(shù)也與實施例3相同。燒制工藝在1300°C進行，但氣體條件與實施例3相同。然而，燒制密度僅為TD的85%且獲得的產(chǎn)品有變形和小裂紋。陶瓷不具有非常均勻的顯微結(jié)構(gòu)，存在(約25-35% )無法接受的尺寸為20至40iim的大的和伸長的晶粒。陶瓷電阻率為1350-15000hm. cm，其對于DC磁控濺射而言過高而不適合。通過如上展示和描述的本發(fā)明的特定實施例和/或詳細描述來舉例說明本發(fā)明原理的應(yīng)用，可以理解地，發(fā)明在權(quán)利要求以及以下項目中可以得到更充分地體現(xiàn)，或者在不背離本發(fā)明原理的情況下由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他方式(包括任何及所有的等效技術(shù))體現(xiàn)。本發(fā)明可以可選地描述為如下項目I、一種包含陶瓷體的濺射靶材，所述陶瓷體包含氧化錫以及0. 5至15wt%的至少兩種其它氧化物，所述至少兩種其它氧化物之一為氧化銻，所述至少兩種其它氧化物中的其它氧化物選自 CuO、CoO、Bi2O3' ZnO, Al2O3' TiO2' MnO2' In2O3' Ga2O3> GeO2, SiO2, P205、Nb2O5及其組合構(gòu)成的組，或者所述至少兩種其它氧化物中的其它氧化物為ZnO和Nb2O5，其中所述靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少90%以及具有的電阻率小于500hm. cm，其中所述靶材具有濺射面積為至少IOcm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。2、根據(jù)項目I的濺射靶材，其中所述靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少95%。3、根據(jù)項目I或2的濺射靶材，其中所述靶材具有至少為20cm2的濺射面積。4、根據(jù)項目I至3中任一項的濺射靶材，其中所述靶材具有濺射面積為至少IOOcm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。5、根據(jù)項目I至4中任一項的濺射靶材，其中所述靶材具有由直徑為至少IOcm的中空圓柱體構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。6、根據(jù)項目I至5中任一項的濺射靶材，其中所述靶材的陶瓷體具有至少4mm的厚度。7、根據(jù)項目I至6中任一項的濺射靶材，其中所述靶材300°C下的導(dǎo)熱系數(shù)在10至20W/m-K的范圍內(nèi)。8、根據(jù)項目I至7中任一項的濺射靶材，其中所述靶材的電阻率小于IOOhm. cm。9、根據(jù)項目I至8中任一項的濺射靶材，其中所述靶材的電阻率小于0. 20hm. cm。10、根據(jù)項目I至9中任一項的濺射靶材，其中所述靶材具有均勻的顯微結(jié)構(gòu)，其包含60至90%具有5至25 ii m晶粒尺寸的顆粒，以及65至75%具有7和15 y m之間晶粒尺寸的顆粒，并且所述顯微結(jié)構(gòu)包含小于10%的第二相。11、根據(jù)項目I至10中任一項的濺射靶材，其中所述靶材除氧化錫外，還包含0. 5至15wt%的至少三種其他氧化物，其中之一為氧化銻，所述至少兩種其他氧化物選自以下組-CuO 和 CoO，-CuO，ZnO 和 Al2O3,-CuO，ZnO 和 Nb2O5,-CuO 和 Ga2O3,和
-CuO 和 Bi2O3。12、根據(jù)項目I的濺射靶材，其中所述陶瓷體包含1.5至5wt%的所述至少兩種其他氧化物。13、根據(jù)項目12的濺射靶材，陶瓷體包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化銻，以及0. 5至2被％的CuO，其中氧化錫、氧化銻與CuO的總量為100%。14、根據(jù)項目12的濺射靶材，陶瓷體包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化鋪，0. 5至2wt*%的CuO,以及0. 05至Iwt %的CoO,其中氧化錫、氧化鋪、CuO與CoO的總量為100%。15、根據(jù)項目12的濺射靶材，陶瓷體包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化鋪，0. 5 至 2wt*% 的 CuO, 0. I 至 Iwt % 的 ZnO,和 0. 001 至 0. 003wt*% 的 Al2O3,其中氧化錫、氧化銻、CuO、ZnO與Al2O3的總量為100%。16、根據(jù)項目12的濺射靶材，陶瓷體包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化鋪，0. 5至2wt %的CuO, 0. I至Iwt %的ZnO和0. 05至0. 5wt%的Nb2O5,其中氧化錫、氧化銻、CuO、ZnO與Nb2O5的總量為100%。17、根據(jù)項目12的濺射靶材，陶瓷體包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化鋪，0. 5至2wt*%的CuO, 0. 05至Iwt% StJ Ga2O3,其中氧化錫、氧化鋪、CuO與Ga2O3的總量為100%。18、根據(jù)項目12的濺射靶材，陶瓷體包含95. 5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化鋪，0. 5至2wt*%的CuO, 0. 05至Iwt % StJ Bi2O3,其中氧化錫、氧化鋪、CuO與Bi2O3的總量為100%。19、一種包含陶瓷體的濺射靶材的制備方法，陶瓷體包含氧化錫以及0.5至15wt %的至少兩種其它氧化物，所述至少兩種其它氧化物之一為氧化銻，所述至少兩種其它氧化物的其它氧化物選自 CuO、CoO、Bi203、ZnOai2O3> TiO2^MnO2, In2O3> Ga2O3> GeO2, SiO2,P2O5^Nb2O5及其組合構(gòu)成的組，或者所述至少兩種其它氧化物的其它氧化物為ZnO和Nb2O5,其中所述靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少90%以及具有的電阻率小于500hm. cm，其中所述靶材具有濺射面積為至少IOcm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，所述方法包括一提供包含氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的漿料，一由所述漿料成型為生坯，一將所述生坯加熱，在1050和1250°C的溫度之間燒制，從而得到預(yù)成型的靶材，和
