沉淀法制備氧化鋅以及銦鎵鋅氧化物粉末的研究.pdf

1、銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管（IGZO TFT）是最有應用前景的氧化物晶體管之一。銦鎵鋅氧化物（IGZO）靶材作為制作IGZO TFT所需要的濺射靶材，其性能直接影響著IGZO TFT的品質。目前IGZO靶材的制備方法可以根據不同的粉末原材料分為兩種，一種是以IGZO粉末為原料，另一種是以氧化銦（In2O3）、氧化鎵（Ga2O3）、氧化鋅（ZnO）混合粉末為原料。本論文通過沉淀法制備了ZnO和IGZO粉末，研究內容主要分為兩個部分：首先研究了

2、不同形貌ZnO的制備及部分復雜形貌的生長機理；然后通過不同沉淀劑和沉淀方法制備 IGZO粉末，并以其中一種粉末為原料來做燒結實驗。主要研究工作如下：
　?。?）氯化鋅（ZnCl2）溶液和氨水在25℃反應后生成由納米片組裝成的花狀氨化堿式氯化鋅（ZHC-NH3）。這種花狀結構的形成與溶液過飽和度有關。花狀ZHC-NH3煅燒后分解成花狀多孔的ZnO，其分解過程受環(huán)境濕度影響較大。ZHC-NH3是氨分子插入到堿式氯化鋅（ZHC）的（00

3、3）晶面的層間得到的產物?；頩HC-NH3通過水浴加熱可以除去插在層間的氨分子，轉化成片狀ZHC。片狀ZHC在煅燒后則分解為片狀多孔的ZnO。
　?。?）ZnCl2溶液和氨水在80℃反應后直接生成桿狀ZnO。這種形貌的產生是由于ZnO晶體生長具有各向異性，其沿[0001]方向生長最快。上述在較高溫度下得到的桿狀ZnO自然冷卻到室溫后，在5℃陳化12h，就得到管狀ZnO。這是由于桿狀ZnO在低溫時發(fā)生溶解，且（0001）面的溶解速

4、度最快所導致的。
　?。?）ZnCl2溶液和氫氧化鈉溶液在50℃反應后，溶液中生成由納米棒組合而成的花狀形貌的ZnO，并且這些納米棒的端部呈錐形?；钚蚊驳漠a生是由于溶液中一開始形成的ZnO晶核團聚后，各自沿著[0001]方向的各向異性生長所導致的。
　　（4）ZnCl2溶液分別和碳酸鈉（Na2CO3）和碳酸銨（(NH4)2CO3）溶液在50℃反應后，都生成了堿式碳酸鋅 Zn4(CO3)(OH)6·H2O前驅體，兩種前驅體煅

5、燒后，也都能得到均勻等軸狀納米ZnO。
　?。?）通過共沉淀法（NaOH、Na2CO3、氨水、(NH4)2CO3為沉淀劑）和分步沉淀法（氨水、(NH4)2CO3為沉淀劑）都成功制備出了成分基本為 InGaZnO4單相的粉末。粉末最佳制備工藝為采用分步沉淀法，使用氨水作為沉淀劑，這種工藝制備的粉末燒結性能較好，且粉末中In、Ga、Zn元素的摩爾比例為1:1.041:1.004，最接近理論值1:1:1。
　?。?）使用由最佳工藝