JP4779798B2 - Oxide sintered body, target, and transparent conductive film obtained using the same - Google Patents

Oxide sintered body, target, and transparent conductive film obtained using the same Download PDF

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本発明は、酸化物焼結体、ターゲット、およびそれを用いて得られる透明導電膜に関し、より詳しくは、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する酸化物焼結体、それを加工したターゲット、これを用いて直流スパッタリング法やイオンプレーティング法によって得られる耐薬品性に優れた低抵抗の透明導電膜に関するものである。   The present invention relates to an oxide sintered body, a target, and a transparent conductive film obtained by using the oxide sintered body, and more specifically, an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and processed the same. The present invention relates to a target and a low resistance transparent conductive film excellent in chemical resistance obtained by a direct current sputtering method or an ion plating method.

透明導電膜は、高い導電性と可視光領域での高い透過率とを有する。透明導電膜は、太陽電池や液晶表示素子、その他各種受光素子の電極などに利用されている他、自動車窓や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍ショーケースなどのための各種の防曇用の透明発熱体としても利用されている。
透明導電膜には、酸化錫(SnO)系、酸化亜鉛(ZnO)系、酸化インジウム(In)系の薄膜が知られている。酸化スズ系には、アンチモンをドーパントとして含むもの(ATO)やフッ素をドーパントとして含むもの(FTO)が利用されている。酸化亜鉛系には、アルミニウムをドーパントとして含むもの(AZO)やガリウムをドーパントとして含むもの(GZO)が利用されている。最も工業的に利用されている透明導電膜は、酸化インジウム系である。その中でも錫をドーパントとして含む酸化インジウムは、ITO(Indium−Tin−Oxide)膜と称され、特に低抵抗の膜が容易に得られることから、これまで幅広く利用されてきた。
The transparent conductive film has high conductivity and high transmittance in the visible light region. Transparent conductive films are used for solar cells, liquid crystal display elements, electrodes of various other light receiving elements, and various types of protective films for automobile windows, heat ray reflective films for buildings, antistatic films, refrigeration showcases, etc. It is also used as a transparent heating element for fogging.
As the transparent conductive film, tin oxide (SnO 2 ) -based, zinc oxide (ZnO) -based, and indium oxide (In 2 O 3 ) -based thin films are known. As the tin oxide, those containing antimony as a dopant (ATO) and those containing fluorine as a dopant (FTO) are used. As the zinc oxide system, those containing aluminum as a dopant (AZO) and those containing gallium as a dopant (GZO) are used. The transparent conductive film most industrially used is an indium oxide type. Among them, indium oxide containing tin as a dopant is referred to as an ITO (Indium-Tin-Oxide) film, and since a low resistance film can be easily obtained, it has been widely used so far.

低抵抗透明導電膜は、太陽電池、液晶、有機エレクトロルミネッセンスおよび無機エレクトロルミネッセンスなどの表面素子や、タッチパネルなどに好適に用いられる。これらの透明導電膜の製造方法として、スパッタリング法やイオンプレーティング法が良く用いられている。特にスパッタリング法は、蒸気圧の低い材料の成膜の際や、精密な膜厚制御を必要とする際に有効な手法であり、操作が非常に簡便であるため、工業的に広範に利用されている。
スパッタリング法は、薄膜の原料としてスパッタリングターゲットを用いる成膜法である。ターゲットは、成膜したい薄膜を構成している金属元素を含む固体であり、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などの焼結体や、場合によっては単結晶が使われる。この方法では、一般に真空装置を一旦高真空にした後、アルゴン等の希ガスを導入し、約10Pa以下のガス圧のもとで、基板を陽極、スパッタリングターゲットを陰極とし、これらの間にグロー放電を起こしてアルゴンプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを陰極のスパッタリングターゲットに衝突させ、これによってはじきとばされるターゲット成分の粒子を、基板上に堆積させて膜を形成する。
The low-resistance transparent conductive film is suitably used for surface elements such as solar cells, liquid crystals, organic electroluminescence, and inorganic electroluminescence, and touch panels. As a method for producing these transparent conductive films, a sputtering method or an ion plating method is often used. In particular, the sputtering method is an effective method when forming a material with a low vapor pressure or when precise film thickness control is required, and since the operation is very simple, it is widely used industrially. ing.
The sputtering method is a film forming method using a sputtering target as a thin film raw material. The target is a solid containing a metal element constituting a thin film to be formed, and a sintered body such as a metal, a metal oxide, a metal nitride, or a metal carbide, or a single crystal depending on the case. In this method, a vacuum apparatus is generally evacuated once and then a rare gas such as argon is introduced. Under a gas pressure of about 10 Pa or less, the substrate is the anode and the sputtering target is the cathode. An argon plasma is generated by causing a discharge, and the argon cations in the plasma collide with the sputtering target of the cathode, and particles of target components that are repelled by this are deposited on the substrate to form a film.

また、スパッタリング法は、アルゴンプラズマの発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高周波スパッタリング法といい、直流プラズマを用いるものは直流スパッタリング法という。
一般に、直流スパッタリング法は、高周波スパッタリング法と比べて成膜速度が速く、電源設備が安価であり、成膜操作が簡単であるなどの理由で、工業的に広範に利用されている。しかし、絶縁性ターゲットでも成膜することができる高周波スパッタリング法に対して、直流スパッタリング法では、導電性ターゲットを用いなければならない。
スパッタリング法を用いて成膜する時の成膜速度は、ターゲット物質の化学結合と密接な関係がある。スパッタリング法は、運動エネルギーをもったアルゴン陽イオンがターゲット表面に衝突して、ターゲット表面の物質がエネルギーを受け取って弾き出される現象を用いたものであり、ターゲット物質のイオン間結合もしくは原子間結合が弱いほど、スパッタリングによって飛び出す確率は増加する。
Sputtering methods are classified according to the method of generating argon plasma, those using high-frequency plasma are called high-frequency sputtering methods, and those using DC plasma are called DC sputtering methods.
In general, the direct current sputtering method is widely used industrially because the film forming speed is higher than that of the high frequency sputtering method, the power supply equipment is inexpensive, and the film forming operation is simple. However, in contrast to the high-frequency sputtering method, which can form a film even with an insulating target, in the direct current sputtering method, a conductive target must be used.
The deposition rate when depositing using the sputtering method is closely related to the chemical bonding of the target material. The sputtering method uses a phenomenon in which an argon cation having kinetic energy collides with a target surface, and a substance on the target surface receives energy and is ejected. The weaker the probability of popping out by sputtering increases.

