JP2007314812A - Sputtering target and film-forming method - Google Patents

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JP2007314812A JP2006142400A JP2006142400A JP2007314812A JP 2007314812 A JP2007314812 A JP 2007314812A JP 2006142400 A JP2006142400 A JP 2006142400A JP 2006142400 A JP2006142400 A JP 2006142400A JP 2007314812 A JP2007314812 A JP 2007314812A
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Tamotsu Morimoto
保 森本
Masato Kawasaki
正人 川崎
Hideaki Miyazawa
英明 宮澤
Susumu Nakagama
晋 中釜
Koichi Kanda
幸一 神田
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AGC Ceramics Co Ltd
AGC Inc
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AGC Ceramics Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering target which enables an oxide film superior in electroconductivity and transparency for visible light to be formed at a high deposition rate, and decreases transmissivity for visible light little even when a large number of such electroconductive films are stacked as are made from an oxide film, silver or the like, and to provide a film-forming method. <P>SOLUTION: This film-forming method includes: using a sputtering target containing 3-40 mol% TiO<SB>2</SB>and 60-97 mol% ZnO; and forming the oxide film with a sputtering technique on the surface of a substrate, or on the surface of a layered film which has been prepared by alternately layering the oxide film and the electroconductive film, on the surface of the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパッタリングターゲットおよびこれを用いた成膜方法に関する。   The present invention relates to a sputtering target and a film forming method using the same.

高い可視光透過率および導電性を有する透明導電性積層体としては、透明基材上にZnOからなる透明酸化物膜および銀膜を交互に積層した透明導電性積層体が提案されている(特許文献1)。しかし、該透明導電性積層体の導電性をさらに上げるために、透明酸化物膜および銀膜の積層数を多くすると、可視光透過率が低下する問題がある。また、ZnOからなるスパッタリングターゲットを用い、スパッタリング法によって透明酸化物膜を形成する場合、成膜速度が遅い問題がある。   As a transparent conductive laminate having high visible light transmittance and conductivity, a transparent conductive laminate in which transparent oxide films and silver films made of ZnO are alternately laminated on a transparent substrate has been proposed (patent) Reference 1). However, if the number of laminated transparent oxide films and silver films is increased in order to further increase the conductivity of the transparent conductive laminate, there is a problem that the visible light transmittance is lowered. Further, when a transparent oxide film is formed by a sputtering method using a sputtering target made of ZnO, there is a problem that the film forming speed is slow.

比抵抗が低いZnO系のスパッタリングターゲットとしては、正三価以上の原子価を有する元素を含有する焼結密度5g/cm3 以上、比抵抗1Ω・cm以下のZnO焼結体が提案されている(特許文献2)。また、特許文献2の実施例には、ZnOとTiO2 とを質量比(またはモル比)で98:2となるように混合し、成形し、焼結した焼結体が記載されている。しかし、該焼結体をスパッタリングターゲットとして用いたとしても、透明導電性積層体の導電性をさらに上げるために、透明酸化物膜および銀膜の積層数を多くすると、可視光透過率が低下する。
特公平8−32436号公報 特開平2−149459号公報
As a ZnO-based sputtering target having a low specific resistance, a ZnO sintered body having a sintering density of 5 g / cm 3 or more and a specific resistance of 1 Ω · cm or less containing an element having a positive trivalent or higher valence has been proposed ( Patent Document 2). Further, in Examples of Patent Document 2, 98 ZnO and TiO 2 at a mass ratio (or molar ratio): 2 were mixed so that, molded, sintered bodies obtained by sintering is disclosed. However, even if the sintered body is used as a sputtering target, the visible light transmittance decreases if the number of laminated transparent oxide films and silver films is increased in order to further increase the conductivity of the transparent conductive laminate. .
Japanese Patent Publication No. 8-32436 JP-A-2-14959

本発明の目的は、導電性および可視光透過性に優れた酸化物膜を速い成膜速度で形成でき、かつ該酸化物膜および銀等からなる導電膜の積層数を多くしても可視光透過率の低下が少ないスパッタリングターゲット、および成膜方法を提供することにある。   An object of the present invention is to form an oxide film excellent in conductivity and visible light transmittance at a high film formation rate, and visible light even when the number of stacked conductive films made of the oxide film and silver is increased. It is an object of the present invention to provide a sputtering target and a film forming method with little reduction in transmittance.

本発明のスパッタリングターゲットは、TiO2 を3〜40モル%、ZnOを60〜97モル%含むことを特徴とする。
該スパッタリングターゲットの気孔率は、3%以下であることが好ましい。
該スパッタリングターゲットの測定波長550nmにおける屈折率は、2.00〜2.25であることが好ましい。
The sputtering target of the present invention is characterized by containing 3 to 40 mol% of TiO 2 and 60 to 97 mol% of ZnO.
The porosity of the sputtering target is preferably 3% or less.
The refractive index of the sputtering target at a measurement wavelength of 550 nm is preferably 2.00 to 2.25.

