Ga摻雜ZnO陶瓷靶材燒結(jié)制備工藝研究.pdf

1、透明導電薄膜是光電子器件中的一種關鍵性材料，在薄膜太陽能電池、平面顯示、觸摸屏等領域有著巨大的市場需求。隨著透明導電薄膜技術的發(fā)展，ZnO基磁控濺射靶材以及其薄膜沉積技術成為了研究熱點之一，并且部分已應用于工業(yè)化生產(chǎn)。其研究報道多集中在鋁摻雜氧化鋅（AZO）陶瓷靶材上，而對鎵摻雜氧化鋅（GZO）的研究報道則相對較少。從已有研究來看，GZO薄膜比AZO薄膜在性能上更具有優(yōu)勢，然而由于Ga在ZnO中的溶解度與薄膜性能所需的摻雜量有較大的差距

2、，使得GZO陶瓷靶材的制備有比較大的困難。
　　本文以ZnO和Ga2O3粉體為原料，分別采用無壓燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法制備GZO陶瓷靶材。通過阿基米德法、XRD、SEM、四探針電阻率測試儀、熱膨脹儀分析GZO陶瓷靶材的性能，研究無壓燒結(jié)工藝和熱壓燒結(jié)工藝對GZO陶瓷靶材的影響。結(jié)果如下：從生坯成型壓力的研究中發(fā)現(xiàn)：成型壓力會促進GZO陶瓷靶材燒結(jié)時發(fā)生的化合反應，同時，在200 MPa壓制成型的GZO陶瓷靶材具有最好的燒結(jié)致密程度93

3、.54％TD。采用無壓燒結(jié)時，GZO陶瓷靶材從800℃開始燒結(jié)致密化，在1400℃具有最高致密度90.5%TD和最低電阻率4.3×10-2Ω?cm，當燒結(jié)溫度達到1500℃時，試樣出現(xiàn)反致密化現(xiàn)象。采用熱壓燒結(jié)時，從燒結(jié)溫度的研究中發(fā)現(xiàn)：通過施加外加壓力能有效降低GZO陶瓷靶材所需的燒結(jié)溫度，同時，熱壓燒結(jié)對GZO陶瓷靶材燒結(jié)中的化合反應有很大的促進作用，當外加壓力為18 MPa時，GZO陶瓷靶材在1150℃取得最高致密度95.04%T