本申請涉及靶材制備，尤其涉及一種氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜及其制備方法。

背景技術：

1、隨著近年來中國新型顯示產業(yè)的市場競爭力不斷攀升，作為全球最大tft-lcd顯示面板生產基地，氧化物靶材也成了國內的研究熱點。利用zno、izo、igzo等靶材濺射得到的薄膜可用于tft有源層，在lcd、oled和電子紙的平板顯示器(fpd)應用中，以其優(yōu)異的性能引起了大量研究人員和業(yè)界人士的極大關注。

2、氧化物靶材的致密度、晶粒度、成分與組織結構均勻性等影響著濺射薄膜的各種電學性能和光學性能。為了提高氧化物靶材的品質，以使其滿足高端顯示面板產業(yè)的需求，許多研究人員對于氧化物靶材的粉體原料進行改進和提升。

3、中國專利申請202211636891.0公開了一種氧化物靶材及其制備方法。氧化物靶材包括元素a的氧化物、元素b的氧化物、元素r的氧化物和元素m的氧化物；元素a為銦；元素b為鎵、鋅、錫中的一種或兩種以上的組合；元素r為鈰、鐠、鐿、鏑、鋱中的一種或兩種以上的組合；元素m為鈧，硅，鈦，鉭，鍺，銻的一種或兩種以上組合。

4、該方案通過在氧化物靶材中引入m的氧化物，細化了氧化物靶材的晶粒尺寸，使氧化物靶材致密度高，元素分布與微觀結構均勻；

5、進一步觀察該方案可見，該方案并未嘗試將上述氧化物靶材進行濺射鍍膜并測試薄膜的性能優(yōu)劣。

6、中國專利申請公開了一種高遷移率透明導電氧化物薄膜及其制備方法，tc?o薄膜生長采用反應射頻磁控濺射法，在室溫下生長碲與鈧共摻雜的氧化銦tc?o薄膜；濺射用靶材為銦靶、碲靶、鈧靶，濺射工作氣體為氬氣，反應氣體為氧氣；在tco薄膜生長之前，濺射室只通入氬氣，對三靶進行15～30分鐘的預濺射，去除靶材表面吸附的雜質以及表面氧化物，當tco薄膜開始生長時，氬氣和氧氣經過混氣室充分混合以后進入濺射室，氬氣與氧氣的流量之比為50：1～20：1，濺射氣壓為0.1～0.4pa；銦靶濺射功率200w，碲靶濺射功率為20～30w，鈧靶濺射功率為1～2w；基底沉積溫度為室溫，濺射時間為10～20分鐘。

7、該方案制得了一種具有載流子遷移率高、電阻率較低，同時光透過率也高的薄膜，但觀察該方案可見，一方面該方案濺射用靶材為三個靶材，另一方面該方案中，靶材與樣品之間距離為12～15cm。

8、本方案需要解決的問題：如何提出一種低電阻率的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種低電阻率的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，該方案通過對氧化銦為基體的材料中摻入氧化鐿、氧化鈧等物質，通過提升制備晶體薄膜的霍爾遷移率和載流子濃度進而降低晶體薄膜的電阻率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請公開了一種氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為inxscyybzo3，其中0.002≤y≤0.06，0.001≤z≤0.03，且x+y+z＝2。

3、本申請通過向氧化銦為基體的材料中摻雜部分鐿、鈧，并通過限制鐿、鈧的摻雜量提升晶體薄膜的載流子濃度和霍爾遷移率進而抑制電阻率。

4、優(yōu)選地，氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為inxscyybzo3，其中0.01≤y≤0.05，0.01≤z≤0.025，且x+y+z＝2。

5、更進一步的，在實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)，隨著摻雜元素的提升，晶體薄膜的載流子濃度的確有升高的態(tài)勢，但隨之而來的薄膜的霍爾遷移率會呈現(xiàn)出一定的下降趨勢，因此，對摻雜元素的摻雜量的進一步優(yōu)化，以使載流子濃度、霍爾遷移率維持至一定的平衡，進而使電阻率能夠被更加充分地降低。

6、優(yōu)選地，氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為inxscyybzo3，其中y＝0.04，z＝0.02，且x+y+z＝2。

7、此外，本申請還公開了一種用于制備上述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法，包括以下步驟：

8、步驟1：將氧化鐿粉末、氧化銦粉末、氧化鈧粉末混合、壓制、燒結，得到氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材；

9、步驟2：將步驟1制得的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材沉積至外設的襯底上，得到氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜。

10、優(yōu)選地，步驟1包括以下子步驟：

11、步驟a1：將氧化鐿粉末、氧化銦粉末、氧化鈧粉末混合，隨后加入粘結劑、經濕法研磨、噴霧造粒，得到混合粉體；

12、步驟a2：將混合粉體壓制成型，隨后燒結，得到氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材。

13、優(yōu)選地，步驟2中，使氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材沉積至外設的襯底上的沉積方法為磁控濺射法。

14、優(yōu)選地，步驟2包括以下子步驟：

15、步驟b1：將氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材固定至磁控濺射沉積裝置的靶托中；

16、步驟b2：開啟射頻電源，預沉積以清洗氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材；

17、步驟b3：隨后將襯底固定在樣品臺上，放入濺射腔體內并于真空環(huán)境下將襯底加熱至50～100℃；

18、步驟b4：再次開啟射頻電源，使氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜在襯底上生長至厚度為100±10nm，得到氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜。

19、優(yōu)選地，步驟b3中，氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材與襯底的距離為6～8cm。

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明提供了一種低電阻率的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，該方案通過對氧化銦為基體的材料中摻入氧化鐿、氧化鈧等物質，通過提升制備晶體薄膜的霍爾遷移率和載流子濃度的方式進而降低晶體薄膜的電阻率。

技術特征：

1.一種氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，其特征在于，所述氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為inxscyybzo3，其中0.002≤y≤0.06，0.001≤z≤0.03，且x+y+z＝2。

2.根據(jù)權利要求1所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，其特征在于，所述氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為inxscyybzo3，其中0.01≤y≤0.05，0.01≤z≤0.025，且x+y+z＝2。

3.根據(jù)權利要求1所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，其特征在于，所述氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為inxscyybzo3，其中y＝0.04，z＝0.02，且x+y+z＝2。

4.一種用于制備權利要求1-3中任一所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟1包括以下子步驟：

6.根據(jù)權利要求4所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，使氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材沉積至外設的襯底上的沉積方法為磁控濺射法。

7.根據(jù)權利要求6所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2包括以下子步驟：

8.根據(jù)權利要求7所述的氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟b3中，氧化鐿摻雜氧化銦鈧的靶材與襯底的距離為6～8cm。

技術總結
本申請屬于靶材制備技術領域，公開了一種氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜，其特征在于，所述氧化鐿摻雜氧化銦鈧晶體薄膜的化學式為InxScyYbzO3，其中0.002≤y≤0.06，0.001≤z≤0.03，且x+y+z＝2，本申請通過對氧化銦為基體的材料中摻入氧化鐿、氧化鈧等物質，通過提升制備晶體薄膜的霍爾遷移率和載流子濃度的方式進而降低晶體薄膜的電阻率，此外，本申請還公開了一種氧化鐿摻雜氧化銦鈧的晶體薄膜的制備方法。

技術研發(fā)人員：李開杰,張興宇,陸洲,劉成龍,熊浩
受保護的技術使用者：先導薄膜材料（廣東）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23