CN103540895B - 溅射靶材及氧化金属薄膜 - Google Patents
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Abstract
一种溅射靶材,包含一种氧化金属组成物,包括氧化铟、氧化锌及氧化锡,基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计,铟的原子含量范围为60至80at.%,锌的原子含量范围为10至25at.%,锡的原子含量范围为1至20at.%,且锌的原子含量大于锡的原子含量,本发明溅射靶材所形成的金属氧化物薄膜的结晶温度不小于250℃,且其电阻率不大于5×10‑4Ω·cm,且透光率不小于85%,并具备良好的蚀刻特性。
Description
技术领域
本发明涉及靶材及氧化金属薄膜,特别是涉及一种溅射靶材及氧化金属薄膜。该氧化金属薄膜可应用于透明电极材料或透明氧化物半导体材料等领域。
背景技术
透明导电薄膜,特别是其中透明且可导电的氧化金属薄膜,较一般金属薄膜而言透光率佳,而广泛地应用于光电技术领域,例如:在照明技术领域中的有机/无机发光二极管灯的电极;或在显示器的技术领域中作为液晶显示器的内部连线、触控面板的电极,及主动型有机发光二极管显示器的电极与传输电路。
通常,上述的氧化金属薄膜的形成过程是准备一个溅射靶材,并以溅射的方式先整面性地形成于平坦的基板表面,或已图案化的结构表面,再对该氧化金属薄膜进行黄光、微影、蚀刻等制程,后根据需求制作出预定图案的氧化金属薄膜。目前,最常使用的溅射靶材为铟锡氧化物(ITO),并在溅射后制作出以铟锡氧化物所构成的铟锡氧化物薄膜。
但传统铟锡氧化物中的铟为稀有金属之一,在地球中的储藏量有限,使用者无不担忧铟原料是否有枯竭的一天。且,铟锡氧化物薄膜在非晶态时的薄膜电阻率约为7×10-4Ω·cm,必需在结晶化后电阻率始有明显下降的效果,约为2×10-4Ω·cm。
因此,对于有低电阻率需求的产品,一般会使用结晶化后的铟锡氧化物薄膜,但事实上,铟锡氧化物薄膜却因为结晶化而衍生表面不平坦,及在弱酸中不容易蚀刻的问题。除此之外,未经结晶化的铟锡氧化物薄膜虽具有平坦的表面,及在弱酸中易于蚀刻的特性,但除了电阻率偏高之外,却又衍生在后制程的铝蚀刻剂中容易被腐蚀的问题。因此,所属技术领域的研究人士积极发展替代传统铟锡氧化物溅射靶材的材料,目的为降低铟的使用量,并能维持金属氧化物薄膜的均匀度、透光率、稳定度以及制程中的蚀刻特性,为学界及业界努力研究及发展的重点之一。
日本专利公开案JP2011190542号揭示一个铟锌锡溅射靶材,主要是通过提升该溅射靶材的密度,并配合锡与锌间的比值(锡/锌)大于1时,将减少溅射靶材的突起物(nodule)的产生,既而降低该溅射靶材异常放电的机率。
然而,本发明的发明人发现,上述日本专利公开案的JP2011190542号所揭示的溅射靶材虽然可降低自身异常放电的机率,小幅改善溅射靶材在溅射时的稳定度,却未能同步提升该溅射靶材所形成的氧化金属薄膜结晶温度,导致该氧化金属薄膜的结晶温度低,也造成结晶化的氧化金属薄膜的蚀刻速率不稳定的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经溅射而制得在非结晶态就具备低电阻率、结晶温度高且蚀刻特性佳的氧化金属薄膜的溅射靶材。
此外,本发明的另一目的,是为了提供一种在非结晶态就具备低电阻率、结晶温度高且蚀刻特性佳的氧化金属薄膜。
于是,本发明溅射靶材,包含一种氧化金属组成物,包括氧化铟、氧化锌及氧化锡,基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计,铟的原子含量范围为60至80at.%,锌的原子含量范围为10至25at.%,锡的原子含量范围为1至20at.%,且锌的原子含量大于锡的原子含量。
