JP2000129431A - インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法 - Google Patents

インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法

Info

Publication number
JP2000129431A
JP2000129431A JP10304251A JP30425198A JP2000129431A JP 2000129431 A JP2000129431 A JP 2000129431A JP 10304251 A JP10304251 A JP 10304251A JP 30425198 A JP30425198 A JP 30425198A JP 2000129431 A JP2000129431 A JP 2000129431A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
germanium
indium
target
vapor depositing
range
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
JP10304251A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3896218B2 (ja
Inventor
Mutsuhisa Nagahama
睦久 永浜
Masao Mizuno
雅夫 水野
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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 Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP30425198A priority Critical patent/JP3896218B2/ja
Publication of JP2000129431A publication Critical patent/JP2000129431A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3896218B2 publication Critical patent/JP3896218B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパッタリング成膜中に異常放電(アーキン
グ)が発生せず、良好な膜特性を付与する蒸着ターゲッ
トを提供すること及び該蒸着ターゲットを効率的に製造
する方法を提供すること。 【解決手段】 インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲ
ットにおいて、該ゲルマニウムの含有量をゲルマニウム
量とインジウム量の合計量に対して2〜12原子%の範
囲とし、インジウム−ゲルマニウム複合酸化物相の平均
結晶粒径を30ミクロン以下とする。またインジウム−
ゲルマニウム系蒸着ターゲットの製造方法において、ゲ
ルマニウムとインジウムとをゲルマニウムが両元素の合
計量に対して2〜12原子%の範囲となるよう混合・撹
拌して混合物を製造し、該混合物を900〜1400℃
の温度範囲で焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インジウム−ゲル
マニウム(以下、「IGO」と記すことがある)系蒸着
ターゲットに関し、より詳細には液晶画面などに使用さ
れる透明導電膜の材料などとして用いられ、スパッタリ
ング成膜中の異常放電(アーキング)が発生することが
なく均質な膜を形成することができる蒸着ターゲットに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶画面やエレクトロルミネッセンスな
どの表示デバイスに用いられる透明電極膜は、酸化イン
ジウム(In23 )にスズ(Sn)を添加したもの
(「ITO」と記すことがある)を蒸着基材として、ス
パッタリングや電子ビーム蒸着などの方法により形成さ
れる。しかしITOの焼結性が悪いと、プラズマや電子
ビームなどの外部衝突によりITOの一部が飛散し電極
膜中に混入するという不具合が生じることがあった。
【0003】そこで上記不具合を解消するため、例えば
特開昭61−136954号公報では、インジウム、酸
素、ケイ素及び/又はゲルマニウムを必須の構成原子と
して含有する酸化インジウム系焼結体をスパッタリング
ターゲットとしても使用することが提案されている。
【0004】上記酸化インジウム系焼結体をスパッタリ