一磨削所述的預(yù)成型靶材至其最終尺寸。20、根據(jù)項目19的濺射靶材的制造方法，所述靶材具有給定的組成，其中提供漿料的步驟包括一提供氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的量，所述量的比例與陶瓷濺射靶材的組成相對應(yīng)，一提供包含至少部分所述氧化錫與至少部分所述至少兩種其他氧化物的中間漿料，一干燥所述的中間漿料以得到干餅，
一粉碎所述餅以得到中間粉末，一在700和950°C的溫度之間燒制所述的中間粉末，一將所述經(jīng)燒制的中間粉末解團聚，一混合所述解團聚的粉末以及所述量的氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的剩余部分，并使用所述混合物以形成漿料。21、根據(jù)項目20的陶瓷濺射靶材的制造方法，所述的靶材包含95.5至97wt%的氧化錫，I至2. 5 1:%的氧化鋪，以及0. 5至2 1:%的CuO,其中所述中間衆(zhòng)料包含所述量的所述氧化錫的一部分以及全部量的CuO。22、根據(jù)項目19至21中任一的濺射靶材的制造方法，其中所述漿料中的氧化錫與至少兩種其他氧化物具有小于0. 5 y m的平均顆粒尺寸。23、根據(jù)項目19至21中任一的濺射靶材的制造方法，其中所述漿料中的氧化錫與至少兩種其他氧化物具有至少5. 5m2/g的比表面積。24、根據(jù)項目19至23中任一的濺射靶材的制造方法，其中所述生坯在1050和1250°C的溫度之間的所述燒制在爐中進行，均熱周期為2至7小時。25、根據(jù)項目24的濺射靶材的制造方法，其中在所述爐中，在加熱至燒制溫度過程中，在所述均熱周期的第一階段存在氧氣流，在所述均熱周期的第二階段存在還原性氣體流。26、根據(jù)項目25的濺射靶材的制造方法，其中所述氧氣流與所述還原性氣體流的流量都在每kg所述生坯0. 25和2. 5L/min。27、根據(jù)項目22的濺射靶材的制造方法，其中所述漿料中的氧化錫與至少兩種其他氧化物具有小于0. 4 ii m的平均顆粒尺寸。28、根據(jù)項目25的濺射靶材的制造方法，其中還原性氣體為氮氣。
權(quán)利要求
1.一種濺射靶材，其包含主要成分為氧化錫以及0. 5至15wt%的至少兩種其他氧化物的陶瓷體，其中之一為氧化銻，至少一種其他氧化物選自CuO、CoO、Bi203、ZnO, A1203、TiO2,MnO2, In2O3, Ga2O3, GeO2, SiO2與P2O5構(gòu)成的組，或者至少一種其他氧化物為ZnO和Nb2O5,所述靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少90%以及具有的電阻率小于500hm. cm，其中所述靶材具有濺射面積為至少IOcm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的濺射靶材，其中所述靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的濺射靶材，其中所述靶材具有至少為20cm2的濺射面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項的濺射靶材，其中所述靶材具有濺射面積為至少IOOcm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項的濺射靶材，其中所述靶材具有由直徑為至少IOcm的中空圓柱體構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項的濺射靶材，其中所述靶材的陶瓷體具有至少4mm的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項的濺射靶材，其中所述靶材300°C下的導(dǎo)熱系數(shù)在10至20W/m-K的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項的濺射靶材，其中所述靶材的電阻率小于IOOhm.cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項的濺射靶材，其中所述靶材的電阻率小于0.20hm. cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項的濺射靶材，其中所述靶材具有均勻的顯微結(jié)構(gòu)，其包含60至90%具有5至25 ii m晶粒尺寸的顆粒，65至75%具有7和15 y m之間晶粒尺寸的顆粒，所述顯微結(jié)構(gòu)包含小于10%的第二相。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項的濺射靶材，其中所述靶材除氧化錫外，還包含0.5至15￥七％的至少三種其他氧化物，其中之一為氧化銻，至少兩種其他氧化物選自以下組中的任一個-CuO 和 CoO，-CuO，ZnO 和 Al2O3,-CuO，ZnO 和 Nb2O5,-CuO 和 Ga2O3,-CuO 和 Bi203。
12.根據(jù)權(quán)利要求I的濺射靶材，其中所述靶材除氧化錫與氧化銻外，還包含I.5至5wt%的所述組的所述至少兩種其他氧化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的濺射靶材，包含95.5至97wt%的氧化錫，I至2. 5wt%的氧化銻，以及0. 5至2被％的CuO，氧化錫，氧化銻與CuO的總量為100%。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的派射祀材,進一步包含0.05至Iwt %的CoO,氧化錫、氧化鋪、CuO與CoO的總量為100%。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的濺射靶材，進一步包含0.I至Iwt %的ZnO與0.001至0. 003￥七％的Al2O3，氧化錫、氧化銻、CuO、ZnO與Al2O3的總量為100%。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的派射革巴材,進一步包含0.I至Iwt %的ZnO與0. 05至0. 5wt%的Nb2O5,氧化錫、氧化銻、CuO、ZnO與Nb2O5的總量為100%。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的派射祀材,進一步包含0.05至1 ^%的Ga2O3,氧化錫、氧化鋪、CuO與Ga2O3的總量為100%。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的派射祀材,進一步包含0.05至1￥1:%的Bi2O3,氧化錫、氧化鋪、CuO與Bi2O3的總量為100%。
19.根據(jù)權(quán)利要求I至18中任一項的濺射靶材用于制造透明導(dǎo)電涂層的用途。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至18中任一項的濺射靶材的制造方法，包含步驟 一提供包含氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的漿料， 一由所述漿料成型為生坯， 一將所述生坯加熱，在1050和1250°C的溫度之間燒制，從而得到預(yù)成型的靶材，和 一磨削所述的預(yù)成型靶材至其最終尺寸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的濺射靶材的制造方法，所述靶材具有給定的組成，其中提供漿料的步驟包含步驟 一提供氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的量，所述量的比例與陶瓷濺射靶材的組成相對應(yīng)， 一提供包含至少部分所述氧化錫與至少部分所述至少兩種其他氧化物的中間漿料， 一干燥所述的中間漿料以得到干餅， 一粉碎所述餅以得到中間粉末， 一在700和950°C的溫度之間燒制所述的中間粉末， 一將所述經(jīng)燒制的中間粉末解團聚， 一混合所述解團聚的粉末以及所述量的氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的剩余部分，并使用所述混合物以形成漿料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的陶瓷濺射靶材的制造方法，所述靶材具有根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項的組成，其中所述中間漿料包含所述量的所述氧化錫的一部分以及全部量的Cu。。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一的濺射靶材的制造方法，其中所述漿料中的氧化錫與所述至少兩種其他氧化物具有小于0. 5 ii m的平均顆粒尺寸，優(yōu)選小于0. 4 ii m。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一的濺射靶材的制造方法，其中所述漿料中的氧化錫與所述至少兩種其他氧化物具有至少5. 5m2/g的比表面積。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至24中任一的濺射靶材的制造方法，其中所述生坯在1050和1250°C的溫度之間的所述燒制在爐中進行，均熱周期為2至7小時。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的濺射靶材的制造方法，其中在所述爐中，在加熱至燒制溫度過程中，在所述均熱周期的第一階段存在氧氣流，在所述均熱周期的第二階段存在還原性氣體流，優(yōu)選其由氮氣構(gòu)成。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的濺射靶材的制造方法，其中所述氧氣流與所述還原性氣體流的流量都在每kg所述生坯0. 25和2. 5L/min之間。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種濺射靶材，其包含主要成分為氧化錫以及其中之一為氧化銻的0.5至15wt％至少兩種其他氧化物的陶瓷體，靶材具有的密度為理論密度(TD)的至少90％，優(yōu)選至少95％，以及具有的電阻率小于50Ohm.cm，靶材具有濺射面積為至少10cm2的平面或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，優(yōu)選至少20cm2。本發(fā)明還描述了生產(chǎn)這種濺射靶材的方法，其包括以下步驟提供包含氧化錫與所述至少兩種其他氧化物的漿料；由所述漿料成型為生坯，并將所述生坯干燥；在1050和1250℃的溫度之間燒制所述的生坯，從而得到預(yù)成型的靶材，和磨削所述的預(yù)成型靶材至其最終尺寸。
文檔編號C23C14/34GK102811971SQ201080046576
公開日2012年12月5日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者E·梅德維多夫斯基, O·延科夫, C·J·斯則佩西 申請人:優(yōu)美科公司