JP2002256424A - 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 - Google Patents
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Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 赤外波長領域で透過率の低下が非常に少な
く、しかも、Ｉｎ2Ｏ3−Ｓｎ系と同等の低抵抗を有する
透明導電性薄膜を、スパッタリング法で再現性良く安定
して製造できるターゲットを提供する。 【解決手段】 酸化インジウムを主成分として、タング
ステン／インジウム原子数比が０．００３〜０．１５の
範囲で、タングステンを含有する混合粉末を焼結して形
成することにより、焼結体ターゲットを製造する。タン
グステンが、酸化インジウムのインジウムサイトに置換
固溶していることが好ましい。相対密度が９０％以上で
あることが好ましい。
く、しかも、Ｉｎ2Ｏ3−Ｓｎ系と同等の低抵抗を有する
透明導電性薄膜を、スパッタリング法で再現性良く安定
して製造できるターゲットを提供する。 【解決手段】 酸化インジウムを主成分として、タング
ステン／インジウム原子数比が０．００３〜０．１５の
範囲で、タングステンを含有する混合粉末を焼結して形
成することにより、焼結体ターゲットを製造する。タン
グステンが、酸化インジウムのインジウムサイトに置換
固溶していることが好ましい。相対密度が９０％以上で
あることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池などに用
いられる低抵抗の透明導電性薄膜を、スパッタリング法
で作製する際に使用される焼結体スパッタリングターゲ
ットおよびその製造方法に関する。
いられる低抵抗の透明導電性薄膜を、スパッタリング法
で作製する際に使用される焼結体スパッタリングターゲ
ットおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】透明導電性薄膜は、高い導電性と可視光
領域での高い透過率とを有し、太陽電池や液晶表示素
子、その他各種受光素子の電極などに利用されている
他、自動車や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍シ
ョーケースなどの各種の防曇用の透明発熱体としても利
用される。
領域での高い透過率とを有し、太陽電池や液晶表示素
子、その他各種受光素子の電極などに利用されている
他、自動車や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍シ
ョーケースなどの各種の防曇用の透明発熱体としても利
用される。
【０００３】透明導電性薄膜には、アンチモンやフッ素
をドーパントとして含む酸化錫（ＳｎＯ2）や、アルミ
ニウムやガリウムをドーパントとして含む酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）や、錫をドーパントとして含む酸化インジウム
（Ｉｎ2Ｏ3）などが広範に利用される。特に、錫をドー
パントとして含む酸化インジウム膜、すなわちＩｎ2Ｏ3
−Ｓｎ系膜は、ＩＴＯ（Indium tin oxide）膜と称さ
れ、低抵抗の膜が容易に得られることから特に良く用い
られる。
をドーパントとして含む酸化錫（ＳｎＯ2）や、アルミ
ニウムやガリウムをドーパントとして含む酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）や、錫をドーパントとして含む酸化インジウム
（Ｉｎ2Ｏ3）などが広範に利用される。特に、錫をドー
パントとして含む酸化インジウム膜、すなわちＩｎ2Ｏ3
−Ｓｎ系膜は、ＩＴＯ（Indium tin oxide）膜と称さ
れ、低抵抗の膜が容易に得られることから特に良く用い
られる。
【０００４】これらの透明導電性薄膜の製造方法として
は、スパッタリング法が良く用いられる。スパッタリン
グ法は、蒸気圧の低い材料の成膜や、精密な膜厚制御を
必要とする成膜の際に有効な手法であり、操作が非常に
簡便であるため、工業的に広範に利用される。
は、スパッタリング法が良く用いられる。スパッタリン
グ法は、蒸気圧の低い材料の成膜や、精密な膜厚制御を
必要とする成膜の際に有効な手法であり、操作が非常に
簡便であるため、工業的に広範に利用される。
【０００５】スパッタリング法は、一般に、約１０Ｐａ
以下のガス圧のもとで、基板を陽極とし、薄膜の原料で
あるターゲットを陰極として、これらの間にグロー放電
を起こしてアルゴンプラズマを発生させ、プラズマ中の
アルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させ、衝突
によってはじきとばされるターゲット成分の粒子を基板
上に堆積させて、薄膜を形成するというものである。