本発明の成膜方法は、本発明のスパッタリングターゲットを用い、スパッタリング法により酸化物膜を形成することを特徴とする。
酸化物膜の表面粗さは、Ra0.6nm以下であることが好ましい。
酸化物膜が形成された積層体の視感透過率は、70%以上であることが好ましい。
成膜速度は、0.2nm/秒以上であることが好ましい。
The film forming method of the present invention is characterized in that an oxide film is formed by a sputtering method using the sputtering target of the present invention.
The surface roughness of the oxide film is preferably Ra 0.6 nm or less.
The luminous transmittance of the laminate on which the oxide film is formed is preferably 70% or more.
The film formation rate is preferably 0.2 nm / second or more.

本発明のスパッタリングターゲットによれば、導電性および可視光透過性に優れた酸化物膜を速い成膜速度で形成でき、しかも、酸化物膜および導電膜の積層数を多くしても可視光透過率の低下が少ない。
本発明の成膜方法によれば、導電性および可視光透過性に優れた酸化物膜を速い成膜速度で形成でき、しかも、酸化物膜および導電膜の積層数を多くしても可視光透過率の低下が少ない。
According to the sputtering target of the present invention, an oxide film excellent in conductivity and visible light transmission can be formed at a high film formation rate, and visible light transmission is possible even when the number of stacked oxide films and conductive films is increased. There is little decrease in rate.
According to the film formation method of the present invention, an oxide film excellent in conductivity and visible light transmittance can be formed at a high film formation speed, and even if the number of stacked oxide films and conductive films is increased, visible light can be formed. There is little decrease in transmittance.

<スパッタリングターゲット>
本発明のスパッタリングターゲット(以下、本ターゲットと略す。)は、TiO2 を3〜40モル%、ZnOを60〜97モル%含むものである。
<Sputtering target>
The sputtering target of the present invention (hereinafter abbreviated as “target”) contains 3 to 40 mol% of TiO 2 and 60 to 97 mol% of ZnO.

TiO2 の含有量を3モル%以上とすることにより、スパッタリングターゲットを用いて形成される酸化物膜と銀等からなる導電膜とを交互に積層した場合に、可視光透過率の低下が抑えられるため、積層数を多くできる。TiO2 の含有量は、積層数および比抵抗の点から、4モル%以上が好ましく、5モル%以上がより好ましい。
TiO2 の含有量を40モル%以下とすることにより、スパッタリングターゲットの比抵抗を低く抑えることができる。
By setting the content of TiO 2 to 3 mol% or more, when an oxide film formed using a sputtering target and a conductive film made of silver or the like are alternately stacked, a decrease in visible light transmittance is suppressed. Therefore, the number of stacked layers can be increased. The content of TiO 2 is preferably 4 mol% or more, and more preferably 5 mol% or more from the viewpoint of the number of layers and specific resistance.
By setting the content of TiO 2 to 40 mol% or less, the specific resistance of the sputtering target can be kept low.

ZnOの含有量を60モル%以上とすることにより、スパッタリングターゲットの比抵抗を低く抑えることができる。
ZnOの含有量を97モル%以下とすることにより、スパッタリングターゲットを用いて形成される酸化物膜と銀等からなる導電膜とを交互に積層した場合に、可視光透過率の低下が抑えられるため、積層数を多くできる。ZnOの含有量は、積層数および比抵抗の点から、96モル%以下が好ましく、95モル%以下がより好ましい。
By setting the ZnO content to 60 mol% or more, the specific resistance of the sputtering target can be kept low.
By making the content of ZnO 97 mol% or less, a reduction in visible light transmittance can be suppressed when an oxide film formed using a sputtering target and a conductive film made of silver or the like are alternately stacked. Therefore, the number of stacked layers can be increased. The content of ZnO is preferably 96 mol% or less, and more preferably 95 mol% or less from the viewpoint of the number of stacked layers and specific resistance.

本ターゲットは、本発明の目的を損なわない範囲で、TiおよびZnを除く他の元素を含んでいてもよい。該元素としては、Si、Al、Zr、Sn、In、Y、Nb、Mg、Ga、Ni、Cu等が挙げられる。該元素は、酸化物として含んでいてもよい。なお、本ターゲットは、積層数および比抵抗の点から、実質的にTiO2 とZnOとからなるものが好ましい。「実質的に」とは、原料のTiO2 およびZnOに最初から含まれる不純物に由来する微量成分が含まれているが、積極的に他の成分を添加していないことを意味する。
TiO2 およびZnOの含有量は、原料のTiO2 およびZnOの仕込み比から計算によって求める。
The target may contain other elements other than Ti and Zn as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of the element include Si, Al, Zr, Sn, In, Y, Nb, Mg, Ga, Ni, and Cu. The element may be contained as an oxide. The target is preferably substantially composed of TiO 2 and ZnO from the viewpoint of the number of stacked layers and specific resistance. “Substantially” means that a trace amount component derived from impurities contained in the raw materials TiO 2 and ZnO from the beginning is contained, but other components are not actively added.
The content of TiO 2 and ZnO are determined by calculation from the TiO 2 and ZnO charging ratio of the raw material.

