JP3058278B2 - 酸化物焼結体及びその用途 - Google Patents
酸化物焼結体及びその用途Info
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- JP3058278B2 JP3058278B2 JP1148347A JP14834789A JP3058278B2 JP 3058278 B2 JP3058278 B2 JP 3058278B2 JP 1148347 A JP1148347 A JP 1148347A JP 14834789 A JP14834789 A JP 14834789A JP 3058278 B2 JP3058278 B2 JP 3058278B2
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- oxide
- tantalum
- indium oxide
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- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属酸化物焼結体及びその用途に関する。
更に詳しくは、スパッタリング法、CVD法等により形成
される透明導電性金属酸化物焼結体、その薄膜及びその
用途に関するものである。
更に詳しくは、スパッタリング法、CVD法等により形成
される透明導電性金属酸化物焼結体、その薄膜及びその
用途に関するものである。
近年、太陽電池やデイスプレ−機器の透明電極や、帯
電防止用の導電性コ−ティングとして透明導電性薄膜の
需要が高まっている。このような透明導電性薄膜は、導
電性金属酸化物組成物のスパッタリング法、CVD法等に
より形成されている。
電防止用の導電性コ−ティングとして透明導電性薄膜の
需要が高まっている。このような透明導電性薄膜は、導
電性金属酸化物組成物のスパッタリング法、CVD法等に
より形成されている。
従来、このような透明導電性金属酸化物としては異種
添加元素として錫をド−プした酸化インジウム（以下IT
Oと記述）、異種添加元素としてアンチモンをド−プし
た酸化錫が主に用いられている。しかし異種添加元素と
してアンチモンをド−プした酸化錫は一般に抵抗が高く
（比抵抗:10mΩ・cm程度）、比較的低抵抗なITOでも、
比抵抗で0.2mΩ・cm程度までしか達成されない。このよ
うな状況において、より低抵抗な透明導電膜材料が熱望
されている。
添加元素として錫をド−プした酸化インジウム（以下IT
Oと記述）、異種添加元素としてアンチモンをド−プし
た酸化錫が主に用いられている。しかし異種添加元素と
してアンチモンをド−プした酸化錫は一般に抵抗が高く
（比抵抗:10mΩ・cm程度）、比較的低抵抗なITOでも、
比抵抗で0.2mΩ・cm程度までしか達成されない。このよ
うな状況において、より低抵抗な透明導電膜材料が熱望
されている。
これまで酸化インジウムのド−パントとしては錫が最
も多く用いられているが、錫以外にもモリブデン、タン
グステン、チタン（特開昭59−204625）、亜鉛、セリウ
ム、コバルト、ニッケル（特開昭60−220505）、トリウ
ム（特開昭59−198602）、ルテニウム、鉛、銅（特開昭
59−163707），硼素、ヒ素、アンチモン、ビスマス（特
開昭59−903070）、シリコン、ゲルマニウム（特開昭62
−202415）、アルミニウム、ガリウム（特開昭62−8456
7）、ハロゲン元素（特開昭62−142774）、テルル（特
開昭63−178414）等が検討されている。しかしいずれの
ド−パントを用いても得られるものの導電性は必ずしも
十分でなかった。
も多く用いられているが、錫以外にもモリブデン、タン
グステン、チタン（特開昭59−204625）、亜鉛、セリウ
ム、コバルト、ニッケル（特開昭60−220505）、トリウ
ム（特開昭59−198602）、ルテニウム、鉛、銅（特開昭
59−163707），硼素、ヒ素、アンチモン、ビスマス（特
開昭59−903070）、シリコン、ゲルマニウム（特開昭62
−202415）、アルミニウム、ガリウム（特開昭62−8456
7）、ハロゲン元素（特開昭62−142774）、テルル（特
開昭63−178414）等が検討されている。しかしいずれの
ド−パントを用いても得られるものの導電性は必ずしも
十分でなかった。
本発明者等は酸化インジウムに異種添加元素をド−プ
した導電性金属酸化物に関して鋭意検討を重ねた結果、
タンタル及び／又は酸化タンタルをド−パントの一部又
は全てとして含有する酸化インジウムは、極めて低抵抗
な透明導電膜が形成可能であることを見出し本発明を完
成した。
した導電性金属酸化物に関して鋭意検討を重ねた結果、