较佳地,前述溅射靶材,其中该锌原子含量与锡原子含量间比值大于1且小于2。
较佳地,前述溅射靶材,其中该氧化金属组成物不含以铟、锌及氧所构成的六方晶层状化合物。
较佳地,前述溅射靶材,其中该氧化金属组成物包括一个主体,以及一个成份比例异于该主体的副成份。
较佳地,前述溅射靶材,其中该主体为由铟、锌、锡及氧所构成的晶相为方铁锰矿结构。
较佳地,前述溅射靶材,其中该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物,且副成份中铟的原子含量百分比小于主体中铟的原子含量百分比。
较佳地,前述溅射靶材,其中该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物,且副成份中锌的原子含量百分比大于主体中锌的原子含量百分比。
较佳地,前述溅射靶材,其中该氧化金属组成物的绝对密度不小于6g/cm3。
再者,本发明氧化金属薄膜由上述的溅射靶材所形成,其薄膜结晶温度在250℃以上。
较佳地,前述氧化金属薄膜的电阻率不大于5×10-4Ω·cm,且透光率不小于85%。
本发明的有益效果在于:利用本发明溅射靶材经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度,较锌的原子含量范围大于锡的原子含量范围的溅射靶材并经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度高。
附图说明
图1是本发明溅射靶材的具体实施例1以扫瞄式电子显微镜(Scanning ElectronMicroscope,以下简称SEM)进行电子束扫描该具体实施例的表面并分析背向散射电子所产生的信号图(back-scattering electron,以下简称BSE);
图2是一BSE图,并以箭头说明具体实施例1的含有异于主体的副成份;
图3是X射线衍射仪(X-ray diffraction,以下简称XRD)测量图,说明以XRD测量具体实施例1时,仅测得单相结构;
图4是横截面穿透式电子显微镜(cross-sectional transmission electronmicroscopy,以下简称XTEM)测量图,说明具体实施例1的副成份为异于主体的单晶的晶相结构;
图5是一XTEM图,说明具体实施例1的主体的晶相结构;
图6是一XTEM图,说明具体实施例1的副成份的晶相结构;
图7是一BSE图,说明将以能量散射光谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,以下简称EDS)分析具体实施例1的成份比例;
图8一EDS图,说明具体实施例1的成份比例;
图9是本发明溅射靶材的具体实施例2的BSE图;
图10是具体实施例2的XRD测量图;
图11一EDS图,说明具体实施例2的成份比例。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明:
本发明溅射靶材包含一氧化金属组成物。
该氧化金属组成物包括氧化铟、氧化锌及氧化锡。
在该氧化金属组成物中,当铟、锌及锡的原子总含量以100at.%计时,铟的原子含量范围为60至80at.%,锌的原子含量范围为10至25at.%,锡的原子含量范围为1至20at.%,且其中,锌的原子含量大于锡的原子含量。
较佳地,在该氧化金属组成物中,锌的原子含量与锡的原子含量间的比例大于1且小于2。