ITOなどの酸化物の透明導電膜をスパッタリング法で成膜する方法には、膜を構成する元素の合金ターゲット(ITO膜の場合はIn−Sn合金)を用いてアルゴンと酸素の混合ガス中における反応性スパッタリング法によって酸化物膜を成膜する方法と、膜を構成する元素の酸化物焼結体ターゲット(ITO膜の場合はIn−Sn−O焼結体)を用いてアルゴンと酸素の混合ガス中における反応性スパッタリング法によって酸化物膜を成膜する方法がある。
このうち合金ターゲットを用いる方法は、スパッタリング中の酸素ガスを多めに供給するが、成膜速度や膜の特性(比抵抗、透過率)の成膜中に導入する酸素ガス量依存性が極めて大きく、安定して一定の膜厚、所望の特性の透明導電膜を製造することが難しい。これに対して酸化物ターゲットを用いる方法は、膜に供給される酸素の一部がターゲットからスパッタリングにより供給され、残りの不足酸素量が酸素ガスとして供給される。そのため成膜中に導入する酸素ガス量に対する成膜速度や膜の特性(比抵抗、透過率)の依存性が、合金ターゲットを用いる場合よりも小さく、より安定して一定の膜厚、特性の透明導電膜を製造することができるため、工業的には酸化物ターゲットを用いる方法が採られている。
生産性や製造コストを考慮すると、直流スパッタリング法の方が高周波スパッタリング法よりも、高速成膜は容易である。つまり、同一の電力を同一のターゲットに投入して成膜速度を比較すると直流スパッタリング法の方が2〜3倍ほど速い。また直流スパッタリング法でも、高い直流電力を投入するほど成膜速度が上がるため、生産性のためには有利である。このため、工業的には高い直流電力を投入しても安定して成膜することが可能なスパッタリングターゲットが有用となる。
一方、イオンプレーティングは、膜となるターゲット材の表面をアーク放電で局部的に加熱して、昇華,イオン化し、負に帯電させたワークに付着させて成膜する方法である。いずれも、低温で密着性のよい膜が得られ、非常に多種の基板性質や膜性質が選択でき、合金や化合物の成膜が可能で、環境にやさしいプロセスであるという特徴を有する。イオンプレーティングでもスパッタリングと同様で、酸化物タブレットを用いた方が安定して一定の膜厚、特性の透明導電膜を製造することができる。
In a method of forming a transparent conductive film of an oxide such as ITO by a sputtering method, an alloy target of an element constituting the film (In-Sn alloy in the case of an ITO film) is used in a mixed gas of argon and oxygen. A method of forming an oxide film by a reactive sputtering method, and a mixture of argon and oxygen using an oxide sintered body target of an element constituting the film (In-Sn-O sintered body in the case of an ITO film) There is a method of forming an oxide film by a reactive sputtering method in a gas.
Among them, the method using an alloy target supplies a large amount of oxygen gas during sputtering, but the film formation rate and film characteristics (specific resistance, transmittance) are greatly dependent on the amount of oxygen gas introduced during film formation. It is difficult to stably produce a transparent conductive film having a constant film thickness and desired characteristics. On the other hand, in the method using an oxide target, a part of oxygen supplied to the film is supplied by sputtering from the target, and the remaining deficient oxygen amount is supplied as oxygen gas. Therefore, the dependency of the film formation rate and film characteristics (specific resistance, transmittance) on the amount of oxygen gas introduced during film formation is smaller than when using an alloy target, and the film thickness and characteristics are more stable and constant. Since a transparent conductive film can be produced, a method using an oxide target is employed industrially.
In consideration of productivity and manufacturing cost, the direct current sputtering method is easier to form at high speed than the high frequency sputtering method. That is, when the same power is input to the same target and the film formation rates are compared, the direct current sputtering method is about two to three times faster. Also, the direct current sputtering method is advantageous in terms of productivity because the deposition rate increases as the high direct current power is input. For this reason, a sputtering target that can form a film stably even when high DC power is applied industrially is useful.
On the other hand, ion plating is a method in which a surface of a target material to be a film is locally heated by arc discharge to be sublimated and ionized and attached to a negatively charged workpiece to form a film. In any case, a film having good adhesion at a low temperature can be obtained, a very wide variety of substrate properties and film properties can be selected, an alloy or a compound can be formed, and the process is environmentally friendly. Ion plating is similar to sputtering, and a transparent conductive film having a certain film thickness and characteristics can be produced more stably by using an oxide tablet.

上述のようにITOなどの酸化インジウム系材料が、工業的に広範に用いられているが、希少金属のインジウムが高価であることなどから、近年では非インジウム系の材料が求められている。
非インジウム系の材料としては、上述の様に、GZOやAZOなどの酸化亜鉛系材料、FTOやATOなどの酸化スズ系材料が知られている。特に酸化亜鉛系は、資源として豊富に埋蔵されているため低コストであって、ITOに匹敵する低比抵抗、高透過率を示す材料として注目されている。ただし、これを用いて得られる酸化亜鉛系透明導電膜は、通常の酸及びアルカリに対して容易に溶解するという長所はあるが、反面、酸・アルカリに対する耐性が乏しく、またエッチング速度の制御が難しいため、液晶ディスプレイ用途等で不可欠なウェットエッチングによる高精細なパターニング処理が困難である。よって、その用途は、パターニングを必要としない太陽電池などに限られている。このような理由から、酸化亜鉛系材料の耐薬品性を改善することが課題とされていた。
As described above, indium oxide-based materials such as ITO are widely used industrially, but non-indium-based materials have been demanded in recent years because rare metal indium is expensive.
As described above, zinc oxide materials such as GZO and AZO and tin oxide materials such as FTO and ATO are known as non-indium materials. In particular, zinc oxide-based materials are attracting attention as materials that are low in cost because they are abundantly embedded as resources and that exhibit low specific resistance and high transmittance comparable to ITO. However, the zinc oxide-based transparent conductive film obtained using this has the advantage of being easily dissolved in ordinary acids and alkalis, but on the other hand, it has poor resistance to acids and alkalis, and the etching rate can be controlled. Since it is difficult, high-definition patterning processing by wet etching, which is indispensable for liquid crystal display applications, is difficult. Therefore, its use is limited to solar cells that do not require patterning. For these reasons, it has been a problem to improve the chemical resistance of zinc oxide-based materials.

酸化亜鉛系透明導電膜の耐薬品性を改善する試みとしては、次のような例がある。特許文献1では、酸化亜鉛(ZnO)に、III族元素のアルミニウム(Al)等、あるいはIV族元素のシリコン(Si)等から選ばれるドナー不純物と、クロム(Cr)を共添加することにより、可視光透過性及び電気抵抗率を大きく損なうことなくZnO系透明導電膜の化学的特性の容易な制御を目的として、新しい不純物共添加のZnO透明導電膜、該薄膜製造するために使用されるターゲット材料及びパターニング技術が提案されている。
しかし、Crは毒性が強いことが知られているので、環境や人体に悪影響を与えないように考慮しなければならない。また、エッチング液を20〜5℃という通常より低い温度範囲に制御する必要があるため、工業的に適用し難い。
As an attempt to improve the chemical resistance of the zinc oxide-based transparent conductive film, there are the following examples. In Patent Document 1, zinc (ZnO) is co-added with chromium (Cr) and a donor impurity selected from group III element aluminum (Al) or the like or group IV element silicon (Si) or the like. A new impurity-codoped ZnO transparent conductive film and a target used to produce the thin film for the purpose of easily controlling the chemical properties of the ZnO-based transparent conductive film without significantly impairing the visible light transmittance and electrical resistivity. Materials and patterning techniques have been proposed.
However, since Cr is known to be highly toxic, it must be considered so as not to adversely affect the environment and the human body. Moreover, since it is necessary to control etching liquid to the temperature range lower than usual called 20-5 degreeC, it is difficult to apply industrially.

また、クロム(Cr)の代わりにコバルト(Co)もしくはバナジウム(V)を共添加した不純物共添加ZnO透明導電膜、該薄膜製造するために使用されるターゲット材料などが特許文献2に提案されている。しかし、コバルト(Co)は、インジウム(In)同様、希少金属である。また、バナジウム(V)は毒性を有するため、環境や人体に悪影響を与えないように考慮しなければならない。また、いずれを添加したとしても、特許文献1と同様に、エッチング液を20〜5℃という通常より低い温度範囲に制御する必要があるため、工業的に適用し難い。   Patent Document 2 proposes an impurity co-doped ZnO transparent conductive film in which cobalt (Co) or vanadium (V) is co-added instead of chromium (Cr), a target material used for manufacturing the thin film, and the like. Yes. However, cobalt (Co) is a rare metal like indium (In). Further, since vanadium (V) is toxic, it must be considered so as not to adversely affect the environment and the human body. Moreover, even if any is added, it is difficult to apply industrially because it is necessary to control the etching solution in a temperature range of 20 to 5 ° C., which is lower than usual, as in Patent Document 1.

また、特許文献3では、基体上に、酸化物膜、金属膜、酸化物膜とがこの順に(2n+1)層(n≧1)で積層された透明導電膜において、NiとZnとを含有する酸化物膜(NZ酸化物膜)、またはNiとZnとGaとを含有する酸化物膜(Gaを含むNZ酸化物膜)、が透明導電膜を形成する酸化物膜の少なくとも一部として設けられ、この透明導電膜が耐湿性および耐アルカリ性に優れると記載されている。しかし、NZ酸化物膜は、積層膜の一部を構成するものであって、金属膜と酸化物膜とで形成される2つの界面の両側に設けられることが好ましいとするだけで、NZ酸化物膜を得るためのターゲット、膜単独の性能は明らかにされていない。Gaを含むNZ酸化物膜の耐酸性については何も記載されておらず、また、耐酸性と耐アルカリ性に及ぼす膜の組成と結晶相の影響について、詳しい知見は示されていない。
特開2002−075061号公報 特開2002−075062号公報 特開平11−262968号公報
Further, in Patent Document 3, a transparent conductive film in which an oxide film, a metal film, and an oxide film are stacked in this order on a base in (2n + 1) layers (n ≧ 1) contains Ni and Zn. An oxide film (NZ oxide film) or an oxide film containing Ni, Zn, and Ga (NZ oxide film containing Ga) is provided as at least part of the oxide film that forms the transparent conductive film. It is described that this transparent conductive film is excellent in moisture resistance and alkali resistance. However, the NZ oxide film constitutes a part of the laminated film and is preferably provided on both sides of the two interfaces formed by the metal film and the oxide film. The performance of the target for obtaining a material film, the film alone, has not been clarified. Nothing is stated about the acid resistance of the NZ oxide film containing Ga, and no detailed knowledge is given about the influence of the film composition and crystal phase on the acid resistance and alkali resistance.
JP 2002-075061 A JP 2002-075062 A JP-A-11-262968

本発明の目的は、上記従来技術の課題に鑑み、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する酸化物焼結体、それを加工したターゲット、これを用いて直流スパッタリング法やイオンプレーティング法によって得られる耐薬品性に優れた低抵抗の透明導電膜を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, a target obtained by processing the oxide sintered body, and a direct current sputtering method or an ion plating method using the same. An object of the present invention is to provide a low-resistance transparent conductive film excellent in chemical resistance obtained by the above.

本発明者らは、上記従来の問題点を解決するために鋭意研究を重ね、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する酸化物焼結体において、ニッケルの含有量をNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02〜0.25とし、これをターゲットに加工して、直流スパッタリング法などで用いると、酸・アルカリに対する薬品耐性が高く低抵抗の酸化亜鉛系透明導電膜を得ることができ、また、さらにガリウムおよび/またはアルミニウムを特定量含有する酸化物焼結体をターゲットとして用いることで、得られる酸化亜鉛系透明導電膜の導電性が一層向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present inventors have made extensive studies, and in an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, the nickel content is reduced to Ni / (Zn + Ni). When the atomic ratio is set to 0.02 to 0.25, and this is processed into a target and used in a direct current sputtering method or the like, it is possible to obtain a zinc oxide-based transparent conductive film having high chemical resistance to acid / alkali and low resistance. In addition, it was found that the conductivity of the obtained zinc oxide-based transparent conductive film was further improved by using an oxide sintered body containing a specific amount of gallium and / or aluminum as a target, and the present invention was completed. It came to do.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する酸化物焼結体であって、平均粒径がμm以下の原料粉末を用い混合を12時間以上行って形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させて得られ、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、さらに酸化ニッケル相が含有されず、しかも、下記の式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下であり、かつ比抵抗が50kΩcm以下であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
I[NiZn1−xO(200)]/I[ZnO(101)]×100 (%)… 式(A)
(式中、I[NiZn1−xO(200)]は、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)ピーク強度であり、I[ZnO(101)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)ピーク強度を示す)
That is, according to the first invention of the present invention, an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, and mixing for 12 hours using a raw material powder having an average particle size of 3 μm or less. The molded body formed as described above is obtained by sintering in a sintering furnace at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen is introduced into the atmosphere, and the nickel content is Ni / (Zn + Ni). The atomic ratio is 0.02 to 0.25, no nickel oxide phase is contained , and the peak intensity ratio by X-ray diffraction measurement represented by the following formula (A) is 25% or less. There is provided an oxide sintered body characterized by having a specific resistance of 50 kΩcm or less.
I [Ni x Zn 1-x O (200)] / I [ZnO (101)] × 100 (%) Formula (A)
(In the formula, I [Ni x Zn 1-x O (200)] is a complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8) having a cubic rock salt structure. Or 0.9) (200) peak intensity of the phase, and I [ZnO (101)] represents the (101) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure)

また、本発明の第2の発明によれば、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルと、ガリウムおよび/またはアルミニウムを含有する酸化物焼結体であって、平均粒径がμm以下の原料粉末を用い混合を12時間以上行って形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させて得られ、ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比として0を超え0.08以下、また、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、さらに酸化ニッケル相が含有されず、しかも、下記の式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下であり、かつ比抵抗が5kΩcm以下であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
I[NiZn1−xO(200)]/I[ZnO(101)]×100 (%)… 式(A)
(式中、I[NiZn1−xO(200)]は、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)ピーク強度であり、I[ZnO(101)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)ピーク強度を示す)
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、ニッケルの含有量が、Ni/(Zn+Ni)、又はNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比として0.05〜0.14であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第2の発明において、ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比として0.01〜0.05であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。
Further, according to the second invention of the present invention, an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and gallium and / or aluminum, and having an average particle size of 3 μm or less A compact formed by mixing with powder for 12 hours or more is obtained by sintering in a sintering furnace at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen is introduced into the atmosphere. Alternatively, the aluminum content is more than 0 as the (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio and is 0.08 or less, and the nickel content is 0.02 to 0.25 as the Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio. further nickel oxide phase containing Sarezu, moreover, the peak intensity ratio of X-ray diffraction measurement represented by the formula (a) below is not more than 25%, and the specific resistance is 5kΩ Oxide sintered body, characterized in that m or less is provided.
I [Ni x Zn 1-x O (200)] / I [ZnO (101)] × 100 (%) Formula (A)
(In the formula, I [Ni x Zn 1-x O (200)] is a complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8) having a cubic rock salt structure. Or 0.9) (200) peak intensity of the phase, and I [ZnO (101)] represents the (101) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure)
According to the third invention of the present invention, in the first or second invention, the nickel content is 0.05 to 0.14 as a Ni / (Zn + Ni) or Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio. An oxide sintered body characterized by the above is provided.
According to the fourth invention of the present invention, in the second invention, the content of gallium and / or aluminum is 0.01 to 0.05 as an atomic ratio of (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al). An oxide sintered body characterized by the above is provided.

さらに、本発明の第の発明によれば、第1〜のいずれかの発明において、密度が5.0g/cm以上であることを特徴とする酸化物焼結体が提供される。 Furthermore, according to the fifth invention of the present invention, there is provided an oxide sintered body characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the density is 5.0 g / cm 2 or more.

一方、本発明の第の発明によれば、第1〜のいずれかの発明の酸化物焼結体を加工して得られるターゲットが提供される。 On the other hand, according to the sixth invention of the present invention, there is provided a target obtained by processing the oxide sintered body according to any one of the first to fifth inventions.

また、本発明の第の発明によれば、第の発明に係り、ターゲットを用いて、スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法で基板上に形成される透明導電膜が提供される。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the transparent conductive film according to the sixth aspect , wherein the transparent conductive film is formed on the substrate by sputtering or ion plating using a target.

また、本発明の第の発明によれば、第の発明において、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する透明導電膜であって、ニッケルがNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02〜0.25含有され、しかも、主として六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相から成り、下記の式(B)で表されるX線回折測定によるピーク強度比が、50%以上であり、かつ立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が含有されないことを特徴とする請求項9に記載の透明導電膜が提供される。
I[ZnO(002)]/(I[ZnO(002)]+I[ZnO(100)])×100 (%) … 式(B)
(式中、I[ZnO(002)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(002)ピーク強度であり、I[ZnO(100)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(100)ピーク強度を示す。)
また、本発明の第の発明によれば、第の発明において、さらに、ガリウムおよび/またはアルミニウムが、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0を超え0.08以下含有されることを特徴とする透明導電膜が提供される。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect , the transparent conductive film containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, wherein nickel is 0 in a Ni / (Zn + Ni) atomic ratio. 0.002 to 0.25 , which is mainly composed of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and a peak intensity ratio by an X-ray diffraction measurement represented by the following formula (B) is 50% or more. The transparent conductive film according to claim 9, wherein the transparent conductive film does not contain a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure .
I [ZnO (002)] / (I [ZnO (002)] + I [ZnO (100)]) × 100 (%) Formula (B)
(Wherein I [ZnO (002)] is the (002) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and I [ZnO (100)] has a hexagonal wurtzite structure. (Shows the (100) peak intensity of the zinc oxide phase.)
According to the ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect , gallium and / or aluminum is further contained in a (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio exceeding 0 and not exceeding 0.08. A transparent conductive film is provided.

本発明によれば、酸化物焼結体が酸化亜鉛を主成分とし、さらに特定量のニッケルを含有しているために、これをスパッタリングターゲットとして用いれば、直流スパッタリングでもアーク放電が発生せず、耐薬品性に優れた透明導電膜を形成することが可能となる。また、さらにガリウムおよび/またはアルミニウムを特定量含有する酸化物焼結体とすることで、得られる透明導電膜の導電性を一層改善することができる。
本発明の酸化物焼結体は、イオンプレーティング用のタブレットとしても同様に用いることができ高速成膜が可能である。これにより得られた本発明の酸化亜鉛系透明導電膜は、最適な組成と結晶相に制御されるため、可視光透過性及び電気抵抗率を大きく損なうことなく、優れた耐薬品性を示し、比較的高価なインジウムを使用しない透明導電膜として工業的に極めて有用である。
According to the present invention, since the oxide sintered body contains zinc oxide as a main component and further contains a specific amount of nickel, if this is used as a sputtering target, arc discharge does not occur even in direct current sputtering, It becomes possible to form a transparent conductive film excellent in chemical resistance. Furthermore, the conductivity of the transparent conductive film obtained can be further improved by using an oxide sintered body containing a specific amount of gallium and / or aluminum.
The oxide sintered body of the present invention can be similarly used as a tablet for ion plating, and high-speed film formation is possible. The zinc oxide-based transparent conductive film of the present invention thus obtained is controlled to an optimal composition and crystal phase, and thus exhibits excellent chemical resistance without greatly impairing visible light transmittance and electrical resistivity. It is extremely useful industrially as a transparent conductive film that does not use relatively expensive indium.

以下、本発明の酸化物焼結体、ターゲット、およびそれを用いて得られる透明導電膜について詳細に説明する。   Hereinafter, the oxide sintered body of the present invention, the target, and the transparent conductive film obtained using the same will be described in detail.

1.酸化物焼結体
本発明の酸化物焼結体は、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する酸化物焼結体であって、平均粒径がμm以下の原料粉末を用い混合を12時間以上行って形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させて得られ、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、さらに酸化ニッケル相が含有されず、しかも、下記の式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下であり、かつ比抵抗が50kΩcm以下であることを特徴とする(以下、これを第一の酸化物焼結体ともいう)。
また、本発明の酸化物焼結体は、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルと、ガリウムおよび/またはアルミニウムを含有する酸化物焼結体であって、平均粒径がμm以下の原料粉末を用い混合を12時間以上行って形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させて得られ、ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比として0を超え0.08以下、また、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、さらに酸化ニッケル相が含有されず、しかも、下記の式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下であり、かつ比抵抗が5kΩcm以下であることを特徴とする(以下、これを第二の酸化物焼結体ともいう)。
I[NiZn1−xO(200)]/I[ZnO(101)]×100 (%)… 式(A)
(式中、I[NiZn1−xO(200)]は、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)ピーク強度であり、I[ZnO(101)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)ピーク強度を示す)
1. Oxide sintered body The oxide sintered body of the present invention is an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, and mixing is performed using raw material powder having an average particle size of 3 μm or less. The formed body formed for 12 hours or more was obtained by sintering in a sintering furnace at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced, and the nickel content was Ni / ( (Zn + Ni) atomic ratio is 0.02 to 0.25, no nickel oxide phase is contained , and the peak intensity ratio by X-ray diffraction measurement represented by the following formula (A) is 25%. The specific resistance is 50 kΩcm or less (hereinafter also referred to as a first oxide sintered body).
The oxide sintered body of the present invention is an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and gallium and / or aluminum and having an average particle diameter of 3 μm or less. A molded body formed by mixing for 12 hours or more using a sinter is obtained by sintering in a sintering furnace at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen is introduced into the atmosphere, and gallium and / or The content of aluminum is more than 0 as a (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio and 0.08 or less, and the nickel content is 0.02 to 0.25 as an Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio, further nickel oxide phase containing Sarezu, moreover, the peak intensity ratio of X-ray diffraction measurement represented by the formula (a) below is not more than 25%, and the resistivity is 5kΩcm Characterized in that it is a lower (hereinafter, referred to also as a second oxide sintered body).
I [Ni x Zn 1-x O (200)] / I [ZnO (101)] × 100 (%) Formula (A)
(In the formula, I [Ni x Zn 1-x O (200)] is a complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8) having a cubic rock salt structure. Or 0.9) (200) peak intensity of the phase, and I [ZnO (101)] represents the (101) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure)

(1)第一の酸化物焼結体
本発明の第一の酸化物焼結体は、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを特定量含有する酸化物である。ニッケルの含有量は、Ni/(Zn+Ni)原子数比で0.02〜0.25の割合である。上記の組成範囲でニッケルが含まれているので、この酸化物焼結体をターゲットの原料として用いると、スパッタリングなどによって形成される酸化亜鉛を主成分とする透明導電膜の耐薬品性が向上する。
(1) First oxide sintered body The first oxide sintered body of the present invention is an oxide containing zinc oxide as a main component and further containing a specific amount of nickel. The nickel content is a ratio of 0.02 to 0.25 in terms of the Ni / (Zn + Ni) atomic ratio. Since nickel is contained in the above composition range, when this oxide sintered body is used as a target raw material, the chemical resistance of the transparent conductive film mainly composed of zinc oxide formed by sputtering or the like is improved. .

ここで透明導電膜の耐薬品性を、耐酸性と耐アルカリ性に分けて、ニッケルの含有量との関係を述べる。ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02未満である場合は、得られる透明導電膜の耐酸性、耐アルカリ性がともに不十分で、0.25を超える場合には、後で詳述するように膜の結晶性が低下するため、十分な耐酸性が得られなくなる。ただし、耐アルカリ性は、ニッケルの含有量が多くなるほど良好であり、0.25を超えた場合でも十分良好である。また、ニッケルの含有量が0.25を超えると、膜の結晶性が低下するため、比抵抗も高くなってしまう。直流(DC)スパッタリングを可能とするためには、比抵抗が50kΩcm以下であることが必要であり、比抵抗が高くなる傾向は好ましくない。比抵抗を下げるためには、酸化物焼結体の製造時に、例えば、還元雰囲気での焼結や熱処理などを付加することが望ましい。また、低い比抵抗、ならびに優れた耐酸性と耐アルカリ性を得るためには、ニッケルの含有量をNi/(Zn+Ni)原子数比で0.05〜0.14の範囲とすることがより一層好適である。   Here, the chemical resistance of the transparent conductive film is divided into acid resistance and alkali resistance, and the relationship with the nickel content is described. When the nickel content is less than 0.02 in terms of the Ni / (Zn + Ni) atomic ratio, both the acid resistance and alkali resistance of the resulting transparent conductive film are insufficient. As will be described in detail below, the crystallinity of the film is lowered, so that sufficient acid resistance cannot be obtained. However, the alkali resistance is better as the nickel content is increased, and even when the content exceeds 0.25, the alkali resistance is sufficiently good. On the other hand, if the nickel content exceeds 0.25, the crystallinity of the film decreases, and the specific resistance also increases. In order to enable direct current (DC) sputtering, the specific resistance needs to be 50 kΩcm or less, and the tendency for the specific resistance to increase is not preferable. In order to reduce the specific resistance, it is desirable to add, for example, sintering in a reducing atmosphere or heat treatment during the production of the oxide sintered body. In order to obtain a low specific resistance and excellent acid resistance and alkali resistance, the nickel content is more preferably in the range of 0.05 to 0.14 in terms of the Ni / (Zn + Ni) atomic ratio. It is.

本発明では酸化物焼結体が主に酸化亜鉛相から構成されているが、この酸化亜鉛相とは、JCPDSカード36−1451に記載された六方晶のウルツ鉱構造のものを指し、酸素欠損、亜鉛欠損の非化学量論組成のものも含まれる。添加元素であるニッケルは、通常、上記酸化亜鉛相の亜鉛サイトに固溶している。
本発明の酸化物焼結体においては、該酸化物焼結体中に、JCPDSカード47−1049に記載の酸化ニッケル相が含まれていないか、あるいは、式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下である。ニッケルが酸化亜鉛相に固溶されずに、良導電体でない酸化ニッケル相として酸化物焼結体中に含まれていると、スパッタリング時のアルゴンイオンの照射によって、帯電し、絶縁破壊を起こすためアーク放電を生じ、直流(DC)スパッタリングによる安定した成膜が困難になるからである。
In the present invention, the oxide sintered body is mainly composed of a zinc oxide phase. This zinc oxide phase refers to a hexagonal wurtzite structure described in JCPDS card 36-1451, and oxygen deficiency. Also included are zinc-deficient non-stoichiometric compositions. Nickel, which is an additive element, is usually dissolved in the zinc site of the zinc oxide phase.
In the oxide sintered body of the present invention, in the oxide sintered body, squid not contain nickel oxide phase according to JCPDS card 47-1049, or, X-rays of the formula (A) The peak intensity ratio by diffraction measurement is 25% or less . If nickel is not dissolved in the zinc oxide phase and is contained in the oxide sintered body as a nickel oxide phase that is not a good conductor, it will be charged by the irradiation of argon ions during sputtering, causing dielectric breakdown. This is because arc discharge is generated and stable film formation by direct current (DC) sputtering becomes difficult.

また、本発明の酸化物焼結体中には、JCPDSカード75−0270から75−0273に記載のニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相が、次式(A)で定義される、X線回折測定で得られる六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)によるピークと、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)によるピークの強度比が25%以下の範囲で含まれる。
I[NiZn1−xO(200)]/I[ZnO(101)]×100 (%)… 式(A)
Further, in the oxide sintered body of the present invention, a composite oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0. 0 ) containing nickel and zinc described in JCPDS cards 75-0270 to 75-0273. (7, 0.8 or 0.9) phase is defined by the following formula (A), the peak due to (101) of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure obtained by X-ray diffraction measurement, and cubic The intensity ratio of the peak due to (200) of the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase having a crystal rock salt structure is 25% or less Included in range.
I [Ni x Zn 1-x O (200)] / I [ZnO (101)] × 100 (%) Formula (A)

ここで、I[NiZn1−xO(200)]は、X線回折測定で得られる立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)ピーク強度を示し、I[ZnO(101)]は、X線回折測定で得られる六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)ピーク強度を示している。 Here, I [Ni x Zn 1-x O (200)] is a complex oxide Ni x Zn 1-x O ( x = 0.6, 0) having a cubic rock salt structure obtained by X-ray diffraction measurement. .7, 0.8 or 0.9 ) phase (200) peak intensity, and I [ZnO (101)] is a hexagonal wurtzite structure zinc oxide phase ( 101) It shows the peak intensity.

酸化物焼結体中にニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相が上記の強度比の範囲を超えて存在すると、膜中に立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が生成するため、耐酸性が著しく低下する。
また、ニッケルの含有量が多い場合には、酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相が生成しやすいため、平均粒径が5μm以下の原料粉末を用いて形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させるという条件に設定されたプロセスで酸化物焼結体を製造する必要がある。
The complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8 or 0.9) phase containing nickel and zinc in the oxide sintered body has the above strength ratio range. If it is present in excess, a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure is formed in the film, so that the acid resistance is remarkably lowered.
Further, when the nickel content is high, the nickel oxide phase or the composite oxide Ni x Zn 1-x O containing nickel and zinc (x = 0.6, 0.7, 0.8 or 0.9) Since a phase is easily generated, a compact formed using a raw material powder having an average particle size of 5 μm or less is baked at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen is introduced into a sintering furnace. It is necessary to produce an oxide sintered body by a process set to the condition of bonding.

酸化物焼結体の密度は、5.0g/cm以上であることが好ましい。密度が5.0g/cmよりも低いと、直流スパッタリングが困難になることはもとより、ノジュールの生成が著しくなるなどの問題が生じる。ノジュールは、スパッタリングに伴いターゲット表面のエロージョン部に発生する微細な突起物のことをいい、該ノジュールに起因して異常放電やスプラッシュが発生し、これが原因となってスパッタリングチャンバ内に粗大な粒子(パーティクル)が浮遊し、該粒子が、成膜途中の膜に付着して品質を低下させる原因となる。ただし、イオンプレーティング法で成膜する場合は、焼結体密度が高すぎると割れが起こるため、3.5〜4.5g/cmの範囲の比較的低い密度が好ましい。 The density of the oxide sintered body is preferably 5.0 g / cm 2 or more. When the density is lower than 5.0 g / cm 2 , DC sputtering becomes difficult and problems such as remarkable generation of nodules occur. Nodules are fine protrusions that occur in the erosion part of the target surface as a result of sputtering. Abnormal discharge and splash occur due to the nodules, which causes coarse particles ( Particles) float, and the particles adhere to the film in the middle of the film formation and cause the quality to deteriorate. However, when the film is formed by the ion plating method, cracking occurs if the sintered body density is too high, and therefore a relatively low density in the range of 3.5 to 4.5 g / cm 2 is preferable.

本発明の酸化物焼結体は、主にニッケルが固溶した酸化亜鉛相で構成されていて、50kΩcm以下の比抵抗を持っており、直流(DC)スパッタリングによる安定的な成膜が可能である。なお、ニッケル以外に、他の添加元素(例えば、インジウム、チタン、タングステン、モリブデン、イリジウム、ルテニウム、レニウムなど)が、本発明の目的を損なわない範囲で含まれていてもよい。   The oxide sintered body of the present invention is mainly composed of a zinc oxide phase in which nickel is dissolved, has a specific resistance of 50 kΩcm or less, and enables stable film formation by direct current (DC) sputtering. is there. In addition to nickel, other additive elements (for example, indium, titanium, tungsten, molybdenum, iridium, ruthenium, rhenium, and the like) may be included as long as the object of the present invention is not impaired.

(2)第二の酸化物焼結体
本発明の第二の酸化物焼結体は、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルと、ガリウムおよび/またはアルミニウムを含有する酸化物焼結体であって、ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比として0を超え0.08以下、また、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、かつ比抵抗が5kΩcm以下である。
(2) Second oxide sintered body The second oxide sintered body of the present invention is an oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and gallium and / or aluminum. Thus, the content of gallium and / or aluminum exceeds 0 as the (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio and is 0.08 or less, and the content of nickel is 0.02 as the Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio. The specific resistance is 0.25 cm or less.

上記酸化物焼結体において、導電性の向上に寄与するガリウムおよび/またはアルミニウムが、上記の組成範囲で含まれていなければならない。ガリウムおよび/またはアルミニウムの総含有量が(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0.08を超えると、本発明の酸化物焼結体を原料とするターゲットを用いて成膜される透明導電膜の結晶性が低下するため、比抵抗が高くなるとともに、耐薬品性、特に耐酸性の低下を招いてしまう。
また、前記のとおり、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比で0.02未満である場合は、透明導電膜は十分な耐酸性と耐アルカリ性が得られず、0.25を超えると十分な耐酸性が得られないばかりか、比抵抗も高くなってしまうので好ましくない。また、低い比抵抗、ならびに優れた耐酸性と耐アルカリ性を得るためには、ガリウムおよび/またはアルミニウムの総含有量を(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0.01〜0.05、ニッケルの含有量をNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比で0.05〜0.14の範囲とすることがより一層好適である。
In the oxide sintered body, gallium and / or aluminum that contributes to improvement in conductivity must be included in the above composition range. When the total content of gallium and / or aluminum exceeds 0.08 in terms of the (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio, the transparent conductive film formed using the target made from the oxide sintered body of the present invention is used. Since the crystallinity of the film is lowered, the specific resistance is increased, and chemical resistance, particularly acid resistance is lowered.
Further, as described above, when the nickel content is less than 0.02 in terms of the Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio, the transparent conductive film cannot obtain sufficient acid resistance and alkali resistance, and exceeds 0.25. In addition, sufficient acid resistance cannot be obtained, and the specific resistance increases, which is not preferable. In order to obtain low specific resistance and excellent acid resistance and alkali resistance, the total content of gallium and / or aluminum is 0.01 to 0.05 in terms of (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio, nickel It is more preferable that the content of Ni is in the range of 0.05 to 0.14 in terms of the Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio.

本発明では酸化物焼結体が主に酸化亜鉛相から構成されているが、この酸化亜鉛相とは、JCPDSカード36−1451に記載された六方晶のウルツ鉱構造のものを指し、酸素欠損、亜鉛欠損の非化学量論組成のものも含まれる。添加元素であるガリウム、アルミニウム、およびニッケルは、通常、上記酸化亜鉛相の亜鉛サイトに固溶している。   In the present invention, the oxide sintered body is mainly composed of a zinc oxide phase. This zinc oxide phase refers to a hexagonal wurtzite structure described in JCPDS card 36-1451, and oxygen deficiency. Also included are zinc-deficient non-stoichiometric compositions. The additive elements gallium, aluminum, and nickel are usually dissolved in the zinc site of the zinc oxide phase.