以下のガス圧のもとで、基板を陽極とし、薄膜の原料で
あるターゲットを陰極として、これらの間にグロー放電
を起こしてアルゴンプラズマを発生させ、プラズマ中の
アルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させ、衝突
によってはじきとばされるターゲット成分の粒子を基板
上に堆積させて、薄膜を形成するというものである。
【０００６】スパッタリング法は、アルゴンプラズマの
発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高
周波スパッタリング法といい、直流プラズマを用いるも
のは直流スパッタリング法という。また、ターゲットの
裏側にマグネットを配置して、発生するプラズマをター
ゲット直上に集中させ、低ガス圧でもアルゴンイオンの
発生効率が上がるように成膜する方法をマグネトロンス
パッタ法という。
発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高
周波スパッタリング法といい、直流プラズマを用いるも
のは直流スパッタリング法という。また、ターゲットの
裏側にマグネットを配置して、発生するプラズマをター
ゲット直上に集中させ、低ガス圧でもアルゴンイオンの
発生効率が上がるように成膜する方法をマグネトロンス
パッタ法という。
【０００７】しかし、前記透明導電性薄膜は、低抵抗で
あるものの、キャリア濃度が非常に高いため、赤外波長
領域での透過率が低下している。これは、赤外光のキャ
リア電子によるプラズマ吸収による。従って、前記の透
明導電性薄膜を太陽電池に用いた場合、赤外光をセルに
入射させることができず、エネルギーとして有効に利用
できないという問題があった。
あるものの、キャリア濃度が非常に高いため、赤外波長
領域での透過率が低下している。これは、赤外光のキャ
リア電子によるプラズマ吸収による。従って、前記の透
明導電性薄膜を太陽電池に用いた場合、赤外光をセルに
入射させることができず、エネルギーとして有効に利用
できないという問題があった。
【０００８】前記以外の透明導電性薄膜の作製も試みら
れているが、スパッタリング法で安定して良質の透明導
電性薄膜を作製できるターゲットが得られていないため
に、実施されずにいる。
れているが、スパッタリング法で安定して良質の透明導
電性薄膜を作製できるターゲットが得られていないため
に、実施されずにいる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、赤外
波長領域で透過率の低下が非常に少なく、しかも、Ｉｎ
2Ｏ3−Ｓｎ系と同等の低抵抗を有する透明導電性薄膜
を、スパッタリング法で再現性良く安定して製造できる
ターゲットを提供する。
波長領域で透過率の低下が非常に少なく、しかも、Ｉｎ
2Ｏ3−Ｓｎ系と同等の低抵抗を有する透明導電性薄膜
を、スパッタリング法で再現性良く安定して製造できる
ターゲットを提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の透明導電性薄膜
作成用焼結体ターゲットは、酸化インジウムを主成分と
して、タングステン／インジウム原子数比が０．００３
〜０．１５の範囲で、タングステンを含有する。本発明
において、タングステンのインジウムに対する原子数比
の範囲を制限した理由は、上記範囲を逸脱すると、得ら
れる透明導電性薄膜が低抵抗でなくなるからである。
作成用焼結体ターゲットは、酸化インジウムを主成分と
して、タングステン／インジウム原子数比が０．００３
〜０．１５の範囲で、タングステンを含有する。本発明
において、タングステンのインジウムに対する原子数比
の範囲を制限した理由は、上記範囲を逸脱すると、得ら
れる透明導電性薄膜が低抵抗でなくなるからである。
【００１１】タングステンが、分散していること、特
に、酸化インジウムのインジウムサイトに置換固溶して
いることが好ましい。すなわち、前記タングステンがタ
ーゲット内に含まれる形態は、ＷＯ3、ＷＯ2などの酸化
タングステンの形で、酸化インジウム焼結体中に分散し
ている形態でもよいが、Ｉｎ2Ｗ3Ｏ12などの酸化インジ
ウム−酸化タングステン間の複合酸化物の形で、酸化イ
ンジウム焼結体中に分散している形態でもよい。
に、酸化インジウムのインジウムサイトに置換固溶して
いることが好ましい。すなわち、前記タングステンがタ
ーゲット内に含まれる形態は、ＷＯ3、ＷＯ2などの酸化
タングステンの形で、酸化インジウム焼結体中に分散し
ている形態でもよいが、Ｉｎ2Ｗ3Ｏ12などの酸化インジ
ウム−酸化タングステン間の複合酸化物の形で、酸化イ
ンジウム焼結体中に分散している形態でもよい。
【００１２】好ましくは、タングステン原子が酸化イン
ジウムのインジウムサイトに置換固溶することにより、
タングステンが酸化インジウム焼結体中に原子レベルで
分散している方が、スパッタリングにおいて放電が安定
し、得られる透明導電性薄膜を低抵抗にするためには有
効である。
ジウムのインジウムサイトに置換固溶することにより、
タングステンが酸化インジウム焼結体中に原子レベルで
分散している方が、スパッタリングにおいて放電が安定
し、得られる透明導電性薄膜を低抵抗にするためには有
効である。
【００１３】また、該焼結体ターゲットは、相対密度が
９０％以上であることが好ましい。ターゲットの焼結体
の相対密度が９０％未満であると、長時間スパッタリン
グした場合、エロージョン近傍に突起物（ノジュール）
が発生して、成膜中にアーキングが起きやすくなる。成
膜中にアーキングが発生すると、膜質が悪化して、得ら
れる透明導電性薄膜を低抵抗にできない。ノジュールお
よびアーキングの生じやすさは、発明者の実験による
と、焼結体ターゲットの相対密度と密接に関連があり、
焼結体の相対密度を９０％以上にすることで、効果的に
ノジュールおよびアーキングの発生を抑制できる。
９０％以上であることが好ましい。ターゲットの焼結体
の相対密度が９０％未満であると、長時間スパッタリン
グした場合、エロージョン近傍に突起物（ノジュール）
が発生して、成膜中にアーキングが起きやすくなる。成
膜中にアーキングが発生すると、膜質が悪化して、得ら
れる透明導電性薄膜を低抵抗にできない。ノジュールお
よびアーキングの生じやすさは、発明者の実験による
と、焼結体ターゲットの相対密度と密接に関連があり、
焼結体の相対密度を９０％以上にすることで、効果的に
ノジュールおよびアーキングの発生を抑制できる。
【００１４】該焼結体ターゲットは、酸化インジウムを
主成分として、タングステン／インジウム原子数比が
０．００３〜０．１５の範囲で、酸化タングステンを混
合して得られる混合粉末を焼結して形成することによ
り、製造される。
主成分として、タングステン／インジウム原子数比が
０．００３〜０．１５の範囲で、酸化タングステンを混
合して得られる混合粉末を焼結して形成することによ
り、製造される。
【００１５】図１に、本発明に使用する直流マグネトロ
ンスパッタリング装置の概略図を示す。
ンスパッタリング装置の概略図を示す。
【００１６】真空チャンバ１内に、ターゲット２を配置
する。このターゲット２は、直流電源３のマイナス側に
接続され、直流電源３のプラス側およびガラス基板４は
接地する。ターゲット２の対向部には、ガラス基板４が
設置され、ターゲット２とガラス基板４との間の空間部
には、供給管５によってアルゴンガスが供給される。
する。このターゲット２は、直流電源３のマイナス側に
接続され、直流電源３のプラス側およびガラス基板４は
接地する。ターゲット２の対向部には、ガラス基板４が
設置され、ターゲット２とガラス基板４との間の空間部
には、供給管５によってアルゴンガスが供給される。
【００１７】このアルゴンガスには、前記直流電源３が
作動することでプラズマが発生し、アルゴンガスはイオ
ン化される。この際、ガラス基板４に対して反対側のタ
ーゲット２の背後に、磁石６が設置され、このため、タ
ーゲット２の表面に集中的にプラズマが発生し、効率よ
くアルゴンガスのイオン化が行われる。イオン化された
アルゴンガスがターゲット２に衝突することで、前記タ
ーゲット２から飛び出した物質が、前記空間部を介して
ターゲット２に対向して配置されたガラス基板４に析出
する。
作動することでプラズマが発生し、アルゴンガスはイオ
ン化される。この際、ガラス基板４に対して反対側のタ
ーゲット２の背後に、磁石６が設置され、このため、タ
ーゲット２の表面に集中的にプラズマが発生し、効率よ
くアルゴンガスのイオン化が行われる。イオン化された
アルゴンガスがターゲット２に衝突することで、前記タ
ーゲット２から飛び出した物質が、前記空間部を介して
ターゲット２に対向して配置されたガラス基板４に析出
する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係わる透明導電性薄膜作
製用焼結体ターゲットによれば、酸化インジウムに、タ
ングステン／インジウム原子数比が０．００３〜０．１
５の割合で、タングステンが分散している。そのため、
前記焼結体ターゲットからスパッタリング法で得られる
透明導電性薄膜は、従来のＩｎ2Ｏ３−Ｓｎ系膜よりも
キャリア濃度が低く、移動度の高い透明導電性薄膜、す
なわち赤外波長領域での透過率が低下せず、Ｉｎ2Ｏ３
−Ｓｎ系膜と同等の比抵抗を有する透明導電性薄膜が得
られる。
製用焼結体ターゲットによれば、酸化インジウムに、タ
ングステン／インジウム原子数比が０．００３〜０．１
５の割合で、タングステンが分散している。そのため、
前記焼結体ターゲットからスパッタリング法で得られる
透明導電性薄膜は、従来のＩｎ2Ｏ３−Ｓｎ系膜よりも
キャリア濃度が低く、移動度の高い透明導電性薄膜、す
なわち赤外波長領域での透過率が低下せず、Ｉｎ2Ｏ３
−Ｓｎ系膜と同等の比抵抗を有する透明導電性薄膜が得
られる。
【００１９】特に、タングステンが酸化インジウムのイ
ンジウムサイトに置換固溶し、相対密度が９０％以上で
ある焼結体ターゲットを使用することによって、安定し
て良質の透明導電性薄膜を製造することができる。
ンジウムサイトに置換固溶し、相対密度が９０％以上で
ある焼結体ターゲットを使用することによって、安定し
て良質の透明導電性薄膜を製造することができる。
【００２０】なお、相対密度は、水を用いたアルキメデ
ス法によって測定した焼結体密度と、空孔を全く含まな
い場合の理論密度をもとに、（焼結体密度／理論密度）
×１００（％）の式から算出した値である。ここで、相
対密度を算出する際に用いた各組成における理論密度
は、粉末Ｘ線回折で求めた格子定数と、酸素欠陥がな
く、タングステンが全て正規のインジウム位置に置換し
たときのビッグスバイト型構造の単位胞の質量から算出
する。
ス法によって測定した焼結体密度と、空孔を全く含まな
い場合の理論密度をもとに、（焼結体密度／理論密度）
×１００（％）の式から算出した値である。ここで、相
対密度を算出する際に用いた各組成における理論密度
は、粉末Ｘ線回折で求めた格子定数と、酸素欠陥がな
く、タングステンが全て正規のインジウム位置に置換し
たときのビッグスバイト型構造の単位胞の質量から算出
する。
【００２１】相対密度は、任意の箇所で測定して９０％
以上が好ましく、相対密度は、平面方向にわたって、一
様であることが望ましい。
以上が好ましく、相対密度は、平面方向にわたって、一
様であることが望ましい。
【００２２】（実施例）以下、実施例によって、本発明
をより具体的に説明する。
をより具体的に説明する。
【００２３】（実施例１）先ず、平均粒径が１μｍ以下
のＩｎ2Ｏ３粉末、および平均粒径が１μｍ以下のＷＯ3
粉末を、タングステン／インジウム原子数比が０．００
３の割合となるように調合して、樹脂製ポットに入れ、
さらに純水を加えて、硬質ＺｒＯ2ボールミルを用いた
湿式ボールミル混合を行った。混合時間は２０時間とし
た。得られる混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥およ
び造粒を行った。得られる造粒物を、２９４ＭＰａ（３
ｔ／ｃｍ2）の圧力を掛けて冷間静水圧プレスで成形し
た。
のＩｎ2Ｏ３粉末、および平均粒径が１μｍ以下のＷＯ3
粉末を、タングステン／インジウム原子数比が０．００
３の割合となるように調合して、樹脂製ポットに入れ、
さらに純水を加えて、硬質ＺｒＯ2ボールミルを用いた
湿式ボールミル混合を行った。混合時間は２０時間とし
た。得られる混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥およ
び造粒を行った。得られる造粒物を、２９４ＭＰａ（３
ｔ／ｃｍ2）の圧力を掛けて冷間静水圧プレスで成形し
た。
【００２４】次に、成形体を以下のように焼結した。
【００２５】焼結炉内に、炉内容積０．１ｍ3当たり５
Ｌ／ｍｉｎの割合で、酸素を導入する雰囲気で、１５０
０℃で５時間焼結した。この際、１０００℃までを１℃
／ｍｉｎ、１０００〜１５００℃を３℃／ｍｉｎで昇温
した。その後、酸素導入を止め、１５００℃〜１３００
℃を１０℃／ｍｉｎで降温した。そして、炉内容積０．
１ｍ3当たり１０Ｌ／ｍｉｎの割合でアルゴンガスを導
入する雰囲気で、１３００℃を３時間保持した後、放冷
した。これにより、相対密度９０％以上のタングステン
含有Ｉｎ2Ｏ３焼結体が得られた。
Ｌ／ｍｉｎの割合で、酸素を導入する雰囲気で、１５０
０℃で５時間焼結した。この際、１０００℃までを１℃
／ｍｉｎ、１０００〜１５００℃を３℃／ｍｉｎで昇温
した。その後、酸素導入を止め、１５００℃〜１３００
℃を１０℃／ｍｉｎで降温した。そして、炉内容積０．
１ｍ3当たり１０Ｌ／ｍｉｎの割合でアルゴンガスを導
入する雰囲気で、１３００℃を３時間保持した後、放冷
した。これにより、相対密度９０％以上のタングステン
含有Ｉｎ2Ｏ３焼結体が得られた。
【００２６】焼結体のスパッタ面をカップ砥石で磨き、
直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍに加工し、インジウム系合
金を用いてバッキングプレートを貼り合わせて、焼結体
ターゲット２とした。
直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍに加工し、インジウム系合
金を用いてバッキングプレートを貼り合わせて、焼結体
ターゲット２とした。
【００２７】図１に示す直流マグネトロンスパッタ装置
の非磁性体ターゲット用カソードに、上記焼結体ターゲ
ット２を取り付け、厚み１．１ｍｍのガラス基板４（＃
７０５９）を焼結体ターゲット２の対向面に、焼結体タ
ーゲット２とガラス基板４との間の距離を７０ｍｍとし
て取り付けた。排気を行い、チャンバ１内の真空度が１
×１０-4Ｐａ以下に達した時点で、純度９９．９９９９
質量％のアルゴンガスを供給管５から導入して、ガス圧