タンタル及び／又は酸化タンタルをド−パントの一部又
は全てとして含有する酸化インジウムは、極めて低抵抗
な透明導電膜が形成可能であることを見出し本発明を完
成した。
酸化インジウムに異種添加元素をド−プすることによ
って導電性を向上させる場合、その導電性は酸化インジ
ウム中の電子密度と電子移動度によって規定される。酸
化インジウムに異種添加元素をド−プしていくと電子密
度が増加し、導電性が向上するが、ド−パントの含有量
が必要以上に増加すると電子の移動度を抑制することに
より導電性は再び低下する。
って導電性を向上させる場合、その導電性は酸化インジ
ウム中の電子密度と電子移動度によって規定される。酸
化インジウムに異種添加元素をド−プしていくと電子密
度が増加し、導電性が向上するが、ド−パントの含有量
が必要以上に増加すると電子の移動度を抑制することに
より導電性は再び低下する。
タンタル又は酸化タンタルは、錫又は酸化錫同様に酸
化インジウムにド−プすることにより電子密度を向上さ
せる効果が大であるだけでなく、ド−プすることによる
酸化インジウム中の電子移動度の低下が低いことにより
ド−パントとして極めて優れている。
化インジウムにド−プすることにより電子密度を向上さ
せる効果が大であるだけでなく、ド−プすることによる
酸化インジウム中の電子移動度の低下が低いことにより
ド−パントとして極めて優れている。
本発明でのタンタルの含有量は、酸化インジウムに対
して酸化タンタル換算で0.1wt％〜1.1wt％の範囲が好ま
しい。又、タンタル及又は酸化タンタルを酸化インジウ
ムにド−プする場合、これら単独でなく、錫又は酸化錫
と併用することも得られる製品の低抵抗化に好ましい結
果を与える。この際、酸化インジウム中の錫及びタンタ
ルの含有量は、酸化錫及び酸化タンタルとしてこれらの
合計量で1wt％〜20wt％、特に3wt％〜12wt％の範囲が好
ましい。これらの量が少すぎると添加の効果がなく、又
必要以上に多量用いても得られるものの抵抗が増大し好
ましくない。また用いる酸化錫に対する酸化タンタルの
比率も特別の制限は無いが3wt ％〜30wt％が好まし
い。この場合も前記したことと同様に、酸化タンタルの
量が多すぎると低抵抗化に好ましくない影響を与える。
して酸化タンタル換算で0.1wt％〜1.1wt％の範囲が好ま
しい。又、タンタル及又は酸化タンタルを酸化インジウ
ムにド−プする場合、これら単独でなく、錫又は酸化錫
と併用することも得られる製品の低抵抗化に好ましい結
果を与える。この際、酸化インジウム中の錫及びタンタ
ルの含有量は、酸化錫及び酸化タンタルとしてこれらの
合計量で1wt％〜20wt％、特に3wt％〜12wt％の範囲が好
ましい。これらの量が少すぎると添加の効果がなく、又
必要以上に多量用いても得られるものの抵抗が増大し好
ましくない。また用いる酸化錫に対する酸化タンタルの
比率も特別の制限は無いが3wt ％〜30wt％が好まし
い。この場合も前記したことと同様に、酸化タンタルの
量が多すぎると低抵抗化に好ましくない影響を与える。
このような組成の酸化インジウム組成物を用いてスパ
ッタリング法、CVD法等の従来の方法で成膜が可能であ
るが、得られた透明導電膜は極めて低抵抗であり、かつ
透明性に優れている。従来ITOの透明導電膜においては
前述のように比抵抗で0.2mΩ・cm程度が限界であった
が、本発明組成の透明導電膜においてはそれ以下、特に
0.16mΩ・cm以下が可能である。
ッタリング法、CVD法等の従来の方法で成膜が可能であ
るが、得られた透明導電膜は極めて低抵抗であり、かつ
透明性に優れている。従来ITOの透明導電膜においては
前述のように比抵抗で0.2mΩ・cm程度が限界であった
が、本発明組成の透明導電膜においてはそれ以下、特に
0.16mΩ・cm以下が可能である。
又、このような低抵抗の透明導電膜を形成する方法の
一つとして前記のようにスパッタリング法があるが、本
発明の組成を有する酸化物の焼結体は、上述した優れた
透明導電膜を形成するタ−ゲットとして用いられる。
一つとして前記のようにスパッタリング法があるが、本
発明の組成を有する酸化物の焼結体は、上述した優れた
透明導電膜を形成するタ−ゲットとして用いられる。
本発明の組成を有する酸化物の焼結体は、これをスパ
ッタリングすることによって極めて低抵抗な透明導電膜
を形成することが可能であるが、この焼結体はなるべく
高密度であることが好ましい。
ッタリングすることによって極めて低抵抗な透明導電膜
を形成することが可能であるが、この焼結体はなるべく
高密度であることが好ましい。
高密度の焼結体タ−ゲットは単に機械的強度が大であ
るのみでなく、スパッタリングによるタ−ゲット組成変
化が起り難く、導電結晶面配向性の強い、低抵抗な透明
導電膜を形成しやすい。異種元素をド−パントとして用
いた酸化インジウムの見掛けの焼結体密度は約7g/cm3で
あるが、本発明の組成の焼結体の密度は、5g/cm3以上で
ある。
るのみでなく、スパッタリングによるタ−ゲット組成変
化が起り難く、導電結晶面配向性の強い、低抵抗な透明
導電膜を形成しやすい。異種元素をド−パントとして用
いた酸化インジウムの見掛けの焼結体密度は約7g/cm3で
あるが、本発明の組成の焼結体の密度は、5g/cm3以上で
ある。
本発明を構成する各成分は酸化物の形で存在する。
このような焼結体を調製するための酸化インジウム粉
末は、本発明の組成を満足していれば特に制限はない
が、上述したように高密度な焼結体を得るためには微細
で高分散性を持つものであることが好ましい。またこの
粉末の調製法は、各成分の酸化物を混合したもの、それ
ら成分の共沈生成物から得た複合酸化物のいずれも適用
可能である。
末は、本発明の組成を満足していれば特に制限はない
が、上述したように高密度な焼結体を得るためには微細
で高分散性を持つものであることが好ましい。またこの
粉末の調製法は、各成分の酸化物を混合したもの、それ
ら成分の共沈生成物から得た複合酸化物のいずれも適用
可能である。
本発明の焼結体を得る際の焼結条件は、温度1300〜15
00℃、時間５〜20時間で、大気中又は不活性雰囲気中で
焼結する。
00℃、時間５〜20時間で、大気中又は不活性雰囲気中で
焼結する。
このような組成の金属酸化物は、透明導電膜として用
いた場合、特に導電性において極めて優れた性能を有し
ている。
いた場合、特に導電性において極めて優れた性能を有し
ている。
以下実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実
施例になんら限定されるものではない。
施例になんら限定されるものではない。
実施例１ 酸化インジウムに対し、ド−パントを5wt％及び10wt
％添加した２種類の複合酸化物（平均粒径0.5μｍ）
を、予備成型し（100mm φ×10mm厚さ）1400℃で焼結し
て焼結体ペレットを調製した。それぞれのド−パント組
成において同一密度における比抵抗を表１に示した。表
１により酸化タンタルをド−パントとして含有する酸化
インジウムは酸化錫単独をド−パントとして含有する場
合に比べより低抵抗であることが判る。
％添加した２種類の複合酸化物（平均粒径0.5μｍ）
を、予備成型し（100mm φ×10mm厚さ）1400℃で焼結し
て焼結体ペレットを調製した。それぞれのド−パント組
成において同一密度における比抵抗を表１に示した。表
１により酸化タンタルをド−パントとして含有する酸化
インジウムは酸化錫単独をド−パントとして含有する場
合に比べより低抵抗であることが判る。
実施例２ 酸化インジウム、酸化タンタル、酸化錫の酸化物混合
タ−ゲットを用いDCマグネトロンスパッタリングにより
透明導電膜を調製した。透明導電膜を形成すの際の原料
中の異種添加元素の量は５〜8wt％程度が好適である
が、スパッタリングにより得られる膜中の量は原料中の
量より低下する傾向にあるので、本例では異種添加元素
10wt％含有するものを用いた。密度5g/cm3、直径10cmの
焼結体タ−ゲット（焼結温度1400℃）を用い、スパッタ
リング条件は、ガス：純アルゴン、圧力:0.6Pa、投入電
力:4w/cm2とした。また基板には石英ガラスを用い、成
膜中基板は350℃に加熱した。このような条件で約3000A
の透明導電膜を調製した。得られた透明導電膜の特性を
表２に示した。酸化タンタルをド−パントの一部又は全
てとして用いた場合、酸化インジウムに酸化錫のみをド
−プした場合のものに比べ、より低抵抗な透明導電膜が
得られた。また膜の光透過率は550nmにおいて全て85％
以上で、透明性においても従来のものに比べて優れたも
のであった。
タ−ゲットを用いDCマグネトロンスパッタリングにより
透明導電膜を調製した。透明導電膜を形成すの際の原料
中の異種添加元素の量は５〜8wt％程度が好適である
が、スパッタリングにより得られる膜中の量は原料中の
量より低下する傾向にあるので、本例では異種添加元素
10wt％含有するものを用いた。密度5g/cm3、直径10cmの
焼結体タ−ゲット（焼結温度1400℃）を用い、スパッタ
リング条件は、ガス：純アルゴン、圧力:0.6Pa、投入電
力:4w/cm2とした。また基板には石英ガラスを用い、成
膜中基板は350℃に加熱した。このような条件で約3000A
の透明導電膜を調製した。得られた透明導電膜の特性を
表２に示した。酸化タンタルをド−パントの一部又は全
てとして用いた場合、酸化インジウムに酸化錫のみをド
−プした場合のものに比べ、より低抵抗な透明導電膜が
