JP4548651B2 - Sputtering target, transparent conductive film and transparent conductive glass substrate - Google Patents
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Description
本発明はアモルファスシリコン薄膜トランジスタ(α−SiTFT)又はポリシリコン薄膜トランジスタ(p−SiTFT)を用いた液晶表示装置の製造方法に関する。更に詳しくは、画素電極パターンとソース・ドレイン配線との接触抵抗、及びゲート配線取り出し部、ソース・ドレイン電極取り出し部の配線金属と透明電極との接触抵抗を低減できる液晶表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device using an amorphous silicon thin film transistor (α-Si TFT) or a polysilicon thin film transistor (p-Si TFT). More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device capable of reducing contact resistance between a pixel electrode pattern and a source / drain wiring, a gate wiring extraction portion, a wiring metal of a source / drain electrode extraction portion and a transparent electrode, and a manufacturing method thereof. .
液晶表示装置は低消費電力、フルカラー化が容易等の特徴を有することから薄型ディスプレイの中で有望視され、近年表示画面の大型化に関する開発が活発である。中でも、各画素毎にα−SiTFT(TFT:Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)又はp−SiTFTをスイッチング素子としてマトリックス状に配列し、駆動するアクティブマトリックス方式液晶平面ディスプレイは、800×600画素以上の高精細化を行っても、コントラスト比が劣化せず、高性能カラー表示用平面ディスプレイとして注目されている。このようなアクティブマトリックス方式液晶平面ディスプレイでは、画素電極として、ITO(Indium Tin Oxide)のような透明電極、ソース電極としては、Al系合金薄膜を用いることが多いこれは、ITOがシート抵抗が低く透過率が高く、また、Alは、容易にパターニングできる上に低抵抗で密着性が高いためである。 The liquid crystal display device has features such as low power consumption and easy full color, so it is regarded as promising among thin displays, and in recent years, development related to enlargement of the display screen has been active. In particular, an active matrix liquid crystal flat panel display in which an α-Si TFT (TFT: Thin Film Transistor) or p-Si TFT is arranged in a matrix as a switching element for each pixel and is driven has a high definition of 800 × 600 pixels or more. Even if it is made, the contrast ratio does not deteriorate, and it has been attracting attention as a flat display for high-performance color display. In such an active matrix liquid crystal flat display, a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is often used as a pixel electrode, and an Al-based alloy thin film is often used as a source electrode. This is because ITO has a low sheet resistance. This is because the transmittance is high and Al can be easily patterned and has low resistance and high adhesion.
図1は本発明に係る液晶平面ディスプレイの製造工程において、画素電極のパターン形成が終了した段階のアモルファス−SiTFT近傍の断面を示したものであるが、従来の液晶ディスプレイも画素電極の素材を除いて、基本的構造は同様であるので、これを用いて説明する。 FIG. 1 shows a cross section in the vicinity of an amorphous-Si TFT at the stage where pixel electrode pattern formation is completed in the manufacturing process of a liquid crystal flat display according to the present invention, but a conventional liquid crystal display also excludes pixel electrode materials. Since the basic structure is the same, this will be used for explanation.
図1において、透光性ガラス基板1上にゲート電極2のパターンを形成し、次にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、SiNゲート絶縁膜3、アモルファス−Si:H(i)膜4、チャンネル保護膜5及びアモルファス−Si:H(n)膜6を連続的に形成し、所望の形状パターン化する。
In FIG. 1, a pattern of a
更に、Alを主体とする金属膜を真空蒸着法又はスパッタ法により堆積し、フォトリソグラフィ技術によりソース電極7のパターン及びドレイン電極8のパターン8をそれぞれ形成し、α−SiTFT素子部分が完成する。 Further, a metal film mainly composed of Al is deposited by a vacuum evaporation method or a sputtering method, and a pattern of the source electrode 7 and a pattern 8 of the drain electrode 8 are respectively formed by a photolithography technique, thereby completing the α-Si TFT element portion.
この上に、ITO膜をスパッタリング法にて唯積し、フォトリソグラフィ技術によりソース電極7と電気的に接続した画素電極9のパターンが形成される。ITO膜をAl膜の後に堆積する理由は、アモルファス−Si:H膜4(及び6)とソース電極7及びドレイン電極8との電気的なコンタクト特性を劣化させないためである。また、Alは安価で比抵抗が低く、ゲート電極2及びソース電極7・ドレイン電極8の配線の抵抗増大による液晶ディスプレイの表示性能の低下を防ぐ意味で必須の材料である。
On top of this, an ITO film is deposited by a sputtering method, and a pattern of the
上記の製造工程において、Alを主体とするソース電極7・ドレイン電極8のパターンを形成した後、ITO画素電極9のパターンをHCl−HNO3−H2O系エッチング液で加工すると、しばしば、加工終了時点でAlパターンが溶出するという事態が生じることがある。
When the pattern of the
これは、本来、AlもITOエッチング液であるHCl−HNO3−H2O系エッチング液に溶解する性質を持っていることに起因する。エッチング液中のHNO3はAl表面に薄いAl酸化膜を形成し、Alの溶出を防止する意味で添加されているが、ITO膜のエッチング時間が長かったり、Al堆積中に混入したAl膜中の不純物、異物などの欠陥部分が存在すると、局部電池反応により、上記のAlの酸化効果が十分に作用しないものと考えられる。 This is because Al originally has a property of being dissolved in an HCl-HNO 3 —H 2 O-based etching solution which is an ITO etching solution. HNO 3 in the etching solution is added to form a thin Al oxide film on the Al surface to prevent the elution of Al, but the etching time of the ITO film is long, or the Al film mixed during Al deposition If there are defective parts such as impurities and foreign matters, it is considered that the above-described oxidation effect of Al does not sufficiently act due to the local battery reaction.
このようなAlの溶出を防止するために、ITO膜を非晶質にすることで、HCl−HNO3−H2O系のエッチング液に対するITO/Alエッチングレート比を大きくすることが知られている。このことは例えば、後述する特許文献1に記載されている。なお、エッチングレート比とは、エッチングの速度比を言う。
To prevent dissolution of such Al, an ITO film by an amorphous, it is known to increase the ITO / Al etching rate ratio HCl-HNO 3 -H 2 O-based etchant Yes. This is described in, for example,
しかしながら、ITO膜を非晶質にしてもHCl−HNO3−H2O系のエッチング液を用いるため、Alの溶出は完全には防止されておらず、高精細な液晶ディスプレイを実現するとは困難であった。このような問題に鑑みなされた発明として後述する特許文献2が知られている。この特許文献2には、Alゲート電極、ソース電極・ドレイン電極の各パターン上での透明電極、画素電極9のパターン化を蓚酸系のエッチング液を用いることによりパターン化を容易にし、高精細な液晶ディスプレイの製造方法を提供することを目的とし、酸化インジウム−酸化亜鉛からなる組成の透明電極を用いることが提案されている。
However, since the use of ITO film etching solution HCl-HNO 3 -H 2 O system even in the amorphous, hard and elution Al is not completely prevented, to achieve a high-definition liquid crystal display Met.
このような構成では、Alゲート線/透明電極、Alソース・ドレイン電極/画素電極との問で接触抵抗が発生することが知られており、通常Al線をTi、Cr、Moなどのバリヤーメタルで覆うことが一般的である。このようなバリヤーメタルについては、後述する特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6に記載されている。
In such a configuration, it is known that contact resistance occurs between the Al gate line / transparent electrode and the Al source / drain electrode / pixel electrode. Usually, the Al line is formed of a barrier metal such as Ti, Cr, Mo, etc. It is common to cover with. Such barrier metals are described in Patent Document 3, Patent Document 4,
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、特定の金属を含有する透明導電材料を画素電極、透明電極に使用することにより、TFT(薄膜トランジスタ)基板の製造方法を簡略化することである。換言すれば、バリヤーメタル等を堆積するための工程が不要な製造方法を提供することが、本発明の目的である。 This invention is made | formed in view of the said subject, It is simplifying the manufacturing method of a TFT (thin film transistor) board | substrate by using the transparent conductive material containing a specific metal for a pixel electrode and a transparent electrode. . In other words, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method that does not require a step for depositing barrier metal or the like.
同様に、本発明は、そのような画素電極、透明電極をスパッタ法で成膜するためのスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。 Similarly, an object of the present invention is to provide a sputtering target for forming such a pixel electrode and a transparent electrode by sputtering.
また、本発明の他の目的は、特定の金属を含有する透明導電材料を画素電極、透明電極に使用することにより、Alゲート/透明電極、Alソース・ドレイン/画素電極を(バリヤーメタルなしで)直接接触させた場合でもその問の接触抵抗を小さくすることを目的とする。このような小さい値の接触抵抗を実現することによって、この透明導電材料を画素電極として用いた基板を利用した、中間調の表示が可能な液晶表示装置を提供することが、本発明の目的である。 Another object of the present invention is to use a transparent conductive material containing a specific metal for a pixel electrode and a transparent electrode so that an Al gate / transparent electrode and an Al source / drain / pixel electrode can be formed (without a barrier metal). ) The purpose is to reduce the contact resistance even when directly contacting. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of halftone display using a substrate using this transparent conductive material as a pixel electrode by realizing such a small contact resistance. is there.
A.スパッタリングターゲット
(1)本発明は、上記課題を解決するために、酸化インジウムを主或分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、を含むスパッタリングターゲットである。
A. Sputtering target (1) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a main component of indium oxide and one or more selected from the first metal group M1 consisting of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. A sputtering target containing two or more kinds of metals or oxides of the metals and one or more kinds of metal oxides selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal.
このように、本発明では、ランタノイド系金属から成る第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物と、第1金属群M1のW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdから選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物と、を、同時に添加していることが特徴的な点である。 Thus, in the present invention, one or more metal oxides selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal, and W, Mo, Nb, Ni, Pt, It is a characteristic point that one or more metals or metal oxides selected from Pd are added simultaneously.
このような構成によって、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ法で透明導電膜を成膜すれば、その透明導電膜と他のAl部材との間の接触抵抗を小さな値に保持することができる。 With such a configuration, when a transparent conductive film is formed by sputtering using the sputtering target of the present invention, the contact resistance between the transparent conductive film and another Al member can be kept at a small value. .
具体的に言えば、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ法で透明電極や画素電極を形成した場合、
・Alゲート線/透明電極の間
・Alソース・ドレイン電極/画素電極の間
・Alソース・ドレイン配線/透明電極の間
に発生する接触抵抗の値を、従来発生していた接触抵抗の値に比べて小さくすることが可能である。
Specifically, when a transparent electrode or a pixel electrode is formed by sputtering using the sputtering target of the present invention,
-Between the Al gate line / transparent electrode-Between the Al source / drain electrode / pixel electrode-The contact resistance value generated between the Al source / drain wiring / transparent electrode is changed to the contact resistance value that has been generated conventionally It is possible to make it smaller.
なお、本特許において、「主成分」とは、その材料中の主要な成分を言い、概ね50%以上の組成比率を有する成分を言う。 In this patent, “main component” refers to a main component in the material, and refers to a component having a composition ratio of approximately 50% or more.
(2)また、本発明は、上記課題を解決するために、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる前記第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M1]/([M1]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲットである。ここで、前記[M1]は、前記第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウムの原子の数を表す。
(2) Moreover, in order to solve the said subject, this invention is 1 type, or 2 or more types of metals or metals chosen from said 1st metal group M1 which consists of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is the composition of the oxide with respect to indium oxide, is 0.005 to 0.2, and is selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition with respect to indium oxide, of one or more metal oxides is 0.005 to 0.2. The sputtering target according to
ランタノイド系金属酸化物の組成
このように、本発明では、ランタノイド系金属酸化物の組成は、酸化インジウムに対して、
「式1」
[M2]/([M2]+[In])=0.005〜0.2
である。この値は好ましくは、0、01〜0.15である。また、より好ましくは0.01〜0.1である。
The composition thus lanthanoid-based metal oxide, in the present invention, the composition of the lanthanoid-based metal oxide, relative to indium oxide,
"
[M2] / ([M2] + [In]) = 0.005 to 0.2
It is. This value is preferably 0, 01 to 0.15. More preferably, it is 0.01-0.1.
なお、本特許では、ランタノイド系金属群を、第2金属群と呼び、「M2」と総称している。また、このM2は、いずれかのランタノイド系金属を表す記号としても用いられている。 In this patent, the lanthanoid metal group is referred to as the second metal group and is collectively referred to as “M2”. This M2 is also used as a symbol representing any lanthanoid metal.
更に、本特許では、[ ]の記号を、その原子の単位重量・体積あたりの原子の数を表す記号として用いている。例えば、[セリウム]や[Ce]は、セリウムの原子の数を表す。[インジウム]や[In]はインジウムの原子の数を表すのである。 Further, in this patent, the symbol [] is used as a symbol representing the number of atoms per unit weight / volume of the atoms. For example, [cerium] and [Ce] represent the number of cerium atoms. [Indium] and [In] represent the number of indium atoms.
更に、[ ]中に上記金属群の総称であるM2を挿入した[M2]なる記述法も用いている。[M2]は、第2金属群中から適宜選択された金属の原子の数を表す。 Furthermore, a description method [M2] in which M2 which is a generic name of the above metal group is inserted in [] is also used. [M2] represents the number of metal atoms appropriately selected from the second metal group.
この式の値が、0.005未満では、その添加効果が現れにくく、そのようなスパッタリングターゲットで透明電極や画素電極を製造した場合に、Alとその透明電極の間、Alとその画素電極との間、に大きな値の接触抵抗が発生してしまう場合がある。 If the value of this formula is less than 0.005, the effect of addition hardly appears, and when a transparent electrode or a pixel electrode is manufactured with such a sputtering target, between Al and the transparent electrode, Al and the pixel electrode During this time, a large value of contact resistance may occur.
一方、上記式の値が0.2超では、そのようなスパッタリングターゲットで透明電極や画素電極を製造した場合に、その透明電極・画素電極自体の比抵抗が大きな値となってしまう場合がある。また、同じく上記式の値が0.2超の場合は、その透明電極や画素電極自体のエッチングが困難になる場合があり、その結果、液晶表示装置用の基板の製造が困難になる可能性がある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, when a transparent electrode or a pixel electrode is manufactured with such a sputtering target, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode itself may become a large value. . Similarly, when the value of the above formula exceeds 0.2, the transparent electrode or the pixel electrode itself may be difficult to etch, and as a result, it may be difficult to manufacture a substrate for a liquid crystal display device. There is.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物の組成
また、本発明では、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物の組成(比率)が酸化インジウムに対して、
「式2」
[M1]/([M1]+[In])=0.005〜0.2
である。この式のより好ましい値は、0.01〜0.15であり、更により好ましくは、0.01〜0.1である。また、これらW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdは、金属の状態で添加されても、金属酸化物の状態で添加されてもよい。
Composition of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide In the present invention, the composition (ratio) of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide is relative to indium oxide. And
"
[M1] / ([M1] + [In]) = 0.005 to 0.2
It is. More preferred values for this formula are from 0.01 to 0.15, even more preferably from 0.01 to 0.1. Moreover, these W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may be added in a metal state or a metal oxide state.
上述した第2金属群M2と同様に、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdから成る金属群を第1金属群M1と呼んでいる。また、上記[M2]と同様に、[M1]は、第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の(単位体積・単位重量あたりの)原子の数を表す。 Similar to the second metal group M2 described above, a metal group composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd is referred to as a first metal group M1. Similarly to [M2] above, [M1] represents the number of atoms (per unit volume / unit weight) of one or more metals selected from the first metal group.
なお、上記式2の値が0.005未満では、その添加効果が現れにくい。すなわち、Alと透明電極又はAlと画素電極との間で接触抵抗が大きくなってしまう場合がある。一方、上記式2の値が、0.2超では、透明電極、画素電極の比抵抗が大きくなってしまう場合があり、更にこれら透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合がある。
In addition, if the value of the said
(3)また、本発明は、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた金属の酸化物が、La、Ce、Ho、Er中から選ばれたいずれか1種以上の金属の酸化物であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスパッタリングターゲットである。
(3) Further, in the present invention, an oxide of a metal selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal is made of any one or more metals selected from La, Ce, Ho, and Er. The sputtering target according to
このように、ランタノイド系金属酸化物の中でも、特にCe、Ho、Erのいずれか1種以上の金属酸化物を添加した場合、上述した作用・効果が一層顕著なものとなる。なお、1種以上であるから、上記金属から2種の金属を選択してもよいし、3種全部の金属酸化物を添加してもよい。 Thus, among the lanthanoid metal oxides, particularly when one or more metal oxides of Ce, Ho, and Er are added, the above-described functions and effects become more remarkable. In addition, since it is 1 or more types, 2 types of metals may be selected from the said metal, and all 3 types of metal oxides may be added.
(4)また、本発明は、酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、更に、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、を含むことを特徴とするスパッタリングターゲットである。 (4) In the present invention, one or more metals selected from the first metal group M1 mainly composed of indium oxide and made of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd, or the metal thereof. From an oxide, an oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal, and a third metal group M3 made of Zn, Sn, Zr, Ga, Ge A sputtering target comprising one or more selected metal oxides.
このように、本発明では、ランタノイド系金属から成る第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物のと、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdから成る第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物を、同時に添加する構成を採用している。 Thus, in the present invention, the first metal composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd and one or more metal oxides selected from the second metal group composed of the lanthanoid metal are used. The structure which adds simultaneously the 1 type (s) or 2 or more types of metal chosen from the group, or the oxide of the metal is employ | adopted.
従来は、Alゲート線/透明電極、Alソース・ドレイン電極/画素電極間及びAlソース・ドレイン配線/透明電極間に、大きな接触抵抗が発生していた。 Conventionally, a large contact resistance has occurred between the Al gate line / transparent electrode, between the Al source / drain electrode / pixel electrode, and between the Al source / drain wiring / transparent electrode.
これに対して、上記本発明によれば、上述した構成によって、従来発生していた大きな接触抵抗の値を小さくすることができる。いわば、接触抵抗が事実上無視できる程度まで小さくすることができるのである。 On the other hand, according to the present invention described above, the large contact resistance value that has been conventionally generated can be reduced by the above-described configuration. In other words, the contact resistance can be reduced to such an extent that it can be virtually ignored.
更に、Zn Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物を加えることにより、スパッタリングターゲット自体の抵抗値を改善し、また、ノジュールの発生を抑制することができる。ここで、抵抗値の改善とは、抵抗値の値を小さな値にすることである。更に、このスパッタリングターゲットを用いてスパッタ法で作成した透明導電膜にも、下記に示すような有益な影響を及ぼす。 Furthermore, by adding one or more metal oxides selected from the third metal group consisting of ZnSn, Zr, Ga, and Ge, the resistance value of the sputtering target itself is improved, and nodule generation occurs. Can be suppressed. Here, the improvement of the resistance value is to reduce the resistance value. Further, the transparent conductive film prepared by sputtering using this sputtering target has a beneficial effect as shown below.
・作成した透明導電膜の比抵抗を改善できる
・作成した透明導電膜のエッチング特性を改善できる
・作成した透明導電膜の透明性を改善できる
ここで、比抵抗の改善とは、比抵抗値の低減を意味する。また、エッチング特性の改善とは、エッチングに用いるエッチャントによってより容易に溶解することを意味する。また、透明性の改善とは、透明度の向上、ひいては光透過率の値が100%に近づくことを意味する。
・ The specific resistance of the created transparent conductive film can be improved. ・ The etching characteristics of the created transparent conductive film can be improved. ・ The transparency of the created transparent conductive film can be improved. Here, the improvement of the specific resistance is the specific resistance value. Means reduction. Moreover, the improvement of etching characteristics means that it is more easily dissolved by an etchant used for etching. Further, the improvement of transparency means that the transparency is improved, and that the light transmittance value approaches 100%.