本ターゲットの気孔率は、3%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、0.5%未満が特に好ましい。気孔率を3%以下とすることにより、(i)得られる酸化物膜の表面平滑性が良好となる、(ii)スパッタリングターゲット表面への付着水分量が少なくなり、スパッタリング時に製造安定性が増す、(iii)スパッタリング時にスパッタリングターゲット表面に生成する突起物(ノジュール)の生成を抑制するためアーキング抑止の効果が得られる、(iv)スパッタリング時にスパッタリングターゲットが受ける熱応力および機械的な応力に対して割れにくくなり、スパッタリングターゲットの耐久性が向上する。スパッタリングターゲットの気孔率は、アルキメデス法により測定する。   The porosity of the target is preferably 3% or less, more preferably 1% or less, and particularly preferably less than 0.5%. By setting the porosity to 3% or less, (i) the surface smoothness of the resulting oxide film is improved, (ii) the amount of moisture adhering to the surface of the sputtering target is reduced, and the production stability is increased during sputtering. (Iii) An effect of suppressing arcing is obtained to suppress the formation of protrusions (nodules) generated on the surface of the sputtering target during sputtering, and (iv) against thermal stress and mechanical stress applied to the sputtering target during sputtering. It becomes difficult to break and the durability of the sputtering target is improved. The porosity of the sputtering target is measured by the Archimedes method.

本ターゲットの比抵抗は、0.03Ω・cm以下が好ましく、0.02Ω・cm以下がより好ましく、0.01Ω・cm以下が特に好ましい。比抵抗を0.03Ω・cm以下とすることにより、(i)成膜時のアーキング等が抑えられ、安定して成膜できる、(ii)成膜速度を速くできる、(iii)得られる酸化物膜が導電性に優れ、銀からなる導電膜の下地膜として好適である。スパッタリングターゲットの比抵抗は、四探針法により測定する。   The specific resistance of the target is preferably 0.03 Ω · cm or less, more preferably 0.02 Ω · cm or less, and particularly preferably 0.01 Ω · cm or less. By setting the specific resistance to 0.03 Ω · cm or less, (i) arcing during film formation can be suppressed and stable film formation can be achieved, (ii) film formation speed can be increased, and (iii) the resulting oxidation. The material film has excellent conductivity and is suitable as a base film for a conductive film made of silver. The specific resistance of the sputtering target is measured by the four probe method.

本ターゲットの測定波長550nmにおける屈折率は、2.00〜2.25が好ましく、2.05〜2.25がより好ましい。屈折率を2.00〜2.25とすることにより、得られる酸化物膜の屈折率が大きくなり、光学薄膜を形成するスパッタリングターゲットとして好適である。スパッタリングターゲットの屈折率は、エリプソメトリにより測定する。   The refractive index of the target at a measurement wavelength of 550 nm is preferably 2.00 to 2.25, more preferably 2.05 to 2.25. By setting the refractive index to 2.00 to 2.25, the refractive index of the obtained oxide film is increased, which is suitable as a sputtering target for forming an optical thin film. The refractive index of the sputtering target is measured by ellipsometry.

本ターゲットは、たとえば、原料のZnO粒子とTiO2 粒子とをボールミル等により粉砕しながら混合し、混合物を成形し、焼結することにより製造される。 This target is produced, for example, by mixing raw material ZnO particles and TiO 2 particles while pulverizing them with a ball mill or the like, forming a mixture, and sintering the mixture.

混合法としては、乾式法または湿式法が挙げられ、TiO2 粒子が少ない場合、充分な混合ができ、均一性が向上することから、湿式法が好ましい。
焼結法としては、常圧焼結法、加圧焼結法等が挙げられる。加圧焼結法としては、ホットプレス法が好ましい方法として挙げられる。
Examples of the mixing method include a dry method and a wet method. When the amount of TiO 2 particles is small, sufficient mixing can be performed and uniformity is improved, so that the wet method is preferable.
Examples of the sintering method include a normal pressure sintering method and a pressure sintering method. As the pressure sintering method, a hot press method is preferable.

ホットプレス法を用いる場合、所望のスパッタリングターゲットが得られやすいことから、焼結温度の最高温度は1000〜1200℃が好ましい。該最高温度の保持時間は、0.5〜3時間が好ましい。最高温度の保持時間を0.5時間以上とすることにより、スパッタリングターゲットの焼結が充分となる。最高温度の保持時間を3時間以下とすることにより、焼結性に影響を与えることなく、生産性を向上できる。焼結時の雰囲気としては、真空雰囲気またはアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気が好ましい。   When using the hot press method, the desired sputtering target is easily obtained, and therefore the maximum sintering temperature is preferably 1000 to 1200 ° C. The maximum temperature holding time is preferably 0.5 to 3 hours. By setting the maximum temperature holding time to 0.5 hours or longer, the sputtering target is sufficiently sintered. By setting the maximum temperature holding time to 3 hours or less, productivity can be improved without affecting the sinterability. The atmosphere during sintering is preferably a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon gas.

原料のZnO粒子およびTiO2 粒子としては、できるだけ高純度のもので、平均粒子径が小さいものが好ましい。ZnO粒子およびTiO2 粒子の平均粒子径は、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下が特に好ましい。 The raw material ZnO particles and TiO 2 particles are preferably as high as possible and have a small average particle diameter. The average particle diameter of the ZnO particles and TiO 2 particles is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and particularly preferably 2 μm or less.

<成膜方法>
本発明の成膜方法は、本ターゲットを用い、スパッタリング法により基材表面、または該基材上に酸化物膜と導電膜とが交互に積層された積層膜表面に、酸化物膜を形成する方法である。
基材としては、ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等が挙げられる。
導電膜としては、銀からなる膜、または、銀と白金との合金等の銀をベースとする銀合金からなる膜が挙げられる。
<Film formation method>
The film forming method of the present invention uses this target to form an oxide film on the surface of a base material by sputtering or on the surface of a laminated film in which oxide films and conductive films are alternately laminated on the base material. Is the method.
Examples of the base material include glass, ceramics, plastic, and metal.
Examples of the conductive film include a film made of silver or a film made of a silver alloy based on silver such as an alloy of silver and platinum.

スパッタリング時の雰囲気ガスとしては、アルゴンガスを80〜100体積%含むガスが好ましく、酸化物膜を成膜しやすい点で、アルゴンガスが80〜95体積%であり残分が酸素ガスである混合ガスがより好ましい。
スパッタリング時の圧力は、雰囲気ガスがアルゴンガス、またはアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスの場合、放電が安定する点で、1.00×10-1〜7.00×10-1Paが好ましい。
The atmosphere gas at the time of sputtering is preferably a gas containing 80 to 100% by volume of argon gas, and is a mixture in which argon gas is 80 to 95% by volume and the remainder is oxygen gas in that an oxide film is easily formed. Gas is more preferred.
The pressure during sputtering is preferably 1.00 × 10 −1 to 7.00 × 10 −1 Pa in terms of stable discharge when the atmospheric gas is argon gas or a mixed gas of argon gas and oxygen gas. .

スパッタリング時の投入電力は、電力密度換算で0.1〜10W/cm2 が好ましい。電力密度は、(投入電力)/(スパッタリングターゲット面積)である。投入電力を0.1W/cm2 以上とすることにより、成膜速度が充分に速くなり、また、得られる酸化物膜の比抵抗が低くなる。投入電力を10W/cm2 以下とすることにより、スパッタリングターゲットのオーバーヒートが抑えられ、スパッタリングターゲットの破損を防止できる。 The input power during sputtering is preferably 0.1 to 10 W / cm 2 in terms of power density. The power density is (input power) / (sputtering target area). By setting the input power to 0.1 W / cm 2 or more, the film formation rate becomes sufficiently high, and the specific resistance of the obtained oxide film becomes low. By setting the input power to 10 W / cm 2 or less, overheating of the sputtering target can be suppressed, and damage to the sputtering target can be prevented.

基材温度は、室温〜400℃が好ましい。本発明の成膜方法においては、得られる酸化物膜の結晶性が高く、熱的に安定であるため、基材温度を200℃以下としてもよい。したがって、基材温度が高いと成膜できないようなプラスチック基材にも容易に酸化物膜を形成できる。   The substrate temperature is preferably room temperature to 400 ° C. In the film forming method of the present invention, the substrate temperature may be 200 ° C. or lower because the resulting oxide film has high crystallinity and is thermally stable. Therefore, an oxide film can be easily formed even on a plastic substrate that cannot be formed when the substrate temperature is high.

成膜速度は、0.2nm/秒以上が好ましく、0.3nm/秒以上がより好ましい。成膜速度を0.2nm/秒以上とすることにより、生産性が向上し、原価低減に寄与する。   The deposition rate is preferably 0.2 nm / second or more, and more preferably 0.3 nm / second or more. By increasing the deposition rate to 0.2 nm / second or more, productivity is improved and the cost is reduced.

このようにして成膜された酸化物膜の表面粗さは、Ra0.6nm以下が好ましく、Ra0.45nm以下がより好ましい。表面粗さをRa0.6nm以下とすることにより、酸化物膜および導電膜の積層数を多くしても可視光透過率の低下が少なくなる。酸化物膜の表面粗さは、自乗平均面粗さRMS(単位;nm)として測定する。   The surface roughness of the oxide film thus formed is preferably Ra 0.6 nm or less, and more preferably Ra 0.45 nm or less. By setting the surface roughness to Ra 0.6 nm or less, even if the number of stacked oxide films and conductive films is increased, the decrease in visible light transmittance is reduced. The surface roughness of the oxide film is measured as root mean square roughness RMS (unit: nm).

酸化物膜が形成された積層体の視感透過率は、70%以上が好ましく、75%以上がより好ましい。視感透過率を70%以上とすることにより、かかる積層体を通して鮮明な画像が得られる。視感透過率は、JIS Z8701において規定される刺激値Yとして測定する。   The luminous transmittance of the laminate on which the oxide film is formed is preferably 70% or more, and more preferably 75% or more. By setting the luminous transmittance to 70% or more, a clear image can be obtained through such a laminate. The luminous transmittance is measured as a stimulus value Y defined in JIS Z8701.

以上説明した本ターゲットは、TiO2 を3〜40モル%、ZnOを60〜97モル%含むため、該スパッタリングターゲットを用いて形成される酸化物膜と、導電膜との積層数を多くしても可視光透過率の低下が少ない。酸化物膜および導電膜の積層数を多くしても可視光透過率の低下が少ない理由としては、得られる酸化物膜の表面性状、特に平滑性が考えられる。すなわち、酸化物膜の平滑性が優れる、具体的には、表面粗さが0.6nm以下になることにより、酸化物膜および導電膜の積層数を多くしても、各膜間での光の散乱等が少ないため、可視光透過率の低下が少なくなるものと考えられる。
また、酸化物膜の表面が平滑であるため、該酸化物膜上に導電膜等の異種材料膜を積層する場合に、異種材料膜の特性が発揮されやすくなる。異種材料膜が導電膜の場合、その膜厚を薄くでき、多層化に好適である。したがって、積層膜、特に透明導電性の積層膜を形成するためのスパッタリングターゲットとして好適である。
Since the target described above contains 3 to 40 mol% of TiO 2 and 60 to 97 mol% of ZnO, the number of stacked oxide films and conductive films formed using the sputtering target is increased. There is little decrease in visible light transmittance. The reason why the visible light transmittance is hardly lowered even when the number of stacked oxide films and conductive films is increased is considered to be the surface properties of the obtained oxide film, particularly smoothness. That is, the smoothness of the oxide film is excellent. Specifically, the surface roughness is 0.6 nm or less, so even if the number of stacked oxide films and conductive films is increased, the light between each film can be reduced. It is considered that the decrease in visible light transmittance is reduced because of less scattering.
In addition, since the surface of the oxide film is smooth, the characteristics of the dissimilar material film are easily exhibited when a dissimilar material film such as a conductive film is stacked over the oxide film. When the dissimilar material film is a conductive film, the film thickness can be reduced, which is suitable for multilayering. Therefore, it is suitable as a sputtering target for forming a laminated film, particularly a transparent conductive laminated film.

本ターゲットは、比抵抗が小さく導電性が高いため、大面積の成膜が可能である。また、成膜速度が速い直流スパッタリングに充分対応できるほか、高周波スパッタリング等いずれのスパッタリング法にも対応できる。
また、本ターゲットを用いることにより、成膜速度が速くなるため、透明導電性積層体の生産性が高くなり、コスト等の点でも有利である。
本ターゲットを用いて形成される酸化物膜は、可視光透過率が高いため透明膜として好適である。また、該酸化物膜は、比抵抗が小さいため透明導電性膜として好適である。
Since this target has low specific resistance and high conductivity, it can form a film over a large area. Further, it can sufficiently cope with direct current sputtering with a high film formation rate, and can also cope with any sputtering method such as high-frequency sputtering.
Further, by using this target, the film forming speed is increased, so that the productivity of the transparent conductive laminate is increased, which is advantageous in terms of cost and the like.
An oxide film formed using this target is suitable as a transparent film because of its high visible light transmittance. The oxide film is suitable as a transparent conductive film because of its low specific resistance.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。
例2〜6は実施例であり、例1、7は比較例である。
実施例におけるスパッタリングターゲット、酸化物膜および透明導電性積層体の各特性は、以下のよう測定した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Examples 2 to 6 are examples, and examples 1 and 7 are comparative examples.
Each characteristic of the sputtering target, oxide film, and transparent conductive laminate in the examples was measured as follows.

(曲げ強度)
スパッタリングターゲットの曲げ強度は、3×4×50mmの試験片を作製し、曲げ試験機にて、クロスヘッドスピード0.5mm/分、スパン30mmの室温3点曲げとして測定した。
(かさ密度、気孔率)
スパッタリングターゲットのかさ密度、気孔率は、アルキメデス法により測定した。
(Bending strength)
The bending strength of the sputtering target was measured by preparing a 3 × 4 × 50 mm test piece and bending at room temperature using a bending tester at a crosshead speed of 0.5 mm / min and a span of 30 mm.
(Bulk density, porosity)
The bulk density and porosity of the sputtering target were measured by the Archimedes method.

(比抵抗)
スパッタリングターゲットの比抵抗は、抵抗計(三菱油化社製、商品名:ロレスタ)により測定した。
(屈折率)
スパッタリングにより得られた酸化物膜の屈折率は、エリプソメータ(SENTECH社製、商品名:SE700)で測定した。
(Resistivity)
The specific resistance of the sputtering target was measured with a resistance meter (trade name: Loresta, manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.).
(Refractive index)
The refractive index of the oxide film obtained by sputtering was measured with an ellipsometer (trade name: SE700, manufactured by SENTTECH).

(成膜速度)
酸化物膜の成膜速度は、触針式表面形状測定器(Veeco社製、商品名:DEKTAK)を用いて測定した。
(表面粗さ)
酸化物膜の表面粗さは、原子間力顕微鏡AFM(Digital Instruments社製、商品名:Nanoscope3a)を用いて測定した。
(Deposition rate)
The film formation rate of the oxide film was measured by using a stylus type surface shape measuring instrument (manufactured by Veeco, trade name: DEKTAK).
(Surface roughness)
The surface roughness of the oxide film was measured using an atomic force microscope AFM (trade name: Nanoscope 3a, manufactured by Digital Instruments).

(視感透過率)
透明導電性積層体の視感透過率(JIS Z 8701において規定されている刺激値Y)は、カラーアナライザー(東京電色社製、商品名:TC1800)により測定した。
(表面抵抗)
酸化物膜の表面抵抗は、渦電流型抵抗測定器(Nagy社製、商品名:SRM12)を用いて測定した。
(Visibility transmittance)
The luminous transmittance (stimulus value Y defined in JIS Z 8701) of the transparent conductive laminate was measured with a color analyzer (trade name: TC1800, manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.).
(Surface resistance)
The surface resistance of the oxide film was measured using an eddy current resistance measuring device (trade name: SRM12, manufactured by Nagy).

(スパッタリングターゲットの製造条件)
〔例1〕
ZnO粉末(平均粒子径1μm)をエバポレーターで乾燥し、ジューサーミキサーで乾燥物を解砕し、150メッシュのふるいを通過させて、粒度調整した原料粉末とした。得られた原料粉末を黒鉛型内に充填し、抵抗加熱式ホットプレス装置を用いて、昇温速度400℃/時間、最高温度900℃、最高温度保持時間2時間、圧力98MPaで加圧焼結した。雰囲気ガスとしては、アルゴンガスを用いた。得られたスパッタリングターゲットのサイズは、直径101mm×厚さ約5mmであった。得られたスパッタリングターゲットの特性を表1の例1欄に示す。
(Manufacturing conditions of sputtering target)
[Example 1]
ZnO powder (average particle size 1 μm) was dried with an evaporator, the dried product was crushed with a juicer mixer, and passed through a 150 mesh sieve to obtain a particle size-adjusted raw material powder. The obtained raw material powder is filled into a graphite mold, and pressure-sintered at a heating rate of 400 ° C./hour, a maximum temperature of 900 ° C., a maximum temperature holding time of 2 hours, and a pressure of 98 MPa using a resistance heating hot press apparatus did. Argon gas was used as the atmospheric gas. The size of the obtained sputtering target was 101 mm in diameter × about 5 mm in thickness. The characteristics of the obtained sputtering target are shown in Example 1 column of Table 1.

〔例2〕
ZnO粉末(平均粒径1μm)とTiO2 粉末(平均粒子径0.8μm)とを、モル比が95:5となるように秤量し、ボールミル混合機で24時間湿式混合した後、エバポレーターで乾燥し、ジューサーミキサーで乾燥物を解砕し、150メッシュのふるいを通過させて、粒度調整した原料粉末とした。得られた原料粉末を黒鉛型内に充填し、抵抗加熱式ホットプレス装置を用いて、昇温速度400℃/時間、最高温度1100℃、最高温度保持時間2時間、圧力98MPaで加圧焼結した。雰囲気ガスとしては、アルゴンガスを用いた。得られたスパッタリングターゲットの特性を表1の例2欄に示す。
[Example 2]
ZnO powder (average particle diameter 1 μm) and TiO 2 powder (average particle diameter 0.8 μm) were weighed so that the molar ratio was 95: 5, wet-mixed for 24 hours with a ball mill mixer, and then dried with an evaporator. The dried product was crushed with a juicer mixer and passed through a 150-mesh sieve to obtain a raw material powder whose particle size was adjusted. The obtained raw material powder is filled into a graphite mold, and pressure-sintered at a heating rate of 400 ° C./hour, a maximum temperature of 1100 ° C., a maximum temperature holding time of 2 hours, and a pressure of 98 MPa using a resistance heating type hot press apparatus. did. Argon gas was used as the atmospheric gas. The characteristics of the obtained sputtering target are shown in Example 2 column of Table 1.

〔例3〜6〕
原料のZnO粉末およびTiO2 粉末のモル比を表1の例3〜例6に示すモル比に変更した以外は例2と同様にしてスパッタリングターゲットを製造した。得られたスパッタリングターゲットの特性を表1の例3〜例6欄に示す。
[Examples 3 to 6]
A sputtering target was produced in the same manner as in Example 2 except that the molar ratio of the raw material ZnO powder and TiO 2 powder was changed to the molar ratio shown in Examples 3 to 6 in Table 1. The characteristics of the obtained sputtering target are shown in Example 3 to Example 6 column of Table 1.

〔例7(比較例)〕
原料のZnO粉末をTiO2 粉末に変更した以外は、例1と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。スパッタリングターゲットの特性を表1の例7欄に示す。
[Example 7 (comparative example)]
A sputtering target was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material ZnO powder was changed to TiO 2 powder. The characteristics of the sputtering target are shown in Example 7 column of Table 1.

(単層膜の成膜実験)
基材として板厚2mmのガラス基材を用意した。
アルゴンガス85体積%と酸素ガス15体積%との混合ガスをDCスパッタリング装置に導入しながら、例1のスパッタリングターゲットを用い、圧力0.42Pa、投入電力3.75W/cm2 の条件でDCスパッタリングを行い、基材上に単層膜として膜厚40nmの酸化物膜を成膜した。得られた酸化物膜の特性を表2の例1欄に示す。同様にして、例2〜例6のスパッタリングターゲットを用いて同様に、成膜した結果を表2の例2〜例6欄にそれぞれ示す。
(Single layer film formation experiment)
A glass substrate having a plate thickness of 2 mm was prepared as the substrate.
Using a sputtering target of Example 1 while introducing a mixed gas of 85% by volume of argon gas and 15% by volume of oxygen gas into a DC sputtering apparatus, DC sputtering was performed under the conditions of a pressure of 0.42 Pa and an input power of 3.75 W / cm 2. Then, an oxide film having a thickness of 40 nm was formed as a single layer film on the substrate. The properties of the obtained oxide film are shown in Example 1 column of Table 2. Similarly, the results of film formation using the sputtering targets of Examples 2 to 6 are shown in the columns of Example 2 to Example 6 in Table 2, respectively.

(積層膜の成膜実験)
酸化物膜A、導電膜、酸化物膜B、をこの順番に積層した積層膜を、基材上に4層形成し、最上層に酸化物膜Aを形成した。合計13層の積層膜を成膜して、視感透過率特性を比較実験した。結果を表3の例2〜例6欄にそれぞれ示す。なお、基材としては、板厚2mmのガラス基材を使用した。
(Laminated film formation experiment)
Four laminated films in which the oxide film A, the conductive film, and the oxide film B were laminated in this order were formed on the base material, and the oxide film A was formed as the uppermost layer. A total of 13 laminated films were formed, and the luminous transmittance characteristics were compared. The results are shown in Example 2 to Example 6 column of Table 3, respectively. Note that a glass substrate having a plate thickness of 2 mm was used as the substrate.

すなわち、積層膜の構成は、基材から順番に、酸化物膜A1(膜厚40nm)、導電膜1(膜厚10nm)、酸化物膜B1(膜厚2nm)、酸化物膜A2(膜厚80nm)、導電膜2(膜厚10nm)、酸化物膜B2(膜厚2nm)、酸化物膜A3(膜厚80nm)、導電膜3(膜厚10nm)、酸化物膜B3(膜厚2nm)、酸化物膜A4(膜厚80nm)、導電膜4(膜厚10nm)、酸化物膜B4(膜厚2nm)、酸化物膜A5(膜厚40nm)の13膜(合計膜厚368nm)とした。   That is, the structure of the laminated film is, in order from the base material, oxide film A1 (film thickness 40 nm), conductive film 1 (film thickness 10 nm), oxide film B1 (film thickness 2 nm), oxide film A2 (film thickness). 80 nm), conductive film 2 (thickness 10 nm), oxide film B2 (thickness 2 nm), oxide film A3 (thickness 80 nm), conductive film 3 (thickness 10 nm), oxide film B3 (thickness 2 nm) The oxide film A4 (film thickness 80 nm), the conductive film 4 (film thickness 10 nm), the oxide film B4 (film thickness 2 nm), and the oxide film A5 (film thickness 40 nm) were 13 films (total film thickness 368 nm). .

このうち、酸化物膜Aは、前記例2〜例6のスパッタリングターゲットを用いてDCスパッタリングで成膜した。成膜条件は、アルゴンガス85体積%と酸素ガス15体積%との混合ガスをDCスパッタリング装置に導入しながら、圧力0.42Pa、投入電力3.75W/cm2 一定とした。成膜時間は、A1、A5については膜厚が40nmとなるようにし、A2、A3、A4については膜厚が80nmとなるようにした。 Among these, the oxide film A was formed by DC sputtering using the sputtering targets of Examples 2 to 6. The film forming conditions were a pressure of 0.42 Pa and a constant input power of 3.75 W / cm 2 while introducing a mixed gas of 85 vol% argon gas and 15 vol% oxygen gas into the DC sputtering apparatus. The film formation time was set to 40 nm for A1 and A5, and to 80 nm for A2, A3, and A4.

導電膜は、銀99原子%−金1原子%の膜である。導電膜は、所望の組成となるような銀と金のスパッタリングターゲットを用いてDCスパッタリングで成膜した。成膜条件は、アルゴンガスをDCスパッタリング装置に導入しながら、圧力0.42Pa、投入電力2.5W/cm2 一定とした。成膜時間は、膜厚が10nmとなるようにした。 The conductive film is a film of 99 atomic% silver to 1 atomic% gold. The conductive film was formed by DC sputtering using a silver and gold sputtering target having a desired composition. The film forming conditions were a constant pressure of 0.42 Pa and an input power of 2.5 W / cm 2 while introducing argon gas into the DC sputtering apparatus. The film formation time was such that the film thickness was 10 nm.

酸化物膜Bは、Al235モル%−ZnO95モル%のスパッタリングターゲットを用いてDCスパッタリングで成膜した。成膜条件は、アルゴンガスをDCスパッタリング装置に導入しながら、圧力0.25Pa、投入電力2.5W/cm2 一定とした。成膜時間は、膜厚が2nmとなるようにした。 The oxide film B was formed by DC sputtering using a sputtering target of 5 mol% Al 2 O 3 -95 mol% ZnO. The film forming conditions were a constant pressure of 0.25 Pa and an input power of 2.5 W / cm 2 while introducing argon gas into the DC sputtering apparatus. The film formation time was such that the film thickness was 2 nm.

Figure 2007314812
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本発明のスパッタリングターゲットを用いて形成された酸化物膜と、銀等からなる導電膜とが基材上に交互に積層された透明導電性積層体は、導電性(電磁遮蔽性)、可視光透過性、および近赤外線遮蔽性に優れ、しかも、透過・反射バンドが広くなることから、プラズマディスプレイ用電磁波遮蔽フィルム、プラズマディスプレイ用保護板、液晶表示素子等の透明電極、自動車風防ガラス、ヒートミラー、電磁波遮蔽窓ガラスとして有用である。
The transparent conductive laminate in which the oxide film formed using the sputtering target of the present invention and the conductive film made of silver or the like are alternately laminated on the base material is conductive (electromagnetic shielding), visible light Excellent transparency and near-infrared shielding, and wide transmission and reflection bands. Transparent electrodes for plasma display electromagnetic wave shielding films, plasma display protection plates, liquid crystal display elements, automotive windshields, heat mirrors, etc. It is useful as an electromagnetic shielding window glass.

Claims (7)

TiO2 を3〜40モル%、ZnOを60〜97モル%含む、スパッタリングターゲット。 A sputtering target containing 3 to 40 mol% of TiO 2 and 60 to 97 mol% of ZnO. 気孔率が、3%以下である、請求項1に記載のスパッタリングターゲット。   The sputtering target according to claim 1, wherein the porosity is 3% or less. 測定波長550nmにおける屈折率が、2.00〜2.25である、請求項1または2に記載のスパッタリングターゲット。   The sputtering target of Claim 1 or 2 whose refractive index in measurement wavelength 550nm is 2.00-2.25. 請求項1〜3のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用い、スパッタリング法により酸化物膜を形成する、成膜方法。   The film-forming method which forms an oxide film by sputtering method using the sputtering target in any one of Claims 1-3. 酸化物膜の表面粗さが、Ra0.6nm以下である、請求項4に記載の成膜方法。   The film-forming method of Claim 4 whose surface roughness of an oxide film is Ra0.6nm or less. 酸化物膜が形成された積層体の視感透過率が、70%以上である、請求項4または5に記載の成膜方法。   The film-forming method of Claim 4 or 5 whose luminous transmittance of the laminated body in which the oxide film was formed is 70% or more. 成膜速度が、0.2nm/秒以上である、請求項4〜6のいずれかに記載の成膜方法。
The film-forming method in any one of Claims 4-6 whose film-forming speed | rate is 0.2 nm / sec or more.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298649A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Oxide sintered compact, target, transparent conductive film obtained by using the same, and conductive laminate
CN101886249A (en) * 2010-06-22 2010-11-17 浙江大学 Preparation methods of titanium dioxide porous film
JP2012197215A (en) * 2011-03-07 2012-10-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Oxide sintered compact, method for manufacturing the same and target using the same
JP2013124204A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Tosoh Corp Composite oxide sintered compact, method for producing the same, and target
JP2016012555A (en) * 2014-06-02 2016-01-21 Tdk株式会社 Transparent conductive film and touch panel
CN112410734A (en) * 2020-09-29 2021-02-26 天津津航技术物理研究所 Medium-wave infrared transparent electromagnetic shielding film and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08260134A (en) * 1995-03-22 1996-10-08 Toppan Printing Co Ltd Sputtering target
JP2006298714A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Oxide sintered compact, sputtering target and transparent conductive film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08260134A (en) * 1995-03-22 1996-10-08 Toppan Printing Co Ltd Sputtering target
JP2006298714A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Oxide sintered compact, sputtering target and transparent conductive film

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298649A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Oxide sintered compact, target, transparent conductive film obtained by using the same, and conductive laminate
CN101886249A (en) * 2010-06-22 2010-11-17 浙江大学 Preparation methods of titanium dioxide porous film
JP2012197215A (en) * 2011-03-07 2012-10-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Oxide sintered compact, method for manufacturing the same and target using the same
JP2013124204A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Tosoh Corp Composite oxide sintered compact, method for producing the same, and target
JP2016012555A (en) * 2014-06-02 2016-01-21 Tdk株式会社 Transparent conductive film and touch panel
CN112410734A (en) * 2020-09-29 2021-02-26 天津津航技术物理研究所 Medium-wave infrared transparent electromagnetic shielding film and preparation method thereof
CN112410734B (en) * 2020-09-29 2023-05-23 天津津航技术物理研究所 Medium-wave infrared transparent electromagnetic shielding film and preparation method thereof

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