０．５Ｐａとし、ガラス基板４はヒーターにより１５０
℃に加熱して、直流電源３により直流電力３００Ｗをタ
ーゲット２とガラス基板４の間に投入し、直流プラズマ
を発生させることにより、スパッタリングを行った。該
スパッタリングにより、ガラス基板４の上に膜厚５００
ｎｍの透明導電性薄膜が形成された。
の非磁性体ターゲット用カソードに、上記焼結体ターゲ
ット２を取り付け、厚み１．１ｍｍのガラス基板４（＃
７０５９）を焼結体ターゲット２の対向面に、焼結体タ
ーゲット２とガラス基板４との間の距離を７０ｍｍとし
て取り付けた。排気を行い、チャンバ１内の真空度が１
×１０-4Ｐａ以下に達した時点で、純度９９．９９９９
質量％のアルゴンガスを供給管５から導入して、ガス圧
０．５Ｐａとし、ガラス基板４はヒーターにより１５０
℃に加熱して、直流電源３により直流電力３００Ｗをタ
ーゲット２とガラス基板４の間に投入し、直流プラズマ
を発生させることにより、スパッタリングを行った。該
スパッタリングにより、ガラス基板４の上に膜厚５００
ｎｍの透明導電性薄膜が形成された。
【００２８】得られた透明導電性薄膜の比抵抗を、四探
針法で測定し、ガラス基板を含めた１０００ｎｍにおけ
る光透過率を、分光光度計（（株）日立製作所製Ｕ−４
０００）で測定した。使用した＃７０５９ガラス基板自
体の１０００ｎｍにおける光透過率は、９２％である。
さらに、焼結体ターゲットの結晶相の同定を、粉末Ｘ線
回折測定（理学電機（株）製ＲＡＤ−ｒＶＢ）で実施し
た。
針法で測定し、ガラス基板を含めた１０００ｎｍにおけ
る光透過率を、分光光度計（（株）日立製作所製Ｕ−４
０００）で測定した。使用した＃７０５９ガラス基板自
体の１０００ｎｍにおける光透過率は、９２％である。
さらに、焼結体ターゲットの結晶相の同定を、粉末Ｘ線
回折測定（理学電機（株）製ＲＡＤ−ｒＶＢ）で実施し
た。
【００２９】得られた焼結体ターゲットの相対密度は９
０％以上であった。測定した比抵抗および１０００ｎｍ
における光透過率を表１に示す。
０％以上であった。測定した比抵抗および１０００ｎｍ
における光透過率を表１に示す。
【００３０】（実施例２〜７、比較例１〜３）原料粉末
のタングステン／インジウム原子数比を、表１に示した
ように変えた以外は、実施例１と同様にして、焼結体タ
ーゲットを成形し、透明導電性薄膜を形成した。
のタングステン／インジウム原子数比を、表１に示した
ように変えた以外は、実施例１と同様にして、焼結体タ
ーゲットを成形し、透明導電性薄膜を形成した。
【００３１】得られた焼結体ターゲットの相対密度はい
ずれも９０％以上であった。実施例１と同様にして測定
した比抵抗および１０００ｎｍにおける光透過率を表１
に示す。
ずれも９０％以上であった。実施例１と同様にして測定
した比抵抗および１０００ｎｍにおける光透過率を表１
に示す。
【００３２】（実施例１５〜２１、比較例８〜１０）さ
らに、タングステン／インジウム原子比の上限、下限を
確認するために、原料粉末のタングステン／インジウム
原子数比を、表１に示したように変えた以外は、実施例
１と同様にして、焼結体ターゲットを成形し、透明導電
性薄膜を形成した。
らに、タングステン／インジウム原子比の上限、下限を
確認するために、原料粉末のタングステン／インジウム
原子数比を、表１に示したように変えた以外は、実施例
１と同様にして、焼結体ターゲットを成形し、透明導電
性薄膜を形成した。
【００３３】得られた焼結体ターゲットの相対密度はい
ずれも９０％以上であった。実施例１と同様にして測定
した比抵抗および１０００ｎｍにおける光透過率を表１
に示す。
ずれも９０％以上であった。実施例１と同様にして測定
した比抵抗および１０００ｎｍにおける光透過率を表１
に示す。
【００３４】表１から分かるように、比抵抗、光透過率
ともに、実施例１〜７に対して、同様な結果が得られ
た。
ともに、実施例１〜７に対して、同様な結果が得られ
た。
【００３５】ただし、実施例２０、２１では、タングス
テン／インジウム原子比がやや高いため、比抵抗がやや
高く、光透過率がやや低かった。
テン／インジウム原子比がやや高いため、比抵抗がやや
高く、光透過率がやや低かった。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１から明らかなように、本発明の実施例
１〜７では比抵抗が２．２〜３．７×１０-4Ω・ｃｍと
低抵抗であるのに対し、比較例１〜３では比抵抗が６．
３×１０-4Ω・ｃｍ以上であった。また、本発明の実施
例１〜７では赤外光領域における１０００ｎｍの光透過
率が８５％以上と高かった。
１〜７では比抵抗が２．２〜３．７×１０-4Ω・ｃｍと
低抵抗であるのに対し、比較例１〜３では比抵抗が６．
３×１０-4Ω・ｃｍ以上であった。また、本発明の実施
例１〜７では赤外光領域における１０００ｎｍの光透過
率が８５％以上と高かった。
【００３８】さらに比較のために、従来広範に用いられ
ているＳｎを添加したＩｎ2Ｏ３ターゲット（ＳｎＯ2を
１０質量％添加）を用いて、実施例１と同一の条件で作
製した。同様に測定した比抵抗は２．５×１０-4Ω・ｃ
ｍと低いものの、１０００ｎｍにおける光透過率は６１
％であり、赤外波長領域の透過率が、本発明の実施例１
〜７と比べて大幅に低かった。
ているＳｎを添加したＩｎ2Ｏ３ターゲット（ＳｎＯ2を
１０質量％添加）を用いて、実施例１と同一の条件で作
製した。同様に測定した比抵抗は２．５×１０-4Ω・ｃ
ｍと低いものの、１０００ｎｍにおける光透過率は６１
％であり、赤外波長領域の透過率が、本発明の実施例１
〜７と比べて大幅に低かった。
【００３９】（実施例８）また、焼結体ターゲット中の
タングステン原子の含有形態による透明導電性薄膜の比
抵抗の違いについて調べた。
タングステン原子の含有形態による透明導電性薄膜の比
抵抗の違いについて調べた。
【００４０】相対密度が約９５％で、タングステン／イ
ンジウム原子数比が０．０２であり、タングステンがＩ
ｎ2Ｏ３のインジウムサイトに完全に置換固溶して、原
子レベルで分散している焼結体ターゲットを作製した。
製造条件は、湿式ボールミル混合時間を４０時間とした
以外は実施例１と同じであった。
ンジウム原子数比が０．０２であり、タングステンがＩ
ｎ2Ｏ３のインジウムサイトに完全に置換固溶して、原
子レベルで分散している焼結体ターゲットを作製した。
製造条件は、湿式ボールミル混合時間を４０時間とした
以外は実施例１と同じであった。
【００４１】得られた焼結体ターゲットを用いて、実施
例１と同様にして透明導電性薄膜を形成し、比抵抗を前
記のように測定した。測定結果を表２に示す。
例１と同様にして透明導電性薄膜を形成し、比抵抗を前
記のように測定した。測定結果を表２に示す。
【００４２】（実施例９）相対密度が約９５％で、タン
グステン／インジウム原子数比が０．０２であり、タン
グステンがＩｎ2Ｏ３焼結体中にＷＯ３粒子の形態で分
散している焼結体ターゲットを作製した。製造条件は、
湿式ボールミル混合時間を２時間とした以外は実施例１
と同じであった。
グステン／インジウム原子数比が０．０２であり、タン
グステンがＩｎ2Ｏ３焼結体中にＷＯ３粒子の形態で分
散している焼結体ターゲットを作製した。製造条件は、
湿式ボールミル混合時間を２時間とした以外は実施例１
と同じであった。
【００４３】得られた焼結体ターゲットを用いて、実施
例１と同様にして透明導電性薄膜を形成し、比抵抗を前
記のように測定した。測定結果を表２に示す。
例１と同様にして透明導電性薄膜を形成し、比抵抗を前
記のように測定した。測定結果を表２に示す。
【００４４】（実施例２２、２３）実施例８、９に対し
て、タングステン／インジウム原子比を０．０６に変更
したこと以外は、実施例８、９と同様にして、焼結体タ
ーゲットを得た。また、実施例１と同様にして透明導電
膜を形成し、比抵抗を測定した。測定結果を表２に示
す。
て、タングステン／インジウム原子比を０．０６に変更
したこと以外は、実施例８、９と同様にして、焼結体タ
ーゲットを得た。また、実施例１と同様にして透明導電
膜を形成し、比抵抗を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００４５】
【表２】
【００４６】同一の条件で作製したが、実施例８、２２
の透明導電性薄膜の方が実施例９、２３よりも低抵抗で
あった。
の透明導電性薄膜の方が実施例９、２３よりも低抵抗で
あった。
【００４７】また、成膜時の投入パワーを上げていく
と、実施例９、２３ではアーキングが発生し始めた。こ
のことから、焼結体ターゲット中でタングステンがＷＯ
３粒子の形態で分散していると、安定して成膜できる条
件の範囲が狭いことがわかる。従って、実施例８、２２
の方が、膜特性、成膜安定性のそれぞれの面で有利であ
り、好ましい。しかし、実施例９、２３の透明導電性薄
膜は、低抵抗であり、光透過率も高かった。
と、実施例９、２３ではアーキングが発生し始めた。こ
のことから、焼結体ターゲット中でタングステンがＷＯ
３粒子の形態で分散していると、安定して成膜できる条
件の範囲が狭いことがわかる。従って、実施例８、２２
の方が、膜特性、成膜安定性のそれぞれの面で有利であ
り、好ましい。しかし、実施例９、２３の透明導電性薄
膜は、低抵抗であり、光透過率も高かった。
【００４８】（実施例１０〜１４、比較例４〜７）次
に、焼結温度と焼結時間を変えた以外は、実施例１と同
様にして種々の相対密度を有する焼結体ターゲットを作
製した。焼結体ターゲットはいずれも、タングステン／
インジウム原子数比で０．０２の組成を有し、タングス
テンはインジウムサイトに置換固溶していた。
に、焼結温度と焼結時間を変えた以外は、実施例１と同
様にして種々の相対密度を有する焼結体ターゲットを作
製した。焼結体ターゲットはいずれも、タングステン／
インジウム原子数比で０．０２の組成を有し、タングス
テンはインジウムサイトに置換固溶していた。
【００４９】さらに、実施例１と同様のスパッタリング
を、連続して実施し、アーキングが多発（１０回／ｍｉ
ｎ以上）し始める時のエロージョン最大深さの違いを調
べた。
を、連続して実施し、アーキングが多発（１０回／ｍｉ
ｎ以上）し始める時のエロージョン最大深さの違いを調
べた。
【００５０】（実施例２４〜２８、比較例１１〜１４）
原子比を０．１０に変更した以外は、実施例２４〜２８
と同様にして焼結体ターゲットを得た。また、実施例１
と同様にしてエロージョン最大深さを調べた。結果を表
３に示す。
原子比を０．１０に変更した以外は、実施例２４〜２８
と同様にして焼結体ターゲットを得た。また、実施例１
と同様にしてエロージョン最大深さを調べた。結果を表
３に示す。
【００５１】
【表３】
【００５２】表３に示したように、焼結体ターゲットの
相対密度が高い実施例１０〜１４、および２４〜２８で
は、長時間のスパッタリングでもアーキングが発生しに
くい。従って、９０％以上の相対密度を有することが好
ましい。
相対密度が高い実施例１０〜１４、および２４〜２８で
は、長時間のスパッタリングでもアーキングが発生しに
くい。従って、９０％以上の相対密度を有することが好
ましい。
【００５３】アーキングが多発し始めた時には、エロー
ジョン近傍にはノジュールが大量に発生しており、その
時作製した透明導電性薄膜の比抵抗は、ノジュールの発
生していないときに作製した透明導電性薄膜の比抵抗と
比べて大幅に高い値を示していた。
ジョン近傍にはノジュールが大量に発生しており、その
時作製した透明導電性薄膜の比抵抗は、ノジュールの発
生していないときに作製した透明導電性薄膜の比抵抗と
比べて大幅に高い値を示していた。
【００５４】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の焼結体
ターゲットを使用すれば、従来のＩｎ 2Ｏ3−Ｓｎ系と同
等の低抵抗値を有し、しかも、赤外波長領域の透過率が
高い透明導電薄膜を安定して提供することができ、太陽
電池の窓材などに有効に利用できるなどの効果を有す
る。
ターゲットを使用すれば、従来のＩｎ 2Ｏ3−Ｓｎ系と同
等の低抵抗値を有し、しかも、赤外波長領域の透過率が
高い透明導電薄膜を安定して提供することができ、太陽
電池の窓材などに有効に利用できるなどの効果を有す
る。
【図１】 本発明の実施例で使用する直流マグネトロン
スパッタリング装置の概略図である。
スパッタリング装置の概略図である。
１ 真空チャンバ ２ ターゲット ３ 直流電源 ４ ガラス基板 ５ 供給管 ６ 磁石
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化インジウムを主成分とし、タングス
テンを含有していることを特徴とする透明導電性薄膜作
製用焼結体ターゲット。 - 【請求項２】 酸化インジウムを主成分としてタングス
テン／インジウム原子数比が０．００３〜０．１５の範
囲で、タングステンが分散していることを特徴とする透
明導電性薄膜作製用焼結体ターゲット。 - 【請求項３】 タングステンが、酸化インジウムのイン
ジウムサイトに置換固溶していることを特徴とする請求
項２に記載の透明導電性薄膜作製用焼結体ターゲット。 - 【請求項４】 相対密度が９０％以上であることを特徴
とする請求項２に記載の透明導電性薄膜作製用焼結体タ
ーゲット。 - 【請求項５】 酸化インジウムを主成分として、タング
ステン／インジウム原子数比が０．００３〜０．１５の
範囲で、酸化タングステンを含有する混合粉末を焼結し
て形成することを特徴とする透明導電性薄膜作製用焼結
体ターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001382850A JP3780932B2 (ja) | 2000-12-28 | 2001-12-17 | 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 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-401823 | 2000-12-28 | ||
| JP2000401823 | 2000-12-28 | ||
| JP2001382850A JP3780932B2 (ja) | 2000-12-28 | 2001-12-17 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256424A true JP2002256424A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3780932B2 JP3780932B2 (ja) | 2006-05-31 |
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ID=26607126
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001382850A Expired - Lifetime JP3780932B2 (ja) | 2000-12-28 | 2001-12-17 | 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 |
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| JP (1) | JP3780932B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005314131A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化物焼結体、スパッタリングターゲット、透明導電性薄膜およびその製造方法 |
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| JP2006347807A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 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 |
| WO2012105323A1 (ja) | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化物焼結体およびそれを加工したタブレット |
| US8338002B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-12-25 | Dexerials Corporation | Sputtering composite target, method for manufacuturing transparent conductive film using the same and transparent conductive film-provided base material |
| WO2017002384A1 (ja) | 2015-07-02 | 2017-01-05 | 住友電気工業株式会社 | 半導体デバイスおよびその製造方法 |
| US10192994B2 (en) | 2015-01-26 | 2019-01-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Oxide semiconductor film including indium, tungsten and zinc and thin film transistor device |
| CN111943650A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-17 | 长沙壹纳光电材料有限公司 | 一种用于活化等离子沉积技术的iwo靶材及其制备方法 |
| CN112853285A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-28 | 广西晶联光电材料有限责任公司 | 一种氧化铟掺钨靶材的制备方法 |
| CN113548872A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-26 | 长沙壹纳光电材料有限公司 | 一种iwo靶材及其制备方法与应用 |
| CN115259837A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-01 | 湘潭大学 | 一种氧化铟钨靶材的制备方法 |
-
2001
- 2001-12-17 JP JP2001382850A patent/JP3780932B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8773628B2 (en) | 2004-03-09 | 2014-07-08 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Thin film transistor, thin film transistor substrate, processes for producing the same, liquid crystal display using the same, and related devices and processes; and sputtering target, transparent electroconductive film formed by use of this, transparent electrode, and related devices and processes |
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