另一方面,该氧化金属组成物包括一个主体,及一个含量异于该主体的副成份。该主体是以铟、锌、锡、氧所构成的化合物,且该主体的晶相属于方铁锰矿结构(Bixbyite);除此之外,当该氧化金属组成物整体的锌的原子含量大于锡的原子含量,配合锌的原子含量与锡的原子含量间的比值大于1且小于2时,该主体及该副成份皆不含六方层状化合物。
该副成份为以铟、锌、锡、氧所构成的化合物,且该副成份中铟的原子含量百分比小于主体中铟的原子含量百分比。
本发明溅射靶材主要经由混合粉末、压制成型,及烧结制成而制得。
其中,当以X射线衍射仪(X-ray diffraction,以下简称XRD)测量时,本发明溅射靶材的氧化金属组成物仅测得单晶相结构;然而,当以扫瞄式电子显微镜(ScanningElectron Microscope,以下简称SEM)进行电子束扫描本发明溅射靶材的氧化金属组成物的表面并分析背向散射电子(back-scattering electron,以下简称BSE)所产生的信号,其显示氧化金属组成物除了主体外,还包括异于该主体的副成份所构成的二次相。再进一步地,当通过横截面穿透式电子显微镜(cross-sectional transmission electronmicroscopy,以下简称XTEM)测量时,发现该主体的晶相属于方铁锰矿结构,更发现该副成份不属于方铁锰矿结构。且需说明的是,由于方铁锰矿结构为所属技术领域中具有通常知识者所熟知,在此不再多加赘述。
通过BSE与XTEM的分析结果可以了解,本发明溅射靶材确实至少含有该主体及该副成份,且当锌的原子含量与锡的原子含量间的比值大于1且小于2时,该副成份非为六方晶层状化合物。XRD分析该氧化金属组成物为方铁锰矿结构,并且比对TEM-DP数据后,确认方铁锰矿结构的XRD信号来自主体结构。
再者,当以能量散射光谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,以下简称EDS)分别分析该主体与该副成份所含有的成份显示,该主体含有的金属包含铟、锌及锡,该副成份也含有铟、锌及锡,但该主体与该副成份间的各种金属的原子含量不同;再配合测量得知的晶相结构可以得知,该氧化金属组成物除了主体外,还含有成份比例异于该主体的成份比例的副成份。
较佳地,当该氧化金属组成物中,铟的原子含量范围大于60且小于80at.%,锌的原子含量范围为大于10且小于25at.%,锡的原子含量范围为10至15at.%时,且锌的原子含量与锡的原子含量间的比值大于1且小于2时,该较佳实施例溅射靶材具有不含六方层状化合物的更为稳定的晶相结构。
本发明的主要功效在于,该溅射靶材的氧化金属组成物的原子含量在特定范围,配合锌的原子含量范围大于锡的原子含量范围,则利用该溅射靶材经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度,较锌的原子含量范围大于锡的原子含量范围的溅射靶材并经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度高。故,本发明通过该氧化金属薄膜的高结晶温度的特性,使得该氧化金属薄膜在后续通过一般回火(约220℃)的制程后,不易结晶化,进而避免结晶化后结晶区域的蚀刻特性差的问题。
再者,由于使用不含六方晶层状化合物的溅射靶材进行溅射法时,该溅射靶材的电性较佳,可进一步地避免电阻率高的六方晶层状化合物产生的“异常放电”的问题,既而避免异常放电所造成的“溅射形成氧化金属薄膜在一个基板的同时,多余的微小凸粒也附着在该基板上”的缺点,进而提升溅射形成氧化金属薄膜的优良率。因此,通过上述较佳的不含六方层状化合物的溅射靶材,再经溅射形成的氧化金属薄膜也具备质量更优良的结晶温度与蚀刻特性、稳定的电性,及高透光性,进而供氧化金属薄膜更适合应用于光电技术领域。
其次,由于六方晶层状化合物的结构与氧化金属组成物的主体的晶相结构差异较大,当溅射靶材中非同时含有晶相结构为方铁锰矿结构的主体及六方晶层状化合物时,也可进一步地避免该溅射靶材在烧结制程后会产生裂靶的问题。因此,本发明通过锌的原子含量与锡的原子含量间的比值大于1且小2,进一步将溅射靶材的主体与副成份的晶相结构相似化,可大幅降低裂靶的机率。
本发明溅射靶材的氧化金属组成物的锌的原子含量大于锡的原子含量,除了可以提高后续溅射形成氧化金属薄膜的结晶温度,而使氧化金属薄膜不易结晶外,还可进一步地抑制溅射靶材产生小突起(nodule)的问题;另外,本发明溅射靶材经溅射形成的氧化金属薄膜相对蚀刻剂为草酸而言,蚀刻速率较高,较容易被蚀刻,而可减少蚀刻及图案化氧化金属薄膜的时间。
特别地,本发明溅射靶材的氧化金属组成物的密度不小于6g/cm3,也可避免“当靶材密度低于6g/cm3时,在溅射过程中常会因为靶材孔洞的存在而容易造成异常放电”的问题,既而显著地提升氧化金属薄膜的制程优良率及借由溅射法形成均匀度高且质量佳的氧化金属薄膜,适合应用在照明或显示器技术领域。
以下为本发明溅射靶材的具体实施例1~5及比较例的制作过程。
《具体实施例1》
制作该具体实施例1所使用的原料是:高纯度(>99.9%)的氧化铟3.986Kg、氧化锡0.645Kg以及氧化锌0.37Kg等三种金属氧化物粉末。
首先,进行球型粉末形成阶段。将这三种金属氧化物粉末依照比例混合入10~50公升的球磨桶或是100公升的球磨机;接着,加入氧化锆球与金属氧化物混合粉末进行连续8小时以上的球磨。其中,加入氧化锆球的目的是使混合粉末在球磨过程中分散均匀,进而使粉末粒径大幅降低;此外,氧化锆球的球径需配合粉末的原始粒径与目标粒径,不适合的球径会造成效率不足或过度磨耗。继续,在球磨的第一阶段加入分散剂与纯水,以得到低粘度的浆料,该第一阶段可以降低粉体粒径,使金属氧化物粉末均匀分散,并在后制程中不易分离;再来,在球磨的第二阶段时,加入粘结剂,得到高粘度浆料,使粉体与粘结剂均匀分散,并于胚件成形时提供优异的粘结力,且易于烧结成形。接着,进行造粒步骤,其是使用喷雾干燥机等设备进行,造粒之后粉末形态需为完整扎实的圆球颗粒,而可促进粉末的流动性,并助于后续阶段的进行,且特别地,造粒完成后的粉体粒径大约是20~100微米。再者,为了确保粉末的均匀性,造粒完成后,以150mesh(目)的筛网过筛,配合使用摇筛机,过滤大颗粒粉末及杂质,并将过筛后的粉末保存于真空保存桶中,以避免吸水气,导致成型困难的问题。
其次,进行靶材成型阶段。先将造粒后的粉末倒入涂有脱模剂的模具中,其中,模具的尺寸视欲制作的靶材尺寸规格而定,再者,该脱模剂通常是长碳链化合物,适合于作为脱模剂的可以为油酸、高分子蜡、聚乙烯醇,及甲基纤维素等;接着,进行预压:对填有粉末的模具分段加压至200~1200kg/cm2,并加热30~50℃,使高分子粘结剂产生作用,而增加粉末的流动性,并且能够达到更好的结合能力,且预压后脱模将粉末转换得到相对密度为50~65%的生胚靶材,特别地,又以液压成型的方式得到更为致密的生胚与强化强度,以利后续得到高密度靶材;还可借由控制冷液压成型机的升压降压速度,使生胚不会翘曲,达到所要求的密度;又,生胚密度越高,后续烧结效率将会越高。
