JP3603693B2 - ITO sputtering target - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電性薄膜製造の際に使用されるITOスパッタリングターゲットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
Indium Tin Oxide(ITO)薄膜は高導電性、高透過率といった特徴を有し、更に微細加工も容易に行えることから、フラットパネルディスプレイ用表示電極、太陽電池用窓材、帯電防止膜等の広範囲な分野に渡って用いられている。特に液晶表示装置を始めとしたフラットパネルディスプレイ分野では近年大型化および高精細化が進んでおり、その表示用電極であるITO薄膜に対する需要もまた急速に高まっている。
【0003】
このようなITO薄膜の製造方法はスプレー熱分解法、CVD法等の化学的成膜法と電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の物理的成膜法に大別することができる。中でもスパッタリング法は大面積化が容易でかつ高性能の膜が得られる成膜法であることから、様々な分野で使用されている。
【0004】
スパッタリング法によりITO薄膜を製造する場合、用いるスパッタリングターゲットとしては金属インジウムおよび金属スズからなる合金ターゲット(ITターゲット)あるいは酸化インジウムと酸化スズからなる複合酸化物ターゲット(ITOターゲット)が用いられる。このうち、ITOターゲットを用いる方法は、ITターゲットを用いる方法と比較して、得られた膜の抵抗値および透過率の経時変化が少なく成膜条件のコントロールが容易であるため、ITO薄膜製造方法の主流となっている。
【0005】
ITOターゲットをアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス雰囲気中で連続してスパッタリングした場合、積算スパッタリング時間の増加と共にターゲット表面にはノジュールと呼ばれる黒色の付着物が析出する。インジウムの低級酸化物と考えられているこの黒色の付着物は、ターゲットのエロージョン部の周囲に析出するため、スパッタリング時の異常放電の原因となりやすく、またそれ自身が異物(パーティクル)の発生源となることが知られている。
【0006】
その結果、連続してスパッタリングを行うと、形成された薄膜中に異物欠陥が発生し、これが液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイの製造歩留まりを低下させる原因となっていた。特に近年、フラットパネルディスプレイの分野では、高精細化が進んでおり、このような薄膜中の異物欠陥は素子の動作不良を引き起こすため、特に解決すべき重要な課題となっていた。
【0007】
このような問題を解決するため、例えば特開平08−060352号のように、ターゲットの密度を6.4g/cm以上とするとともにターゲットの表面粗さを制御することにより、ノジュールの発生を低減できることが報告されている。
【0008】
しかしながら、近年、液晶表示素子の高精細化、高性能化にともない形成される薄膜の性能を向上させることを目的として、低い印加電力で放電を行う成膜方法が採用されるようになってきた。この低い印加電力での成膜により、上記のような手法を取り入れたターゲットを用いた場合においても、ノジュールが発生し問題となってきている。これは、印加電力が低下されたことにより、一度発生したノジュールの核が、強い印加電力によって消滅することなく、掘れ残りの核となる確率が増加したことによると考えられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ノジュールの発生しやすい、低い印加電力で放電を行う成膜方法を用いた場合においてもターゲット表面に発生するノジュール量を低減できるITOスパッタリングターゲットを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者等はITOスパッタリングターゲットのノジュールの発生量を低減させるため、ノジュールの形成原因について詳細な検討を行った。その結果、一部のノジュールは、ITO焼結体とバッキングプレートとの接合に用いているハンダ材である金属インジウムが、スパッタリング中にターゲット表面のエロージョン部に付着し、付着した金属インジウムを核としてターゲットが掘れ残り、ノジュールとなることを発見した。金属インジウムが、掘れ残りを発生させる核となる原因は未だ明らかではないが、ターゲット表面に付着した金属インジウムは、スパッタリングガス中に含まれる酸素と反応して酸化インジウムを形成し、この酸化インジウムはITOと比べて抵抗率が非常に高いために掘れ残るものと考えられる。
【0011】
そこで本発明者等は、ITOスパッタリングターゲットの構造について詳細な検討を行った。その結果、バッキングプレート上にインジウム半田を用いてITO焼結体とバッキングプレートとを接合した後に、半田材が露出した部分の一部あるいは全部をインジウムおよびスズからなる合金で覆うことにより前記問題点を解決できることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【0012】
即ち、本発明は、実質的にインジウム、スズおよび酸素からなるITO焼結体を、バッキングプレートに金属接合剤により接合してなるITOスパッタリングターゲットにおいて、金属接合剤が露出した部分の一部あるいは全部をインジウムおよびスズからなる合金で覆ったことを特徴とするITOスパッタリングターゲットに関する。
【0013】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0014】
本発明に使用されるITO焼結体は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のような方法で製造することができる。
【0015】
始めに、酸化インジウム粉末と酸化スズ粉末との混合粉末或いはITO粉末等にバインダー等を加え、プレス法或いは鋳込法等の成形方法により成形してITO成形体を製造する。この際、使用する粉末の平均粒径が大きいと焼結後の密度が充分に上昇しない場合があるので、使用する粉末の平均粒径は1.5μm以下であることが望ましく、更に好ましくは0.1〜1.5μmである。こうすることにより、より焼結密度の高い焼結体を得ることが可能となる。
【0016】
また、混合粉末またはITO粉末中の酸化スズ含有量は、スパッタリング法により薄膜を製造した際に比抵抗が低下する5〜15重量%とすることが望ましい。
【0017】
次に得られた成形体に必要に応じて、CIP等の圧密化処理を行う。この際CIP圧力は充分な圧密効果を得るため2ton/cm以上、好ましくは2〜3ton/cmであることが望ましい。ここで始めの成形を鋳込法により行った場合には、CIP後の成形体中に残存する水分およびバインダー等の有機物を除去する目的で脱バインダー処理を施してもよい。また、始めの成形をプレス法により行った場合でも、成型時にバインダーを使用したときには、同様の脱バインダー処理を行うことが望ましい。
【0018】
このようにして得られた成形体を焼結炉内に投入して焼結を行う。焼結方法としては、いかなる方法でも用いることができるが、生産設備のコスト等を考慮すると大気中焼結が望ましい。しかしこの他HP法、HIP法および酸素加圧焼結法等の従来知られている他の焼結法を用いることができることは言うまでもない。
【0019】
焼結条件についても適宜選択することができるが、充分な密度上昇効果を得るため、また酸化スズの蒸発を抑制するため、焼結温度が1450〜1650℃であることが望ましい。焼結時の雰囲気としては大気或いは純酸素雰囲気であることが好ましい。また焼結時間についても充分な密度上昇効果を得るために5時間以上、好ましくは5〜30時間であることが望ましい。
【0020】
本発明において、使用するITO焼結体の密度は特に限定されないが、焼結体のポアのエッジ部での電界集中による異常放電やノジュールの発生をより抑制するため、相対密度で99%以上とすることが好ましく、より好ましくは99.5%以上である。
【0021】
なお、本発明でいう相対密度(D)とは、InおよびSnOの真密度の相加平均から求められる理論密度(d)に対する相対値を示している。相加平均から求められる理論密度(d)とは、焼結体組成において、InおよびSnO粉末の混合量(g)をそれぞれa、bとしたとき、InおよびSnOの真密度7.18、6.95(g/cm)を用いて、
d=(a+b)/((a/7.18)+(b/6.95))により求められる。そして、焼結体の測定密度をd1とすると、その相対密度D(%)は式:D=(d1/d)×100で求められる。
【0022】
続いて上記の方法等により製造したITO焼結体を所望の大きさに研削加工した後、前記ITO焼結体のスパッタリング面を機械的に研磨し、スパッタリング面の平均線中心粗さ(Ra)を0.8μm以下、かつ、最大高さ(Ry)を6.5μm以下に加工することが好ましい。より好ましくは、Raが0.1μm以下、かつ、Ryが2μm以下である。こうすることにより、ターゲット表面の凹凸部で発生する異常放電や異常放電によるノジュールの形成を効果的により抑制することが可能となる。なお、ここでいうRa、およびRyの定義および測定方法は、JIS B0601−1994に記載の通りである。
【0023】
上記ITO焼結体は、高密度であるほど硬度が高く、研削加工中に焼結体内部にクラックを生じ易いので、加工は湿式加工で行うことが望ましい。
【0024】
このようにして得られた、ITO焼結体をバッキングプレート上に接合する。本発明に使用されるバッキングプレートは特に限定されないが、無酸素銅およびリン青銅等があげられる。また、金属接合剤としては、インジウム半田等が好ましい。インジウム半田は柔らかく、スパッタリング中にITO焼結体部分が加熱されて膨張した際に、焼結体の割れを防止する効果が大きいからである。
【0025】
接合は、例えば、次に示すような工程で行えばよい。まず、ITO焼結体とバッキングプレートとを使用する金属接合剤の融点以上に加熱する。次に加熱されたITO焼結体およびバッキングプレートの接合面に接合剤を塗布する。次に接合剤塗布済みのITO焼結体とバッキングプレートの接合面同士を合わせてバッキングプレート上の所望の位置に配置した後、ターゲット−バッキングプレート接合体の冷却を行う。
【0026】
本発明は、接合の際に露出した(はみ出た)接合剤部分の一部または全部をインジウムおよびスズからなる合金で被覆することに特徴があるが、この被覆をターゲット−バッキングプレート接合体の冷却時に行うことにより、被覆のために接合体を再加熱する作業等を省略することができ、好ましい。
【0027】
具体的には、接合体の温度が、インジウム−スズ合金の融点より1〜5℃高い温度の時に、インジウム−スズ合金を、その融点より1〜5℃高い温度に加熱して、接合剤露出部分に塗布し被覆する。このとき、インジウム−スズ合金を必要以上に塗布すると、合金がターゲット部材から著しくはみ出し、はみ出した部分がスパッタリング中にプラズマによって叩き出され、叩き出された粒子が基板に到達するとパーティクルとなり製品の歩留まりを低下させてしまうので、1mm以下とすることが望ましい。その後、室温まで冷却することにより、本発明のITOターゲットを得ることができる。
【0028】
インジウムースズ合金としては、酸化物を形成した際に掘れ残りが発生しないようにITO焼結体と同様に低い抵抗率が得られるような組成のものが適しており、Sn/(In+Sn)で2〜15重量%、好ましくは4〜12重量%のものが好ましい。
【0029】
スパッタリングは、スパッタリングガスとして、アルゴンなどの不活性ガスなどに必要に応じて酸素ガスなどが加えられ、通常2〜10mTorrにこれらのガス圧を制御しながら、行われる。スパッタリングのための電力印可方式としては、DC、RFあるいはこれらを組み合わせたものが使用可能であるが、放電の安定性を考慮し、DCあるいはDCにRFを重畳したものが好ましい。ターゲットに加えられる電力密度については特に制限はないが、本発明のターゲットは、近年の低電力放電(2.0W/cm以下)の条件下において、特に有効である。
【0030】
また、本発明によるスパッタリングターゲットは、ITOに付加機能を持たせることを目的として第3の元素を添加したターゲットにおいても有効である。第3元素としては、例えば、Mg,Al,Si,Ti,Zn,Ga,Ge,Y,Zr,Nb,Hf,Ta等を例示することができる。これら元素の添加量は、特に限定されるものではないが、ITOの優れた電気光学的特性を劣化させないため、(第3元素の酸化物の総和)/(ITO+第3元素の酸化物の総和)/100で0%を超え20%以下(重量比)とすることが好ましい。
【0031】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0032】
実施例1
平均粒径1.3μmの酸化インジウム粉末900gと平均粒径0.7μmの酸化スズ粉末100gをポリエチレン製のポットに入れ、乾式ボールミルにより72時間混合し、混合粉末を製造した。前記混合粉末のタップ密度を測定したところ2.0g/cmであった。
【0033】
この混合粉末を金型に入れ、300kg/cmの圧力でプレスして成形体とした。この成形体を3ton/cmの圧力でCIPによる緻密化処理を行った。次にこの成形体を純酸素雰囲気焼結炉内に設置して、以下の条件で焼結した。
【0034】
(焼結条件)
焼結温度:1500℃、昇温速度:25℃/Hr、焼結時間:10時間、焼結炉への導入ガス:酸素、導入ガス線速:2.6cm/分、
得られた焼結体の密度をJIS R1634−1998に基づきアルキメデス法により測定したところ7.11g/cm(相対密度:99.4%)であった。
【0035】
この焼結体を湿式加工法により101.6mm×177.8mm、厚さ6mmの焼結体に加工し、さらに焼結体のスパッタリング面の表面粗さをRa=0.7μm、Ry=5.2μmに機械加工した。
【0036】
次に、この焼結体とバッキングプレートとを156℃まで加熱した後、それぞれの接合面にインジウム半田を塗布した。次に、焼結体をバッキングプレート所望に位置に配置した後149℃まで冷却した。次に、接合部の側面のインジウム半田材が露出した部分の全周に渡って、スズを10重量%含有し、149℃まで加熱したインジウム−スズ合金(融点:約145℃)を塗布した後、室温まで冷却してITOターゲットを得た。
【0037】
このターゲットを以下のスパッタリング条件でスパッタリングした。
【0038】
DC電力 :300w
スパッタガス:Ar+O
ガス圧 :5mTorr
/Ar :0.1%
以上の条件により連続的にスパッタリング試験を60時間実施した。放電後のターゲットの外観写真をコンピュータを用いて画像処理を行いノジュール発生量を調べた。その結果、ターゲット表面の12%の部分にノジュールが発生したにすぎなかった。
【0039】
実施例2
実施例1と同様の方法でITO焼結体を得た。得られた焼結体の密度を測定したところ7.11g/cm(相対密度:99.4%)であった。
【0040】
この焼結体を湿式加工法により101.6mm×177.8mm、厚さ6mmの焼結体に加工し、さらに焼結体のスパッタリング面の表面粗さをRa=0.08μm、Ry=0.8μmに機械加工した。
【0041】
次に、この焼結体とバッキングプレートとを156℃まで加熱した後、それぞれの接合面にインジウム半田を塗布した。次に、焼結体をバッキングプレート所望に位置に配置した後150℃まで冷却した。次に、接合部の側面のインジウム半田材が露出した部分の全周に渡って、スズを10重量%含有し、150℃まで加熱したインジウム−スズ合金を露出部に塗布した後、室温まで冷却してITOターゲットを得た。
【0042】
このターゲットを実施例1と同じ条件で60時間スパッタリングを行った。
【0043】
放電後のターゲットの外観写真をコンピュータを用いて画像処理を行いノジュール発生量を調べた。その結果、ターゲット表面の5%の部分にノジュールが発生したにすぎなかった。
【0044】
比較例1
実施例1と同じ条件でITO焼結体を製造した。得られた焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ7.11g/cm(相対密度:99.4%)であった。
【0045】
この焼結体を湿式加工法により101.6mm×177.8mm、厚さ6mmの焼結体に加工し、さらに焼結体のスパッタリング面の表面粗さをRa=0.7μm、Ry=5.2μmに機械加工した。
【0046】
このようにして得られた、焼結体とバッキングプレートとを156℃まで加熱した後、それぞれの接合面にインジウム半田を塗布した。次に、焼結体をバッキングプレートの所定の位置に配置した後、室温まで冷却し、ターゲットとした。
【0047】
このターゲットを実施例1と同様のスパッタリング条件で連続的にスパッタリング試験を60時間実施した。放電後のターゲットの外観写真をコンピュータを用いて画像処理を行いノジュール発生量を調べた。その結果、ターゲット表面の59%の部分にノジュールが発生していた。
【0048】
【発明の効果】
本発明により、半田材として用いている金属インジウム起因によるノジュールの発生を防止することができる。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ITO sputtering target used in producing a transparent conductive thin film.
[0002]
[Prior art]
Indium Tin Oxide (ITO) thin films have features such as high conductivity and high transmittance, and can be easily micro-processed. Used in various fields. In particular, in the field of flat panel displays such as liquid crystal display devices, in recent years, the size and definition have been advanced, and the demand for ITO thin films as display electrodes has been rapidly increasing.
[0003]
The method of manufacturing such an ITO thin film can be roughly classified into a chemical film forming method such as a spray pyrolysis method and a CVD method, and a physical film forming method such as an electron beam evaporation method and a sputtering method. Above all, the sputtering method is used in various fields because it is a film formation method that can easily increase the area and obtain a high-performance film.
[0004]
When an ITO thin film is manufactured by a sputtering method, an alloy target composed of indium metal and tin (IT target) or a composite oxide target composed of indium oxide and tin oxide (ITO target) is used as a sputtering target. Among them, the method using an ITO target is less likely to change over time in the resistance value and transmittance of the obtained film than the method using an IT target, and the film forming conditions can be easily controlled. Has become mainstream.
[0005]
When the ITO target is continuously sputtered in a mixed gas atmosphere of an argon gas and an oxygen gas, black deposits called nodules are deposited on the surface of the target as the integrated sputtering time increases. This black deposit, which is considered to be a lower oxide of indium, precipitates around the erosion portion of the target, and is likely to cause abnormal discharge during sputtering. In addition, the deposit itself is a source of foreign matter (particles). It is known to be.
[0006]
As a result, when sputtering is performed continuously, foreign matter defects occur in the formed thin film, and this has been a cause of lowering the production yield of flat panel displays such as liquid crystal display devices. In particular, in recent years, in the field of flat panel displays, higher definition has been promoted, and such a foreign matter defect in a thin film causes an operation failure of an element, and thus has been an important problem to be solved particularly.
[0007]
In order to solve such a problem, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-060352, the generation of nodules is reduced by controlling the target density to 6.4 g / cm 3 or more and controlling the target surface roughness. It is reported that it can be done.
[0008]
However, in recent years, in order to improve the performance of a thin film formed with higher definition and higher performance of a liquid crystal display element, a film forming method of discharging with a low applied power has been adopted. . Due to the film formation with the low applied power, nodules are generated even when a target adopting the above-described method is used, which is becoming a problem. This is considered to be due to the fact that the nodule nucleus once generated does not disappear due to the strong applied power and the probability of becoming a digging remaining nucleus increases due to the decrease in the applied power.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an ITO sputtering target that can reduce the amount of nodules generated on the target surface even when using a film forming method in which nodules are easily generated and discharge is performed at a low applied power.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted detailed studies on the causes of nodule formation in order to reduce the amount of nodules generated in the ITO sputtering target. As a result, in some nodules, metal indium, which is a solder material used for bonding the ITO sintered body and the backing plate, adhered to the erosion portion on the target surface during sputtering, and the adhered metal indium became a core. Discovered that the target could be dug and become a nodule. Although the cause of the metal indium serving as a nucleus for generating digging remains unclear, the metal indium attached to the target surface reacts with oxygen contained in the sputtering gas to form indium oxide. It is considered that since the resistivity is much higher than that of ITO, the material remains uncut.
[0011]
Therefore, the present inventors have conducted a detailed study on the structure of the ITO sputtering target. As a result, after the ITO sintered body and the backing plate are joined on the backing plate using indium solder, part or all of the exposed portion of the solder material is covered with an alloy composed of indium and tin, thereby causing the above problem. Can be solved, and the present invention has been completed.
[0012]
That is, the present invention relates to an ITO sputtering target in which an ITO sintered body substantially consisting of indium, tin and oxygen is bonded to a backing plate with a metal bonding agent. Covered with an alloy of indium and tin.
[0013]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0014]
The ITO sintered body used in the present invention is not particularly limited, but can be manufactured, for example, by the following method.
