从化学角度看,ITO是一种复合氧化物,其性能很大程度上取决于氧化铟和氧化锡的比例。氧化铟提供高透明度,而氧化锡的掺杂则增强了材料的导电性。通过控制这两者的配比,ITO能够在保持光学透明的同时,具备接近金属的导电能力。这种“透明却导电”的特性,使得ITO成为制造透明导电膜的理想选择。
ITO靶材的核心用途是在磁控溅射工艺中作为“溅射源”。磁控溅射是一种常见的薄膜沉积技术,通过高能离子轰击靶材表面,使靶材原子被“敲击”出来,终沉积在基板上,形成一层均匀的ITO薄膜。这层薄膜厚度通常在几十到几百纳米之间,却能同时实现导电和透光的功能。
目前,ITO靶材的制备主要有两种常见方法:热压烧结法和冷等静压法。
热压烧结法
工艺流程:将氧化铟和氧化锡粉末按比例混合后,放入模具,在高温(1000-1500°C)和高压(几十到几百兆帕)下压制成型。高温使粉末颗粒熔融结合,形成致密的靶材结构。
优点:这种方法制备的靶材密度接近理论值(通常超过99%),晶粒分布均匀,适合高精度镀膜需求。
缺点:设备复杂,能耗高,生产成本较高。
适用场景:高端电子产品,如智能手机、平板电脑的显示屏制造。
制备完成后,ITO靶材在实际应用中还会遇到一些问题:
溅射不均匀:如果靶材内部存在微小缺陷或成分偏差,溅射过程中可能出现局部过热,导致薄膜厚度不一致。
靶材破裂:在高功率溅射时,靶材承受的热应力可能超出其极限,造成破裂,进而影响生产线的连续性。
资源限制:ITO靶材依赖铟这种稀有金属,而铟的全球储量有限,价格波动较大。这不仅推高了成本,也促使业界寻找替代方案。