(5)また、本発明は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる前記第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M1]/([M1]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M3]/([M3]+[In])の値が0.005〜0.2であることを特徴とする請求項4記載のスパッタリングターゲットである。ここで、前記[M1]は、前記第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M3]は、前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウム金属の原子の数を表す。 (5) Moreover, this invention is a composition with respect to indium oxide of the 1 type, or 2 or more types of metal or metal oxide chosen from said 1st metal group M1 which consists of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. The value of [M1] / ([M1] + [In]) is 0.005 to 0.2, and one or more selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is the composition of the metal oxide with respect to indium oxide, is 0.005 to 0.2, from Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. The value of [M3] / ([M3] + [In]), which is a composition with respect to indium oxide, of an oxide of one or more metals selected from the third metal group is 0.005 to 0 The sputtering target according to claim 4, wherein the sputtering target is. Here, [M1] represents the number of atoms of one or more metals selected from the first metal group, and [M2] is one type selected from the second metal group. Or, the number of atoms of two or more metals is represented, [M3] represents the number of atoms of one or more metals selected from the third metal group, and [In] represents indium. Represents the number of metal atoms.
ランタノイド系金属酸化物
このように、本発明においては、ランタノイド系金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、[In]/([In]+[M2])=0.005〜0.2である。ここで、[M2]は、[ランタノイド系金属]と記載することもあるが、いずれ、ランタノイド系の金属酸化物の原子の数を表す。
Thus lanthanoid metal oxide, in the present invention, with respect to the composition of the lanthanoid-based metal oxide is indium oxide, In [In] / ([In] + [M2]) = 0.005~0.2 is there. Here, [M2] is sometimes referred to as [lanthanoid metal], but in any case represents the number of atoms of the lanthanoid metal oxide.
なお、本発明で述べた原子の数の比の値の範囲「0.005〜0.2」は、好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは0.01〜0.1である。 The range of the value of the ratio of the number of atoms described in the present invention “0.005 to 0.2” is preferably 0.01 to 0.15, and more preferably 0.01 to 0.00. 1.
酸化インジウムに対するランタノイド系金属酸化物の組成を表す上記式の値が、0.005未満では、その添加効果が現れない場合も考えられる。すなわち、Alと透明電極、画素電極との間で無視できない接触抵抗が発生してしまう場合もある。 If the value of the above formula representing the composition of the lanthanoid metal oxide with respect to indium oxide is less than 0.005, the addition effect may not appear. That is, there may be a contact resistance that cannot be ignored between Al, the transparent electrode, and the pixel electrode.
一方、上記値が0、2超では、透明電極、画素電極の比抵抗が大きくなる場合や、製造工程において、透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合、等が生じてしまうおそれがある。 On the other hand, if the value is more than 0 or 2, there may be a case where the specific resistance of the transparent electrode or the pixel electrode becomes large, or the etching of the transparent electrode / pixel electrode becomes difficult in the manufacturing process. .
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物
また、本発明においては、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、[In]/([In]+[M1])=0.005〜0.2という構成を採用している。この式の値は、より好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは、0.01〜0.1である。[M1]は、第1金属群W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd中から選ばれた1種又は2種以上の金属の数を表す。
W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide In the present invention, the composition of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide is [In ] / ([In] + [M1]) = 0.005 to 0.2. The value of this formula is more preferably 0.01 to 0.15, and even more preferably 0.01 to 0.1. [M1] represents the number of one or more metals selected from the first metal group W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd.
第1金属群M1中のW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdは、金属の状態で添加されてもよいし、金属酸化物の状態で添加されてもよい。 W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd in the first metal group M1 may be added in a metal state or in a metal oxide state.
なお、上記式の値が0.005未満では、上記W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdを添加する効果が現われない場合がある。具体的には、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ法で作成した透明電極・画素電極に関し、Alとその透明電極との間、Alとその画素電極との間、に無視できない接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of the above formula is less than 0.005, the effect of adding W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may not appear. Specifically, regarding transparent electrodes and pixel electrodes created by sputtering using the sputtering target of the present invention, non-negligible contact resistance occurs between Al and its transparent electrodes and between Al and its pixel electrodes. There is a case.
一方、上記式の値が0.2超では、透明電極・画素電極の比抵抗が大きくなってしまう場合がある。更に、製造工程において、透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode may increase. Further, in the manufacturing process, it may be difficult to etch the transparent electrode and the pixel electrode.
Zn、Sn、Zr、Ga、Ge酸化物
本発明においては、上述したように、第3金属群M3中のZn、Sn、Zr、Ga、Geの酸化物から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して[M3]/([In]+[M3])=0.005〜0.2である。ここで、[M3]は、第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の単位体積・単位質量あたりの数を表し、上記式は、インジウムに対する第3金属群中の金属の原子組成比を表す。なお、この式の値は、実質的には、酸化インジウムに対する、第3金属群M3中の金属の酸化物の組成比でもある。
Zn, Sn, Zr, Ga, Ge oxide In the present invention, as described above, one or more selected from the oxides of Zn, Sn, Zr, Ga, Ge in the third metal group M3 The composition of the metal oxide is [M3] / ([In] + [M3]) = 0.005 to 0.2 with respect to indium oxide. Here, [M3] represents the number per unit volume / unit mass of one or more metals selected from the third metal group, and the above formula represents the number of metals in the third metal group relative to indium. Represents the atomic composition ratio. Note that the value of this equation is also substantially the composition ratio of the metal oxide in the third metal group M3 with respect to indium oxide.
この式の値が0.005未満では、その添加効果が現れにくい。具体的には、本発明のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ法で作成した透明電極・画素電極に関し、Alと透明電極の間、Alと画素電極の間、に無視できない大きさの接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of this formula is less than 0.005, the effect of addition is unlikely to appear. Specifically, with respect to the transparent electrode / pixel electrode formed by sputtering using the sputtering target of the present invention, contact resistance with a non-negligible magnitude occurs between Al and the transparent electrode and between Al and the pixel electrode. There is a case.
一方、上記式の値が0.2超では、透明電極、画素電極の比抵抗が大きくなってしまう場合や、製造工程において、これら透明電極等のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent electrode and the pixel electrode may increase, or it may be difficult to etch these transparent electrodes in the manufacturing process.
(6)また、本発明は、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた金属の酸化物が、La、Ce、Ho、Erのいずれか1種以上の金属の酸化物であることを特徴とする(4)又は(5)のスパッタリングターゲットである。 (6) Further, in the present invention, the metal oxide selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal is an oxide of one or more of La, Ce, Ho, and Er. (4) or (5) is a sputtering target.
ランタノイド系金属酸化物の中でも、特に、Ce、Ho、Erからなる酸化物が好適であるため、本発明では、これらCe、Ho、Erからなる酸化物を採用する。 Among lanthanoid metal oxides, oxides made of Ce, Ho, Er are particularly suitable. Therefore, oxides made of Ce, Ho, Er are used in the present invention.
(7)また、本発明は、酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、からなる透明導電膜である。 (7) In addition, the present invention includes indium oxide as a main component, one or more metals selected from the first metal group M1 composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd, or a metal thereof. A transparent conductive film comprising an oxide and an oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal.
このように、本発明は、以下の2種の物質を、酸化インジウムに添加している。 Thus, in the present invention, the following two types of substances are added to indium oxide.
・ランタノイド系金属酸化物から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物
・W 、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdから選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物
本発明ではこれらを、透明導電膜に同時に添加している。したがって、本発明の透明導電膜を用いて透明電極や画素電極を構成した場合に、
・Alゲート線/透明電極間
・Alソース・ドレイン電極/画素電極間
・Alソース・ドレイン配線/透明電極間
等に発生する接触抵抗をほとんど無視できる値に低減することができる。
One or more metal oxides selected from lanthanoid metal oxides One or more metals or metal oxides selected from W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd Then, these are simultaneously added to the transparent conductive film. Therefore, when a transparent electrode or a pixel electrode is configured using the transparent conductive film of the present invention,
• Between Al gate line / transparent electrode • Between Al source / drain electrode / pixel electrode • Contact resistance generated between Al source / drain wiring / transparent electrode, etc. can be reduced to a negligible value.
これに対して、従来の透明導電膜を用いて、透明電極・画素電極を構成した場合は、Alゲート線/透明電極の間、Alソース・ドレイン電極/画素電極の間、及び、Alソース・ドレイン配線/透明電極の間には、無視することができない大きさの接触抵抗が発生していた。 On the other hand, when a transparent electrode / pixel electrode is configured using a conventional transparent conductive film, the Al gate line / transparent electrode, the Al source / drain electrode / pixel electrode, and the Al source / pixel electrode Between the drain wiring / transparent electrode, contact resistance with a magnitude that cannot be ignored has occurred.
(8)また、本発明は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる前記第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M1]/([M1]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であることを特徴とする(7)記載の透明導電膜である。前記[M1]は、前記第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウムの原子の数を表す。
(8) Moreover, this invention is a composition with respect to indium oxide of the 1 type, or 2 or more types of metal or metal oxide selected from the said 1st metal group M1 which consists of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. The value of [M1] / ([M1] + [In]) is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is The transparent conductive film according to (7), which is 0.005 to 0.2. [M1] represents the number of one or more metal atoms selected from the first metal group, and [M2] represents one or two kinds selected from the second metal group. The number of atoms of the above metal is represented, and [In] represents the number of atoms of indium.
ランタノイド系金属酸化物
このように、本発明においては、ランタノイド系金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、[M2]/([In]+[M2])=0.005〜0.2となるように設定している。[M2]は、ランタノイド系金属から成る第2金属群M2中の1種又は2種以上の金属の原子の数を表す。ここでこの数は、単位質量・単位体積あたりの数である。[In]は、インジウム原子の単位体積・単位質量あたりの数表す。したがって、上記式は、原子の数からみた、第2金属群M2中の金属のインジウムに対する組成比である。なお、この組成比は、第2金属群M2中の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成比でもある。
Thus lanthanoid metal oxide, in the present invention, with respect to the composition of the lanthanoid-based metal oxide is indium oxide, [M2] / ([In ] + [M2]) = 0.005~0.2 and It is set to be. [M2] represents the number of one or more metal atoms in the second metal group M2 made of a lanthanoid metal. Here, this number is a number per unit mass / unit volume. [In] represents the number of indium atoms per unit volume / unit mass. Therefore, the above formula is the composition ratio of the metal in the second metal group M2 to indium in terms of the number of atoms. This composition ratio is also the composition ratio of the metal oxide in the second metal group M2 to indium oxide.
なお、この値は、好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは0.01〜0.1である。 This value is preferably 0.01 to 0.15, and more preferably 0.01 to 0.1.
酸化インジウムに対するランタノイド系金属酸化物の組成を表す上記式の値が、0.005未満では、その添加効果が現れない場合も考えられる。すなわち、この透明導電膜を用いた透明電極や画素電極に関し、他の配線のAlとこの透明電極・画素電極との間で無視できない接触抵抗が発生してしまう場合もある。 If the value of the above formula representing the composition of the lanthanoid metal oxide with respect to indium oxide is less than 0.005, the addition effect may not appear. That is, with respect to the transparent electrode or pixel electrode using this transparent conductive film, a non-negligible contact resistance may occur between Al of other wiring and this transparent electrode / pixel electrode.
一方、上記値が0、2超では、本発明の透明導電膜からなる透明電極・画素電極の比抵抗が大きくなる場合や、製造工程において、この透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合、等が生じてしまうおそれがある。 On the other hand, when the above value is more than 0 or 2, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention becomes large, or the etching of the transparent electrode / pixel electrode becomes difficult in the manufacturing process. , Etc. may occur.
このように、本発明においては、ランタノイド系金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、[M2]/([In]+[M2])=0.005〜0.2であるが、この組成比率は、好ましくは0.01〜0.15である。また、更により好ましくは0.01〜0.1である、
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物
また、本発明においては、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdから成る第1金属群中の金属又は金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、[M1]/([In]+[M1])=0.005〜0.2という構成を採用している。この式の値は、より好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは、0.01〜0.1である。このW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdは、金属の状態で添加されてもよいし、金属酸化物の状態で添加されてもよい。
Thus, in the present invention, the composition of the lanthanoid metal oxide is [M2] / ([In] + [M2]) = 0.005 to 0.2 with respect to indium oxide. The ratio is preferably 0.01 to 0.15. Furthermore, it is still more preferably 0.01 to 0.1.
W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide In the present invention, the composition of the metal or metal oxide in the first metal group consisting of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd is For indium oxide, a configuration of [M1] / ([In] + [M1]) = 0.005 to 0.2 is employed. The value of this formula is more preferably 0.01 to 0.15, and even more preferably 0.01 to 0.1. The W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may be added in a metal state or may be added in a metal oxide state.
M1は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdから成る第1金属群の総称であり、[M1]は、第1金属群中の1種又は2種以上の金属の単位質量・単位体積あたりの数を表す。[In]は、上述したように、単位質量・単位体積あたりのインジウムの原子の数を表す。 M1 is a generic name for the first metal group consisting of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd, and [M1] is a unit mass and unit volume of one or more metals in the first metal group. Represents the number. As described above, [In] represents the number of indium atoms per unit mass / unit volume.
なお、上記式の値が0.005未満では、上記W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdを添加する効果が現われない場合がある。具体的には、本発明の透明導電膜を利用した透明電極・画素電極に関し、Alとその透明電極との間、Alとその画素電極との間、に無視できない接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of the above formula is less than 0.005, the effect of adding W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may not appear. Specifically, with respect to the transparent electrode / pixel electrode using the transparent conductive film of the present invention, a non-negligible contact resistance may occur between Al and the transparent electrode and between Al and the pixel electrode. .
一方、上記式の値が0.2超では、本発明の透明導電膜からなる透明電極・画素電極の比抵抗が大きくなってしまう場合がある。更に、製造工程において、この透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention may increase. Furthermore, the transparent electrode / pixel electrode may be difficult to etch in the manufacturing process.
(9)また、本発明は、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた金属の酸化物が、La、Ce、Ho、Erのいずれか1種以上の金属の酸化物であることを特徴とする(7)又は(8)記載の透明導電膜である。 (9) Further, in the present invention, the metal oxide selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal is an oxide of one or more of La, Ce, Ho, and Er. The transparent conductive film according to (7) or (8), wherein
このように、ランタノイド系金属酸化物の中でも、Ce、Ho、Erからなる酸化物を採用することが好適である。 Thus, among the lanthanoid metal oxides, it is preferable to employ an oxide made of Ce, Ho, Er.
(10)また、本発明は、 酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、更に、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、からなることを特徴とする透明導電膜である。 (10) Further, the present invention provides indium oxide as a main component, one or more metals selected from the first metal group M1 consisting of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd, or a metal thereof. From an oxide, an oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal, and a third metal group M3 made of Zn, Sn, Zr, Ga, Ge A transparent conductive film comprising one or more selected metal oxides.
このように、本発明では、ランタノイド系金属群(第2金属群)から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd(第1金属群)から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物を、同時に添加する構成を採用している。 Thus, in the present invention, an oxide of one or more metals selected from the lanthanoid metal group (second metal group) and W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd (first metal) The structure which adds simultaneously the 1 type (s) or 2 or more types of metal or metal oxide chosen from the group) is employ | adopted.
従来の透明導電膜を、透明電極や画素電極として用いると、
・Alゲート線/透明電極間
・Alソース・ドレイン電極/画素電極間
・Alソース・ドレイン配線/透明電極間
等において大きな接触抵抗が発生していた。
When a conventional transparent conductive film is used as a transparent electrode or a pixel electrode,
• Between Al gate line / transparent electrode • Between Al source / drain electrode / pixel electrode • Large contact resistance occurred between Al source / drain wiring / transparent electrode.
これに対して、上記本発明による透明導電膜を用いて透明電極や画素電極を構成すれば、上述した構成によって、従来発生していた大きな接触抵抗の値を小さくすることができる。いわば、接触抵抗を無視できる程度にまで小さくすることができるのである。 On the other hand, if a transparent electrode or a pixel electrode is configured using the transparent conductive film according to the present invention, the above-described configuration can reduce the value of a large contact resistance that has been conventionally generated. In other words, the contact resistance can be reduced to a level that can be ignored.
更に、Zn Sn、Zr、Ga、Ge(第3金属群M3)から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物を加えることにより、下記に示すような有益な影響を及ぼす。 Furthermore, the addition of one or more metal oxides selected from ZnSn, Zr, Ga, Ge (third metal group M3) has a beneficial effect as shown below.
・作成した透明導電膜の比抵抗を改善できる
・作成した透明導電膜のエッチング特性を改善できる
・作成した透明導電膜の透明性を改善できる
ここで、比抵抗の改善とは、比抵抗値の低減を意味する。また、エッチング特性の改善とは、エッチングに用いるエッチャントによってより容易に溶解することを意味する。また、透明性の改善とは、光透過率の値が100%に近づくことを意味する。
・ The specific resistance of the created transparent conductive film can be improved. ・ The etching characteristics of the created transparent conductive film can be improved. ・ The transparency of the created transparent conductive film can be improved. Here, the improvement of the specific resistance is the specific resistance value. Means reduction. Moreover, the improvement of etching characteristics means that it is more easily dissolved by an etchant used for etching. Moreover, the improvement of transparency means that the value of light transmittance approaches 100%.
(11)また、本発明は、 W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる前記第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M1]/([M1]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M3]/([M3]+[In])の値が0.005〜0.2であることを特徴とする請求項10記載の透明導電膜である。ここで、前記[M1]は、前記第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M3]は、前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウム原子の数を表す。
(11) Moreover, this invention is a composition with respect to indium oxide of the 1 type, or 2 or more types of metal or metal oxide chosen from said 1st metal group M1 which consists of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. The value of [M1] / ([M1] + [In]) is 0.005 to 0.2, and one or more selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is the composition of the metal oxide with respect to indium oxide, is 0.005 to 0.2, from Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. The value of [M3] / ([M3] + [In]), which is a composition with respect to indium oxide, of an oxide of one or more metals selected from the third metal group is 0.005 to 0 The transparent conductive film according to
ランタノイド系金属酸化物
このように、本発明においては、ランタノイド系金属群(第2金属群)の酸化物の組成を酸化インジウムに対して、[M2]/([In]+[M2])=0.005〜0.2に設定している。M2は、ランタノイド系金属からなる第2金属群の総称であり、[M2]は、第2金属群から選択された1種又は2種以上の金属の数を表す。ここで、この[M2]は、単位質量・単位重量あたりの数である。[In]は既に述べたように、単位質量・単位重量あたりのインジウムの原子の数である。したがって、上記式は、第2金属群中に含まれる金属の、インジウムに対する原子の数の比を表す。なお、この式の値は、同時に第2金属群に含まれる金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成比でもある。
Thus lanthanoid metal oxide, in the present invention, the composition of the oxide of the lanthanoid-based metal group (second metal group) relative to indium oxide, [M2] / ([In ] + [M2]) = It is set to 0.005 to 0.2. M2 is a generic name for the second metal group made of a lanthanoid metal, and [M2] represents the number of one or more metals selected from the second metal group. Here, [M2] is a number per unit mass / unit weight. As described above, [In] is the number of indium atoms per unit mass / unit weight. Therefore, the above formula represents the ratio of the number of atoms to the indium of the metal contained in the second metal group. The value of this formula is also the composition ratio of the metal oxide contained in the second metal group to indium oxide.
なお、この値は、好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは0.01〜0.1である。 This value is preferably 0.01 to 0.15, and more preferably 0.01 to 0.1.
酸化インジウムに対するランタノイド系金属酸化物の組成を表す上記式の値が、0.005未満では、その添加効果が現れない場合も考えられる。すなわち、Alと、本発明の透明導電膜からなる透明電極や画素電極との間で無視できない接触抵抗が発生してしまう場合もある。 If the value of the above formula representing the composition of the lanthanoid metal oxide with respect to indium oxide is less than 0.005, the addition effect may not appear. That is, there may be a contact resistance that cannot be ignored between Al and a transparent electrode or pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention.
一方、上記値が0、2超では、本発明の透明導電膜からなる透明電極・画素電極の比抵抗が大きくなる場合や、製造工程において、この透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合、等が生じてしまうおそれがある。 On the other hand, when the above value is more than 0 or 2, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention becomes large, or the etching of the transparent electrode / pixel electrode becomes difficult in the manufacturing process. , Etc. may occur.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物
また、本発明においては、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1に含まれる金属又はその金属の酸化物の組成が、酸化インジウムに対して、[M1]/([In]+[M1])=0.005〜0.2という構成を採用している。既に述べたように、[M1]は、第1金属群中の金属の原子の数を表す。この数は、単位質量・単位体積あたりの数である。
W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide In the present invention, the metal contained in the first metal group M1 composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd or oxidation of the metal The composition of the product employs a configuration of [M1] / ([In] + [M1]) = 0.005 to 0.2 with respect to indium oxide. As already described, [M1] represents the number of metal atoms in the first metal group. This number is a number per unit mass / unit volume.
この式の値は、より好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは、0.01〜0.1である。このW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdは、金属の状態で添加されてもよいし、金属酸化物の状態で添加されてもよい。 The value of this formula is more preferably 0.01 to 0.15, and even more preferably 0.01 to 0.1. The W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may be added in a metal state or may be added in a metal oxide state.
なお、上記式の値が0.005未満では、上記W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdを添加する効果が現われない場合がある。具体的には、本発明の透明導電膜からなる透明電極・画素電極に関し、Alとその透明電極との間、Alとその画素電極との間、に無視できない接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of the above formula is less than 0.005, the effect of adding W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may not appear. Specifically, regarding the transparent electrode / pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention, a contact resistance that cannot be ignored may occur between Al and the transparent electrode and between Al and the pixel electrode.
一方、上記式の値が0.2超では、本発明の透明導電膜から成る透明電極・画素電極の比抵抗が大きくなってしまう場合がある。更に、製造工程において、この透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention may increase. Furthermore, the transparent electrode / pixel electrode may be difficult to etch in the manufacturing process.
Zn、Sn、Zr、Ga、Ge酸化物
本発明においては、上述したように、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上に金属の酸化物の組成が、酸化インジウムに対して[M3]/([In]+[M3])=0.005〜0.2である。[M3]は、第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表す。そのため、この式は、第3金属群M3中の1種又は2種以上の金属の、インジウムに対する組成比(原子数)である。この値は、同時に、第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成比をも表す。
Zn, Sn, Zr, Ga, Ge oxide In the present invention, as described above, one or more metals selected from the third metal group M3 made of Zn, Sn, Zr, Ga, Ge are used. The composition of the oxide is [M3] / ([In] + [M3]) = 0.005 to 0.2 with respect to indium oxide. [M3] represents the number of atoms of one or more metals selected from the third metal group M3. Therefore, this formula is the composition ratio (the number of atoms) of one or more metals in the third metal group M3 to indium. This value also represents the composition ratio of the oxide of one or more metals selected from the third metal group to indium oxide.
この式の値(組成比)が0.005未満では、その添加効果が現れにくい。具体的には、本発明の透明導電膜からなる透明電極・画素電極に関し、Alとその透明電極の間、Alとその画素電極の間、に無視できない大きさの接触抵抗が発生する場合がある。 When the value (composition ratio) of this formula is less than 0.005, the effect of addition hardly appears. Specifically, with respect to the transparent electrode / pixel electrode made of the transparent conductive film of the present invention, a contact resistance with a non-negligible magnitude may occur between Al and the transparent electrode and between Al and the pixel electrode. .
一方、上記式の値が0.2超では、本発明の透明導電膜を利用した透明電極・画素電極の比抵抗が大きくなってしまう場合や、製造工程において、これら透明電極・画素電極のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent electrode / pixel electrode using the transparent conductive film of the present invention may increase, or the transparent electrode / pixel electrode may be etched in the manufacturing process. May be difficult.
(12)また、本発明は、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた金属の酸化物が、La、Ce、Ho、Erのいずれか1種以上の金属の酸化物であることを特徴とする(11)又は(12)記載の透明導電膜。 (12) Further, according to the present invention, the metal oxide selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal is an oxide of one or more of La, Ce, Ho, and Er. The transparent conductive film according to (11) or (12), wherein
このように、ランタノイド系金属酸化物の中でも、Ce、Ho、Erからなる酸化物を採用することが好適である。 Thus, among the lanthanoid metal oxides, it is preferable to employ an oxide made of Ce, Ho, Er.
(13)また、本発明は、ガラス基板と、前記ガラス基板上に設けられ、酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、からなる透明導電膜と、前記ガラス基板上に設けられた、Al又はAgを主成分とする金属薄膜と、を有することを特徴とする透明導電ガラス基板である。 (13) Further, the present invention is selected from a glass substrate and a first metal group M1 provided on the glass substrate, the main component being indium oxide, and W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. A transparent conductive film comprising one or two or more metals or oxides of the metals and one or more oxides of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal; A transparent conductive glass substrate comprising a metal thin film mainly composed of Al or Ag provided on the glass substrate.
このように、本発明では、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物を、同時に添加する構成(同時添加構成と呼ぶ)を採用している。 As described above, in the present invention, the oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, and W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd are used. A configuration in which one or more metals or metal oxides selected from the first metal group M1 are added simultaneously (referred to as a simultaneous addition configuration) is employed.
また、本発明の透明導電ガラスは、透明導電膜を透明電極や画素電極として利用することによって、透明電極や画素電極を備えた基板として利用することが可能である。また、本発明の金属薄膜は、Alを採用する場合、Alゲート線、Alソース・ドレイン電極を構成することができる。そのため、本発明の透明導電ガラス基板は、配線付の基板として利用することが可能である。 Moreover, the transparent conductive glass of this invention can be utilized as a board | substrate provided with the transparent electrode and the pixel electrode by utilizing a transparent conductive film as a transparent electrode or a pixel electrode. When the metal thin film of the present invention adopts Al, it can constitute an Al gate line and an Al source / drain electrode. Therefore, the transparent conductive glass substrate of the present invention can be used as a substrate with wiring.
さて、このような場合、従来の透明導電ガラスによれば、
・Alゲート線/透明電極間、
・Alソース・ドレイン電極/画素電極間
・Alソース・ドレイン配線/透明電極間
等に、大きな接触抵抗が発生していた。これに対して、本発明の透明導電ガラスによれば、大きな接触抵抗を生じることはない。
Now, in such a case, according to the conventional transparent conductive glass,
・ Between Al gate line and transparent electrode,
・ Between Al source / drain electrode / pixel electrode ・ A large contact resistance was generated between the Al source / drain wiring / transparent electrode. On the other hand, according to the transparent conductive glass of this invention, a big contact resistance is not produced.
なお、金属薄膜にAgを使用する場合は、Agゲート線、Agソース・ドレイン電極を構成することができる。この場合も、Alの場合と同様の作用効果を奏する。 In addition, when using Ag for a metal thin film, an Ag gate line and an Ag source / drain electrode can be constituted. Also in this case, the same effect as that of Al is obtained.
このように、上記本発明によれば、上述した構成(同時添加構成)によって、従来発生していた大きな接触抵抗の値を小さくすることができる。いわば、接触抵抗が事実上無視できる程度まで小さくすることができるのである。 As described above, according to the present invention, the large contact resistance value that has been conventionally generated can be reduced by the above-described configuration (simultaneous addition configuration). In other words, the contact resistance can be reduced to such an extent that it can be virtually ignored.
更に、Al又はAgと積層された構造を採用することによって、より低抵抗の透明導電ガラスが得られる。このような透明導電ガラスは積層透明導電ガラスと呼ばれる場合もある。 Furthermore, by adopting a structure laminated with Al or Ag, a transparent conductive glass with lower resistance can be obtained. Such transparent conductive glass is sometimes referred to as laminated transparent conductive glass.
AlやAl合金の利用
この(13)及び後述する(16)においては、更に、ゲート線、ソース・ドレイン電極又は配線にはAlやAl合金が好適に使用される。この場合は、Alゲート線、Alソース・ドレイン電極と呼んでいるが、Alを主成分とする合金が用いられることも多い。これらに使用されるAl若しくはAl合金は、Alを主成分としているが、周期率表のIIIaからVIIIaの重金属、又は、ランタノイド系金属を含んでいてもよい。例えば、Nd、Ni、Co、Zrなどを含むことが望ましい。その含有量は、求められるAlゲート線、Alソース・ドレイン電極の性能に依存するが、概ね、0.1〜5重量%の範囲が好ましい。より好ましい含有量は、0.5〜2.0重量%である。
Use of Al or Al alloy In (13) and (16) described later, Al or Al alloy is preferably used for the gate line, source / drain electrode or wiring. In this case, it is called an Al gate line or an Al source / drain electrode, but an alloy containing Al as a main component is often used. Al or Al alloy used in these materials contains Al as a main component, but may contain heavy metals IIIa to VIIIa or lanthanoid metals in the periodic table. For example, it is desirable to include Nd, Ni, Co, Zr and the like. The content depends on the required performance of the Al gate line and Al source / drain electrodes, but is generally preferably in the range of 0.1 to 5% by weight. A more preferable content is 0.5 to 2.0% by weight.
含有量が0.1重量%未満では添加効果が現れない場合もあり、更に、0.1重量%の含有量ではAl薄膜上にヒロック等の突起が発生する場合があるからである。 When the content is less than 0.1% by weight, the effect of addition may not appear, and when the content is 0.1% by weight, protrusions such as hillocks may be generated on the Al thin film.
一方、含有量が0.5重量%を超えると、Al自体(Al合金自体)の抵抗値が大きくなる場合がある。 On the other hand, if the content exceeds 0.5% by weight, the resistance value of Al itself (Al alloy itself) may increase.
また、本発明において、ゲート線、ソース・ドレイン電極又は配線にはAgやAg合金も好適に使用される。また、光を反射する反射電極が設けられる場合もあるが、この反射電極にもAgやAg合金も好適に使用される場合がある。 In the present invention, Ag or an Ag alloy is also preferably used for the gate line, source / drain electrode, or wiring. Moreover, although the reflective electrode which reflects light may be provided, Ag and Ag alloy may be used suitably also for this reflective electrode.
さて、Agが用いられる場合は、Agゲート線、Agソース・ドレイン電極等と呼ぶ。これらに使用されるAg又はAg合金は、Agを主成分とし、周期率表のIIIaからVIIIaの重金属、又は、ランタノイド系金属を含んでいてもよい。例えば、Nd、Ni、Co、Zrなどを含むことが望ましい。その含有量は、求められるAlゲート線、Alソース・ドレイン電極、又は配線や反射電極の性能に依存するが、概ね、0.1〜5重量%の範囲が好ましい。より好ましい含有量は、0.5〜2.0重量%である。 When Ag is used, it is called an Ag gate line, an Ag source / drain electrode, or the like. Ag or an Ag alloy used for these may contain Ag as a main component and include heavy metals from IIIa to VIIIa in the periodic table or lanthanoid metals. For example, it is desirable to include Nd, Ni, Co, Zr and the like. The content depends on the performance of the required Al gate line, Al source / drain electrode, wiring or reflective electrode, but is generally preferably in the range of 0.1 to 5% by weight. A more preferable content is 0.5 to 2.0% by weight.
含有量が0.1重量%未満では添加効果が現れない場合もあり、更に、0.1重量%の含有量ではAg薄膜上にヒロック等の突起が発生する場合や、Ag薄膜の密着性が低下する場合があるからである。 If the content is less than 0.1% by weight, the effect of addition may not appear. Further, if the content is 0.1% by weight, protrusions such as hillocks may occur on the Ag thin film, or the adhesion of the Ag thin film may be poor. This is because it may decrease.
一方、含有量が0.5重量%を超えると、Ag自体(Ag合金自体)の抵抗値が大きくなる場合がある。 On the other hand, if the content exceeds 0.5% by weight, the resistance value of Ag itself (Ag alloy itself) may increase.
(14)また、本発明は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる前記第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M1]/([M1]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であることを特徴とする(13)記載の透明導電ガラス基板である。ここで、前記[M1]は、前記第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表す。 (14) Further, the present invention provides a composition of indium oxide of one or more metals or metal oxides selected from the first metal group M1 composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. The value of [M1] / ([M1] + [In]) is 0.005 to 0.2, and one or more selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is the composition of the metal oxide with respect to indium oxide, is 0.005 to 0.2. It is a conductive glass substrate. Here, [M1] represents the number of atoms of one or more metals selected from the first metal group, and [M2] is one type selected from the second metal group. Or it represents the number of atoms of two or more metals.
ランタノイド系金属酸化物
このように、本発明においては、ランタノイド系金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、In/(In+ランタノイド系金属)=0.005〜0.2としている。
Thus lanthanoid metal oxide, in the present invention, the composition of the lanthanoid-based metal oxide with respect to indium oxide, is the In / (In + lanthanide metal) = 0.005 to 0.2.
なお、この値は、好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは0.01〜0.1である。 This value is preferably 0.01 to 0.15, and more preferably 0.01 to 0.1.
酸化インジウムに対するランタノイド系金属酸化物の組成を表す上記式の値が、0.005未満では、その添加効果が現れない場合も考えられる。すなわち、Al又はAgを主成分とする金属薄膜と、透明導電膜(例えば透明電極や画素電極を構成している)との間で無視できない接触抵抗が発生してしまう場合もある。 If the value of the above formula representing the composition of the lanthanoid metal oxide with respect to indium oxide is less than 0.005, the addition effect may not appear. That is, there may be a case where non-negligible contact resistance occurs between a metal thin film mainly composed of Al or Ag and a transparent conductive film (for example, constituting a transparent electrode or a pixel electrode).
一方、上記値が0、2超では、本発明の透明導電膜(例えば、透明電極・画素電極を構成している)の比抵抗が大きくなる場合や、製造工程において、この透明導電膜のエッチングが困難になる場合、等が生じてしまうおそれがある。 On the other hand, when the value is more than 0 or 2, when the specific resistance of the transparent conductive film of the present invention (for example, constituting a transparent electrode / pixel electrode) is increased, or in the manufacturing process, the transparent conductive film is etched. When it becomes difficult, there exists a possibility that etc. may arise.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物
また、本発明においては、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、In/(In+(W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd))=0.005〜0.2という構成を採用している。この式の値は、より好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは、0.01〜0.1である。このW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdは、金属の状態で添加されてもよいし、金属酸化物の状態で添加されてもよい。
W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide In the present invention, the composition of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide is In / A configuration of (In + (W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd)) = 0.005 to 0.2 is employed. The value of this formula is more preferably 0.01 to 0.15, and even more preferably 0.01 to 0.1. The W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may be added in a metal state or may be added in a metal oxide state.
なお、上記式の値が0.005未満では、上記W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdを添加する効果が現われない場合がある。具体的には、本発明の透明導電膜(例えば透明電極・画素電極を構成している)と、Al又はAgを主成分とする金属薄膜との間、に無視できない接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of the above formula is less than 0.005, the effect of adding W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may not appear. Specifically, a non-negligible contact resistance may occur between the transparent conductive film of the present invention (for example, constituting a transparent electrode / pixel electrode) and a metal thin film containing Al or Ag as a main component. is there.
一方、上記式の値が0.2超では、本発明の透明導電膜(例えば、透明電極・画素電極)の比抵抗が大きくなってしまう場合がある。更に、製造工程において、この透明導電膜のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent conductive film (for example, transparent electrode / pixel electrode) of the present invention may increase. Furthermore, it may be difficult to etch the transparent conductive film in the manufacturing process.
積層
このように、上記のような組成の透明導電膜と、金属薄膜と、を積層することによって、より低抵抗の透明導電ガラスを提供することができる。
Laminating Thus, a transparent conductive film composition as described above, and the metal thin film, by laminating, it is possible to provide a transparent conductive glass of lower resistance.
(15)また、本発明は、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた金属の酸化物が、La、Ce、Ho、Erのいずれか1種以上の金属の酸化物であることを特徴とする(13)又は(14)記載の透明導電ガラス基板である。 (15) Further, in the present invention, the metal oxide selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal is an oxide of one or more of La, Ce, Ho, and Er. The transparent conductive glass substrate according to (13) or (14), wherein
このように、ランタノイド系金属酸化物の中でも、特にCe、Ho、Erのいずれか1種以上からなる酸化物を用いるのがより効果的であり、好適に用いることができる。 As described above, among lanthanoid metal oxides, it is more effective to use an oxide composed of at least one of Ce, Ho, and Er, which can be suitably used.
(16)また、本発明は、ガラス基板と、前記ガラス基板上に設けられ、酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又はその金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、更に、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、からなる透明導電膜と、前記ガラス基板上に設けられた、Al又はAgを主成分とする金属薄膜と、を有することを特徴とする透明導電ガラス基板である。 (16) In addition, the present invention is selected from a glass substrate and a first metal group M1 provided on the glass substrate, the main component being indium oxide, and W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. One or more metals or oxides of the metals, oxides of one or more metals selected from the second metal group M2 made of lanthanoid metals, and Zn, Sn, Zr A transparent conductive film composed of an oxide of one or more metals selected from the third metal group M3 composed of Ga, Ge, and Al or Ag as a main component provided on the glass substrate. A transparent conductive glass substrate comprising: a metal thin film.
このように、本発明では、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物を、同時に添加する構成(同時添加構成と呼ぶ)を採用している。 As described above, in the present invention, the oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, and W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd are used. A configuration in which one or more metals or metal oxides selected from the first metal group M1 are added simultaneously (referred to as a simultaneous addition configuration) is employed.
また、本発明の透明導電ガラスは、透明導電膜を透明電極や画素電極として利用することによって、透明電極や画素電極を備えた基板として利用することが可能である。また、本発明の金属薄膜は、Alを採用する場合、Alゲート線、Alソース・ドレイン電極を構成することができる。そのため、本発明の透明導電ガラス基板は、配線付の基板として利用することが可能である。 Moreover, the transparent conductive glass of this invention can be utilized as a board | substrate provided with the transparent electrode and the pixel electrode by utilizing a transparent conductive film as a transparent electrode or a pixel electrode. When the metal thin film of the present invention adopts Al, it can constitute an Al gate line and an Al source / drain electrode. Therefore, the transparent conductive glass substrate of the present invention can be used as a substrate with wiring.
さて、このような場合、従来の透明導電ガラスによれば、
・Alゲート線/透明電極間、
・Alソース・ドレイン電極/画素電極間
・Alソース・ドレイン配線/透明電極間
等に、大きな接触抵抗が発生していた。これに対して、本発明の透明導電ガラスによれば、大きな接触抵抗を生じることはない。
Now, in such a case, according to the conventional transparent conductive glass,
・ Between Al gate line and transparent electrode,
・ Between Al source / drain electrode / pixel electrode ・ A large contact resistance was generated between the Al source / drain wiring / transparent electrode. On the other hand, according to the transparent conductive glass of this invention, a big contact resistance is not produced.
なお、金属薄膜にAgを使用する場合は、Agゲート線、Agソース・ドレイン電極を構成することができる。この場合も、Alの場合と同様の作用効果を奏する。 In addition, when using Ag for a metal thin film, an Ag gate line and an Ag source / drain electrode can be constituted. Also in this case, the same effect as that of Al is obtained.
このように、上記本発明によれば、上述した構成(同時添加構成)によって、従来発生していた大きな接触抵抗の値を小さくすることができる。いわば、接触抵抗が事実上無視できる程度まで小さくすることができるのである。 As described above, according to the present invention, the large contact resistance value that has been conventionally generated can be reduced by the above-described configuration (simultaneous addition configuration). In other words, the contact resistance can be reduced to such an extent that it can be virtually ignored.
更に、Zn Sn、Zr、Ga、Geから選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物を加えることにより透明導電ガラス上の上記透明導電膜に、下記に示すような有益な影響を及ぼす。 Further, by adding one or more metal oxides selected from ZnSn, Zr, Ga, and Ge, the transparent conductive film on the transparent conductive glass has a beneficial effect as described below.
・作成した透明導電膜の比抵抗を改善できる
・作成した透明導電膜のエッチング特性を改善できる
・作成した透明導電膜の透明性を改善できる
ここで、比抵抗の改善とは、比抵抗値の低減を意味する。また、エッチング特性の改善とは、エッチングに用いるエッチャントによってより容易に溶解することを意味する。また、透明性の改善とは、光透過率の値が向上することを意味する。更に、Al又はAgと積層された構造を採用することによって、より低抵抗の透明導電ガラスが得られる。
・ The specific resistance of the created transparent conductive film can be improved. ・ The etching characteristics of the created transparent conductive film can be improved. ・ The transparency of the created transparent conductive film can be improved. Here, the improvement of the specific resistance is the specific resistance value. Means reduction. Moreover, the improvement of etching characteristics means that it is more easily dissolved by an etchant used for etching. Moreover, the improvement of transparency means that the value of light transmittance is improved. Furthermore, by adopting a structure laminated with Al or Ag, a transparent conductive glass with lower resistance can be obtained.
このような透明導電ガラスは積層透明導電ガラスと呼ばれる場合もある。 Such transparent conductive glass is sometimes referred to as laminated transparent conductive glass.
更に、この(16)においても、上記(13)で説明したように、ゲート線、ソース・ドレイン電極又は配線にはAlやAl合金が好適に使用される。その内容は、上記(13)の場合と同様である。 Further, also in (16), as described in (13) above, Al or an Al alloy is preferably used for the gate line, source / drain electrode or wiring. The contents are the same as in the case of (13) above.
(17)また、本発明は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる前記第1金属群M1から選ばれた1種又は2種以上の金属又は金属酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M1]/([M1]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、
Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M3]/([M3]+[In])の値が0.005〜0.2であることを特徴とする(16)記載の透明導電ガラス基板である。ここで、前記[M1]は、前記第1金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M3]は、前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウム原子の数を表す。
(17) Further, the present invention provides a composition of indium oxide of one or more metals or metal oxides selected from the first metal group M1 made of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. The value of [M1] / ([M1] + [In]) is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is 0.005 to 0.2,
[M3] / ([M3] + [In] is a composition of indium oxide of an oxide of one or more metals selected from the third metal group consisting of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. ]) Is 0.005 to 0.2. The transparent conductive glass substrate according to (16). Here, [M1] represents the number of atoms of one or more metals selected from the first metal group, and [M2] is one type selected from the second metal group. Or, the number of atoms of two or more metals is represented, [M3] represents the number of atoms of one or more metals selected from the third metal group, and [In] represents indium. Represents the number of atoms.
ランタノイド系金属酸化物
このように、本発明においては、ランタノイド系金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、In/(In+ランタノイド系金属)=0.005〜0.2としている。
Thus lanthanoid metal oxide, in the present invention, the composition of the lanthanoid-based metal oxide with respect to indium oxide, is the In / (In + lanthanide metal) = 0.005 to 0.2.
なお、この値は、好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは0.01〜0.1である。 This value is preferably 0.01 to 0.15, and more preferably 0.01 to 0.1.
酸化インジウムに対するランタノイド系金属酸化物の組成を表す上記式の値が、0.005未満では、その添加効果が現れない場合も考えられる。すなわち、Al又はAgを主成分とする金属薄膜と、透明導電膜(例えば透明電極や画素電極を構成している)との間で無視できない接触抵抗が発生してしまう場合もある。 If the value of the above formula representing the composition of the lanthanoid metal oxide with respect to indium oxide is less than 0.005, the addition effect may not appear. That is, there may be a case where non-negligible contact resistance occurs between a metal thin film mainly composed of Al or Ag and a transparent conductive film (for example, constituting a transparent electrode or a pixel electrode).
一方、上記値が0、2超では、本発明の透明導電膜(例えば、透明電極・画素電極を構成している)の比抵抗が大きくなる場合や、製造工程において、この透明導電膜のエッチングが困難になる場合、等が生じてしまうおそれがある。 On the other hand, when the value is more than 0 or 2, when the specific resistance of the transparent conductive film of the present invention (for example, constituting a transparent electrode / pixel electrode) is increased, or in the manufacturing process, the transparent conductive film is etched. When it becomes difficult, there exists a possibility that etc. may arise.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物
また、本発明においては、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd金属又は金属酸化物の組成が酸化インジウムに対して、In/(In+(W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pd))=0.005〜0.2という構成を採用している。この式の値は、より好ましくは、0.01〜0.15であり、更により好ましくは、0.01〜0.1である。このW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdは、金属の状態で添加されてもよいし、金属酸化物の状態で添加されてもよい。
W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide In the present invention, the composition of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd metal or metal oxide is In / A configuration of (In + (W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd)) = 0.005 to 0.2 is employed. The value of this formula is more preferably 0.01 to 0.15, and even more preferably 0.01 to 0.1. The W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may be added in a metal state or may be added in a metal oxide state.
なお、上記式の値が0.005未満では、上記W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdを添加する効果が現われない場合がある。具体的には、本発明の透明導電膜(例えば透明電極・画素電極を構成している)と、Al又はAgを主成分とする金属薄膜との間、に無視できない接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of the above formula is less than 0.005, the effect of adding W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd may not appear. Specifically, a non-negligible contact resistance may occur between the transparent conductive film of the present invention (for example, constituting a transparent electrode / pixel electrode) and a metal thin film containing Al or Ag as a main component. is there.
一方、上記式の値が0.2超では、本発明の透明導電膜(例えば、透明電極・画素電極)の比抵抗が大きくなってしまう場合がある。更に、製造工程において、この透明導電膜のエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent conductive film (for example, transparent electrode / pixel electrode) of the present invention may increase. Furthermore, it may be difficult to etch the transparent conductive film in the manufacturing process.
Zn、Sn、Zr、Ga、Ge酸化物
本発明においては、上述したように、Zn、Sn、Zr、Ga、Ge酸化物から選ばれた1種又は2種以上の金属酸化物の組成が酸化インジウムに対してIn/(In+(Zn、Sn、Zr、Ga、Ge))=0.005〜0.2である。
Zn, Sn, Zr, Ga, Ge oxide In the present invention, as described above, the composition of one or more metal oxides selected from Zn, Sn, Zr, Ga, Ge oxide is oxidized. In / (In + (Zn, Sn, Zr, Ga, Ge)) = 0.005 to 0.2 with respect to indium.
この式の値が0.005未満では、その添加効果が現れにくい。具体的には、本発明の透明導電膜(例えば、透明電極・画素電極を構成している)と、Al又はAgを主成分とする金属薄膜との間、に無視できない大きさの接触抵抗が発生する場合がある。 If the value of this formula is less than 0.005, the effect of addition is unlikely to appear. Specifically, there is a contact resistance with a non-negligible magnitude between the transparent conductive film of the present invention (for example, constituting a transparent electrode / pixel electrode) and a metal thin film mainly composed of Al or Ag. May occur.
一方、上記式の値が0.2超では、本発明の透明導電膜(又は、透明導電膜を利用した透明電極・画素電極)の比抵抗が大きくなってしまう場合がある。更に、上記式の値が0.2超の場合、製造工程において、これら透明導電膜をエッチングし、透明電極や画素電極を形成しようとした場合に、そのエッチングが困難になる場合もある。 On the other hand, if the value of the above formula exceeds 0.2, the specific resistance of the transparent conductive film of the present invention (or a transparent electrode / pixel electrode using the transparent conductive film) may increase. Furthermore, when the value of the above formula is more than 0.2, it may be difficult to etch the transparent conductive film and form a transparent electrode or a pixel electrode in the manufacturing process.
積層
このように、上記のような組成の透明導電膜と、金属薄膜と、を積層することによって、より低抵抗の透明導電ガラスを提供することができる。
Laminating Thus, a transparent conductive film composition as described above, and the metal thin film, by laminating, it is possible to provide a transparent conductive glass of lower resistance.
(18)また、本発明は、ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた金属の酸化物が、La、Ce、Ho、Erのいずれか1種以上の金属の酸化物であることを特徴とする(16)又は(17)記載の透明導電ガラス基板。 (18) Further, according to the present invention, the metal oxide selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal is an oxide of one or more of La, Ce, Ho, and Er. The transparent conductive glass substrate according to (16) or (17), wherein
このように、ランタノイド系金属酸化物の中でも、特にCe、Ho、Erのいずれか1種以上からなる酸化物を用いるのがより効果的であり、好適に用いることができる。 As described above, among lanthanoid metal oxides, it is more effective to use an oxide composed of at least one of Ce, Ho, and Er, which can be suitably used.
積層の具体的な手法
以上(1)〜(18)で述べたように、本発明においては、金属酸化物導電膜と、金属薄膜とを積層する構成が採用される場合がある。以下、この場合について説明する。
Specific Technique for Lamination As described above in (1) to (18), in the present invention, a configuration in which a metal oxide conductive film and a metal thin film are laminated may be employed. Hereinafter, this case will be described.
この金属酸化物透明導電膜と、Al又はAgを主成分とする金属薄膜とを積層する手法には種々の形態がある。 There are various modes for laminating the metal oxide transparent conductive film and a metal thin film mainly composed of Al or Ag.
a.金属酸化物/Al又はAgを主成分とする金属薄膜/金属酸化物
b.金属酸化物/Al又はAgを主成分とする金属薄膜/金属酸化物/Al又はAgを主成分とする金属薄膜/金属酸化物
上記a.は3層であり、上記b.は5層である。このほか、7層構造等を採用することももちろん好ましい。
a. Metal oxide / Metal thin film mainly composed of Al or Ag / Metal oxide b. Metal oxide / Metal thin film mainly containing Al or Ag / Metal oxide / Metal thin film mainly containing Al or Ag / Metal oxide Are three layers, b. Is 5 layers. In addition, it is of course preferable to adopt a seven-layer structure or the like.
この場合のAl若しくはAgを主成分とする金属薄膜の膜厚は1から20nmである。膜厚は、好ましくは、5〜15nmであり、より好ましくは、5〜10nmである。膜厚が1nm1以下では、積層した金属の膜が「薄膜」とはならずに、海島構造に成る場合があり、本発明の効果が得られないこともある。一方、金属薄膜の膜厚が20nm以上の場合は、積層した金属薄膜の光線透過率が低下する場合がある。その結果、重畳して設けられている透明導電膜の「透明」性に事実上影響を与えてしまう場合もある。
In this case, the film thickness of the metal thin film mainly composed of Al or Ag is 1 to 20 nm. The film thickness is preferably 5 to 15 nm, more preferably 5 to 10 nm. When the film thickness is 1
また、本発明においては、しばしば金属酸化物からなる上記透明導電膜と、Al又はAgを主成分とする金属薄膜とを積層しているが、この「積層」には、金属金属酸化物から成る透明導電膜の(全部ではなく)一部が金属薄膜と接触している場合も含まれる。この場合、電極構成としては、例えば20μm幅の金属薄膜と一部が接触し、かつ、金属薄膜の全体を覆うように透明導電膜が接触している場合等が挙げられる。換言すれば、平面的には両者は重畳しているが、断面図から見ると、一部のみが接触している場合である。 In the present invention, the transparent conductive film often made of a metal oxide and a metal thin film mainly composed of Al or Ag are laminated. This “lamination” is made of a metal metal oxide. The case where a part (not all) of the transparent conductive film is in contact with the metal thin film is also included. In this case, as the electrode configuration, for example, a case where a part of the metal thin film with a width of 20 μm is in contact and a transparent conductive film is in contact with the metal thin film to cover the whole is mentioned. In other words, both are superimposed in a plan view, but when viewed from a cross-sectional view, only a part is in contact.
このような場合、金属薄膜の厚みは、20〜500nm、好ましくは30〜300nm、より好ましくは50〜200nmである。膜厚が20nm以下では、抵抗を低減する効果が小さい場合もある。一方、膜厚が500nm以上では、その薄膜の段差が大きく、透明導電膜との接触不良を生じる場合もある。 In such a case, the thickness of the metal thin film is 20 to 500 nm, preferably 30 to 300 nm, more preferably 50 to 200 nm. When the film thickness is 20 nm or less, the effect of reducing the resistance may be small. On the other hand, when the film thickness is 500 nm or more, the level difference of the thin film is large, and a contact failure with the transparent conductive film may occur.
金属薄膜の幅は、適宜選択することができるが、例えば1μm〜100μmである。この値は、好ましくは5〜50μmであり、より好ましくは10〜30μmである。 Although the width | variety of a metal thin film can be selected suitably, it is 1 micrometer-100 micrometers, for example. This value is preferably 5 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm.
金属薄膜の幅が1μm以下では、抵抗低減の効果が小さすぎる場合がある。一方、金属薄膜の幅が100μm以上では、光線透過率(開口率)が低下する場合がある。但し、金属薄膜と透明導電膜とを積層したものを反射電極として使用する場合は、この限りではない。 If the width of the metal thin film is 1 μm or less, the resistance reduction effect may be too small. On the other hand, when the width of the metal thin film is 100 μm or more, the light transmittance (aperture ratio) may decrease. However, this is not the case when a laminate of a metal thin film and a transparent conductive film is used as the reflective electrode.
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、特定の金属を含有する透明導電材料を画素電極・透明電極に使用することにより、バリヤーメタル等を用いなくとも、Alゲート/透明電極、Alソース・ドレイン/画素電極の間の接触抵抗を小さく抑えることができる。 The present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional technology, and by using a transparent conductive material containing a specific metal for a pixel electrode / transparent electrode, without using a barrier metal or the like, The contact resistance between the Al gate / transparent electrode and the Al source / drain / pixel electrode can be kept small.
その結果、製造工程の数を減らすことができるので、TFT(薄膜トランジスタ)基板の製造方法を簡略化できる。 As a result, since the number of manufacturing steps can be reduced, the manufacturing method of a TFT (thin film transistor) substrate can be simplified.
また、本発明に透明導電(膜)材料を、直接、Alゲートや、Alソース・ドレイン電極に接触させても、そこに生じる接触抵抗を小さな値にすることができ、中間調の表示が良好に行うことができる液晶表示装置を提供することができる。 In addition, even if the transparent conductive (film) material according to the present invention is directly contacted with an Al gate or an Al source / drain electrode, the contact resistance generated there can be reduced, and a halftone display is good. It is possible to provide a liquid crystal display device that can be performed in a simple manner.
なお、これまでの本発明の説明にあたり、Alとの関係から本発明の説明をしている部分がある。この説明部分におけるAlの代わりに、Agを用いてもほぼ同様の作用・効果を奏する。この点については、後の実施例において再び説明する。 In the description of the present invention so far, there is a portion where the present invention is described from the relationship with Al. Even if Ag is used in place of Al in this explanation, substantially the same operations and effects are obtained. This point will be described again in a later embodiment.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下のWO3粉末、及び平均粒径が1μm以下のCeO2を、[タングステン]/([タングステン]+[インジウム])で表される原子数比が0.02となるように、[セリウム]/([セリウム+インジウム])で表される原子数比が0.03の割合となるように調合した。 [Tungsten] / ([Tungsten] + [Indium]) In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1 μm or less, WO 3 powder having an average particle diameter of 1 μm or less, and CeO 2 having an average particle diameter of 1 μm or less The atomic number ratio represented by [Cerium] / ([Cerium + Indium]) was adjusted so that the atomic ratio represented by the formula 0.02 was 0.03.
このような原子数比が、表1に示されている。なお、本特許では、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdを、第1金属群と呼び、「M1」と総称している。また、このM1は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdのうちいずれか1種を意味する記号としても用いている。表1中でも、M1は、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdのうちいずれかの金属を表す記号として用いられている。 Such atomic ratios are shown in Table 1. In this patent, W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd are referred to as a first metal group and are collectively referred to as “M1”. This M1 is also used as a symbol meaning any one of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd. In Table 1, M1 is used as a symbol representing any metal among W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd.
また、本特許では、ランタノイド系金属群を、第2金属群と呼び、「M2」と総称している。また、このM2は、いずれかのランタノイド系金属を表す記号としても用いられている。表1中でも、M2は、ランタノイド系金属を表しており、具体的なランタノイド系金属としてCe、Ho、Er、Ceが示されている。
In this patent, the lanthanoid metal group is referred to as the second metal group and is collectively referred to as “M2”. This M2 is also used as a symbol representing any lanthanoid metal. In Table 1, M2 represents a lanthanoid metal, and Ce, Ho, Er, and Ce are shown as specific lanthanoid metals.
なお、本特許では後述するように、Zn、Sn、Zr、Ga、Geを、第3金属群と呼び、「M3」と総称している。また、このM3は、Zn、Sn、Zr、Ga、Geのうち、いずれか1種を意味する記号としても用いている。表1中でも、M3は、Zn、Sn、Zr、Ga、Geのうちいずれかの金属を表す記号として用いられている。 In this patent, as will be described later, Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge are referred to as a third metal group and are collectively referred to as “M3”. This M3 is also used as a symbol meaning any one of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. In Table 1, M3 is used as a symbol representing any metal among Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge.
更に、本特許では、[ ]の記号を、その原子の単位重量・体積あたりの原子の数を表す記号として用いている。例えば、[タングステン]や[W]は、タングステンの原子の数を表す。[インジウム]や[In]はインジウムの原子の数を表すのである。従って、上述した[タングステン]/([タングステン]+[インジウム])は、タングステンのインジウムに対する原子数比を表す。これは、[W]/([W]+[In])と記載されていても同内容である。 Further, in this patent, the symbol [] is used as a symbol representing the number of atoms per unit weight / volume of the atoms. For example, [tungsten] and [W] represent the number of tungsten atoms. [Indium] and [In] represent the number of indium atoms. Therefore, the above-mentioned [tungsten] / ([tungsten] + [indium]) represents the atomic ratio of tungsten to indium. This is the same even if it is described as [W] / ([W] + [In]).
同様に、上記[セリウム]/([セリウム]+[インジウム])は、インジウムに対するセリウムの原子数比を表す。これも[Ce]/([Ce]+[In])と記載しても同様の意味である。 Similarly, the above [cerium] / ([cerium] + [indium]) represents the atomic ratio of cerium to indium. This also has the same meaning when described as [Ce] / ([Ce] + [In]).
更に、[ ]中に上記金属群の総称である、M1、M2、M3を挿入した[M1]、[M2]、[M3]なる記述法も用いている。[M1]は、第1金属群中から適宜選択された1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、[M2]は、第2金属群中から適宜選択された1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、[M3]は、第3金属群中から適宜選択された1種又は2種以上の金属の原子の数を表す。 Furthermore, a description method of [M1], [M2], and [M3] in which M1, M2, and M3, which are generic names of the above metal groups, are inserted in [] is also used. [M1] represents the number of one or more metal atoms appropriately selected from the first metal group, and [M2] is one or two atoms appropriately selected from the second metal group. The number of the above metal atoms is represented, and [M3] represents the number of one or more metal atoms appropriately selected from the third metal group.
上記の割合で調合後、樹脂製ポットに入れ、更に純水を加えて、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。得られた混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥及び造粒を行った。得られた造粒物に、294MPa(3t/cm2)の圧力をかけて冷間静水圧プレスで成形した。 After blending at the above ratio, it was put into a resin pot, pure water was further added, and wet ball mill mixing using a hard ZrO 2 ball mill was performed. The mixing time was 20 hours. The obtained mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The obtained granulated product was molded by a cold isostatic press while applying a pressure of 294 MPa (3 t / cm 2 ).
次に、この成形体を以下のように焼結した。焼結炉内に、炉内容積0.1m3当たり5L/minの割合で、酸素を導入する雰囲気で、1500℃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開気で、1300℃を3時間保持した後、放冷した。これにより、相対密度95%以上のタングステン、セリウム含有In2O3焼結体が得られた。 Next, this compact was sintered as follows. In the sintering furnace, sintering was performed at 1500 ° C. for 5 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced at a rate of 5 L / min per furnace inner volume of 0.1 m 3 . At this time, the temperature was increased up to 1000 ° C. at 1 ° C./min and 1000 to 1500 ° C. at 3 ° C./min. Thereafter, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was decreased from 1500 ° C. to 1300 ° C. at 10 ° C./min. Then, in cut open air introducing argon gas at a rate of furnace capacity 0.1 m 3 per 10L / min, after holding the 1300 ° C. 3 h, allowed to cool. Thereby, a tungsten and cerium-containing In 2 O 3 sintered body having a relative density of 95% or more was obtained.
具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、96%であった。なお、この際の理論密度は酸素欠陥のないIn2O3結晶(ビックスバイト型構造)とWの酸化物、Ceの酸化物の重量分率より算出した。 The specific calculated value of relative density was 96% as shown in Table 1. The theoretical density at this time was calculated from the weight fraction of In 2 O 3 crystal (bixbite type structure) free of oxygen defects, W oxide, and Ce oxide.
焼結体のスパッタ面をカップ砥石で磨き、直径100mm、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に貼り合わせて、焼結体ターゲット1とした。
The sputter surface of the sintered body was polished with a cup grindstone, processed to a diameter of 100 mm and a thickness of 5 mm, and bonded to a backing plate using an indium-based alloy to obtain a
本実施例1では、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。 In the first embodiment, it is preferable that tungsten is dispersed, and particularly substituted and dissolved in the indium sites of indium oxide. That is, the form in which the tungsten is contained in the target may be a form of tungsten oxide such as WO 3 or WO 2 and may be dispersed in the indium oxide sintered body, but may be in the form of In 2 W 3 O 12 or the like. It may be in the form of a composite oxide between indium oxide and tungsten oxide and dispersed in the indium oxide sintered body.
また、セリウムは、酸化セリウムのみ擬集していてもよいし、一部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てもよい。このように分散することにより、画像処理により求めた平均した酸化セリウム結晶粒子の直径は、2.1μmであった。酸化セリウムの凝集は、5μm以下、好ましくは4μm、より好ましくは3μm以下にするのがよい。分散が不十分で、10μm以上の酸化セリウムが存在する場合、スパッタ放電中に異常放電を誘発する場合や、ノジュールが発生する原因になる場合がある。 Further, cerium may be pseudo-collected only with cerium oxide, or a part thereof may be substituted and dissolved in the indium site of indium oxide. By dispersing in this manner, the average diameter of the cerium oxide crystal particles obtained by image processing was 2.1 μm. The aggregation of cerium oxide should be 5 μm or less, preferably 4 μm, more preferably 3 μm or less. If the dispersion is insufficient and cerium oxide of 10 μm or more is present, abnormal discharge may be induced during sputter discharge or nodules may be generated.
また、このように分散することにより、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.4μmであった。この直径は、画像処理により求めた。 Further, by dispersing in this way, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.4 μm as shown in Table 1. This diameter was obtained by image processing.
また、タングステン原子は、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好ましい。このように分散することによって、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効果を奏する。 Further, it is preferable that tungsten atoms are dispersed and dissolved in indium sites of indium oxide so that tungsten is dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body. By dispersing in this way, the discharge is stabilized in sputtering, and the resulting transparent conductive thin film has the effect of reducing the resistance.
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下のMoO3粉末、及び平均粒径が1μm以下のHo2O3を原料粉末とした。In2O3粉末とMoO3粉末とHo2O3粉末を所定の割合で樹脂製ポットに調合して入れ、湿式ボールミルで混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。造粒物を円形の型に充填し、冷間静水圧プレスを用い、3ton/cm2の圧力をかけて円盤状に成形した。 In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1 μm or less, MoO 3 powder having an average particle diameter of 1 μm or less, and Ho 2 O 3 having an average particle diameter of 1 μm or less were used as raw material powders. In 2 O 3 powder, MoO 3 powder and Ho 2 O 3 powder were mixed in a resin pot at a predetermined ratio and mixed by a wet ball mill. At that time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 20 hours. The mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The granulated product was filled into a circular mold and formed into a disk shape by applying a pressure of 3 ton / cm 2 using a cold isostatic press.
この際、第1金属群M1の一つであるMoのインジウムに対する組成比率([Mo]/([Mo]+[In]))は、0.02であり、第2金属群M2の一つであるHoのインジウムに対する組成比率([Ho]/([Ho]+[In]))は、0.04である。同様の内容が表1に示されている。 At this time, the composition ratio ([Mo] / ([Mo] + [In])) of Mo which is one of the first metal group M1 to 0.02 is 0.02, which is one of the second metal group M2. The composition ratio of Ho to indium ([Ho] / ([Ho] + [In])) is 0.04. Similar contents are shown in Table 1.
次に、成形体を雰囲気調整炉に入れ、焼結した。焼結に際して、炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で炉内に酸素を導入しつつ、1500℃で5時間焼結した。この際、1000℃まで1℃/分、1000℃から1500℃までを3℃/分の昇温速度で昇温した。焼結終了後、酸素の導入を停止し、1500℃から1300℃までを10℃/分の割合で降温した。そして、炉内容積0.1m3当たり10リットル/分の割合でArを炉内に導入しつつ、1300℃で3時間保持した後、放冷した。これにより密度90%以上のMoを含有する焼結体ターゲット2を得た。具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、96%であった。なお、この際の理論密度は酸素欠陥のないIn2O3結晶(ビックスバイト型構造)とMoの酸化物の重量分率、Hoの酸化物の重量分率より算出した。
Next, the compact was placed in an atmosphere adjustment furnace and sintered. During sintering, sintering was performed at 1500 ° C. for 5 hours while introducing oxygen into the furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised from 1000 ° C. to 1 ° C./min and from 1000 ° C. to 1500 ° C. at a rate of 3 ° C./min. After the completion of sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was decreased from 1500 ° C. to 1300 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Then, Ar was introduced into the furnace at a rate of 10 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume, held at 1300 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool. Thereby, the sintered
次に、得られた焼結体のスパッタ面とする面をカップ砥石で磨き、直径152mm、厚み5mmに加工してターゲット2を得た。
Next, the surface used as the sputter surface of the obtained sintered body was polished with a cup grindstone and processed into a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm to obtain a
前記モリブデン元素がターゲット内に含まれる形態は、MoO3やMoO2などの酸化モリブデ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。しかし、InMo4O6やIn2Mo3O12、又は、InllMo4O62などのインジウムとモリブデンの複合酸化物の形態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。好ましくは、モリブデ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してモリブデ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も安定し、スパッタリングによって製造される(透明導電)膜を低抵抗なものとする効果がある。 The form in which the molybdenum element is contained in the target may be a form in which molybdenum oxide such as MoO 3 or MoO 2 is dispersed in the indium oxide sintered body. However, InMo 4 O 6 and In 2 Mo 3 O 12, or, In ll Mo 4 O 62 in the form of a composite oxide of indium and molybdenum may be in a form dispersed in the indium oxide sintered body, such as. Preferably, when the molybdenum atoms are substituted and dissolved in the indium sites of indium oxide and molybdenum is dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body, the discharge is more stable in sputtering, and it is manufactured by sputtering (transparent There is an effect of making the (conductive) film low resistance.
また、ホルミウムは、酸化ホルミウムのみ凝集していてもよいし、一部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てもよい。このように分散することにより、画像処理により求めた平均した酸化ホルミウム結晶粒子の直径は、1.8μmであった。酸化ホルミウムの凝集は、5μm以下、好ましくは4μm以下、より好ましくは3μm以下にするのがよい。十分に分散がなされず、10μm以上の酸化ホルミウムが存在する場合、スパッタ放電中に異常放電を誘発する場合や、ノジュール発生の原因となる場合がある。 Further, holmium may be aggregated only in holmium oxide, or a part thereof may be substituted and dissolved in the indium site of indium oxide. By dispersing in this manner, the average diameter of the holmium oxide crystal particles obtained by image processing was 1.8 μm. The aggregation of holmium oxide should be 5 μm or less, preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less. When the dispersion is not sufficiently performed and holmium oxide of 10 μm or more is present, abnormal discharge may be induced during sputter discharge, or nodule generation may be caused.
このように分散することによって、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.6μmであった。この直径は画像処理によって求めた。 By dispersing in this manner, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.6 μm as shown in Table 1. This diameter was determined by image processing.
原料粉末としては、いずれも平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、SnO2粉末、Nb2O5粉末及びEr2O3粉末を使用した。まず、所定量のIn2O3粉末、SnO2粉末、Nb2O5粉末、Er2O3粉末を秤量、混合した後、樹脂製ポットに入れて水を媒体として湿式ボールミル混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。その後、混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。得られた造粒物を成形型に入れ、冷間静水圧プレスで3ton/cm2の圧力をかけて所定形状に成形して成形体を得た。 As the raw material powder, In 2 O 3 powder, SnO 2 powder, Nb 2 O 5 powder and Er 2 O 3 powder each having an average particle size of 1 μm or less were used. First, a predetermined amount of In 2 O 3 powder, SnO 2 powder, Nb 2 O 5 powder, and Er 2 O 3 powder were weighed and mixed, and then placed in a resin pot and wet ball mill mixed using water as a medium. At that time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 20 hours. Thereafter, the mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The obtained granulated product was put in a mold and molded into a predetermined shape by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press to obtain a molded body.
この際、第1金属群M1の一つであるNbのインジウムに対する組成比率([Nb]/([Nb]+[In]))は、0.03であり、第2金属群M2の一つであるErのインジウムに対する組成比率([Er]/([Er]+[In]))は、0.05であり、第3金属群M3の一つであるSnのインジウムに対する組成比率([Sn]/([Sn]+[In]))は、0.05である。同様の内容が表1に示されている。 At this time, the composition ratio ([Nb] / ([Nb] + [In])) of Nb which is one of the first metal group M1 to 0.03 is 0.03, which is one of the second metal group M2. The composition ratio of Er to indium ([Er] / ([Er] + [In])) is 0.05, and the composition ratio of Sn, which is one of the third metal groups M3, to indium ([Sn ] / ([Sn] + [In])) is 0.05. Similar contents are shown in Table 1.
なお、本特許では、Zn、Sn、Zr、Ga、Geを、第3金属群と呼び、M3と総称している。また、このM3は、Zn、Sn、Zr、Ga、Geのうち、いずれか1種を意味する記号としても用いている。表1中でも、M3は、Zn、Sn、Zr、Ga、Geのうちいずれかの金属を表す記号として用いられている。 In this patent, Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge are referred to as a third metal group and are collectively referred to as M3. This M3 is also used as a symbol meaning any one of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. In Table 1, M3 is used as a symbol representing any metal among Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge.
また、本特許では、[ ]の記号を、その原子の単位重量・体積あたりの原子の数を表す記号として用いている。例えば、[ニオブ]や[Nb]は、ニオブの原子の数を表す。[インジウム]や[In]はインジウムの原子の数を表すのである。従って、上述した[Nb]/([Nb]+[In])は、タングステンのインジウムに対する原子数比を表す。これは、[ニオブ]/([ニオブ]+[インジウム])と記載されていても同内容である。 In this patent, the symbol [] is used as a symbol representing the number of atoms per unit weight / volume of the atoms. For example, [niobium] and [Nb] represent the number of niobium atoms. [Indium] and [In] represent the number of indium atoms. Therefore, [Nb] / ([Nb] + [In]) described above represents the atomic ratio of tungsten to indium. This is the same even if it is described as [niobium] / ([niobium] + [indium]).
同様に、上記[Sn]/([Sn]+[In])は、インジウムに対するスズの原子数比を表す。これも[スズ]/([スズ]+[インジウム])と記載しても同様の意味である。 Similarly, the above [Sn] / ([Sn] + [In]) represents the atomic ratio of tin to indium. This also has the same meaning when described as [tin] / ([tin] + [indium]).
更に、本特許では、[M3]を、第3金属群M3中から選択した1種又は2種以上の金属の数を表す記号として利用している。 Furthermore, in this patent, [M3] is used as a symbol representing the number of one or more metals selected from the third metal group M3.
次に、得られた成形体をそれぞれ次の手順で焼結した。 Next, each of the obtained molded bodies was sintered by the following procedure.
まず、炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で焼結炉内に酸素を流入させ、1500℃で5時間保持した。この際、1000℃までは1℃/分で、1000〜1500℃の問は3℃/分で昇温した。その後、酸素の流入を停止し、1500℃から1300℃までを10℃/分で降温した。その後、炉内容積0.1m3当たり10リットル/分の割合でArを流入させ、1300℃で3時間保持した後、放冷した。得られた焼結体の密度は、水を用いたアルキメデス法に従って測定し、理論密度から相対密度を算出した。なお、この際の理論密度は、酸素欠陥のないIn2O3結晶(ビックスバイト型構造)SbとNbとErの酸化物の重量分率より算出した。具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、97%であった。 First, oxygen was introduced into the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume and held at 1500 ° C. for 5 hours. At this time, the temperature was increased up to 1000 ° C. at 1 ° C./min, and the temperature of 1000-1500 ° C. was increased at 3 ° C./min. Thereafter, the inflow of oxygen was stopped, and the temperature was lowered from 1500 ° C. to 1300 ° C. at 10 ° C./min. Thereafter, Ar was introduced at a rate of 10 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume, held at 1300 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool. The density of the obtained sintered body was measured according to the Archimedes method using water, and the relative density was calculated from the theoretical density. The theoretical density at this time was calculated from the weight fraction of oxides of In 2 O 3 crystal (Bixbite type structure) Sb, Nb, and Er without oxygen defects. The specific calculated value of relative density was 97% as shown in Table 1.
また、焼結体中のSnとNbとEr含有量をICP発光分析法で定量分析したところ、原料粉末を混合する際の仕込み組成が維持されていることが確認できた。 Further, when the Sn, Nb, and Er contents in the sintered body were quantitatively analyzed by ICP emission analysis, it was confirmed that the charged composition at the time of mixing the raw material powder was maintained.
次に、得られた焼結体を、そのスパッタ面をカップ砥石で磨き、直径152mm、厚み5mmに加工して透明導電性薄膜用焼結体ターゲットを得た。これを、In系合金を用いてバッキングプレートに貼り合わせてスパッタリング用ターゲット3を構成した。 Next, the sputter surface of the obtained sintered body was polished with a cup grindstone and processed into a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm to obtain a sintered compact target for a transparent conductive thin film. This was bonded to a backing plate using an In-based alloy to form a sputtering target 3.
スズ、ニオブ及びエルビウムがスパッタリングターゲット内に組み込まれる形態は、酸化スズ(SnO、SnO2、Sn3O4)や酸化ニオブ(Nb2O5、Nb2O3、NbO)、酸化エルビウム(ErO、ErO3)として分散していることが好ましい。また、酸化インジウム−酸化スズや酸化インジウム−酸化ニオブ、酸化インジウム−酸化エルビウム間の複合酸化物として分散してもよい。 The form in which tin, niobium and erbium are incorporated in the sputtering target is tin oxide (SnO, SnO 2 , Sn 3 O4), niobium oxide (Nb 2 O 5 , Nb 2 O 3 , NbO), erbium oxide (ErO, ErO). 3 ) It is preferable to be dispersed. Further, it may be dispersed as a composite oxide between indium oxide-tin oxide, indium oxide-niobium oxide, and indium oxide-erbium oxide.
更に、スズやニオブやエルビウム原子が酸化インジウムのインジウムサイトに置換固溶し、酸化インジウム焼結体中に原子レベルで分散している形態が、非常に好ましい。この分散の形態によれば、スパッタリングにおいて放電も安定であり、均質な低抵抗の膜が得られる。このように分散することにより、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.7μmであった。この直径は画像処理により求めた Furthermore, a form in which tin, niobium, and erbium atoms are substituted and dissolved in the indium sites of indium oxide and dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body is very preferable. According to this dispersion mode, discharge is stable in sputtering, and a uniform low-resistance film can be obtained. By dispersing in this manner, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.7 μm as shown in Table 1. This diameter was obtained by image processing.
原料粉末としては、いずれも平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、ZnO粉末、NiO粉末、CeO2粉末を使用した。まず、所定量のIn2O3粉末、ZnO粉末、NiO粉末を秤量、混合した後、樹脂製ポットに入れて水を媒体として湿式ボールミル混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。その後、混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。得られた造粒物を成形型に入れ、冷問静水圧プレスで3ton/cm2の圧力をかけて所定形状に成形して成形体を得た。次に、得られた成形体をそれぞれ次の手順で焼結した。 As the raw material powder, In 2 O 3 powder, ZnO powder, NiO powder, and CeO 2 powder having an average particle diameter of 1 μm or less were used. First, a predetermined amount of In 2 O 3 powder, ZnO powder, and NiO powder were weighed and mixed, and then placed in a resin pot and wet ball mill mixed using water as a medium. At that time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 20 hours. Thereafter, the mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The obtained granulated product was put in a mold and molded into a predetermined shape by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press to obtain a molded body. Next, each of the obtained molded bodies was sintered by the following procedure.
まず、炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で焼結炉内に酸素を流入させ、1500℃で5時間保持した。この際、1000℃までは1℃/分、1000〜1500℃の間は3℃/分で昇温した。その後、酸素の流入を停止し、1500℃から1300℃までを10℃/分で降温した。その後、炉内容積0.1m3当たり10リットル/分の割合でArを流入させ、1300℃で3時間保持した後、放冷した。 First, oxygen was introduced into the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume and held at 1500 ° C. for 5 hours. At this time, the temperature was raised to 1000 ° C. at 1 ° C./min, and between 1000 to 1500 ° C. at 3 ° C./min. Thereafter, the inflow of oxygen was stopped, and the temperature was lowered from 1500 ° C. to 1300 ° C. at 10 ° C./min. Thereafter, Ar was introduced at a rate of 10 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume, held at 1300 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool.
なお、第1金属群M1の一つであるNiのインジウムに対する組成比率([Ni]/([Ni]+[In]))は、0.05であり、第2金属群M2の一つであるCeのインジウムに対する組成比率([Ce]/([Ce]+[In]))は、0.03であり、第3金属群M3の一つであるZnのインジウムに対する組成比率([Zn]/([Zn]+[In]))は、0.10である。同様の内容が表1に示されている。 Note that the composition ratio ([Ni] / ([Ni] + [In])) of Ni, which is one of the first metal group M1, to 0.05 is 0.05, which is one of the second metal group M2. The composition ratio of Ce to indium ([Ce] / ([Ce] + [In])) is 0.03, and the composition ratio of Zn, which is one of the third metal groups M3, to indium ([Zn]). / ([Zn] + [In])) is 0.10. Similar contents are shown in Table 1.
さて、上述のようにして得られた焼結体の密度は、水を用いたアルキメデス法に従って測定し、理論密度から相対密度を算出した。なお、この際の理論密度は酸素欠陥のないIn2O3結晶(ビックスバイト型構造)とZnとNiとCeの酸化物の重量分率より算出した。具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、95%であった。 Now, the density of the sintered body obtained as described above was measured according to the Archimedes method using water, and the relative density was calculated from the theoretical density. The theoretical density at this time was calculated from the weight fraction of In 2 O 3 crystal (bixbite type structure) free from oxygen defects and oxides of Zn, Ni, and Ce. The specific calculated value of relative density was 95% as shown in Table 1.
また、焼結体中のZnとNiとCeの含有量をICP発光分析法で定量分析したところ、原料粉末を混合する際の仕込み組成が維持されていることが確認できた。 Further, when the contents of Zn, Ni, and Ce in the sintered body were quantitatively analyzed by ICP emission analysis, it was confirmed that the charged composition at the time of mixing the raw material powder was maintained.
次に、得られた焼結体を、そのスパッタ面をカップ砥石で磨き、直径152mm、厚み5mmに加工して透明導電性薄膜用焼結体ターゲットを得た。これを、In系合金を用いてバッキングプレートに貼り合わせてスパッタリングターゲット4を構成した。 Next, the sputter surface of the obtained sintered body was polished with a cup grindstone and processed into a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm to obtain a sintered compact target for a transparent conductive thin film. This was bonded to a backing plate using an In-based alloy to form a sputtering target 4.
亜鉛、ニッケル及びセリウムがスパッタリングターゲット4内に組み込まれる形態は、酸化亜鉛(ZnO)や酸化ニッケル(NiO)、酸化セリウム(CeO4、Ce2O3)として分散してもよいく、酸化インジウム−酸化亜鉛の複合酸化物(In2Zn2O5、In2Zn5O8、In2Zn7O10、In2Zn3O6、In2Zn4O7)として分散してもよい。
The form in which zinc, nickel and cerium are incorporated in the sputtering target 4 may be dispersed as zinc oxide (ZnO), nickel oxide (NiO), cerium oxide (CeO 4 , Ce 2 O 3 ), or indium oxide- it may be dispersed as a complex oxide of zinc oxide (in 2 Zn 2 O 5, in 2 Zn 5 O 8, in 2 Zn 7
更に、ニッケルやセリウム原子が、酸化インジウムのインジウムサイトに置換固溶し、酸化インジウム焼結体中に原子レベルで分散している形態が非常に好ましい。この分散の形態によれば、スパッタリング中の放電も安定し、かつ、スパッタリングの結果、均質な低抵抗の膜が得られる
このように分散することによって、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.4μmであった。この直径は、画像処理により求めた。
Furthermore, it is very preferable that nickel or cerium atoms are substituted and dissolved in indium sites of indium oxide and dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body. According to this dispersion mode, the discharge during sputtering is stable, and a uniform low-resistance film is obtained as a result of sputtering. By dispersing in this way, the average crystal particle diameter of indium oxide is: As shown in Table 1, it was 3.4 μm. This diameter was obtained by image processing.
一方、本発明の焼結体ターゲット(スパッタリングターゲット)の製造方法としては、所定量の酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化ニッケル、酸化セリウムを混合した混合物を用いる以外は特に制限されず、公知の方法を用いて、上記4成分を混合、成形、焼結した後、その焼結体を成形することによって、焼結体ターゲット(スパッタリングターゲット)を製造することができる。なお、焼結体ターゲットには、本発明の日的を損なわない範囲で、上記4成分以外の成分が添加されていてもよい。 On the other hand, the method for producing the sintered compact target (sputtering target) of the present invention is not particularly limited except that a mixture of a predetermined amount of indium oxide, zinc oxide, nickel oxide, and cerium oxide is used. After the above four components are mixed, molded, and sintered by using, a sintered body target (sputtering target) can be produced by molding the sintered body. In addition, components other than the above-mentioned four components may be added to the sintered compact target within a range that does not impair the sun of the present invention.
原料粉末としては、いずれも平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、ZnO粉末、PtO2粉末、CeO2粉末を使用した。まず、所定量のIn2O3粉末、ZnO粉末、PtO2粉末を秤量、混合した後、樹脂製ポットに入れて水を媒体として湿式ボールミル混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。その後、混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥・造粒した。これによって得られた造粒物を成形型に入れ、冷間静水圧プレスで3ton/cm2の圧力をかけて所定形状に成形して成形体を得た。次に、得られた成形体を(それぞれ)次の手順で焼結した。 As the raw material powder, In 2 O 3 powder, ZnO powder, PtO 2 powder, and CeO 2 powder having an average particle diameter of 1 μm or less were used. First, a predetermined amount of In 2 O 3 powder, ZnO powder, and PtO 2 powder were weighed and mixed, and then placed in a resin pot and mixed with a wet ball mill using water as a medium. At that time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 20 hours. Thereafter, the mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The granulated product thus obtained was put into a mold and molded into a predetermined shape by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press to obtain a molded body. Next, the obtained molded body was sintered (respectively) according to the following procedure.
炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で焼結炉内に酸素を流入させ、1450℃で5時間保持した、この際、1000℃までは1℃/分、1000〜1450℃の間は3℃/分で昇温した。その後、酸素の流入を停止し、1450℃から1300℃までを10℃/分で降湿した。その後、炉内容積0.1m3当たり10リットル/分の割合でArを流入させ、1300℃で3時間保持した後、放冷した。 Oxygen was introduced into the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume and held at 1450 ° C. for 5 hours. At this time, 1 ° C./minute up to 1000 ° C., 1000-1450 ° C. The temperature was raised at 3 ° C./min. Thereafter, the inflow of oxygen was stopped, and the temperature was decreased from 1450 ° C. to 1300 ° C. at 10 ° C./min. Thereafter, Ar was introduced at a rate of 10 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume, held at 1300 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool.
なお、第1金属群M1の一つであるPtのインジウムに対する組成比率([Pt]/([Pt]+[In]))は、0.02であり、第2金属群M2の一つであるCeのインジウムに対する組成比率([Ce]/([Ce]+[In]))は、0.03であり、第3金属群M3の一つであるZnのインジウムに対する組成比率([Zn]/([Zn]+[In]))は、0.10である。同様の内容が表1に示されている。 In addition, the composition ratio ([Pt] / ([Pt] + [In])) of Pt, which is one of the first metal group M1, with respect to indium is 0.02, which is one of the second metal group M2. The composition ratio of Ce to indium ([Ce] / ([Ce] + [In])) is 0.03, and the composition ratio of Zn, which is one of the third metal groups M3, to indium ([Zn]). / ([Zn] + [In])) is 0.10. Similar contents are shown in Table 1.
さて、上述のように得られた焼結体の密度は、水を用いたアルキメデス法に従って測定し、理論密度から相対密度を算出した。なお、この際の理論密度は、酸素欠陥のないIn2O3結晶(ビックスバイト型構造)とZnとPtとCeの酸化物の重量分率より算出した。具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、95%であった。 Now, the density of the sintered body obtained as described above was measured according to the Archimedes method using water, and the relative density was calculated from the theoretical density. The theoretical density at this time was calculated from the weight fraction of In 2 O 3 crystal (Bixbite type structure) free from oxygen defects and oxides of Zn, Pt, and Ce. The specific calculated value of relative density was 95% as shown in Table 1.
また、焼結体中のZnとPtとCeの含有量をICP発光分析法で定量分析したところ、原料粉末を混合する際の仕込み組成が維持されていることが確認できた。 Further, when the contents of Zn, Pt and Ce in the sintered body were quantitatively analyzed by ICP emission analysis, it was confirmed that the charged composition at the time of mixing the raw material powder was maintained.
次に、得られた焼結体に関し、そのスパッタ面をカップ砥石で磨き、直径152mm、厚み5mmに加工して透明導電性薄膜用焼結体スパッタリングターゲットを得た。このスパッタリングターゲットを、In系合金を用いてバッキングプレートに貼り合わせてスパッタリングターゲット5を形成した。
Next, regarding the obtained sintered body, the sputter surface was polished with a cup grindstone and processed into a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm to obtain a sintered sputtering target for transparent conductive thin film. The
亜鉛やニッケル、セリウムがスパッタリングターゲット内に組み込まれる形態は、酸化亜鉛(ZnO)や酸化白金(PtO2)、酸化セリウム(CeO4、Ce2O3)として分散してもよいく、酸化インジウム−酸化亜鉛の複合酸化物(In2Zn2O5、In2Zn5O8、In2Zn7O10、In2Zn3O6、In2Zn4O7)として分散してもよい。
Zinc, nickel, and cerium may be incorporated into the sputtering target as zinc oxide (ZnO), platinum oxide (PtO 2 ), cerium oxide (CeO 4 , Ce 2 O 3 ), or indium oxide- it may be dispersed as a complex oxide of zinc oxide (in 2 Zn 2 O 5, in 2 Zn 5 O 8, in 2 Zn 7
また、白金やセリウム原子が酸化インジウムのインジウムサイトに置換固溶し、酸化インジウム焼結体中に原子レベルで分散している形態が、スパッタリングにおいて放電も安定し、スパッタリングによって均質な低抵抗の膜が得られるので特に好ましい。 Also, platinum and cerium atoms are substituted and dissolved in the indium sites of indium oxide and dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body, so that the discharge is stable in sputtering, and a uniform low resistance film by sputtering. Is particularly preferable.
これは、酸化セリウムは、酸化インジウムに固溶していることにより、酸化インジウム膜中の原子価が3価であるインジウム位置に原子価4価のセリウムが占有し、これによってキャリア電子を放出して導電率が増加するからである。 This is because cerium oxide is dissolved in indium oxide, so that valence tetravalent cerium occupies the trivalent indium position in the indium oxide film, thereby releasing carrier electrons. This is because the conductivity increases.
また、酸化セリウムの一部は、酸化セリウム単体で存在していてもよい。このように酸化セリウムが単体で存在することにより、酸化インジウムの結晶の異常成長が抑制され、よって、ノジュールの発生や異常放電の発生も抑制される。 Moreover, a part of cerium oxide may exist by a cerium oxide single-piece | unit. Thus, the presence of cerium oxide alone suppresses abnormal growth of the indium oxide crystal, and thus suppresses the generation of nodules and abnormal discharge.
なお、このように分散することにより、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.7μmであった。この平均直径の値は、画像処理により求めた。 By dispersing in this manner, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.7 μm as shown in Table 1. The value of this average diameter was obtained by image processing.
一方、本発明の焼結体(スパッタリング)ターゲットの製造方法としては、所定量の酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化白金、酸化セリウムを混合した混合物を用いる以外は特に制限されず、公知の方法を用いて、上記4成分を混合、成形、焼結した後、焼結体を成形することにより焼結体(スパッタリング)ターゲットを製造することができる。 On the other hand, the method for producing the sintered body (sputtering) target of the present invention is not particularly limited except that a mixture of a predetermined amount of indium oxide, zinc oxide, platinum oxide, and cerium oxide is used. The sintered body (sputtering) target can be produced by mixing, forming, and sintering the above four components, and then forming the sintered body.
なお、焼結体(スパッタリング)ターゲットには、本発明の目的を損なわない範囲で、上記4成分以外の成分が添加されていてもよい。 In addition, components other than the above four components may be added to the sintered body (sputtering) target as long as the object of the present invention is not impaired.
原料粉末として、いずれも平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、ZnO粉末、PdO粉末、CeO2粉末を使用する。まず、所定量のIn2O3粉末、ZnO粉末、PdO粉末を秤量、混合した後、樹脂製ポットに入れて水を媒体として湿式ボールミル混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。その後、混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥・造粒した。得られた造粒物を、成形型に入れ、冷問静水圧プレスで3ton/cm2の圧力をかけて所定形状に成形して成形体を得た。 As the raw material powder, In 2 O 3 powder, ZnO powder, PdO powder, and CeO 2 powder having an average particle diameter of 1 μm or less are used. First, a predetermined amount of In 2 O 3 powder, ZnO powder, and PdO powder were weighed and mixed, and then placed in a resin pot and wet ball mill mixed using water as a medium. At that time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 20 hours. Thereafter, the mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The obtained granulated product was put into a mold and molded into a predetermined shape by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press to obtain a molded body.
次に、得られた成形体をそれぞれ次の手順で焼結した。 Next, each of the obtained molded bodies was sintered by the following procedure.
炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で焼結炉内に酸素を流入させ、1450℃で5時間保持した。この際、1000℃までは1℃/分、1000〜1450℃の間は3℃/分で昇温した。その後、酸素の流入を停止し、1450℃から1300℃までを10℃/分で降温した。その後炉内容積0.1m3当たり10リットル/分の割合でArを流入させ、1300℃で3時間保持した後、放冷した。 Oxygen was allowed to flow into the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume and held at 1450 ° C. for 5 hours. At this time, the temperature was raised to 1000 ° C. at 1 ° C./min, and between 1000 to 1450 ° C. at 3 ° C./min. Thereafter, the inflow of oxygen was stopped, and the temperature was lowered from 1450 ° C. to 1300 ° C. at 10 ° C./min. Thereafter, Ar was introduced at a rate of 10 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace internal volume, kept at 1300 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool.
なお、第1金属群M1の一つであるPdのインジウムに対する組成比率([Pd]/([Pd]+[In]))は、0.05であり、第2金属群M2の一つであるCeのインジウムに対する組成比率([Ce]/([Ce]+[In]))は、0.03であり、第3金属群M3の一つであるZnのインジウムに対する組成比率([Zn]/([Zn]+[In]))は、0.10である。同様の内容が表1に示されている。 In addition, the composition ratio ([Pd] / ([Pd] + [In])) of Pd, which is one of the first metal group M1, to 0.05 is 0.05, which is one of the second metal group M2. The composition ratio of Ce to indium ([Ce] / ([Ce] + [In])) is 0.03, and the composition ratio of Zn, which is one of the third metal groups M3, to indium ([Zn]). / ([Zn] + [In])) is 0.10. Similar contents are shown in Table 1.
さて、上述したようにして得られた焼結体の密度は、水を用いたアルキメデス法に従って測定し、理論密度から相対密度を算出した。なお、この際の理論密度は酸素欠陥のないIn2O3結晶(ビックスバイト型構造)とZnとPdとCeの酸化物の重量分率より算出した。具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、95%であった。 Now, the density of the sintered body obtained as described above was measured according to the Archimedes method using water, and the relative density was calculated from the theoretical density. The theoretical density at this time was calculated from the weight fraction of In 2 O 3 crystal (bixbite type structure) free from oxygen defects and oxides of Zn, Pd, and Ce. The specific calculated value of relative density was 95% as shown in Table 1.
また、焼結体中のZnとPdとCeの含有量をICP発光分析法で定量分析したところ、原料粉末を混合する際の仕込み組成が維持されていることが確認できた。次に、得られた焼結体のスパッタ面をカップ砥石で磨き、直径152mm、厚み5mmに加工して透明導電性薄膜用焼結体(スパッタリング)ターゲットを得た。この焼結体(スパッタリング)ターゲットを、In系合金を用いて、バッキングプレートに貼り合わせてスパッタリングターゲット6を形成した。 Further, when the contents of Zn, Pd, and Ce in the sintered body were quantitatively analyzed by ICP emission analysis, it was confirmed that the charged composition at the time of mixing the raw material powder was maintained. Next, the sputter surface of the obtained sintered body was polished with a cup grindstone and processed into a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm to obtain a sintered body (sputtering) target for transparent conductive thin film. This sintered body (sputtering) target was bonded to a backing plate using an In-based alloy to form a sputtering target 6.
さて、亜鉛やパラジウムやセリウムがスパッタリングターゲット内に組み込まれる形態は、酸化亜鉛(ZnO)や酸化パラジウム(PdO)や酸化セリウム(CeO4、Ce2O3)として分散してもよいく、酸化インジウム−酸化亜鉛の複合酸化物(In2Zn2O5、In2Zn5O8、In2Zn7O10、In2Zn3O6、In2Zn4O7)として分散してもよい。パラジウムやセリウム原子が酸化インジウムのインジウムサイトに置換固溶し、酸化インジウム焼結体中に原子レベルで分散している形態が、スパッタリングにおいて放電も安定し、スパッタリングによって均質な低抵抗の膜が得られるので好ましい。
The form in which zinc, palladium, or cerium is incorporated in the sputtering target may be dispersed as zinc oxide (ZnO), palladium oxide (PdO), or cerium oxide (CeO 4 , Ce 2 O 3 ), or indium oxide. - it may be dispersed as a complex oxide of zinc oxide (in 2 Zn 2 O 5, in 2 Zn 5 O 8, in 2 Zn 7
このように酸化セリウムが、酸化インジウムに固溶していることにより、酸化インジウム膜中の原子価が3価であるインジウム位置に原子価4価のセリウムが占有する。これによって(セリウムが)キャリア電子を放出して導電率が増加するからである。 Since cerium oxide is dissolved in indium oxide in this way, valence tetravalent cerium occupies the indium position where the valence is trivalent in the indium oxide film. This is because (the cerium) emits carrier electrons to increase the conductivity.
また、一部は、酸化セリウム単体で存在していてもよい。このように酸化セリウムが単体で存在することにより、酸化インジウムの結晶の異常成長が抑制され、よって、ノジュールの発生や異常放電の発生も抑制される。 A part of the cerium oxide may be present alone. Thus, the presence of cerium oxide alone suppresses abnormal growth of the indium oxide crystal, and thus suppresses the generation of nodules and abnormal discharge.
このように分散することにより、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.6μmであった。この平均直径は、画像処理により求めた。 By dispersing in this manner, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.6 μm as shown in Table 1. This average diameter was determined by image processing.
一方、本発明の焼結体(スパッタリング)ターゲットの製造方法としては、所定量の酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化パラジウム、酸化セリウムを混合した混合物を用いる以外は特に制限されず、公知の方法を用いて上記4成分を混合、成形、焼結した後、焼結体を成形することにより焼結体(スパッタリング)ターゲットを製造することができる。 On the other hand, the method for producing the sintered body (sputtering) target of the present invention is not particularly limited except that a mixture of a predetermined amount of indium oxide, zinc oxide, palladium oxide and cerium oxide is used, and a known method is used. A sintered body (sputtering) target can be manufactured by forming the sintered body after mixing, forming and sintering the above four components.
なお、焼結体(スパッタリング)ターゲットには、本発明の目的を損なわない範囲で、上記4成分以外の成分が添加されていてもよい。 In addition, components other than the above four components may be added to the sintered body (sputtering) target as long as the object of the present invention is not impaired.
平均粒径が1.0μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下のGeO2粉末、WO3粉末、CeO2粉末を原料粉末として用いる。まず、表1に示す[Ge]/[In]原子比、[W]/[In]、[Ce]/[In]の組成の焼結体を得るように、In2O3粉末とGeO2粉末、WO3粉末、CeO2粉末を所定の割合で調合し、樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を24時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。この造粒物を冷間静水圧プレスで3ton/cm2の圧力をかけて成形した。 In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1.0 μm or less, and GeO 2 powder, WO 3 powder, or CeO 2 powder having an average particle diameter of 1 μm or less are used as raw material powders. First, In 2 O 3 powder and GeO 2 were obtained so as to obtain a sintered body having a composition of [Ge] / [In] atomic ratio, [W] / [In], and [Ce] / [In] shown in Table 1. Powder, WO 3 powder, and CeO 2 powder were prepared at a predetermined ratio, put into a resin pot, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 24 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered, dried and granulated. This granulated product was molded by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press.
次に、この成形体を、炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1300℃にて3時間、焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は、酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。 Next, this compact was sintered at 1300 ° C. for 3 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.
なお、第1金属群M1の一つであるWのインジウムに対する組成比率([W]/([W]+[In]))は、0.01であり、第2金属群M2の一つであるCeのインジウムに対する組成比率([Ce]/([Ce]+[In]))は、0.03であり、第3金属群M3の一つであるGeのインジウムに対する組成比率([Ge]/([Ge]+[In]))は、0.03である。同様の内容が表1に示されている。 In addition, the composition ratio ([W] / ([W] + [In])) of W, which is one of the first metal group M1, is 0.01, and is one of the second metal group M2. The composition ratio of Ce to indium ([Ce] / ([Ce] + [In])) is 0.03, and the composition ratio of Ge, which is one of the third metal group M3, to indium ([Ge] / ([Ge] + [In])) is 0.03. Similar contents are shown in Table 1.
さて、上述したようにして得られた焼結体の破材を粉砕し、粉末X線回折測定を実施したところ、ビックスバイト型構造の酸化インジウム相及び酸化セリウムに起因する回折ピークのみ観察された。したがって、得られた上記焼結体は、本発明の特徴を有する酸化物焼結体である。 Now, when the fractured material of the sintered body obtained as described above was pulverized and subjected to powder X-ray diffraction measurement, only the diffraction peak due to the indium oxide phase and cerium oxide of the bixbite type structure was observed. . Therefore, the obtained sintered body is an oxide sintered body having the characteristics of the present invention.
得られた焼結体の相対密度の算出値は表1に示すように、97%であった。 As shown in Table 1, the calculated value of the relative density of the obtained sintered body was 97%.
また、この焼結体の微細組織のEPMA分析から、酸化インジウム相には、ゲルマニウム及び酸化タングステンが固溶していることが確認された。また、酸化セリウムは、単体で存在する部分と、酸化インジウムに固溶している部分と、の双方が存在することが確認された。このように分散することにより、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.8μmであった。この平均直径は、画像処理により求めた
この焼結体を、直径101mm、厚さ5mmの大きさに加工し、そのスパッタ面をカップ砥石で磨いて(スパッタリング)ターゲットとした。これを、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンデイングし、スパッタリングターゲットを形成した。
Further, from the EPMA analysis of the microstructure of the sintered body, it was confirmed that germanium and tungsten oxide were dissolved in the indium oxide phase. Moreover, it was confirmed that cerium oxide has both a part existing alone and a part dissolved in indium oxide. By dispersing in this way, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.8 μm as shown in Table 1. The average diameter was determined by image processing. The sintered body was processed into a diameter of 101 mm and a thickness of 5 mm, and the sputter surface was polished with a cup grindstone (sputtering) to obtain a target. This was bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metallic indium to form a sputtering target.
ゲルマニウム
さて、スパッタリングターゲット中に、酸化ゲルマニウム粒子が存在すると、酸化ゲルマニウム粒子の比抵抗が高いため、プラズマから照射されるアルゴンイオンで帯電が起こり、アーキングが生じる。この傾向は、ターゲット投入電力を上げ、アルゴンイオンの照射量が増加するほど顕著になる。
Germanium Well, if germanium oxide particles are present in the sputtering target, the specific resistance of the germanium oxide particles is high, so that the argon ions irradiated from the plasma are charged and arcing occurs. This tendency becomes more prominent as the target input power is increased and the argon ion irradiation amount is increased.