继续,进行烧结阶段。此阶段在充满氧气的高温烧结炉中进行;其中,氧气通常与空气、氩气,或是氮气混合使用,通氧气的用途是可以防止结构缺陷,而得到高相对密度的靶材,且相对密度介于85~99.99%间。继续,在烧结进行时,高温烧结炉的腔体温度自室温升温到100℃,并持温数小时,以去除生胚中的水气;接着,再慢速升温到700℃,并持温数小时,以去除生胚中的高分子粘结剂。又,该种去除生胚中的高分子粘结剂的过程称为脱蜡,并在适当的空气流场循环带动的条件下,将因高热而由生胚表面挥发出来的粘结剂带至炉外,再经由废气处理装置处理后排至大气,而形成靶材粗胚。在脱腊过程非常重要,必须将生胚中的高分子完全去除,否则容易造成后续成型的靶材内部残留碳,而使靶材在溅射的使用过程中在靶材表面产生许多凸粒(nodule),导致后续所形成的氧化金属薄膜均匀性不佳;接着,将腔体升温到900℃,进行靶材素烧预烧结,可以增强靶材粗胚的刚性。接下来,将腔体慢速升温到1100℃,由于在这阶段靶材粗胚会开始收缩,因此温度控制非常重要,升温速度要控制得当,避免靶材粗胚收缩过快而造成破裂、龟裂等烧结不佳的状况;接着再慢速升温到1300~1600℃,并停留数小时,最高温度的选择要视欲得到的结构或是生成相而定,温度选择对于靶材电阻率有很大的影响。再来,将腔体降温到1100℃,此时,要以非常慢速的程温控制降温,避免造成靶材各部分降温不均匀而破裂,继续,再降温到室温,此时,可以使用炉冷的方式,或是风车程温控制快速降温的方式,以形成溅射靶材。
最后,进行靶材加工阶段。先利用水刀或线切割设备,将溅射靶材依所需求尺寸进行切割,基于靶材硬度高,所以切割设备的耐用性、切割效率及切割损失量都应纳入考虑范围。又,因为烧结后的靶材表面粗糙,部分氧化物可能挥发,且有些许翘曲现象,还需再利用平面磨床搭配立式磨床进行表面研磨,并利用导角机进行导角,加工完后,溅射靶材表面平整,即完成溅射靶材的制作。
《具体实施例2》
该具体实施例2与该具体实施例1的制作方法相似,其不同处在于该具体实施例2所使用的原料是:高纯度(>99.9%)的氧化铟3.662Kg、氧化锡0.85Kg以及氧化锌0.49Kg等三种金属氧化物粉末。
《具体实施例3》
该具体实施例3与该具体实施例1的制作方法相似,其不同处在于该具体实施例3所使用的原料是:高纯度(>99.9%)的氧化铟3.415Kg、氧化锡0.777Kg以及氧化锌0.807Kg等三种金属氧化物粉末。
《具体实施例4》
该具体实施例4与该具体实施例1的制作方法相似,其不同处在于该具体实施例4所使用的原料是:高纯度(>99.9%)的氧化铟4.047Kg、氧化锡0.488Kg以及氧化锌0.465Kg等三种金属氧化物粉末。
《具体实施例5》
该具体实施例5与该具体实施例1的制作方法相似,其不同处在于该具体实施例5所使用的原料是:高纯度(>99.9%)的氧化铟4.155Kg、氧化锡0.205Kg以及氧化锌0.637Kg等三种金属氧化物粉末。
《比较例》
该比较例与该具体实施例1的制作方法相似,其不同处在于该比较例所使用的原料是:高纯度(>99.9%)的氧化铟4.046Kg、氧化锡0.620Kg以及氧化锌0.335Kg等三种金属氧化物粉末。
<分析>
以下为具体实施例1~5与比较例溅射靶材的各项分析结果,及具体实施例1~5与比较例经溅射法在一个基板上形成厚度为100nm的氧化金属薄膜的各项分析过程。
[溅射靶材]
﹝成份分析﹞
以EDS测量及计算具体实施例1~5与比较例的主体及副成份的成份含量。
﹝晶相结构分析﹞
以BSE测量具体实施例1~5与比较例。
以XRD测量具体实施例1~5与比较例,观察其绕射角度的变化,以确认主体的晶相结构;配合以XTEM测量具体实施例1~5与比较例,确认主体副成份的晶相结构是否含有六方层状合化物。
﹝密度分析﹞
以阿基米德方法分析绝对密度。
﹝电阻率分析﹞
以四点探针分析该溅射靶材的电阻率。
[氧化金属薄膜]
﹝电阻率分析﹞
以四点探针分析该氧化金属薄膜的导电率。
﹝透光率分析﹞
以UV-vis薄膜穿透率分析该氧化金属薄膜的透光率(光波长400~800nm)。
﹝结晶温度分析﹞
将一个受测薄膜由低温至高温进行退火,再以XRD判断在各退火温度的阶段是否发生结晶化,借以测得薄膜产生结晶化的温度。
﹝蚀刻特性分析﹞
需先说明的是,一般制程中是以草酸进行铟锡氧化物薄膜的蚀刻,并以硝酸、醋酸以及磷酸配成铝蚀刻剂进行铝导线的蚀刻,其中硝酸、醋酸以及磷酸的比例依各厂商技术而有差异。
本蚀刻特性分析以硝酸5%、醋酸5%、磷酸80%与水10%配成一铝蚀刻剂。分别以草酸以及该铝蚀刻剂对具体实施例2溅射靶材所形成的成非晶态的薄膜进行蚀刻特性的测试,并且与非晶态铟锡氧化物薄膜(α-ITO薄膜)、结晶态铟锡氧化物薄膜(c-ITO薄膜)以及非晶态铟锌氧化物薄膜(α-IZO薄膜)比较蚀刻特性。
<分析结果>
下表1为蚀刻特性测试结果,具体实施例2溅射靶材所形成的氧化金属薄膜具有“在草酸中容易蚀刻”的特性,且在铝蚀刻剂中的蚀刻速率与结晶态铟锡氧化物相当,明显较非晶态铟锡氧化物以及非晶态铟锌氧化物缓慢。表示具体实施例2的成非晶态的金属氧化物薄膜在草酸中容易被蚀刻,而不易被铝蚀刻剂蚀刻,具备良好的蚀刻特性。
表1
下表2为具体实施例1~5与比较例溅射靶材,及经溅射法所形成的氧化金属薄膜的分析结果。
表2
由表2可以了解,首先,具体实施例1~5溅射靶材的靶材密度大于6.5g/cm3,靶材电阻率不大于1×10-3Ω·cm,确实适合作为溅射形成氧化金属薄膜用的溅射靶材。
其次,当该溅射靶材的该氧化金属组成物中,基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计,铟的原子含量范围为60至80at.%,锌的原子含量范围为10至25at.%,锡的原子含量范围为10至20at.%,且锌的原子含量大于锡的原子含量时,经溅射所形成的氧化物金属薄膜的结晶温度在250℃以上,甚至可达大于350℃,远大于比较例的结晶温度,足以显示本发明利用锌的原子含量大于锡的原子含量,确实达成薄膜结晶温度高的功效。
更精确地,具体实施例1~5溅射靶材包括一个主体,及一个异于该主体的副成份,在该副成份中的铟的原子含量百分比小于主体中的铟的原子含量百分比,且副成份中的锌的原子含量百分比大于主体中的锌的原子含量百分比。
再者,由具体实施例1~5可以得知,该溅射靶材所制得的氧化物金属薄膜的薄膜在非结晶态的电阻率仍不大于5×10-4Ω·cm,且透光率不小于88%,适合取代ITO薄膜之透明导电薄膜的用途。
特别需说明的是,由具体实施例1~3可以了解,当溅射靶材的锌的原子含量与锡的原子含量范围间的比值大于1且不大于2时,还可进一步地得到不含六方层状化合物的晶相的溅射靶材,既而在制得结晶温度高的氧化金属薄膜的前提下,还能避免该溅射靶材受到电阻值高的六方层状化合物的影响所导致异常放电的问题,及避免形成具有多余的凸粒的氧化金属薄膜。
除了上述关于表1的分析结果之外,特别地以具体实施例1及具体实施例2为例说明本发明溅射靶材的晶相结构及成份含量的详细测量过程。参阅图1、图2,自具体实施例1的BSE图可以得知,具体实施例1除了具有主体外,还有异于主体(也就是颜色较深的区域)的副成份;参阅图3,自具体实施例1的XRD测量结果得到,具体实施例1的绕射角仅在30度产生变化,而呈现单相的方铁锰矿结构;参阅图4、图5及图6,图5为图4中方框区域的测量结果,图6为图4中圆框区域的测量结果:由具体实施例1的XTEM测量结果可以了解,虽然XRD测量结果显示具体实施例1为单相结构,但该具体实施例确实具有晶相为方铁锰矿结构的主体,及晶相为非六方层状化合物且成份比例异于主体的副成份;其中,由于XRD无法分别小范围且精准地聚焦至主体或副成份的区域,所以,XRD无法明确定义为主体或副成份。参阅图7、图8,其中,图8为分析图7标示数字符号位置的EDS图,由图8所测量具体实施例1的成份可以得知,主体含有铟、锌及锡,副成份含有铟、锌及锡。再经计算后得到,该具体实施例1的氧化铟重量百分比为79.7wt%,氧化锌的重量百分比为7.4wt%,氧化锡的重量百分比为12.9wt%;若基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计,则如同表1的具体实施例1的铟的原子含量为76.5at.%,锌的原子含量为12.1at.%,且锡的原子含量为11.4at.%。
参阅图9,由具体实施例2的BSE测量结果得知,具体实施例2除主体外,还有异于主体(也就是颜色较深的区域)的副成份;参阅图10,由具体实施例2的XRD测量结果得知,具体实施例2的绕射角在约30度产生变化,而呈现单相的方铁锰矿结构。参阅图11,为分析图9标示数字符号位置的EDS图,由图9所测量具体实施例2的成份可以得知,主体含有铟、锌及锡,副成份含有铟、锌及锡;再经计算后得到具体实施例1的氧化铟重量百分比为73.2wt%,氧化锌的重量百分比为9.8wt%,氧化锡的重量百分比为17.0wt%;若基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计,则如同表1之该铟的原子含量为69.3at.%,锌的原子含量为15.8at.%,且锡的原子含量为14.8at.%。
综上所述,本发明溅射靶材经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度高(高达250℃以上),并通过所制得的氧化金属薄膜不易结晶的特性,不易产生不必要的结晶,提升蚀刻稳定度及蚀刻速度,也较易形成平坦度高的氧化金属薄膜,并且具备足够低的薄膜电阻率可供产业利用;除此之外,当本发明溅射靶材的锌原子含量与锡原子含量间的比值大于1且不大于2时,该氧化金属组成物的主体与副成份的晶相结构不含六方晶层状化合物,除了可减少溅射靶材产生小突起的缺点及提高电性外,也不易产生裂靶的问题,确实能达成本发明的目的。
Claims (8)
1.一种溅射靶材,其特征在于:该溅射靶材包含:一种氧化金属组成物,包括氧化铟、氧化锌及氧化锡,基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计,铟的原子含量范围为60至80at.%,锌的原子含量范围为10至25at.%,锡的原子含量范围为1至20at.%,且锌的原子含量与锡的原子含量比值不小于1.06,其中,该氧化金属组成物包括一个主体,以及一个成份比例异于该主体的副成份,该主体的铟原子含量不小于71.9at.%,该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物,且副成份中铟的原子含量百分比小于主体中铟的原子含量百分比。
2.如权利要求1所述的溅射靶材,其特征在于:该锌原子含量与锡原子含量间比值大于1且小于2。
3.如权利要求2所述的溅射靶材,其特征在于:该氧化金属组成物不含以铟、锌及氧所构成的六方晶层状化合物。
4.如权利要求1所述的溅射靶材,其特征在于:该主体为由铟、锌、锡及氧所构成的晶相为方铁锰矿结构。
5.如权利要求1所述的溅射靶材,其特征在于:该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物,且副成份中锌的原子含量百分比大于主体中锌的原子含量百分比。
6.如权利要求1所述的溅射靶材,其特征在于:该氧化金属组成物的绝对密度不小于6g/cm3。
7.一种氧化金属薄膜,其特征在于:该氧化金属薄膜是由权利要求1所述的溅射靶材所形成,其薄膜结晶温度在250℃以上。
8.如权利要求7所述的氧化金属薄膜,其特征在于:该氧化金属薄膜的电阻率不大于5×10-4Ω·cm,且透光率不小于85%。
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