CN104487402A - 烧结体及非晶膜 - Google Patents

烧结体及非晶膜 Download PDF

Info

Publication number
CN104487402A
CN104487402A CN201380002959.2A CN201380002959A CN104487402A CN 104487402 A CN104487402 A CN 104487402A CN 201380002959 A CN201380002959 A CN 201380002959A CN 104487402 A CN104487402 A CN 104487402A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
powder
mgf
mole
equivalent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380002959.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104487402B (zh
Inventor
奈良淳史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JX Nippon Mining and Metals Corp
Original Assignee
JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JX Nippon Mining and Metals Corp filed Critical JX Nippon Mining and Metals Corp
Publication of CN104487402A publication Critical patent/CN104487402A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104487402B publication Critical patent/CN104487402B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • C04B35/457—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates based on tin oxides or stannates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3293—Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
    • C04B2235/445—Fluoride containing anions, e.g. fluosilicate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

一种氧化物烧结体，含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），其特征在于，Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%。本发明的烧结体可以通过溅射法或离子镀法形成非晶膜，因此具有可以抑制由于膜应力造成的膜的破裂或剥离的产生的优良效果。本发明的薄膜特别是对于形成光信息记录介质的保护层的光学薄膜、有机EL电视机用薄膜、透明电极用薄膜有用。

Description

烧结体及非晶膜
技术领域
本发明涉及能够得到具有良好的可见光透射率和导电性的透明导电膜的烧结体以及使用该烧结体制作的具有低折射率的非晶膜。
背景技术
以往，作为透明导电膜的在氧化铟中添加有锡的膜，即ITO（氧化铟锡）膜透明且导电性优良，被用于各种显示器等宽广范围的用途。但是，对于该ITO而言，作为主要成分的铟价格昂贵，因此存在制造成本方面差的问题。
基于此，提出了使用例如氧化锌（ZnO）作为ITO替代品的膜。由于是以氧化锌作为主要成分的膜，因此具有价格便宜的优点。这样的膜已知由于作为主要成分的ZnO的氧缺损而造成导电性增加的现象，如果导电性和透光性等膜特性与ITO近似，则具有增加这样的材料利用的可能性。
不过，在显示器等中使用可见光的情况下，其材料要求是透明的，特别是优选在整个可见光范围内具有高透射率。另外，由于折射率高时光损耗增加或者显示器的视角依赖性变差，因此期望为低折射率，并且为了提高膜的裂纹或蚀刻性能还期望为非晶膜。
非晶膜的应力小，因此与结晶膜相比难以引起裂纹，认为今后在面向柔性化的显示器用途中要求为非晶膜。另外，对于前面的ITO而言，为了提高电阻值和透射率需要进行结晶，另外，为非晶时，在短波长范围内具有吸收，不能成为透明膜，因此不适合这样的用途。
作为使用氧化锌的材料，已知IZO（氧化铟-氧化锌）、GZO（氧化镓-氧化锌）、AZO（氧化铝-氧化锌）等（专利文献1～3）。但是，虽然IZO能够形成低电阻的非晶膜，但是存在在短波长范围内具有吸收，折射率高的问题。另外，GZO、AZO由于ZnO容易c轴取向而容易形成结晶膜，这样的结晶膜的应力增大，因此存在膜剥离或膜破裂等问题。
另外，在专利文献4中，公开了以ZnO和氟化碱土金属化合物作为主要成分的实现了宽范围的折射率的透光性导电性材料。但是，其为结晶膜，从而得不到后述的本发明这样的非晶膜的效果。另外，在专利文献5中，公开了折射率小并且比电阻小、以及非晶的透明导电膜，但是与本发明的组成体系不同，存在不能同时调节折射率和电阻值的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-008780号公报
专利文献2：日本特开2009-184876号公报
专利文献3：日本特开2007-238375号公报
专利文献4：日本特开2005-219982号公报
专利文献5：日本特开2007-035342号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题在于提供能够得到可以保持良好的可见光透射率和导电性的透明导电膜、特别是低折射率的非晶膜的烧结体。该薄膜的透射率高，并且机械特性优良，因此对于显示器的透明导电膜或光盘的保护膜有用。由此，以提高光盘的特性、减少设备成本、大幅改善成膜的特性为目的。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明人进行了广泛深入的研究，结果发现，通过将以往的ITO等透明导电膜置换为以下所示的材料体系，可以任意地调节电阻率和折射率，确保与以往同等或更好的光学特性，并且可以使用溅射法或离子镀法进行稳定的成膜，并且可以形成非晶膜，由此可以改善具有该薄膜的光盘的特性，提高生产率。
为了解决上述课题，本发明人进行了广泛深入的研究，结果提供以下发明。
本发明提供：
1）一种氧化物烧结体，含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），其特征在于，Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%。
2）如上述1）所述的氧化物烧结体，其特征在于，还含有镓（Ga）、铝（Al）和/或硼（B），Ga和/或B的总含量以Ga2O3和/或B2O3换算为0.1～10摩尔%。
3）一种溅射靶，其特征在于，使用上述1）或2）所述的氧化物烧结体。
4）一种离子镀材料，其特征在于，使用上述1）或2）所述的氧化物烧结体。
另外，本发明提供：
5）一种薄膜，含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），其特征在于，Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%，并且为非晶膜。
6）如上述5）所述的薄膜，其特征在于，还含有镓（Ga）、铝（Al）和/或硼（B），Ga和/或B的总含量以Ga2O3和/或B2O3换算为0.1～10摩尔%。
7）如上述5）或6）所述的薄膜，其特征在于，波长550nm下的折射率为2.0以下。
8）如上述5）～7）中任一项所述的薄膜，其特征在于，电阻率为1mΩ·cm～1MΩ·cm。
发明效果
根据本发明，可以通过溅射法或离子镀法形成非晶膜，具有由于应力造成的膜破裂少，可以抑制膜剥离的产生的效果。另外，可以提供对于具有低折射率的优良特性的薄膜、特别是形成光信息记录介质的保护层的光学薄膜、有机EL电视机用薄膜、透明电极用薄膜有用的烧结体材料。
具体实施方式
本发明的氧化物烧结体，含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），其特征在于，Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%，并且能够通过溅射法或离子镀法形成非晶膜。
调节原料时，以其余部分为ZnO，调节各氧化物的比率使得其合计为100摩尔%的组成。因此，Zn含量可以由这样的其余部分的ZnO换算来求出。通过调节为这样的组成，可以形成低折射率的非晶膜，得到本发明的上述效果。
另外，本发明中，以氧化物换算规定烧结体中的各金属的含量，烧结体中的各金属其一部分或全部以复合氧化物的形式存在。另外，对于通常使用的烧结体的成分分析而言，测定的不是氧化物，而是作为金属各自的含量。
本发明的特征在于为了形成非晶且低折射率的膜而添加氟化镁（MgF2）。Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算调节为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算调节为1～40摩尔%，由此可以形成非晶且低折射率的膜。由此，可以减少膜的裂纹或破裂的产生，并且可以抑制膜的剥离。
本发明的氧化物烧结体为了赋予膜导电性可以添加镓（Ga）和/或硼（B）的氧化物。由于添加氟化镁而导电性下降，因此优选根据氟化镁的添加量添加Ga或B的氧化物。氟化镁的添加量少时，即使不添加Ga或B的氧化物也可以得到所需的导电性。本发明中，通过至少将Ga和/或B的总含量以Ga2O3和/或B2O3换算调节为0.1～10摩尔%，可以得到所需的导电性。
另外，本发明中特别重要的是，可以利用溅射法或离子镀法形成非晶薄膜。以ZnO作为成分的薄膜的膜应力大，因此为结晶膜时，产生裂纹或破裂，并且产生膜的剥离等问题。通过将该薄膜形成为非晶膜，具有能够避免由于膜应力造成的破裂或裂纹等问题的优良效果。另外，所得到的膜是否为非晶膜可以通过例如使用X射线衍射法观察ZnO的（002）面的峰所出现的2θ=34.4°附近的衍射强度来判断。
另外，使用通过将本发明的烧结体机械加工而得到的靶进行溅射而形成的膜或者通过上述离子镀而形成的膜，优选波长550nm下的折射率为2.0以下。氟化镁（MgF2）、以及氧化镓（Ga2O3）或氧化硼（B2O3）为折射率低于氧化锌、氧化锡或氧化铟的材料，因此通过添加这些氟化物或氧化物，可以得到低折射率的膜。
根据本发明，可以制作非晶（无定形）薄膜，该非晶薄膜含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%。
本发明的薄膜在应用于有机EL电视机、透明电极等用途时，期望具有适合这些用途的折射率和导电性。关于折射率，更优选波长550nm下为2.0以下，关于导电性，更优选电阻率为1mΩ·cm以上且1000000（1M）Ω·cm以下。
实施例
以下，基于实施例和比较例进行说明。另外，本实施例仅为一例，不受该例任何限制。即，本发明仅受权利要求书限制，包括本发明包含的实施例以外的各种变形。
（实施例1）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=45.5：30.4：22.9：1.25摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.87（波长550nm）。
（实施例2）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=68.21：11.76：18.24：1.79摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.87（波长550nm）。
（实施例3）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的In2O3粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、In2O3粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：In2O3：MgF2：Ga2O3=66.7：21.3：14.9：8.3摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.85（波长550nm）。
（实施例4）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的In2O3粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的B2O3粉。然后，将ZnO粉、In2O3粉、MgF2粉和B2O3粉配制成ZnO：In2O3：MgF2：B2O3=15.4：37.7：46.3：0.5摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.90（波长550nm）。
（实施例5）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的In2O3粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的B2O3粉。然后，将ZnO粉、In2O3粉、MgF2粉和B2O3粉配制成ZnO：In2O3：MgF2：B2O3=41.1：12.1：45.8：1.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.70（波长550nm）。
（实施例6）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=25.4：38.1：25.4：3.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.80（波长550nm）。
（实施例7）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=31.1：57.8：8.0：3.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认可以进行稳定的离子镀，并且制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.98（波长550nm）。
（实施例8）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Al2O3粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的B2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉、Al2O3粉和B2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Al2O3：B2O3=68.2：14.2：15.3：1.8：0.5摩尔%的配合比，将其混合后，在温度1100℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料在真空中热压烧结。然后，对该烧结体进行机械加工，从而精加工为溅射靶的形状。测定所得到的溅射靶的体积电阻和相对密度的结果是，相对密度达到98.2%，体积电阻为3.1mΩ·cm，可以进行稳定的DC溅射。
然后，使用上述精加工的靶进行溅射。溅射条件为：DC溅射，溅射功率500W，含有2体积%O2的Ar气体压力0.5Pa，成膜为膜厚1500～确认制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.94（波长550nm）。
（实施例9）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的In2O3粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Al2O3粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的B2O3粉。然后，将ZnO粉、In2O3粉、MgF2粉、Al2O3粉和B2O3粉配制成ZnO：In2O3：MgF2：Al2O3：B2O3=56：37.3：5.0：1.3：0.5摩尔%的配合比，将其混合后，在温度1100℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料在真空中热压烧结。然后，对该烧结体进行机械加工，从而精加工为溅射靶的形状。测定所得到的溅射靶的体积电阻和相对密度的结果是，相对密度达到99.1%，体积电阻为3.2mΩ·cm，可以进行稳定的DC溅射。
然后，使用上述精加工的靶进行溅射。溅射条件为：DC溅射，溅射功率500W，含有2体积%O2的Ar气体压力0.5Pa，成膜为膜厚1500～确认制作的膜为非晶膜。另外，该膜的折射率达到1.94（波长550nm）。
（比较例1）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=21.2：31.8：45.0：2.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认制作的膜为非晶膜，但是，该膜的电阻率超过1MΩ·cm，导电性差。
（比较例2）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=79.2：8.8：10.0：2.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果制作的膜不是非晶膜。
（比较例3）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=26.6：11.4：60.0：2.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认制作的膜为非晶膜，但是，该膜的电阻率超过1MΩ·cm，导电性差。
（比较例4）
准备相当于3N的5μm以下的ZnO粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的SnO2粉、相当于3N的平均粒径5μm以下的MgF2粉、相当于3N的5μm以下的Ga2O3粉。然后，将ZnO粉、SnO2粉、MgF2粉和Ga2O3粉配制成ZnO：SnO2：MgF2：Ga2O3=13.2：26.4：55.0：1.0摩尔%的配合比，将其混合后，在温度850℃、压力250kgf/cm2的条件下将粉末材料热压烧结，从而得到离子镀用烧结体。使用该烧结体实施离子镀，结果确认制作的膜为非晶膜，但是，该膜的电阻率超过1MΩ·cm，导电性差。
表1
产业实用性
本发明的烧结体可以成为溅射靶或离子镀材料，使用这些溅射靶或离子镀材料形成的薄膜，作为各种显示器中的透明导电膜或光盘的保护膜，具有在透射率、折射率、导电性方面具有极其优良的特性的效果。另外，本发明的显著特征为非晶膜，由此具有可以显著提高膜的裂纹和蚀刻性能的优良效果。
使用本发明的烧结体的溅射靶的体积电阻值低，相对密度为90%以上的高密度，因此可以进行稳定的DC溅射。并且，具有作为该DC溅射的特征的容易控制溅射，可以提高成膜速度，并且可以提高溅射效率的显著效果。根据需要实施RF溅射，此时也观察到成膜速度的提高。另外，可以减少成膜过程中溅射时产生的粉粒（起尘）或结瘤，品质的偏差少，可以提高量产性。
另外，使用本发明的烧结体的离子镀材料可以形成低折射率的非晶膜，因此具有可以抑制由于膜应力造成的裂纹或破裂、膜的剥离的产生的效果。这样的非晶膜特别是对于形成光信息记录介质的保护层的光学薄膜、有机EL电视机用薄膜、透明电极用薄膜有用。

Claims (8)

1.一种氧化物烧结体，含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），其特征在于，Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%。
2.如权利要求1所述的氧化物烧结体，其特征在于，还含有镓（Ga）、铝（Al）和/或硼（B），Ga和/或B的总含量以Ga2O3和/或B2O3换算为0.1～10摩尔%。
3.一种溅射靶，其特征在于，使用权利要求1或2所述的氧化物烧结体。
4.一种离子镀材料，其特征在于，使用权利要求1或2所述的氧化物烧结体。
5.一种薄膜，含有锌（Zn）、锡（Sn）和/或铟（In）、镁（Mg）、氧（O），其特征在于，Sn和/或In的总含量以SnO2和/或In2O3换算为10～90摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以下时，Mg的含量以MgF2换算为15～50摩尔%，Sn和/或In的原子数相对于Zn的原子数之比为1以上时，Mg的含量以MgF2换算为1～40摩尔%，并且为非晶膜。
6.如权利要求5所述的薄膜，其特征在于，还含有镓（Ga）、铝（Al）和/或硼（B），Ga和/或B的总含量以Ga2O3和/或B2O3换算为0.1～10摩尔%。
7.如权利要求5或6所述的薄膜，其特征在于，波长550nm下的折射率为2.0以下。
8.如权利要求5～7中任一项所述的薄膜，其特征在于，电阻率为1mΩ·cm～1MΩ·cm。
CN201380002959.2A 2012-07-13 2013-06-19 烧结体及非晶膜 Active CN104487402B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012157716 2012-07-13
JP2012-157716 2012-07-13
PCT/JP2013/066833 WO2014010383A1 (ja) 2012-07-13 2013-06-19 焼結体及びアモルファス膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104487402A true CN104487402A (zh) 2015-04-01
CN104487402B CN104487402B (zh) 2016-05-18

Family

ID=49915851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380002959.2A Active CN104487402B (zh) 2012-07-13 2013-06-19 烧结体及非晶膜

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5695221B2 (zh)
KR (1) KR101485305B1 (zh)
CN (1) CN104487402B (zh)
TW (1) TWI549924B (zh)
WO (1) WO2014010383A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11081326B2 (en) 2016-07-11 2021-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Sputtering target and method for manufacturing the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017212362A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 株式会社半導体エネルギー研究所 スパッタリングターゲット、およびスパッタリングターゲットの作製方法
JP6637948B2 (ja) * 2017-11-27 2020-01-29 Ｊｘ金属株式会社 Ｉｚｏターゲット及びその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142330A1 (ja) * 2006-06-08 2007-12-13 Asahi Glass Company, Limited 透明導電膜およびその製造方法、ならびにその製造に使用されるスパッタリングターゲット
CN102046835A (zh) * 2008-06-03 2011-05-04 Jx日矿日石金属株式会社 溅射靶及非晶光学薄膜
US20110100809A1 (en) * 2008-07-08 2011-05-05 Bekaert Advanced Coatings Method to manufacture an oxide sputter target comprising a first and second phase
CN102216237A (zh) * 2008-11-20 2011-10-12 出光兴产株式会社 ZnO-SnO2-In2O3类氧化物烧结体及非晶质透明导电膜
CN102560391A (zh) * 2010-12-24 2012-07-11 海洋王照明科技股份有限公司 一种导电膜制备方法、导电膜及应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005219982A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 透光性導電材料
CN101460425B (zh) 2006-06-08 2012-10-24 住友金属矿山株式会社 氧化物烧结体、靶、用它制得的透明导电膜以及透明导电性基材
JP5865711B2 (ja) * 2012-01-13 2016-02-17 Jx日鉱日石金属株式会社 低屈折率膜形成用イオンプレーティング用材料及び低屈折率膜

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142330A1 (ja) * 2006-06-08 2007-12-13 Asahi Glass Company, Limited 透明導電膜およびその製造方法、ならびにその製造に使用されるスパッタリングターゲット
CN102046835A (zh) * 2008-06-03 2011-05-04 Jx日矿日石金属株式会社 溅射靶及非晶光学薄膜
US20110100809A1 (en) * 2008-07-08 2011-05-05 Bekaert Advanced Coatings Method to manufacture an oxide sputter target comprising a first and second phase
CN102216237A (zh) * 2008-11-20 2011-10-12 出光兴产株式会社 ZnO-SnO2-In2O3类氧化物烧结体及非晶质透明导电膜
CN102560391A (zh) * 2010-12-24 2012-07-11 海洋王照明科技股份有限公司 一种导电膜制备方法、导电膜及应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11081326B2 (en) 2016-07-11 2021-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Sputtering target and method for manufacturing the same
US11735403B2 (en) 2016-07-11 2023-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Sputtering target and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP5695221B2 (ja) 2015-04-01
CN104487402B (zh) 2016-05-18
TWI549924B (zh) 2016-09-21
TW201410637A (zh) 2014-03-16
KR101485305B1 (ko) 2015-01-21
WO2014010383A1 (ja) 2014-01-16
JPWO2014010383A1 (ja) 2016-06-20
KR20140037948A (ko) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI525060B (zh) An oxide sintered body, a sputtering target, a thin film, and an oxide sintered body
JP5770323B2 (ja) 焼結体及びアモルファス膜
JP5735190B1 (ja) 酸化物焼結体、スパッタリングターゲット及び酸化物薄膜
CN104487402A (zh) 烧结体及非晶膜
CN103524119A (zh) 烧结体及非晶膜
CN103849842A (zh) 溅射靶材及导电金属氧化物薄膜
JP5837183B2 (ja) 低屈折率膜形成用焼結体及びその製造方法
JP5876172B1 (ja) 酸化物焼結体、酸化物スパッタリングターゲット及び導電性酸化物薄膜並びに酸化物焼結体の製造方法
JP5913523B2 (ja) 酸化物焼結体、酸化物スパッタリングターゲット及び高屈折率の導電性酸化物薄膜並びに酸化物焼結体の製造方法
JP2015124145A (ja) 酸化インジウム系酸化物焼結体およびその製造方法
TWI579254B (zh) Sintered and amorphous membranes
JP5865711B2 (ja) 低屈折率膜形成用イオンプレーティング用材料及び低屈折率膜
JP5866024B2 (ja) 低屈折率のアモルファス透明導電膜作製用焼結体及び低屈折率のアモルファス透明導電膜

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: JX NIPPON MINING & METALS CORPORATION

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: JX Nippon Mining & Metals Corporation