[0015]
First, a binder or the like is added to a mixed powder of indium oxide powder and tin oxide powder or an ITO powder or the like, and the mixture is molded by a molding method such as a press method or a casting method to produce an ITO molded body. At this time, if the average particle size of the powder used is large, the density after sintering may not be sufficiently increased, so that the average particle size of the powder used is preferably 1.5 μm or less, more preferably 0 μm or less. 0.1 to 1.5 μm. This makes it possible to obtain a sintered body having a higher sintered density.
[0016]
Further, the content of tin oxide in the mixed powder or the ITO powder is desirably 5 to 15% by weight at which the specific resistance decreases when a thin film is manufactured by a sputtering method.
[0017]
Next, a consolidation treatment such as CIP is performed on the obtained molded body as necessary. At this time, the CIP pressure is desirably 2 ton / cm 2 or more, preferably 2 to 3 ton / cm 2 in order to obtain a sufficient consolidation effect. Here, when the first molding is performed by the casting method, a binder removal treatment may be performed for the purpose of removing water and organic substances such as a binder remaining in the molded body after the CIP. Even when the initial molding is performed by a press method, it is desirable to perform the same binder removal treatment when a binder is used at the time of molding.
[0018]
The compact obtained in this way is put into a sintering furnace and sintered. As a sintering method, any method can be used, but sintering in the air is desirable in view of the cost of production equipment and the like. However, it goes without saying that other conventionally known sintering methods such as HP method, HIP method and oxygen pressure sintering method can be used.
[0019]
The sintering conditions can be appropriately selected, but the sintering temperature is desirably 1450 to 1650 ° C. in order to obtain a sufficient density increasing effect and to suppress the evaporation of tin oxide. The atmosphere during sintering is preferably air or a pure oxygen atmosphere. Also, the sintering time is desirably 5 hours or more, preferably 5 to 30 hours, in order to obtain a sufficient density increasing effect.
[0020]
In the present invention, the density of the ITO sintered body used is not particularly limited. However, in order to further suppress the occurrence of abnormal discharge and nodule due to electric field concentration at the edge of the pore of the sintered body, the relative density is 99% or more. And more preferably 99.5% or more.
[0021]
Note that the relative density (D) in the present invention indicates a relative value to the theoretical density (d) obtained from the arithmetic mean of the true densities of In 2 O 3 and SnO 2 . The theoretical density determined from the arithmetic mean (d), in the sintered body composition, when In 2 O 3 and mixtures of SnO 2 powder (g) respectively were a, and b, In 2 O 3 and SnO 2 Using the true densities of 7.18 and 6.95 (g / cm 3 ),
d = (a + b) / ((a / 7.18) + (b / 6.95)). Then, assuming that the measured density of the sintered body is d1, the relative density D (%) is obtained by the formula: D = (d1 / d) × 100.
[0022]
Subsequently, after grinding the ITO sintered body manufactured by the above method or the like to a desired size, the sputtering surface of the ITO sintered body is mechanically polished, and the average line center roughness (Ra) of the sputtering surface is obtained. Is preferably processed to 0.8 μm or less and the maximum height (Ry) to 6.5 μm or less. More preferably, Ra is 0.1 μm or less and Ry is 2 μm or less. By doing so, it is possible to more effectively suppress the abnormal discharge generated in the uneven portion on the target surface and the formation of nodules due to the abnormal discharge. The definitions and measuring methods of Ra and Ry here are as described in JIS B0601-1994.
[0023]
The higher the density of the ITO sintered body is, the higher the hardness is, and cracks are easily generated inside the sintered body during the grinding processing. Therefore, it is desirable to perform the processing by wet processing.
[0024]
The ITO sintered body thus obtained is joined on a backing plate. The backing plate used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include oxygen-free copper and phosphor bronze. Further, as the metal bonding agent, indium solder or the like is preferable. This is because indium solder is soft and has a large effect of preventing cracking of the sintered body when the ITO sintered body is heated and expanded during sputtering.
[0025]
The joining may be performed, for example, in the following steps. First, the ITO sintered body and the backing plate are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal bonding agent used. Next, a bonding agent is applied to the bonded surface of the heated ITO sintered body and the backing plate. Next, after the joining surfaces of the ITO sintered body coated with the bonding agent and the backing plate are aligned with each other at a desired position on the backing plate, the target-backing plate joined body is cooled.
[0026]
The present invention is characterized in that a part or all of a bonding agent portion exposed (extruded) at the time of bonding is coated with an alloy of indium and tin, and this coating is cooled by a target-backing plate bonded body. By performing it sometimes, the operation of reheating the joined body for coating can be omitted, which is preferable.
[0027]
Specifically, when the temperature of the joined body is 1 to 5 ° C. higher than the melting point of the indium-tin alloy, the indium-tin alloy is heated to a temperature 1 to 5 ° C. higher than the melting point to expose the bonding agent. Apply and coat parts. At this time, if the indium-tin alloy is applied more than necessary, the alloy significantly protrudes from the target member, and the protruding portion is blown out by the plasma during sputtering. Therefore, it is preferable to set the thickness to 1 mm or less. Thereafter, by cooling to room temperature, the ITO target of the present invention can be obtained.
[0028]
As the indium alloy, an alloy having a composition that can provide a low resistivity as in the case of the ITO sintered body so that no digging residue occurs when an oxide is formed is suitable, and Sn / (In + Sn) is 2 to 2. 15% by weight, preferably 4 to 12% by weight is preferred.
[0029]
Sputtering is performed by adding an oxygen gas or the like as necessary to an inert gas such as argon as a sputtering gas, and controlling the gas pressure to usually 2 to 10 mTorr. As a power application method for sputtering, DC, RF, or a combination thereof can be used. However, in consideration of discharge stability, DC or RF with RF superimposed is preferable. There is no particular limitation on the power density applied to the target, but the target of the present invention is particularly effective under recent low-power discharge (2.0 W / cm 2 or less) conditions.
[0030]
Further, the sputtering target according to the present invention is also effective for a target to which a third element is added for the purpose of imparting an additional function to ITO. Examples of the third element include Mg, Al, Si, Ti, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, Hf, and Ta. The addition amount of these elements is not particularly limited. However, in order not to deteriorate the excellent electro-optical characteristics of ITO, (total sum of oxides of third element) / (total sum of oxides of ITO and third element) ) / 100 is preferably more than 0% and not more than 20% (weight ratio).
[0031]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0032]
Example 1
900 g of indium oxide powder having an average particle diameter of 1.3 μm and 100 g of tin oxide powder having an average particle diameter of 0.7 μm were placed in a polyethylene pot, and mixed by a dry ball mill for 72 hours to produce a mixed powder. When the tap density of the mixed powder was measured, it was 2.0 g / cm 3 .
[0033]
This mixed powder was placed in a mold and pressed at a pressure of 300 kg / cm 2 to obtain a molded body. This compact was subjected to a densification treatment by CIP at a pressure of 3 ton / cm 2 . Next, this compact was placed in a pure oxygen atmosphere sintering furnace and sintered under the following conditions.
[0034]
(Sintering conditions)
Sintering temperature: 1500 ° C., heating rate: 25 ° C./Hr, sintering time: 10 hours, gas introduced into the sintering furnace: oxygen, introduced gas linear velocity: 2.6 cm / min,
When the density of the obtained sintered body was measured by the Archimedes method based on JIS R1634-1998, it was 7.11 g / cm 3 (relative density: 99.4%).
[0035]
This sintered body was processed into a sintered body having a thickness of 101.6 mm × 177.8 mm and a thickness of 6 mm by wet processing, and the surface roughness of the sputtering surface of the sintered body was Ra = 0.7 μm and Ry = 5. Machined to 2 μm.
[0036]
Next, after heating the sintered body and the backing plate to 156 ° C., indium solder was applied to each joint surface. Next, the sintered body was placed at a desired position on the backing plate and then cooled to 149 ° C. Next, an indium-tin alloy containing 10% by weight of tin and heated to 149 ° C. (melting point: about 145 ° C.) was applied over the entire periphery of the exposed portion of the indium solder material on the side surface of the joint. After cooling to room temperature, an ITO target was obtained.