得られた。また膜の光透過率は550nmにおいて全て85％
以上で、透明性においても従来のものに比べて優れたも
のであった。
Claims (4)
- 【請求項１】タンタル及び錫成分を含む酸化インジウム
からなり、かつ、タンタルの含有量が酸化インジウムに
対して酸化タンタル換算で0.1wt％〜1.1wt％である金属
酸化物焼結体。 - 【請求項２】タンタル及び錫成分を含む酸化インジウム
からなり、かつ、タンタルの含有量が酸化インジウムに
対して酸化タンタル換算で0.1wt％〜1.1wt％である金属
酸化物焼結体を用いたスッパタリングターゲット。 - 【請求項３】タンタル及び錫成分を含む酸化インジウム
からなり、かつ、タンタルの含有量が酸化インジウムに
対して酸化タンタル換算で0.1wt％〜1.1wt％である金属
酸化物からなる透明導電性膜。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項記載の透明導電性膜
を含んでなるディスプレー機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148347A JP3058278B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 酸化物焼結体及びその用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148347A JP3058278B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 酸化物焼結体及びその用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315106A JPH0315106A (ja) | 1991-01-23 |
| JP3058278B2 true JP3058278B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=15450731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148347A Expired - Fee Related JP3058278B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 酸化物焼結体及びその用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3058278B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100396813C (zh) | 2002-08-02 | 2008-06-25 | 出光兴产株式会社 | 溅射靶、烧结体及利用它们制造的导电膜、有机el元件及其所用的衬底 |
| JP2005335964A (ja) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Shincron:Kk | 複合酸化物半導体膜及びその形成方法 |
| KR100647672B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 내열성 투명 전극, 이의 제조방법 및 이를 구비한염료감응 태양 전지 |
| KR101264111B1 (ko) * | 2010-06-04 | 2013-05-14 | 주식회사 나노신소재 | 투명도전막, 투명도전막용 타겟 및 투명도전막용 타겟의 제조방법 |
| JP2015072939A (ja) * | 2013-10-01 | 2015-04-16 | 長州産業株式会社 | 光発電素子 |
| CN113913764B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-05-16 | 浙江师范大学 | 一种高迁移率透明导电氧化物薄膜及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02309511A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Showa Denko Kk | 透明導電膜 |
-
1989
- 1989-06-13 JP JP1148347A patent/JP3058278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315106A (ja) | 1991-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |