ITO靶材，又称氧化铟锡材料，是电子产品显示屏所用的关键材料之一。

      没有这个关键材料，显示屏的玻璃基材就不透明不导电。ITO靶材用磁控溅射离子束对着靶材进行高速轰击，将其气化溅镀到玻璃基板上，就形成了一层既导电又透明的ITO膜。
      溅射是制备薄膜材料的主要技术之一。用加速的离子轰击固体表面,离子和固体表面原子交换动量,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,这一过程称为溅射。被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的源(source)材料,通常称为靶材。用靶材溅射沉积的薄膜致密度高,与基材之间的附着性好。

ITO靶材主要有四种成型方法

真空热压–真空热压法是利用热能和机械能使陶瓷材料致密化的工艺,可生产密度为91%~96%的高密度ITO陶瓷靶材.过程如下:加热模具,加入样品,将模型固定在加热板上(控制熔化温度和时间),然后将样品熔化、硬化、冷却,最后就可以取出成品了出去.

热等静压–热等静压 (HIP)可以认为是加压烧结或高温压制.与传统的无压烧结相比,热等静压法可以在较低的温度下(一般为材料熔点的0.5~0.7倍左右)使材料完全致密.它可以很好地控制结构,抑制晶粒长大并获得均匀、各向同性的结构.热等静压制备ITO靶材的过程如下.首先,将ITO固溶体粉末在一定的还原气氛(如H2、N2和H2的混合物)和300~500℃的温度下进行部分还原.然后,通过模塑或冷等静压将还原的粉末压制成预制件.预制件被放置在不锈钢容器中,它们之间有绝缘材料.然后将容器抽真空并密封.最后,将容器放入800~1050℃、50~200MPa的热等静压炉中2~6小时,制备ITO靶材.

常温烧结–室温烧结是1990年代初期发展起来的一种靶材制备方法.它采用预压法(或浆液浇注法)制备高密度靶材预制件,然后在一定气氛和温度下烧结.常压烧结法的主要工艺过程是:将In2O3粉体(具有一定振实密度)与SnO2粉体混合,制备成泥浆浇铸用的料浆.然后在300~500℃的温度下进行长时间的脱水脱脂处理,最后在纯氧或空气气氛下,在1个大气压以上的压力下进行烧结,烧结温度为1450 至 1550 °C.

冷等静压–冷等静压(CIP)在常温下以橡胶或塑料为覆盖模具材料,以液体为压力介质传递超高压.在低压氧气氛的保护下,将ITO粉体通过冷等静压压制成大型陶瓷预制棒,然后在0.1~0.9 MPa的纯氧环境中,在1500~1600℃的高温下烧结.这种方法理论上可以生产出密度为95%的陶瓷靶材.

                                                                 ITO靶材的发展

进入20世纪90年代以来,随着新技术和新材料,特别是微电子行业的新器件和新材料的飞速发展,溅射靶材的市场规模日益扩大。1990年世界靶材市场销售额为336～397亿日元,年增长率达到20%;1991年约为377～432亿日元,年增长率为10%[1]。1995年仅日本的靶材市场就已达到500亿日元[2]。据不完全统计,1999年世界靶材市场的年销售额近10亿美元,其中日本的市场份额超过世界市场的一半,美国的市场份额约占世界的三分之一,中国大陆的年销售额约300～500万美元,台湾地区的年销售额约2500万美元。由于电子薄膜、光学薄膜、光电薄膜、磁性薄膜和超导薄膜等在高新技术和工业上的大规模开发应用,靶材已逐渐发展成为一个专业化产业。随着高新技术的不断发展,世界的靶材市场还将进一步扩大。

靶材作为一种具有特殊用途的材料,具有很强的应用目的和明确的应用背景。脱离开溅射工艺和薄膜性能来单纯地研究靶材本身的性能没有意义。

而根据薄膜的性能要求,研究靶材的组成、结构、制备工艺、性能,以及靶材的组成、结构、性能与溅射薄膜性能之间的关系,既有利于获得满足应用需要的薄膜性能,又有利于更好地使用靶材,充分发挥其作用,促进靶材产业发展。国际上从事靶材的专业大公司正是沿着这个方向发展起来的。它们根据微电子、信息等行业的最新发展动态,不断研制开发满足薄膜性能要求的新型靶材,使公司的产品在市场竞争中始终立于不败之地。

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