[0037]
This target was sputtered under the following sputtering conditions.
[0038]
DC power: 300w
Sputtering gas: Ar + O 2
Gas pressure: 5mTorr
O 2 / Ar: 0.1%
Under the above conditions, the sputtering test was continuously performed for 60 hours. The external appearance photograph of the target after the discharge was subjected to image processing using a computer, and the generation amount of nodules was examined. As a result, nodules were generated only in 12% of the target surface.
[0039]
Example 2
An ITO sintered body was obtained in the same manner as in Example 1. When the density of the obtained sintered body was measured, it was 7.11 g / cm 3 (relative density: 99.4%).
[0040]
This sintered body was processed into a sintered body having a thickness of 101.6 mm × 177.8 mm and a thickness of 6 mm by wet processing, and the surface roughness of the sputtering surface of the sintered body was Ra = 0.08 μm and Ry = 0. Machined to 8 μm.
[0041]
Next, after heating the sintered body and the backing plate to 156 ° C., indium solder was applied to each joint surface. Next, the sintered body was placed at a desired position on the backing plate, and then cooled to 150 ° C. Next, an indium-tin alloy containing 10% by weight of tin and heated to 150 ° C. is applied to the exposed portion over the entire periphery of the exposed portion of the indium solder material on the side surface of the joint, and then cooled to room temperature. As a result, an ITO target was obtained.
[0042]
This target was sputtered for 60 hours under the same conditions as in Example 1.
[0043]
The external appearance photograph of the target after the discharge was subjected to image processing using a computer, and the generation amount of nodules was examined. As a result, nodules were only generated in 5% of the target surface.
[0044]
Comparative Example 1
An ITO sintered body was manufactured under the same conditions as in Example 1. When the density of the obtained sintered body was measured by the Archimedes method, it was 7.11 g / cm 3 (relative density: 99.4%).
[0045]
This sintered body was processed into a sintered body having a thickness of 101.6 mm × 177.8 mm and a thickness of 6 mm by wet processing, and the surface roughness of the sputtering surface of the sintered body was Ra = 0.7 μm and Ry = 5. Machined to 2 μm.
[0046]
After heating the sintered body and the backing plate thus obtained to 156 ° C., indium solder was applied to each joint surface. Next, after placing the sintered body at a predetermined position on the backing plate, the sintered body was cooled to room temperature to obtain a target.
[0047]
This target was continuously subjected to a sputtering test for 60 hours under the same sputtering conditions as in Example 1. The external appearance photograph of the target after the discharge was subjected to image processing using a computer, and the generation amount of nodules was examined. As a result, nodules were generated on 59% of the target surface.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, generation of nodules due to metal indium used as a solder material can be prevented.

Claims (3)

実質的にインジウム、スズおよび酸素からなるITO焼結体を、バッキングプレートに金属接合剤により接合してなるITOスパッタリングターゲットにおいて、金属接合剤が露出した部分の一部あるいは全部をインジウムおよびスズからなる合金で覆ったことを特徴とするITOスパッタリングターゲット。In an ITO sputtering target in which an ITO sintered body substantially consisting of indium, tin, and oxygen is bonded to a backing plate with a metal bonding agent, part or all of the exposed portion of the metal bonding agent is made of indium and tin. An ITO sputtering target covered with an alloy. ITO焼結体の相対密度が、99%以上であることを特徴とする請求項1に記載のITOスパッタリングターゲット。The ITO sputtering target according to claim 1, wherein the relative density of the ITO sintered body is 99% or more. ITO焼結体のスパッタリング面の平均線中心粗さ(Ra)が0.8μm以下、かつ最大高さ(Ry)が6.5μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のITOスパッタリングターゲット。3. The ITO according to claim 1, wherein an average line center roughness (Ra) of a sputtering surface of the ITO sintered body is 0.8 μm or less and a maximum height (Ry) is 6.5 μm or less. Sputtering target.
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