ングターゲットとして使用することによりプラズマや電
子ビームによる衝撃破壊はある程度抑制されるものの、
スパッタリング成膜中に異常放電(アーキング)が発生
し、ターゲット材が成膜中に混入し、電気抵抗や可視光
透過性などの膜特性の劣化を引き起こすことがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
みなされたものであり、スパッタリング成膜中に異常放
電(アーキング)が発生せず、良好な膜特性を付与する
蒸着ターゲットを提供するすることをその目的とする。
【0006】また本発明は上記蒸着ターゲットを効率的
に製造する方法を提供することをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、インジ
ウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲットであって、該ゲル
マニウムの含有量が、ゲルマニウム量とインジウム量の
合計量に対して2〜12原子%の範囲であり、インジウ
ム−ゲルマニウム複合酸化物相の平均結晶粒径が30ミ
クロン以下であることを特徴とするインジウム−ゲルマ
ニウム系蒸着ターゲットが提供される。
【0008】また本発明によれば、ゲルマニウムとイン
ジウムとをゲルマニウムが両元素の合計量に対して2〜
12原子%の範囲となるよう混合・撹拌して混合物を製
造し、該混合物を900〜1400℃の温度範囲で焼結
することを特徴とするインジウム−ゲルマニウム系蒸着
ターゲットの製造方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者等は、インジウム、ゲル
マニウムを主体とする蒸着ターゲットを用いて、スパッ
タリング中に発生するアーキング現象について種々実験
・検討を行った結果、アーキング現象の主原因はIGO
系蒸着ターゲット面内に存在するゲルマニウム固溶酸化
インジウムのマトリックス相とインジウム−ゲルマニウ
ム複合酸化物相との電気抵抗の違いであることを突き止
めた。アルゴンプラズマを用いたスパッタリング法によ
る蒸着処理を例にとれば、図1を参照して、プラス帯電
を帯びたアルゴンイオンがIGO系蒸着ターゲット表面
に照射されると、相対的に電気抵抗の低いゲルマニウム
固溶酸化インジウムのマトリックス相2では、該ターゲ
ット中に電荷3が流れ込むが、相対的に電気抵抗の高い
インジウム−ゲルマニウム複合酸化物相1では、該ター
ゲット中に電荷が流れ込まず当該酸化物相1に電荷3が
蓄積され、あたかも誘電体のごとき作用をする(図1
(a))。アルゴンイオンの照射がなお継続して行われ
ると、当該酸化物相1の蓄積電荷量が増加し電気的に不
安定な状態となり、そして当該酸化物相の蓄積限界をつ
いに超えるとアーキング5が発生し、これにより当該酸
化物相1のフレーク4が辺りに散らばり、形成膜中に混
入する不具合が生じるのである(図1(b))。
【0010】アーキング現象の上記発生原因から、本発
明の蒸着ターゲットでは、インジウム−ゲルマニウム複
合酸化物相の平均結晶粒径が30ミクロン以下としてい
る。より好ましい平均結晶粒径は10ミクロン以下であ
る。また平均結晶粒径の好ましい下限値は0.1ミクロ
ンである。すなわち、インジウム−ゲルマニウム複合酸
化物相の上記電荷蓄積は、アルゴン照射によって注入さ
れる電荷量と当該酸化物相表面からゲルマニウム固溶酸
化インジウムのマトリックス相へ流出する電荷量との差
によって生じるものであるから、当該酸化物相の粒径が
小さくなるほど比表面積が大きくなって、当該酸化物相
からゲルマニウム固溶酸化インジウムのマトリックス相
へ流出する電荷量が増加する結果、当該酸化物相に電荷
が蓄積されずアーキング現象は抑制されるのである。粒
径と比表面積との間には、一般に下記式の関係が成立す
ることが知られている。かかる式からも、酸化物相の粒
径dが小さくなるほど比表面積は大きくなることが解
る。 1/d=比表面積/体積
【0011】蒸着ターゲット中に存在するインジウム−
ゲルマニウム複合酸化物相の平均結晶粒径を30ミクロ
ン以下とすれば、当該酸化物相の比表面積が大きくなる
ため、照射された電荷は当該酸化物相に蓄積されること
なくゲルマニウム固溶酸化インジウムのマトリックス相
へ流出しアーキング現象は起こらない。なお本発明の平
均結晶粒径は、光学顕微鏡を用い200ミクロン×20
0ミクロンの視野10カ所において、画像解析装置(M
EDIA CYBERNETICS社製のソフト「IM
AGE−PRO PLUS」)で処理して算出した円相
当径である。
【0012】また本発明の蒸着ターゲットの大きな特徴
は、ゲルマニウムの含有量が、ゲルマニウム量とインジ
ウム量の合計量に対して2〜12原子%の範囲とする点
にある。好ましい含有量は、3.0〜8.0原子%の範
