1、前言

靶材是濺射源的一種。通過多弧的離子態(tài)鍍膜系統(tǒng)或不同形態(tài)不同方式的鍍膜系統(tǒng)，或者是利用磁場控制濺射在嚴格可控的工藝以及一定的實驗條件下，濺射在不同功能的基板上形成各種功能薄膜的濺射源。

本文提到的ITO靶材，屬于一種極為重要的N型半導體材料，利用不同功率密度、不同輸出波形的激光與ITO靶材相互作用時，會產(chǎn)生相應的破壞效應、殺傷效應，從而實現(xiàn)人們想要的不同目的。

在各類液晶顯示器上有著至關(guān)重要的應用。為了得到性能更優(yōu)異，穩(wěn)定性更好，利用率更高的ITO靶材，首先，我們需要保證所要使用的ITO靶材，其中的氧化銦（In₂O₃）與氧化錫（SnO₂）的質(zhì)量分數(shù)之比為9：1。目前我國高端ITO靶材的制造仍然受到日本、韓國、美國等發(fā)達國家的制約，在國際相關(guān)產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易方面處于相對劣勢，從而也對我國進一步擴大平板顯示行業(yè)的投入，提高平板顯示行業(yè)的科學技術(shù)水平產(chǎn)生了較大的不利影響。

可以看出，掌握高端ITO靶材的制造技術(shù)，促進其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)對于我國未來的半導體行業(yè)、平板顯示行業(yè)有著重大的意義。因此，本文著重提出了一些在目前國內(nèi)常規(guī)加工ITO靶材時的工藝改良方式方法，以及一些提高平面ITO靶材利用率的方法供參考。

2、ITO靶材的幾種制備方法

ITO靶材的制備生產(chǎn)工藝、技術(shù)設備以及性能指標等已較為統(tǒng)一穩(wěn)定。目前國際上較為安全的、普遍采用的高效生產(chǎn)ITO靶材的方法主要分為以下幾種：熱等靜壓法，熱壓法，冷等靜壓法，燒結(jié)法，注漿成型法等等。

3、平板行業(yè)對ITO靶材的主要性能要求

當前，ITO靶材最重要的應用行業(yè)為平板顯示行業(yè)，在液晶顯示器（LCD）中的應用尤為廣泛。

經(jīng)過長期的發(fā)展，液晶顯示器的產(chǎn)品品質(zhì)在不斷提升，成本日益下降，因而對ITO靶材的性能要求、相對密度等指標的要求也在不斷上升。所以說，為了順應液晶顯示器的發(fā)展潮流，促進平板顯示行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，未來平板顯示行業(yè)對ITO靶材的應用要求有以下的幾方面的趨勢。

3.1 提高ITO靶材的相對密度

在ITO靶材相對密度不高的情況下，可供有效濺射加工的面積亦相當有限，并且還可能對濺射速率的提高形成很大的阻礙。提高ITO靶材的相對密度，可令其表面更趨于平整可控，減少表面不同地方的電阻率等理化性能的差異，進而獲得更優(yōu)質(zhì)、更利于后續(xù)加工的ITO靶材。與此同時亦提高了ITO靶材的使用壽命。

3.2 充分降低電阻率

由于近年來液晶顯示器的發(fā)展不斷趨向于功能化、精細化、驅(qū)動程序的差異化等。因此，為了滿足液晶顯示器的發(fā)展進步需求，ITO靶材需進一步調(diào)整加工方式，以獲得更低電阻率的透明導電膜。

3.3 平面尺寸大型化，結(jié)構(gòu)一體化

隨著戶外巨型液晶顯示器的日益廣泛應用，有機光激發(fā)顯示器大型化的發(fā)展趨勢，ITO靶材的自身尺寸亦必須向大型化發(fā)展才能適應使用要求。但當前由于技術(shù)能力稍有欠缺，往往較大面積的ITO靶材均由多塊小面積ITO靶材拼接組裝而成，這將導致拼接處的部分鍍膜質(zhì)量嚴重下降，也為終端顯示的清晰度帶來較大影響。因此，為了提高液晶顯示器的顯示質(zhì)量，進而更好地實現(xiàn)更多的附加功能等，ITO靶材的大型化、一體化是未來發(fā)展的必然要求。

3.4 使用高效化

當前，ITO靶材最重要的濺射加工使用部分位于靶材的四周，ITO靶材中心部分的利用率低大大提高了生產(chǎn)成本以及加工成本。為了更高效地利用ITO靶材，根據(jù)節(jié)能減排，降本促效的原則，提高ITO靶材全尺寸全方位的使用效果和使用質(zhì)量刻不容緩。

4、提高平面ITO靶材利用率的幾種方法

4.1 采用改良的濕法成型方法

目前，ITO靶材的成型工藝主要分為干法成型工藝和濕法成型工藝兩種。干法成型工藝易于自動化生產(chǎn)，工藝亦相對成熟，但是危險性高，更難獲得大尺寸ITO靶材的缺點。相對濕法成型現(xiàn)已逐漸成熟，其中包括擠壓成型、凝膠注模成型、注漿成型等，注漿成型工藝更便于人為調(diào)節(jié)。

注漿成型是基于石膏模具具有大量能夠吸收水分的毛細孔的物理性質(zhì)，將ITO 粉末配成漿料后注入至石膏模具，水分在被模具吸入后便形成具有一定厚度的均勻泥層，在脫水干燥的過程中形成一定強度的ITO靶材坯體。因此，可通過控制石膏模具毛細孔的分布，調(diào)整注入漿料的壓力與時間和模具吸入漿料水分的時間，進而令I(lǐng)TO靶材坯體的成型效果更為均勻，以便后續(xù)加工獲得綜合性能更穩(wěn)定，顆粒分布更均勻、利用率更高的ITO靶材。

4.2 控制注漿成型前原料的固含量以及黏度

在進行注漿成型前，需按一定比例的配比進行ITO 漿料的調(diào)配，并需要往漿料內(nèi)部添加必須的添加劑以確保漿料均勻混合的過程中保持濕度、潤滑度以及減少氣泡生成。在漿料調(diào)配的過程中，固含量是一個極為重要的指標，即氧化銦與氧化錫的質(zhì)量之和占漿料總質(zhì)量的百分比。經(jīng)過多次重復實驗，認為在固含量為80% 左右時，可有效避免因固含量過低而導致ITO靶材坯體成型時所可能發(fā)生的坯體開裂現(xiàn)象，同時也避免了固含量過高導致漿料流動性變差，甚至無法把漿料注入或注入速率過慢的現(xiàn)象。在固含量為80% 左右時，可保證漿料的黏度在100 毫帕斯卡秒與300 毫帕斯卡秒之間。漿料有足夠的流動性可令I(lǐng)TO靶材坯體成型時更加流暢，顆粒分布更為均勻，從而獲得利用率的更高的ITO靶材。

4.3 脫脂燒結(jié)一體化的高溫致密化方法

由于在注漿成型的過程中添加了一定量的添加劑，因此，在進行ITO靶材高溫致密化之前，必須先通過適當?shù)娜ソ橘|(zhì)工藝，方能獲得相對密度更高，雜質(zhì)含量更低的ITO靶材。一般而言，要達到去介質(zhì)的效果，采用適當升溫的方法是最合適的。但在去介質(zhì)后，ITO靶材坯體會暫時地處于相對脆弱，容易開裂的狀態(tài)，為了避免人為對ITO靶材坯體造成不必要的傷害，可以通過脫脂燒結(jié)一體化的加工方式進行避免。通過利用脫脂——燒結(jié)一體爐，在去介質(zhì)工藝完成后繼續(xù)保溫一段時間，確保介質(zhì)充分得到揮發(fā)的同時又不破壞ITO靶材坯體的形狀，然后進行高溫致密化的加工操作，這樣更有利于獲得尺寸更大、結(jié)構(gòu)一體化、不易開裂、利用率更高的ITO靶材。

4.4 改變ITO靶材成型形狀

傳統(tǒng)平面ITO靶材的形狀為矩形，具有便于成型加工的特點。然而在ITO靶材濺射加工的過程中由于磁控濺射存在磁耦合效應，因此ITO靶材在不同位置被蝕刻的速率是不一樣的，導致矩形ITO靶材的利用區(qū)域主要集中在矩形的四條邊上，利用率不高。要想解決此問題，提高ITO靶材的利用率，可以把ITO靶材的加工形狀設計為“工字型”。

采用“工字型”的結(jié)構(gòu)，可大大提高平面ITO靶材的利用率，同時也讓ITO靶材的中心處更接近于邊緣，提高了濺射時的均勻性。

4.5 濺射時合理調(diào)整磁場分布

在實際磁控濺射的過程中，用于磁控濺射的強磁鐵兩端的磁力線分布更為密集，也就是說該處的磁場強度更大。因此，對于平面ITO靶材而言，在兩端的邊緣位置更容易被蝕刻。綜合考慮，可在磁鐵的上下端適當位置貼上消磁片，進而調(diào)整磁場分布，以達到整塊靶材的蝕刻速度接近甚至是相同的效果，此舉同樣有利于提高ITO靶材的利用率。

5、結(jié)束語

本文結(jié)合生產(chǎn)實際，著重介紹了幾種提高平面ITO靶材利用率的方法，可行性與實用性較強。隨著科技和材料技術(shù)的飛速發(fā)展，ITO靶材的應用將越來越廣泛，提高ITO靶材的利用率，對節(jié)約生產(chǎn)成本，滿足人類正常生產(chǎn)生活需求起著至關(guān)重要的作用。