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ITO靶材是氧化铟锡的简称，一种n型半导体透明导电陶瓷。它把锡掺杂到氧化铟里形成固溶体，晶格中产生大量点缺陷和自由电子，因此既有导电性又能透过可见光。这种材料主要用来生产ITO薄膜，是平板显示产业里的关键原料。做ITO靶材烧结对真空热工设备有特殊要求，下面把材料特性、应用和烧结工艺说清楚。
一、ITO靶材的材料特点
ITO靶材是金属铟深加工后的功能陶瓷产品，做成薄膜后有几个突出特性：导电性好，可见光透过率超过85%；硬度高耐磨，化学蚀刻性好；紫外线吸收率超过85%，红外线反射率超过80%；微波衰减率大于85%。这些特性让ITO在显示、太阳能、航空航天等领域都有用武之地。ITO薄膜的光学性质主要受光学禁带宽度和等离子振荡频率影响，禁带宽度决定光谱吸收范围，等离子振荡频率决定反射范围和强度。100纳米厚的ITO膜在400到900纳米波长范围平均透过率能到92.8%，这个透明导电性能在透明导电材料里排在前列。
靶材致密度直接影响溅射成膜质量，致密度不够的靶材溅射时容易掉颗粒，膜层缺陷多，显示屏上就会出现亮点暗点。所以做ITO靶材不是把粉末烧成就行，得把密度烧到理论值的99%以上，溅射寿命和成膜均匀性才有保障。
二、镀膜工艺和下游应用
ITO薄膜的制备主要有两种工艺：电子束蒸发和磁控溅射。电子束蒸发是在高真空下电子枪发出高能电子束轰击ITO靶材，靶材熔化蒸发在衬底上沉积成膜；磁控溅射是利用辉光放电，氩离子轰击阴极ITO靶材，把靶材原子溅射下来沉积到衬底上。磁控溅射膜层更均匀致密，是现在主流工艺。下游应用集中在平板显示，触摸屏领域用TP-ITO导电玻璃，液晶面板领域用LCD-ITO导电玻璃，两者区别是LCD-ITO在镀ITO层之前还要镀一层二氧化硅阻挡层，防止玻璃里的钠离子扩散到液晶里。
除了显示，ITO膜还用于幕墙玻璃节能、太阳能电池透明电极、飞机汽车防雾玻璃、微波屏蔽、防护眼镜、传感器等领域。做ITO靶材烧结对设备真空度和温度均匀性要求高，ITO粉末里含氧化铟和氧化锡，烧结过程中要控制氧分压防止氧化铟分解失氧，一般用常压气氛烧结或者真空加气氛保护烧结，温度在1500到1600℃区间。氧分压控制不好，靶材导电率就跑偏，溅射出来的薄膜方阻不稳定。
三、行业现状与设备要求
长期以来ITO靶材核心技术被日本和欧美企业掌握，我国作为全球最大需求国，2019年之前约90%靶材依赖进口。近几年国产靶材技术追赶很快，国内已有几家企业实现批量供应，国产化率逐步提升。随着OLED逐步取代LCD成为显示主流，ITO靶材需求增速放缓，市场从高速增长转向平稳发展，价格竞争持续，对靶材生产企业来说提升烧结工艺水平、降低成本是关键。
靶材烧结完机加工也影响溅射性能。靶材背面要绑铜背靶，焊接用铟焊料，铟层太厚溅射时靶材散热不均局部温度高容易开裂，铟层太薄接触电阻大溅射打弧。靶面加工平面度要控制在0.1毫米以内，跟磁控枪距离差一毫米，膜厚均匀性就差一截。做ITO靶材还要注意整个加工环境湿度不能太高，氧化铟锡粉末吸潮，车间湿度超过60%靶材表面就发乌，烧结前要在120℃烘箱里烘两个小时再装炉。
靶材烧结后还要做精密切割和研磨。ITO脆，金刚石砂轮切割时进给量要小，进快了边蹦瓷。靶材表面粗糙度Ra0.8以下才能上机溅射，表面粗了打弧多，膜层针孔多。背面绑铜靶后还要做超声探伤，铜铟结合率95%以上才算合格，有气泡的地方溅射时局部过热，靶材几分钟就裂。
做ITO靶材车间还要控酸雾。靶材粉末含铟，湿法研磨产生的废水含铟要单独处理，别直接排下水道，环保查下来罚款比设备钱还多。粉尘带口罩，铟长期吸入对神经不好。
靶材密度均匀性也重要，同一根靶不同位置密度差超过1%，溅射时刻蚀速率不一样，靶面很快坑坑洼洼。
做靶材烧结升温曲线也有讲究，500℃以前慢点走，把粉末里吸附的水和有机残留排干净，不然到高温段集中放气，氧分压一下窜上去，氧化铟失氧靶材就发黑。
批量生产靶材用真空箱式气氛炉或者专用烧结炉，炉膛大、装料多、温度均匀性好。做小批量实验用真空管式炉，气氛控制灵活适合配方调试。设备要能通氧气、氮气、氩气多种气氛，温度均匀性控制在正负5℃以内，不然一炉里有的靶材过烧有的欠烧，成品率上不去。做这类氧化物陶瓷烧结，需要温度均匀、气氛可控的真空热工设备，东莞市志远工业设备有限公司在透明陶瓷和氧化物陶瓷烧结炉上有成熟经验，能满足ITO靶材这类材料的烧结要求，可根据靶材企业的烧结工艺要求定制炉型。