李晏平，刘志宏，李玉虎，刘智勇，李启厚

(中南大学 冶金与环境学院，长沙 410083)

ITO薄膜因其优良的导电和可见光透过性能，而被广泛用于平面显示、光电器件、传感器制造等领域[1]。ITO薄膜的制备有喷雾热解[2]、电子束蒸发[3]、溶胶−凝胶[4−5]、磁控溅射[6]和化学气相沉积[7]等方法，其中磁控溅射法具有成膜温度低、均匀性好、薄膜结合力强等优点，应用最为广泛。在磁控溅射镀膜中，ITO靶材的密度是决定薄膜性能的关键因素。研究表明：提高ITO靶材的密度，可加快成膜速度、减少薄膜表面突起物(Nodule)和异常放电、降低放电电压，能制备出电阻更低的 ITO 薄膜[8−9]。因而，提高密度是ITO靶材研制的热点。导致ITO靶材密度低的原因很多，如粉料团聚、压制密度低、In2O3和SnO2高温分解等。为使SnO2均匀掺杂，UDAWATTE等[10]用共沉淀−水热工艺制备Sn掺杂InOOH前驱体，然后在500 ℃下煅烧得到In2Sn1−xO5−y粉末，以其为原料压成生坯在1 450 ℃下烧结，得到相对密度为93%的ITO靶材。KOICHIRO等[11]考察ITO粉湿法球磨对靶材密度的影响，发现球磨有利于提高靶材密度，在最佳条件下，靶材相对密度由球磨前的75%增大至球磨后的91%。KIM等[12]研究表明，增加成型压力能有效提高ITO(In2O3与SnO2质量比为92:8)靶材的密度，当成型压力由25 MPa增加至300 MPa时，靶材相对密度由50%提高至90%，但坯体中一次团聚孔隙在成型压力高达300 MPa时仍难以消除。为防止In2O3和SnO2高温分解，NADUAD等[13]在ITO配料中掺入烧结助剂(TiO2、SiO2、ZrO2)，其中掺入 TiO2的 ITO 生坯在 1 380℃烧结 5 h可以得到相对密度大于 99%的靶材；SUZUKI等[14]在ITO中掺入V2O5，在1 400 ℃下烧结得到相对密度为96%的靶材。添加烧结助剂虽能降低烧结温度，减少In2O3和SnO2高温分解，但对ITO薄膜性能有不利影响。……