これに対して、本発明に従った(本実施例の)スパッタリングターゲットでは、ゲルマニウムがインジウムサイトに置換固溶した酸化インジウムと、ゲルマニウム酸インジウム化合物と、のいずれも比抵抗が低い。つまり高抵抗の粒子がスパッタリングターゲット中に存在しないため、投入パワーを増加させてもアーキングが生じにくいという特徴を有する。このため、本実施例によれば、高投入電力による高速成膜が可能となる。 On the other hand, in the sputtering target according to the present invention (in this example), both the indium oxide in which germanium is substituted and dissolved in the indium site and the indium germanate compound have low specific resistance. That is, since there is no high-resistance particle in the sputtering target, arcing hardly occurs even when the input power is increased. For this reason, according to this embodiment, high-speed film formation with high input power is possible.
本発明(本実施例の)酸化物焼結体にゲルマニウム(Ge)元素を含ませる理由は、ゲルマニウム(Ge)元素を含ませたスパッタリングターゲットからスパッタ法によって薄膜を作製した場合、その薄膜中においては、酸化インジウム膜中の原子価が3価であるインジウム位置に原子価4価のゲルマニウムが占有し、これによってキャリア電子を放出するので薄膜の導電率が増加するからである。 The reason for including the germanium (Ge) element in the oxide sintered body of the present invention (in this example) is that when a thin film is produced by sputtering from a sputtering target containing a germanium (Ge) element, This is because germanium having a valence of 4 occupies an indium position having a valence of 3 in the indium oxide film, thereby releasing carrier electrons, thereby increasing the conductivity of the thin film.
また、既に述べたように、本発明においては、スパッタリングターゲット中のゲルマニウム元素を、Ge/In原子比で0.005以上0.2以下の範囲に規定している。このような数値範囲に規定する理由は、上記範囲を逸脱した場合、得られる薄膜の抵抗値が増大してしまうからである。 Moreover, as already stated, in this invention, the germanium element in a sputtering target is prescribed | regulated in the range of 0.005 or more and 0.2 or less by Ge / In atomic ratio. The reason for defining such a numerical range is that the resistance value of the obtained thin film increases when the value deviates from the above range.
タングステン
また、本実施例のスパッタリングターゲットにおいては、タングステンが分散していることが好ましい。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ていることが好ましい。
Tungsten In addition, it is preferable that tungsten is dispersed in the sputtering target of this embodiment. In particular, it is preferable that tungsten is substituted and dissolved in an indium site of indium oxide.
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。また、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も好ましい。特に好ましくは、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って、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ことである。このように原子レベルで分散していることによって、スパッタリングにおける放電が安定する。更に、原子レベルで分散していることは、得られる透明導電性薄膜を低抵抗にするために有効である。 That is, the form in which the tungsten is contained in the target may be a form of tungsten oxide such as WO 3 or WO 2 and dispersed in the indium oxide sintered body. Moreover, indium oxide including In 2 W 3 O 12 - in the form of a composite oxide between tungsten oxide, preferably also form dispersed in the indium oxide sintered body. Particularly preferably, tungsten atoms are dispersed and dissolved in the indium sites of indium oxide so that tungsten is dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body. Dispersion at the atomic level in this way stabilizes the discharge in sputtering. Further, the dispersion at the atomic level is effective for reducing the resistance of the obtained transparent conductive thin film.
セリウム
酸化セリウムは、酸化インジウムに固溶していることにより、酸化インジウム膜中の原子価が3価であるインジウム位置に原子価4価のセリウムが占有している。この結果、本実施例では、原子価4価のセリウムがキャリア電子を放出して薄膜の導電率が増加するのである。
Since cerium cerium oxide is dissolved in indium oxide, the valence tetravalent cerium occupies the indium position where the valence is trivalent in the indium oxide film. As a result, in this embodiment, the valence tetravalent cerium emits carrier electrons and the conductivity of the thin film increases.
また、酸化セリウムの一部は、酸化セリウム単体で存在していてもよい。このように酸化セリウムが単体で存在することによって、酸化インジウムの結晶の異常成長が抑制され、よって、ノジュールの発生や異常放電の発生も抑制される。 Moreover, a part of cerium oxide may exist by a cerium oxide single-piece | unit. Thus, the presence of cerium oxide alone suppresses abnormal growth of the indium oxide crystal, and thus suppresses the generation of nodules and abnormal discharge.
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下のGa2O3粉末、WO3粉末、La2O3を原料粉末とした。まず、表1に示すGa/In原子比、W/In、La/Inの組成比率の焼結体を得るために、In2O3粉末とGaO2粉末、WO3粉末、La2O3粉末を所定の割合で調合し、樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミルで混合した。この際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を24時間とした。混合後、スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。この造粒物を冷間静水圧プレスで3ton/cm2の圧力をかけて成形した。 In 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm or less, Ga 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm or less, WO 3 powder, and La 2 O 3 were used as raw material powders. First, in order to obtain a sintered body having a Ga / In atomic ratio, W / In, and La / In composition ratio shown in Table 1, an In 2 O 3 powder, a GaO 2 powder, a WO 3 powder, and a La 2 O 3 powder Were mixed at a predetermined ratio, put in a resin pot, and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 24 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered, dried and granulated. This granulated product was molded by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press.
次に、この成形体を、炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1450℃にて3時間、焼結した。この際、1℃/分で昇温し、焼結後の冷却の際は、酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温した。 Next, the compact was sintered at 1450 ° C. for 3 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced into the atmosphere in the sintering furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised at 1 ° C./min. When cooling after sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.
なお、第1金属群M1の一つであるWのインジウムに対する組成比率([W]/([W]+[In]))は、0.02であり、第2金属群M2の一つであるLaのインジウムに対する組成比率([La]/([La]+[In]))は、0.03であり、第3金属群M3の一つであるGaのインジウムに対する組成比率([Ga]/([Ga]+[In]))は、0.03である。同様の内容が表1に示されている。 In addition, the composition ratio ([W] / ([W] + [In])) of W, which is one of the first metal group M1, is 0.02, and is one of the second metal group M2. The composition ratio of La to indium ([La] / ([La] + [In])) is 0.03, and the composition ratio of Ga, which is one of the third metal group M3, to indium ([Ga] / ([Ga] + [In])) is 0.03. Similar contents are shown in Table 1.
このようにして得られた焼結体の破材を粉砕し、粉末X線回折測定を実施したところ、ビックスバイト型構造の酸化インジウム相に起因する回折ピークと酸化セリウムに起因する回折ピークとが観察された。 When the fractured material of the sintered body thus obtained was pulverized and subjected to powder X-ray diffraction measurement, a diffraction peak attributed to the indium oxide phase having a bixbite structure and a diffraction peak attributed to cerium oxide were found. Observed.
したがって、本実施例の酸化物焼結体は、本発明の特徴を有する酸化物焼結体である。また、焼結体の微細組織のEPMA分析から、酸化インジウム相には、ガリウムが固溶していることが確認された。このように分散することによって、酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.7μmであった。この平均の直径は、画像処理により求めた。 Therefore, the oxide sintered body of the present example is an oxide sintered body having the characteristics of the present invention. Further, from the EPMA analysis of the microstructure of the sintered body, it was confirmed that gallium was dissolved in the indium oxide phase. By dispersing in this manner, the average crystal particle diameter of indium oxide was 3.7 μm as shown in Table 1. This average diameter was determined by image processing.
また、本実施例の酸化物焼結体の具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、97%であった。 Further, as shown in Table 1, the specific calculated value of the relative density of the oxide sintered body of this example was 97%.
この焼結体を、直径101mm、厚さ5mmの大きさに加工し、そのスパッタ面をカップ砥石で磨いて(スパッタリング)ターゲットとした。これを、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンデイングし、スパッタリングターゲットを形成した。 This sintered body was processed into a size of 101 mm in diameter and 5 mm in thickness, and the sputtered surface was polished with a cup grindstone (sputtering) to obtain a target. This was bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metallic indium to form a sputtering target.
ガリウム
さて、スパッタリングターゲット中に酸化ガリウム粒子が存在すると、酸化ガリウム粒子の比抵抗が高いため、プラズマから照射されるアルゴンイオンで帯電が起こり、アーキングが生じる場合がある。この傾向は、ターゲット投入電力を上げ、アルゴンイオンの照射量が増加するほど大きくなる。
Gallium Now, when gallium oxide particles are present in the sputtering target, the specific resistance of the gallium oxide particles is high, so that charging may occur with argon ions irradiated from plasma, and arcing may occur. This tendency increases as the target input power is increased and the irradiation amount of argon ions is increased.
これに対して、本発明に従った(本実施例の)スパッタリングターゲットでは、ガリウムがインジウムサイトに置換固溶した酸化インジウム、ガリウム酸インジウム化合物のいずれも比抵抗が低いので(つまり高抵抗の粒子が存在しないため)、プラズマに投入するパワーを増加させてもアーキングが生じにくいのである。このため、本実施例においては、高投入電力による高速成膜が可能となる。 On the other hand, in the sputtering target according to the present invention (in this example), both the indium oxide in which gallium is substituted and dissolved in the indium site and the indium gallate compound have low specific resistance (that is, high resistance particles). Therefore, arcing is less likely to occur even if the power applied to the plasma is increased. Therefore, in this embodiment, high-speed film formation with high input power is possible.
タングステン
本実施例においては、タングステンはスパッタリングターゲット中で分散している。また特に、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ていることが
が好ましい。
Tungsten In this example, tungsten is dispersed in the sputtering target. In particular, it is preferable that tungsten is substituted and dissolved in an indium site of indium oxide.
すなわち、前記タングステンがスパッタリング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。また、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。 That is, the form in which the tungsten is contained in the sputtering target may be a form of tungsten oxide such as WO 3 or WO 2 and dispersed in the indium oxide sintered body. Further, it may be in the form of a composite oxide between indium oxide and tungsten oxide such as In 2 W 3 O 12 and dispersed in the indium oxide sintered body.
特に好ましくは、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ことである。このように原子レベルで分散していることによって、スパッタリング中の放電が安定し、スパッタリングによって得られる透明導電性薄膜をより低抵抗なものとすることができる。 Particularly preferably, tungsten atoms are dispersed and dissolved in the indium sites of indium oxide, so that tungsten is dispersed at the atomic level in the indium oxide sintered body. Thus, by dispersing at the atomic level, the discharge during sputtering is stabilized, and the transparent conductive thin film obtained by sputtering can be made to have a lower resistance.
ランタン
また、ランタンの一部は、酸化ランタン単体で存在していてもよい。このように酸化ランタンが単体で存在することにより酸化インジウムの結晶の異常成長が抑制され、よって、ノジュールの発生や異常放電の発生も抑制される。
Lanthanum or a part of lanthanum may exist as lanthanum oxide alone. Thus, the presence of lanthanum oxide alone suppresses the abnormal growth of indium oxide crystals, thereby suppressing the generation of nodules and abnormal discharge.
本実施例では、接触抵抗の測定結果を示す。 In this example, the measurement results of contact resistance are shown.
ガラス/Al/透明電極の場合
まず、図2(1)に示すように、スライドガラス100に第一回目成膜用マスク102(カプトンテープ)を施し、Alを200nm厚に成膜した。その後、前述のマスクをリフトオフして、所定のAlパターン104を形成した(図2(2)参照)。
In the case of glass / Al / transparent electrode First, as shown in FIG. 2 (1), a first film formation mask 102 (Kapton tape) was applied to the
次に、上述した実施例1から実施例8で得られたスパッタリングターゲットをDCスパッタリング装置に装着した。そして、第二回目成膜用マスク106(同じくカプトンテープ)を施した(図3(1)参照)。そして、上記実施例1〜8で得られた各スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングし、200nm厚で薄膜(透明電極)108を成膜した。その後、第二回目成膜用マスク106をリフトオフし、第1接触抵抗測定用基板110を得た(図3(2)参照)。この基板は、接触抵抗を測定するために作製されたものであるので、本実施例9では、(第1)接触抵抗測定用基板110と呼ぶ。
Next, the sputtering target obtained in Example 1 to Example 8 described above was attached to a DC sputtering apparatus. Then, a second film formation mask 106 (also Kapton tape) was applied (see FIG. 3A). And it sputter | sputtered using each sputtering target obtained in the said Examples 1-8, and formed the thin film (transparent electrode) 108 by 200 nm thickness. Thereafter, the second
当該接触抵抗測定用基板100は略長方形をなしているが、この両端部に端子を設け、ガラス/Al/透明電極のように積層した場合の表面の抵抗を測定した。この様子が図4(1)に示されている。例えば、実施例1で作製したスパッタリングターゲットを用いて透明電極を作製した場合の抵抗値は、32.5Ωであった。他の実施例2〜8を用いた場合の数値が表1に示されている。
Although the contact
なお、本実施例9では、透明導電膜を「電極」として用いたので、これを透明電極と呼んでいる。 In Example 9, since the transparent conductive film was used as an “electrode”, it was called a transparent electrode.
ガラス/透明電極/Alの場合
また、成膜順序を透明電極/Alの順にした場合、すなわち、ガラス/透明電極/Alのように積層した場合の接触抵抗を測定するための第2接触抵抗測定用基板120を得た。この第2接触抵抗測定用基板120は、Alパターン104と金属酸化物108の積層順序のみが異なる。この第2接触抵抗測定用基板120の測定結果も同様に表1に示されている。なお、測定手法等は、上記第1接触抵抗測定用基板110と同様であり、その様子が図4(2)に示されている。
In the case of glass / transparent electrode / Al In addition, the second contact resistance measurement for measuring the contact resistance when the film formation order is the order of transparent electrode / Al, that is, when laminated like glass / transparent electrode / Al. A
さて、Al上に透明電極を成膜した場合、Al表面が酸化されAl2O3を生成するため、測定される抵抗値は一般に大きくなる。 When a transparent electrode is formed on Al, the Al surface is oxidized to produce Al 2 O 3, and thus the measured resistance value is generally large.
本発明の好ましい実施例10を図1により説明する。
A
まず、透光性のガラス基板1上に金属Al(99%Al1%Nd)を高周波スパッタにより膜厚1500オングストロームで堆積する。これを燐酸−酢酸−硝酸系水溶液をエッチング液として用いたホトエッチング法によりエッチングし、所望の形状のゲート電極2及びゲート配線を形成する。次にグロー放電CVD法により、ゲート絶縁膜3を形成する窒化シリコン(SiN)膜を膜厚3000オングストローム堆積する。続いて、アモルファス−Si:H(i)膜4を膜厚3500オングストローム堆積する。更にチャンネル保護層となる窒化シリコン(SiN)膜5を3000オングストローム堆積する。
First, metal Al (99% Al1% Nd) is deposited on the light-transmitting
この時、放電ガスとしては、SiN膜3と5はSiH4−NH3−N2系混合ガスを用い、アモルファス−Si:H(i)膜4は、SiH4−N2系の混合ガスをそれぞれ用いた。このSiN膜5は、CHFガスを用いたドライエッチングにより所望のチャンネル保護層5を形成する。続いてアモルファス−Si:H(n)膜6をSiH4−H2−PH3系の混合ガスを用いて膜厚3000オングストロームで堆積する。
At this time, as the discharge gas,
次にこの上に、Cr/Al二層膜を堆積した。この二層膜は、膜厚0.1μmのCrと、0.3μmのAlとを、この順で真空蒸着法、又はスパッタリング法により堆積することによって得る。図1においては、ソース電極7やドレイン電極8がこの2層から成ることが図示されている。 Next, a Cr / Al bilayer film was deposited thereon. This two-layer film is obtained by depositing 0.1 μm thick Cr and 0.3 μm Al in this order by vacuum vapor deposition or sputtering. FIG. 1 shows that the source electrode 7 and the drain electrode 8 are composed of these two layers.
この二層膜中のAlは、H3PO4−CH3COOH−HNO3−H2O系エッチング液を用いてホトエッチングし、一方、二層膜中のCrは、硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を用いて、ホトエッチングした。このようなホトエッチングによって、所望のソース電極7のパターン及びドレイン電極8のパターンを形成した。 Al in this bilayer film is photoetched using an H 3 PO 4 —CH 3 COOH—HNO 3 —H 2 O-based etchant, while Cr in the bilayer film is an aqueous solution of ceric ammonium nitrate. Was used for photoetching. A desired source electrode 7 pattern and drain electrode 8 pattern were formed by such photo-etching.
更にアモルファス−Si:H膜をCHFガスを用いたドライエッチング及びヒドラジン(NH2NH2・H2O)水溶液を用いたウェットエッチングを併用することにより、所望のパターンのアモルファスーSiH(i)膜4のパターン、アモルファス−Si:H(n)膜6のパターンをそれぞれ形成した。
Furthermore, the amorphous-Si: H film having a desired pattern of amorphous SiH (i) is obtained by using dry
次に、グロー放電CVD法により、絶縁膜10を形成する窒化シリコン(SiN)膜を膜厚3000オングストローム堆積する。この後、CHFガスを用いたドライエッチング法にて、ソース電極7及びドレイン電極8間と透明電極、画素電極9とのコンタクトホールを形成する。
Next, a silicon nitride (SiN) film for forming the insulating
さて、この金属Alからなるソース電極7及びドレイン電極8のパターンが形成された基板上に、実施例4で得られた酸化インジウムと酸化亜鉛・酸化ニッケル、酸化セリウムを主成分とする非晶質透明導電膜をスパッタリング法で堆積する。放電ガスは純アルゴンガス又は1vol%程度の微量のO2ガスを混入させたアルゴンガスを用いた。このような方法で透明電極膜(透明導電膜)9を膜厚1200オングストローム堆積した。このIn2O3−ZnO−NiO−CeO2膜はX線回折法で分析するとピークは観察されず非晶質膜であった。また、この膜の比抵抗は6.25×10−4Ω・cm程度であり、十分に電極として使用できる膜である。 Now, on the substrate on which the pattern of the source electrode 7 and the drain electrode 8 made of metal Al is formed, the amorphous material mainly containing indium oxide, zinc oxide / nickel oxide, and cerium oxide obtained in Example 4 is used. A transparent conductive film is deposited by sputtering. As the discharge gas, pure argon gas or argon gas mixed with a trace amount of O 2 gas of about 1 vol% was used. In this way, a transparent electrode film (transparent conductive film) 9 was deposited to a thickness of 1200 Å. When this In 2 O 3 —ZnO—NiO—CeO 2 film was analyzed by X-ray diffraction, no peak was observed and it was an amorphous film. Further, the specific resistance of this film is about 6.25 × 10 −4 Ω · cm, and it can be used as an electrode sufficiently.
この透明導電膜を蓚酸3.5重量%の水溶液をエッチャントに用いたホトエッチング法によってエッチングし、所望の画素電極パターンを有する画素電極9を形成した。この画素電極9のパターンは、画素電極9が、少なくとも所定のパターンを有するソース電極7と電気的に接続するようなパターンである。このようなエッチングによって、所定の画素電極パターンを有する画素電極9が形成された。この画素電極9は所望の非晶質電極である。
This transparent conductive film was etched by a photoetching method using an aqueous solution of 3.5% by weight of oxalic acid as an etchant to form a
この時、Alのソース電極7及びドレイン電極8がエッチング液で溶出してしまうことはなかった。また、ゲート線、ソース・ドレイン線の電極取り出し部も透明電極で覆われている。 At this time, the Al source electrode 7 and the drain electrode 8 were not eluted by the etching solution. The electrode lead-out portions of the gate line and source / drain line are also covered with a transparent electrode.
なお、この段階における基板は、請求の範囲の透光性ガラス基板の一例に相当する。 Note that the substrate at this stage corresponds to an example of the translucent glass substrate in the claims.
この後、所定の遮光膜パターンを有する遮光膜を形成して、アモルファス−SiTFTアクティブマトリックス基板が完成した。 Thereafter, a light shielding film having a predetermined light shielding film pattern was formed to complete an amorphous-Si TFT active matrix substrate.
このアモルファス−SiTFTアクティブマトリックス基板を用いてTFT−LCD方式平面ディスプレイを製造した。このTFT−LCD方式平面ディスプレイは、中間調の表示(階調表示)も問題なく可能であり、良好な表示性能を示した。 Using this amorphous-SiTFT active matrix substrate, a TFT-LCD type flat display was manufactured. This TFT-LCD type flat display is capable of halftone display (gradation display) without any problem, and exhibits good display performance.
なお、上述した例では、実施例4で作製したスパッタリングターゲットを利用したが、たの実施例1〜3、5〜8で作製したスパッタリングターゲットを利用しても好ましい結果が得られ、透明電極として十分に利用可能であることが確認された。実施例4以外の他の実施例におけるスパッタリングターゲットを用いた場合の透明導電膜の比抵抗値が表1に示されている。 In addition, although the sputtering target produced in Example 4 was utilized in the example mentioned above, a favorable result was obtained even if it utilized the sputtering target produced only in Examples 1-3, 5-8, and it was as a transparent electrode. It was confirmed that it was fully available. Table 1 shows specific resistance values of the transparent conductive film in the case of using the sputtering target in other examples other than Example 4.
−比較例−
以下、比較例を説明する。下記の各比較例では、表1に示した組成のスパッタリングターゲットを作成し、実施例9と同じ評価を行っている。
-Comparative example-
Hereinafter, a comparative example will be described. In each of the following comparative examples, a sputtering target having the composition shown in Table 1 was created, and the same evaluation as in Example 9 was performed.
『比較例1』
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下のSnO2粉末、を原料粉末として上記実施例1〜8と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。
Comparative Example 1
Sputtering targets were produced in the same manner as in Examples 1 to 8 above, using In 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm or less and SnO 2 powder having an average particle size of 1 μm or less as raw material powders.
なお、第3金属群M3の一つであるSnのインジウムに対する組成比率([Sn]/([Sn]+[In]))は、0.10である。これは表1にも示されている。 In addition, the composition ratio ([Sn] / ([Sn] + [In])) of Sn which is one of the third metal group M3 to indium is 0.10. This is also shown in Table 1.
酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように12.8μmであった。この平均の直径は、画像処理により求めた。また、本比較例の酸化物焼結体の具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、99%であった。 As shown in Table 1, the average crystal particle diameter of indium oxide was 12.8 μm. This average diameter was determined by image processing. Further, as shown in Table 1, the calculated value of the specific relative density of the oxide sintered body of this comparative example was 99%.
Alとの接触抵抗
本比較例においても、上記実施例9と同様の手法で、ガラス/Al/透明電極、ガラス/透明電極/Alの構成においてAlとの接触抵抗を測定した。その結果が表1に示されている。
Contact Resistance with Al Also in this comparative example, the contact resistance with Al was measured in the same manner as in Example 9 in the configuration of glass / Al / transparent electrode and glass / transparent electrode / Al. The results are shown in Table 1.
透明電極の比抵抗
本比較例においても、上記実施例10と同様の手法で液晶表示装置を作成し、その課程で透明電極の比抵抗を測定した。その測定結果も、表1に示されている。
Specific Resistance of Transparent Electrode Also in this comparative example, a liquid crystal display device was prepared by the same method as in Example 10, and the specific resistance of the transparent electrode was measured in the process. The measurement results are also shown in Table 1.
『比較例2』
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下のZnO粉末を原料粉末として上記実施例1〜8と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。
"Comparative Example 2"
Sputtering targets were prepared in the same manner as in Examples 1 to 8 above, using In 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm or less and ZnO powder having an average particle size of 1 μm or less as raw material powders.
なお、第3金属群M3の一つであるZnのインジウムに対する組成比率([Zn]/([Zn]+[In]))は、0.16である。これは表1にも示されている。 In addition, the composition ratio ([Zn] / ([Zn] + [In])) of Zn which is one of the third metal groups M3 to indium is 0.16. This is also shown in Table 1.
酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように3.8μmであった。この平均の直径は、画像処理により求めた。また、本比較例の酸化物焼結体の具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、98%であった。 The average crystal particle diameter of indium oxide was 3.8 μm as shown in Table 1. This average diameter was determined by image processing. Further, as shown in Table 1, the calculated value of the specific relative density of the oxide sintered body of this comparative example was 98%.
Alとの接触抵抗
本比較例においても、上記実施例9と同様の手法で、「ガラス/Al/透明電極」、「ガラス/透明電極/Al」の両構成においてAlとの接触抵抗を測定した。その結果が表1に示されている。
Contact resistance with Al Also in this comparative example, the contact resistance with Al was measured in both the “glass / Al / transparent electrode” and “glass / transparent electrode / Al” configurations in the same manner as in Example 9. . The results are shown in Table 1.
透明電極の比抵抗
本比較例においても、上記実施例10と同様の手法で液晶表示装置を作成し、その過程で透明電極の比抵抗を測定した。その測定結果も、表1に示されている。
Specific Resistance of Transparent Electrode Also in this comparative example, a liquid crystal display device was prepared by the same method as in Example 10, and the specific resistance of the transparent electrode was measured in the process. The measurement results are also shown in Table 1.
『比較例3』
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下の、WO3粉末、CeO2粉末を原料粉末として用いて上記実施例1〜8と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。
Comparative Example 3
A sputtering target was prepared in the same manner as in Examples 1 to 8 above using In 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm or less and WO 3 powder and CeO 2 powder having an average particle size of 1 μm or less as raw material powders. .
なお、第1金属群M1の一つであるWのインジウムに対する組成比率([W]/([W]+[In]))は、0.25である。また、第2金属群M2の一つであるCenのインジウムに対する組成比率([Ce]/([Ce]+[In]))は、0.25である。これらは表1にも示されている。 In addition, the composition ratio ([W] / ([W] + [In])) of W, which is one of the first metal group M1, is 0.25. Further, the composition ratio ([Ce] / ([Ce] + [In])) of Cen, which is one of the second metal groups M2, to 0.25 is 0.25. These are also shown in Table 1.
酸化インジウムの平均した結晶粒子の直径は、表1に示すように15μmであった。この平均の直径は、画像処理により求めた。また、本比較例の酸化物焼結体の具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、84%であった。 The average crystal particle diameter of indium oxide was 15 μm as shown in Table 1. This average diameter was determined by image processing. Moreover, as shown in Table 1, the calculated value of the specific relative density of the oxide sintered body of this comparative example was 84%.
Alとの接触抵抗
本比較例においても、上記実施例9と同様の手法で、「ガラス/Al/透明電極」、「ガラス/透明電極/Al」の両構成においてAlとの接触抵抗を測定した。その結果は表1に示されているように、いずれも1MΩ以上であった。
Contact resistance with Al Also in this comparative example, the contact resistance with Al was measured in both the “glass / Al / transparent electrode” and “glass / transparent electrode / Al” configurations in the same manner as in Example 9. . As shown in Table 1, the results were all 1 MΩ or more.
透明電極の比抵抗
本比較例においても、上記実施例10と同様の手法で液晶表示装置を作成し、その過程で透明電極の比抵抗を測定した。その測定結果は表1に示されているように1MΩcm以上であった。
Specific Resistance of Transparent Electrode Also in this comparative example, a liquid crystal display device was prepared by the same method as in Example 10, and the specific resistance of the transparent electrode was measured in the process. The measurement result was 1 MΩcm or more as shown in Table 1.
『比較例4』
平均粒径が1μm以下のIn2O3粉末、及び平均粒径が1μm以下の、WO3粉末、CeO2粉末、SnO2粉末、を原料粉末として上記実施例1〜8と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。
Comparative Example 4
Sputtering targets in the same manner as in Examples 1 to 8 above, using In 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm or less and WO 3 powder, CeO 2 powder, SnO 2 powder having an average particle size of 1 μm or less as raw material powders Was made.
なお、第1金属群M1の一つであるWのインジウムに対する組成比率([W]/([W]+[In]))は、0.25であり、第2金属群M2の一つであるCeのインジウムに対する組成比率([Ce]/([Ce]+[In]))は、0.25であり、第3金属群M3の一つであるSnのインジウムに対する組成比率([Sn]/([Sn]+[In]))は、0.4であった。これらは表1にも示されている。 The composition ratio ([W] / ([W] + [In])) of W, which is one of the first metal group M1, is 0.25, which is one of the second metal group M2. The composition ratio of Ce to indium ([Ce] / ([Ce] + [In])) is 0.25, and the composition ratio of Sn, which is one of the third metal group M3, to indium ([Sn] / ([Sn] + [In])) was 0.4. These are also shown in Table 1.
また、本比較例の酸化物焼結体の具体的な相対密度の算出値は表1に示すように、60%であった。 Further, as shown in Table 1, the calculated value of the specific relative density of the oxide sintered body of this comparative example was 60%.
Alとの接触抵抗
本比較例においても、上記実施例9と同様の手法で、「ガラス/Al/透明電極」、「ガラス/透明電極/Al」の両構成においてAlとの接触抵抗を測定した。その結果は表1に示されているように、いずれも1MΩ以上であった。
Contact resistance with Al Also in this comparative example, the contact resistance with Al was measured in both the “glass / Al / transparent electrode” and “glass / transparent electrode / Al” configurations in the same manner as in Example 9. . As shown in Table 1, the results were all 1 MΩ or more.
透明電極の比抵抗
本比較例においても、上記実施例10と同様の手法で液晶表示装置を作成し、その過程で透明電極の比抵抗を測定した。その測定結果は表1に示されているように1MΩcm以上であった。
Specific Resistance of Transparent Electrode Also in this comparative example, a liquid crystal display device was prepared by the same method as in Example 10, and the specific resistance of the transparent electrode was measured in the process. The measurement result was 1 MΩcm or more as shown in Table 1.
−変形例1−
上で述べた実施例においては、第1金属群M1のW、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdの酸化物を構成要素とする例について説明したが、第1金属群の金属そのもの(酸化物ではない)をそのまま使用することも好ましく、上記各実施例と同様の作用効果が得られる。
-Modification 1-
In the above-described embodiment, the example in which the oxides of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd of the first metal group M1 are used as the constituent elements has been described. It is also preferable to use as it is, and the same effects as in the above embodiments can be obtained.
−変形例2−
上で述べた実施例9、10においては、Alを用いた例を示している。しかしながら、Alの代わりにAgを用いることももちろん好ましい。Agを用いた場合も、Alの場合と同様の作用・効果が得られる。
-Modification 2-
In Examples 9 and 10 described above, an example using Al is shown. However, it is of course preferable to use Ag instead of Al. When Ag is used, the same action and effect as in the case of Al can be obtained.
まとめ
以上、本発明の好適な実施例1〜12、及び、比較例1〜4について説明した。
In summary , preferred examples 1 to 12 and comparative examples 1 to 4 of the present invention have been described.
このように、本実施の形態による透明導電膜を透明電極や画素電極として用いれば、Alゲート電極と透明電極の間、Alソース・ドレイン電極と画素電極との間、の接触抵抗を小さく抑えることができる。その結果、この透明電極や画素電極を用いれば、中間調を良好に表示可能な液晶表示装置が得られる。 As described above, when the transparent conductive film according to the present embodiment is used as a transparent electrode or a pixel electrode, the contact resistance between the Al gate electrode and the transparent electrode and between the Al source / drain electrode and the pixel electrode can be kept small. Can do. As a result, if this transparent electrode or pixel electrode is used, a liquid crystal display device capable of displaying halftones satisfactorily can be obtained.
1 透光性ガラス基板
2 ゲート電極
3 SiNゲート絶縁膜
4 アモルファス−Si:H(i)膜
5 チャンネル保護膜
6 アモルファス−Si:H(n)膜
7 ソース電極
8 ドレイン電極
9 画素電極
10 絶縁膜
100 スライドガラス
102 第一回目成膜用マスク
104 Alパターン
106 第二回目成膜用マスク
108 金属酸化物
110 第1接触抵抗測定用基板
120 第2接触抵抗測定用基板
DESCRIPTION OF
Claims (18)
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属、又は、W、Ni、Pt、Pdからなる第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
を含むスパッタリングターゲット。 Mainly composed of indium oxide,
W, Mo, Nb, Ni, Pt, 1 or more kinds of metal selected from the 1 a metal group M1 a consisting of Pd, or, W, Ni, Pt, from the 1b metal group M1b made of Pd One or more selected metal oxides; and
An oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal;
Sputtering target containing.
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングターゲット。ここで、前記[M1]は、前記第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数、又は、第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウムの原子の数を表す。 One or more metals selected from the first a metal group M1 a composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd , or the first b metal group M1b composed of W, Ni, Pt, Pd The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is a composition of indium oxide, of one or more metal oxides selected from is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is The sputtering target according to claim 1, wherein the sputtering target is 0.005 to 0.2. Here, the [M1], the number of one or two or more metal atoms selected from the first 1 a metal group M1 a, or, one or two species selected from the 1b metal group M1b [M2] represents the number of one or more metal atoms selected from the second metal group, and [In] represents the number of indium atoms. Represents a number.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属、又は、W、Ni、Pt、Pdからなる第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
更に、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。 Mainly composed of indium oxide,
W, Mo, Nb, Ni, Pt, 1 or more kinds of metal selected from the 1 a metal group M1 a consisting of Pd, or, W, Ni, Pt, from the 1b metal group M1b made of Pd One or more selected metal oxides;
An oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal;
Furthermore, an oxide of one or more metals selected from the third metal group M3 made of Zn, Sn, Zr, Ga, Ge,
A sputtering target comprising:
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、
Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M3]/([M3]+[In])の値が0.005〜0.2であることを特徴とする請求項4記載のスパッタリングターゲット。ここで、前記[M1]は、前記第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数、又は、第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M3]は、前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウム金属の原子の数を表す。 One or more metals selected from the first a metal group M1 a composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd , or the first b metal group M1b composed of W, Ni, Pt, Pd The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is a composition of indium oxide, of one or more metal oxides selected from is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is 0.005 to 0.2,
[M3] / ([M3] + [In] is a composition of indium oxide of an oxide of one or more metals selected from the third metal group consisting of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. ]) Is 0.005-0.2, The sputtering target of Claim 4 characterized by the above-mentioned. Here, [M1] is the number of one or more metal atoms selected from the first a metal group M1a, or one or more metals selected from the 1b metal group M1b. [M2] represents the number of one or more metal atoms selected from the second metal group, and [M3] represents the third metal group. Represents the number of atoms of one or more metals selected from [In], and [In] represents the number of atoms of indium metal.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属、又は、W、Ni、Pt、Pdからなる第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
からなる透明導電膜。 Mainly composed of indium oxide,
W, Mo, Nb, Ni, Pt, 1 or more kinds of metal selected from the 1 a metal group M1 a consisting of Pd, or, W, Ni, Pt, from the 1b metal group M1b made of Pd One or more selected metal oxides; and
An oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal;
A transparent conductive film comprising:
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であることを特徴とする請求項7記載の透明導電膜。ここで、前記[M1]は、前記第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数、又は、第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウムの原子の数を表す。 One or more metals selected from the first a metal group M1 a composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd , or the first b metal group M1b composed of W, Ni, Pt, Pd The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is a composition of indium oxide, of one or more metal oxides selected from is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is The transparent conductive film according to claim 7, which is 0.005 to 0.2. Here, [M1] is the number of one or more metal atoms selected from the first a metal group M1a, or one or more metals selected from the 1b metal group M1b. [M2] represents the number of one or more metal atoms selected from the second metal group, and [In] represents the number of indium atoms. Represents.
W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属、又は、W、Ni、Pt、Pdからなる第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
更に、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、
からなることを特徴とする透明導電膜。 Mainly composed of indium oxide,
W, Mo, Nb, Ni, Pt, 1 or more kinds of metal selected from the 1 a metal group M1 a consisting of Pd, or, W, Ni, Pt, from the 1b metal group M1b made of Pd One or more selected metal oxides;
An oxide of one or more metals selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal;
Furthermore, an oxide of one or more metals selected from the third metal group M3 made of Zn, Sn, Zr, Ga, Ge,
A transparent conductive film comprising:
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、
Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M3]/([M3]+[In])の値が0.005〜0.2であることを特徴とする請求項10記載の透明導電膜。ここで、前記[M1]は、前記第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数、又は、第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M3]は、前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、
前記[In]は、インジウム原子の数を表す One or more metals selected from the first a metal group M1 a composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd , or the first b metal group M1b composed of W, Ni, Pt, Pd The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is a composition of indium oxide, of one or more metal oxides selected from is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is 0.005 to 0.2,
[M3] / ([M3] + [In] is a composition of indium oxide of an oxide of one or more metals selected from the third metal group consisting of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. ]) Is 0.005-0.2, The transparent conductive film of Claim 10 characterized by the above-mentioned. Here, [M1] is the number of one or more metal atoms selected from the first a metal group M1a, or one or more metals selected from the 1b metal group M1b. [M2] represents the number of one or more metal atoms selected from the second metal group, and [M3] represents the third metal group. Represents the number of one or more metal atoms selected from
[In] represents the number of indium atoms.
前記ガラス基板上に設けられ、酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属、又は、W、Ni、Pt、Pdからなる第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、からなる透明導電膜と、
前記ガラス基板上に設けられた、Al又はAgを主成分とする金属薄膜と、
を有することを特徴とする透明導電ガラス基板。 A glass substrate;
One or two or more metals selected from the first a metal group M1 a , which is provided on the glass substrate and contains indium oxide as a main component and is composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd , or One or more oxides of one or more metals selected from the 1b metal group M1b made of W, Ni, Pt, Pd, and one or two kinds selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal A transparent conductive film comprising the above metal oxide,
A metal thin film mainly composed of Al or Ag provided on the glass substrate;
A transparent conductive glass substrate comprising:
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であることを特徴とする請求項13記載の透明導電ガラス基板。ここで、前記[M1]は、前記第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数、又は、第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表す。 One or more metals selected from the first a metal group M1 a composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd , or the first b metal group M1b composed of W, Ni, Pt, Pd The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is a composition of indium oxide, of one or more metal oxides selected from is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is The transparent conductive glass substrate according to claim 13, which is 0.005 to 0.2. Here, [M1] is the number of one or more metal atoms selected from the first a metal group M1a, or one or more metals selected from the first b metal group M1b. [M2] represents the number of one or more metal atoms selected from the second metal group.
前記ガラス基板上に設けられ、酸化インジウムを主成分とし、W、Mo、Nb、Ni、Pt、Pdからなる第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属、又は、W、Ni、Pt、Pdからなる第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、ランタノイド系金属からなる第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、更に、Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる第3金属群M3から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物と、からなる透明導電膜と、
前記ガラス基板上に設けられた、Al又はAgを主成分とする金属薄膜と、
を有することを特徴とする透明導電ガラス基板。 A glass substrate;
One or two or more metals selected from the first a metal group M1 a , which is provided on the glass substrate and contains indium oxide as a main component and is composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, and Pd , or One or more oxides of one or more metals selected from the 1b metal group M1b made of W, Ni, Pt, Pd, and one or two kinds selected from the second metal group M2 made of a lanthanoid metal A transparent conductive film comprising the above metal oxide, and one or more metal oxides selected from the third metal group M3 composed of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge;
A metal thin film mainly composed of Al or Ag provided on the glass substrate;
A transparent conductive glass substrate comprising:
ランタノイド系金属からなる前記第2金属群M2から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M2]/([M2]+[In])の値が、0.005〜0.2であり、
Zn、Sn、Zr、Ga、Geからなる前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の酸化物の、酸化インジウムに対する組成である[M3]/([M3]+[In])の値が0.005〜0.2であることを特徴とする請求項16記載の透明導電ガラス基板。ここで、前記[M1]は、前記第1a金属群M1aから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数、又は、第1b金属群M1bから選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M2]は、前記第2金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[M3]は、前記第3金属群から選ばれた1種又は2種以上の金属の原子の数を表し、前記[In]は、インジウム原子の数を表す。 One or more metals selected from the first a metal group M1 a composed of W, Mo, Nb, Ni, Pt, Pd , or the first b metal group M1b composed of W, Ni, Pt, Pd The value of [M1] / ([M1] + [In]), which is a composition of indium oxide, of one or more metal oxides selected from is 0.005 to 0.2,
The value of [M2] / ([M2] + [In]), which is a composition of one or more metals selected from the second metal group M2 made of the lanthanoid metal, with respect to indium oxide is 0.005 to 0.2,
[M3] / ([M3] + [In] is a composition of indium oxide of an oxide of one or more metals selected from the third metal group consisting of Zn, Sn, Zr, Ga, and Ge. ]) Is 0.005-0.2, The transparent conductive glass substrate of Claim 16 characterized by the above-mentioned. Here, [M1] is the number of one or more metal atoms selected from the first a metal group M1a, or one or more metals selected from the 1b metal group M1b. [M2] represents the number of one or more metal atoms selected from the second metal group, and [M3] represents the third metal group. Represents the number of one or more metal atoms selected from [In], and [In] represents the number of indium atoms.
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