囲であり、より好ましくは5.0〜7.0原子%の範囲
である。ゲルマニウムの含有量が2原子%未満の場合、
スパッタリングにより成膜した透明導電膜中のゲルマニ
ウムによるキャリア電子放出に起因する電気抵抗率の低
下が充分でなく高電気抵抗な膜となってしまうという不
具合が生じ、他方含有量が12原子%を超える場合、容
易に非晶質な膜が得られるが、可視光透過率が80%未
満と色ずいた膜になってしまうという不具合が生じる。
【0013】本発明の蒸着ターゲット組成は、ゲルマニ
ウム、インジウム、酸素が主たる構成元素であるが、本
発明の効果を害しない範囲においてその他にスズ、亜
鉛、ケイ素、アルミニウム、チタン等を含んでいてもよ
い。
【0014】本発明の蒸着ターゲットの製造方法には、
特に限定はないが、後述する本願請求項2に係る製造方
法が好ましい。以下本願請求項2の製造方法について説
明する。まずゲルマニウムとインジウムとをゲルマニウ
ムが両元素の合計量に対して2〜12原子%の範囲とな
るように混合・撹拌を行い混合物を製造する。
【0015】混合・撹拌に使用する装置としては、これ
まで公知の混合機を使用することができ、例えばボール
ミル、アトライタ、ロッドミル、ダブルコーンブレン
ダ、V型混合機、リボン型混合機などを使用することが
できる。混合・撹拌時間は、混合材料の種類や量、混合
・撹拌機の種類などによって異なり、ゲルマニウムとイ
ンジウムが均一混合するよう予備実験結果などから適宜
定めればよい。
【0016】均一混合された混合物は、加圧成形した
後、900〜1,400℃の温度範囲で焼結される。好
ましい焼結温度範囲は1,000〜1,350℃であ
り、より好ましい温度範囲は1,200〜1,350℃
である。焼結温度が900℃未満の場合、酸化インジウ
ムと酸化ゲルマニウムの共晶反応や粉末同士の緻密化反
応が起こらないため、焼結体自体の密度が上がらず、機
械的強度低下による割れや粉末欠落によるパーティクル
発生が生じターゲットとして使用することができない。
他方、焼結温度が1,400℃を超えると、In−Ge
複合酸化物相の結晶粒径が大きくなりすぎ、30ミクロ
ン以上の結晶粒径のものが多数発生してしまう。
【0017】上記混合物を加圧成形する場合には、プレ
ス法、遠心力加圧法、押出し法、冷間静水圧加圧法(C
IP)など公知の成形法を使用することができる。後述
する焼結をホットプレス焼結法、カプセル熱間静水圧処
理(HIP)焼結法で行う場合には加圧成形は必ずしも
行う必要はない。常温加圧の場合、圧力は一般に1to
n/cm2 以上が必要であり、好ましい上限は5ton
/cm2 である。
【0018】本発明で使用できる焼結炉としては、従来
公知の焼結炉が使用でき、例えば間接加熱式、直接通電
加熱式、炭素管抵抗加熱式、高周波加熱式等の電気加熱
式焼結炉;ガス加熱式焼結炉;ホットプレス;HIPな
どを使用することができる。
【0019】上記焼結時の雰囲気は特に限定はなく、例
えば空気雰囲気;酸素と一酸化炭素、二酸化炭素、窒
素、アルゴン、水素、水蒸気などとの混合気体雰囲気;
真空中やアルゴン、窒素などの酸素を含有しない雰囲気
としてもよく、この中でも空気雰囲気が好ましく、酸素
混合気体雰囲気がより好ましい。使用する雰囲気中の酸
素分圧を調整することにより蒸着ターゲットの導電性を
制御することができる。
【0020】焼結時間としては特に限定はなく、使用す
る焼結炉や焼結材料などからIn−Ge複合酸化物相の
結晶粒径が30ミクロン未満となる範囲で適宜調整すれ
ばよい。
【0021】本発明で使用するインジウムとしては、I
n、In23 、Inの水酸化物、塩化物、硫酸塩、硝
酸塩などを使用することができる。In23 以外のイ
ンジウムを用いる場合、酸素を含有する雰囲気下での仮
焼あるいは焼結の過程で酸化物に変えて焼結体中に取り
込んでもよい。
【0022】本発明で使用するゲルマニウムとしては、
Ge、GeO、GeO2 の他、Geの水酸化物、塩化物
などを使用することができる。インジウムの場合と同様
に、酸化物以外のゲルマニウムを用いる場合は、酸素を
含有する雰囲気下での仮焼あるいは焼結の過程で酸化物
に変えて焼結体中に取り込んでもよい。
【0023】また本発明の蒸着ターゲットの出発原料と
してIn−GeあるいはIn−Ge複合酸化物を使用し
てもよい。
【0024】本発明のインジウム−ゲルマニウム系蒸着
ターゲットは、いずれのスパッタ成膜法にも使用するこ
とができ、例えば2極スパッタ方式、3極/4極スパッ
タ方式マグネトロンスパッタ方式などのプラズマ方式;
イオンビームスパッタ方式、電子サイクロトロン共鳴ス
パッタ方式などのビーム方式に用いることができる。
【0025】
【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
さらに詳細に説明する。実施例中で「部」、「%」は、
特に断りのない限り、それぞれ「重量部」、「重量%」
を表すものとする。
【0026】実施例1 酸化インジウム粉末95.4部と酸化ゲルマニウム粉末
4.6部をボールミルに投入し、回転数60rpmで2
4時間混合撹拌し混合物を作製した。つぎに1ton/
cm2の金型プレス成形機を用いて、直径150mm×
厚さ10mmのサンプル成形体を作製した。酸素雰囲気
に置換した抵抗加熱炉に該サンプル成形体を入れ、温度
1,000℃で2時間焼結を行いターゲットを製造し、
下記項目の評価を行った。結果を表1に示す。
【0027】(アーキング)スパッタリング装置(島津
製作所製)に蒸着ターゲットを装着し、スパッタガスと
してAr2.0%O2 を使用し、ガス圧2mTorr、
出力500Wで10分間DCマグネトロンスパッタリン
グ処理を行い、アーキングの発生回数をノイズ測定機に
より測定した。また測定終了直前にガラス基板上に厚さ
1,500オングストロームの膜を形成させ、該膜の電
気抵抗を測定した。
【0028】実施例2〜7及び比較例1〜6 酸化インジウム粉末と酸化ゲルマニウム粉末の混合比率
及び焼結温度を表1の条件に変えた以外は実施例1と同
様にしてターゲットを作製し、実施例1と同様に評価を
行った。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】ゲルマニウムの含有量が本発明の規定範囲
内であり、インジウム−ゲルマニウム複合酸化物相の平
均結晶粒径が30ミクロン以下である実施例1〜7の蒸
着ターゲットでは、成膜中のアーキングは2以下と実用
上問題のレベルであり、特に実施例1〜5の蒸着ターゲ
ットではアーキングがまったく発生しなかった。また膜
電気抵抗も13.8(10-4Ωcm)以下と良好な結果
が得られた。一方、インジウム−ゲルマニウム複合酸化
物相の平均結晶粒径が30ミクロンより大きい比較例1
〜6の蒸着ターゲットでは15回以上ものアーキングが
発生し、また形成された膜の電気抵抗も実施例のものに
比べ格段に高い値を示し、実用に耐えないものであっ
た。
【0031】
【発明の効果】本発明のインジウム−ゲルマニウム系蒸
着ターゲットでは、スパッタリング成膜中に異常放電
(アーキング)が発生せず、良好な膜特性が付与するこ
とができる。また本発明の製造方法によれば、インジウ
ム−ゲルマニウム複合酸化物相の平均結晶粒径を30ミ
クロン以下としたターゲットが効率的に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】異常放電(アーキング)の発生機構を示す概説
図である。
【符号の説明】
1 インジウム−ゲルマニウム複合酸化物相 2 ゲルマニウム固溶酸化インジウム相 3 電荷 4 フレーク 5 異常放電(アーキング)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲ
    ットであって、 該ゲルマニウムの含有量が、ゲルマニウム量とインジウ
    ム量の合計量に対して2〜12原子%の範囲であり、 インジウム−ゲルマニウム複合酸化物相の平均結晶粒径
    が30ミクロン以下であることを特徴とするインジウム
    −ゲルマニウム系蒸着ターゲット。
  2. 【請求項2】 ゲルマニウムとインジウムとをゲルマニ
    ウムが両元素の合計量に対して2〜12原子%の範囲と
    なるよう混合・撹拌して混合物を製造し、該混合物を9
    00〜1400℃の温度範囲で焼結することを特徴とす
    るインジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲットの製造方
    法。
JP30425198A 1998-10-26 1998-10-26 インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3896218B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30425198A JP3896218B2 (ja) 1998-10-26 1998-10-26 インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30425198A JP3896218B2 (ja) 1998-10-26 1998-10-26 インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000129431A true JP2000129431A (ja) 2000-05-09
JP3896218B2 JP3896218B2 (ja) 2007-03-22

Family

ID=17930818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30425198A Expired - Fee Related JP3896218B2 (ja) 1998-10-26 1998-10-26 インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3896218B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003055049A (ja) * 2001-08-22 2003-02-26 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化インジウム焼結体、その製造方法及びそれを用いたスパッタリングターゲット
JP2010202930A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Nippon Mining & Metals Co Ltd 酸化物焼結体ターゲット、該ターゲットの製造方法、透明導電膜および該透明導電膜の製造方法
US20220307124A1 (en) * 2019-06-28 2022-09-29 Ulvac, Inc. Sputtering target and method of producing sputtering target

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003055049A (ja) * 2001-08-22 2003-02-26 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化インジウム焼結体、その製造方法及びそれを用いたスパッタリングターゲット
JP2010202930A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Nippon Mining & Metals Co Ltd 酸化物焼結体ターゲット、該ターゲットの製造方法、透明導電膜および該透明導電膜の製造方法
US20220307124A1 (en) * 2019-06-28 2022-09-29 Ulvac, Inc. Sputtering target and method of producing sputtering target
US12012650B2 (en) * 2019-06-28 2024-06-18 Ulvac, Inc. Sputtering target and method of producing sputtering target

Also Published As

Publication number Publication date
JP3896218B2 (ja) 2007-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4760154B2 (ja) 酸化物焼結体、酸化物透明導電膜、およびこれらの製造方法
JPH06158308A (ja) インジウム・スズ酸化物膜用スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法
JP3314728B2 (ja) 多結晶MgO蒸着材
JPWO2011016387A1 (ja) イオンプレーティング用タブレットとその製造方法、および透明導電膜
JP2009504915A (ja) SiO2:Siスパッタリングターゲットならびにこのようなターゲットを製造および使用する方法
JPWO2012105323A1 (ja) 酸化物焼結体およびそれを加工したタブレット
JPH04219359A (ja) 導電性酸化亜鉛焼結体
JPH062130A (ja) 酸化亜鉛系スパッタリング用ターゲット
TW201837214A (zh) 濺鍍靶材、濺鍍靶材之製造方法、非晶質膜、非晶質膜之製造方法、結晶質膜及結晶質膜之製造方法
JP3780932B2 (ja) 透明導電性薄膜作製用焼結体ターゲットおよびその製造方法
JP2007246318A (ja) 酸化物焼結体、その製造方法、酸化物透明導電膜の製造方法、および酸化物透明導電膜
JP4559553B2 (ja) スパッタリング、エレクトロンビーム、イオンプレーティング用焼結体、透明導電ガラス及び透明導電フィルム
JP2000129431A (ja) インジウム−ゲルマニウム系蒸着ターゲット及びその製造方法
Kim et al. Effect of SiO 2 Addition to BaO-ZnO-B 2 O 3 Glass on Dielectric and Thermal Properties for Application to Barrier Ribs of Plasma Display Panels
JPH10297955A (ja) MgO蒸着材及びその製造方法
JPH0570943A (ja) スパツタリングによる透明導電性薄膜形成用高密度焼結ターゲツト材
JPH1192212A (ja) MgO焼結体、その製造方法及びMgO薄膜
JP4778693B2 (ja) 単結晶酸化マグネシウム焼結体及びプラズマディスプレイパネル用保護膜
JP3186793B2 (ja) 亜酸化チタンの製造方法
JP3632781B2 (ja) 酸化物焼結体
JP3775344B2 (ja) 酸化物焼結体
JP4234483B2 (ja) Itoスパッタリングターゲット及びその製造方法並びにito透明導電膜
JP3030913B2 (ja) Ito焼結体の製造方法
JPH09110527A (ja) インジウム酸化物系焼結体
JP2904358B2 (ja) Ito焼結体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040415

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060919

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees