Ga摻雜ZnO陶瓷靶材燒結(jié)制備工藝研究.pdf

1、透明導(dǎo)電薄膜是光電子器件中的一種關(guān)鍵性材料，在薄膜太陽(yáng)能電池、平面顯示、觸摸屏等領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)需求。隨著透明導(dǎo)電薄膜技術(shù)的發(fā)展，ZnO基磁控濺射靶材以及其薄膜沉積技術(shù)成為了研究熱點(diǎn)之一，并且部分已應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。其研究報(bào)道多集中在鋁摻雜氧化鋅（AZO）陶瓷靶材上，而對(duì)鎵摻雜氧化鋅（GZO）的研究報(bào)道則相對(duì)較少。從已有研究來(lái)看，GZO薄膜比AZO薄膜在性能上更具有優(yōu)勢(shì)，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(wú)壓燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法制備GZO陶瓷靶材。通過(guò)阿基米德法、XRD、SEM、四探針電阻率測(cè)試儀、熱膨脹儀分析GZO陶瓷靶材的性能，研究無(wú)壓燒結(jié)工藝和熱壓燒結(jié)工藝對(duì)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(huì)促進(jìn)GZO陶瓷靶材燒結(jié)時(shí)發(fā)生的化合反應(yīng)，同時(shí)，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(wú)壓燒結(jié)時(shí)，GZO陶瓷靶材從800℃開(kāi)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(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1500℃時(shí)，試樣出現(xiàn)反致密化現(xiàn)象。采用熱壓燒結(jié)時(shí)，從燒結(jié)溫度的研究中發(fā)現(xiàn)：通過(guò)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(shí)，熱壓燒結(jié)對(duì)GZO陶瓷靶材燒結(jié)中的化合反應(yīng)有很大的促進(jìn)作用，當(dāng)外加壓力為18 MPa時(shí)，GZO陶瓷靶材在1150℃取得最高致密度95.04%T