主にガリウムおよび/またはアルミニウム、ならびにニッケルが上記の組成範囲で固溶した酸化亜鉛相で構成されている場合は、5kΩcm以下、より好ましくは1kΩcm以下の導電性を得ることが可能であるため、直流(DC)スパッタリングによる成膜において、より高いパワーを印加することができ、高速成膜が可能である。   When composed mainly of gallium and / or aluminum and a zinc oxide phase in which nickel is dissolved in the above composition range, it is possible to obtain conductivity of 5 kΩcm or less, more preferably 1 kΩcm or less. In film formation by direct current (DC) sputtering, higher power can be applied, and high-speed film formation is possible.

2.酸化物焼結体の製造
本発明において酸化物焼結体は、その製造方法、例えば、(1)原料粉末から成形体を形成する工程と、(2)該成形体を焼結炉に入れて焼結させる工程を含む方法によることができる。本発明の酸化物焼結体中には、上記酸化ニッケル相の生成が無いわけであるが、製造条件のうち、例えば、原料粉末の粒径、混合条件および焼成条件に大きく依存する。
2. Production of Oxide Sintered Body In the present invention, the oxide sintered body is manufactured by , for example, (1) a step of forming a molded body from raw material powder, and (2) placing the molded body in a sintering furnace. And a method including a step of sintering. In the oxide sintered body of the present invention, the nickel oxide phase is not generated, but depends largely on, for example, the particle size of the raw material powder, the mixing conditions, and the firing conditions among the manufacturing conditions.

(1)成形体の形成
原料粉末から成形体を形成する工程では、第一の酸化物焼結体であれば、原料粉末として酸化亜鉛粉末に酸化ニッケル粉末を添加し、第二の酸化物焼結体であれば、これに、周期律表の第III族元素を含む酸化ガリウム粉末および/または酸化アルミニウム粉末を添加して混合する。周期律表の第III族元素は、高密度かつ高導電性の焼結体とするのに大きく寄与する。
(1) Formation of molded body In the step of forming a molded body from the raw material powder, if it is the first oxide sintered body, nickel oxide powder is added to the zinc oxide powder as the raw material powder, and the second oxide is sintered. If it is a ligation, the gallium oxide powder and / or aluminum oxide powder containing the group III element of a periodic table are added and mixed with this. The group III element in the periodic table greatly contributes to a high-density and highly conductive sintered body.

原料粉末は、いずれも平均粒径がμm以下の粉末を用いる必要がある。例えば、第一の酸化物焼結体であれば、平均粒径3μm以下の酸化亜鉛粉末、平均粒径3μm以下の酸化ニッケル粉末、また、第二の酸化物焼結体であれば、さらに、平均粒径3μm以下の酸化ガリウム粉末および/または平均粒径3μm以下の酸化アルミニウム粉末を用いる。そして、ボールミル混合を12時間以上とする必要がある。好ましくは混合を18時間以上行った混合粉末を用いることが、酸化物焼結体中の酸化ニッケル相の生成を抑制するのに有効である。平均粒径がμmを超え、あるいは混合時間が12時間未満では、各成分が均一に混合されず、酸化亜鉛相中にガリウムおよび/またはアルミニウム、ならびにニッケルが上記の組成範囲で固溶しにくくなり、そのために得られる酸化物焼結体の酸化亜鉛相中に酸化ニッケル相、または多量の複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相が存在することになり好ましくない。 As the raw material powder, it is necessary to use a powder having an average particle size of 3 μm or less. For example, if the first oxide sintered body, zinc oxide powder having an average particle size of 3 μm or less, nickel oxide powder having an average particle size of 3 μm or less, and if the second oxide sintered body, A gallium oxide powder having an average particle size of 3 μm or less and / or an aluminum oxide powder having an average particle size of 3 μm or less is used. And it is necessary to make ball mill mixing into 12 hours or more. Preferably, a mixed powder that has been mixed for 18 hours or more is effective in suppressing the formation of a nickel oxide phase in the oxide sintered body. When the average particle size exceeds 3 μm or the mixing time is less than 12 hours, the components are not uniformly mixed, and gallium and / or aluminum and nickel are not easily dissolved in the above composition range in the zinc oxide phase. Therefore, a nickel oxide phase or a large amount of complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8 or 0) in the zinc oxide phase of the obtained oxide sintered body .9) A phase is present, which is not preferable.

一般に、酸化亜鉛系の酸化物焼結体において、安定して成膜可能なターゲット用酸化物焼結体を作る場合、酸化亜鉛に添加する元素の酸化物を原料粉末として用いることが好ましいが、酸化亜鉛と添加する他金属とを組み合わせた原料粉末からも製造することは可能である。しかし、酸化物焼結体中に添加した金属粉末(粒子)が存在していると、成膜中にターゲット表面の金属粒子が溶融してしまうので、ターゲットと膜の組成の違いが大きくなり好ましくはない。   In general, in the case of making a target oxide sintered body that can stably form a film in a zinc oxide-based oxide sintered body, it is preferable to use an oxide of an element added to zinc oxide as a raw material powder, It can also be produced from a raw material powder in which zinc oxide and other metals to be added are combined. However, if the metal powder (particles) added to the oxide sintered body is present, the metal particles on the surface of the target melt during the film formation, which increases the difference in composition between the target and the film. There is no.

原料粉末は、公知の装置を用いて混合、撹拌し、バインダー(例えば、PVA)などを添加して造粒した後、10〜100μmの範囲に整え、こうして得た顆粒を例えば1000kg/cm以上の圧力で加圧成形し、成形体とする。ついで、原料粉末を金型でプレス成形することにより粉末が圧縮され、密度の高い凝結粒子となり嵩密度が向上し、より高密度の成形体を得ることができる。1000kg/cmより低い圧力では嵩密度の向上が不十分で、満足できる密度向上効果が期待できない。 The raw material powder is mixed and stirred using a known apparatus, added with a binder (for example, PVA) and granulated, then adjusted to a range of 10 to 100 μm, and the granules thus obtained are 1000 kg / cm 3 or more, for example. Press molding at a pressure of Subsequently, the raw material powder is press-molded with a metal mold to compress the powder, resulting in high-concentration condensed particles, an improved bulk density, and a higher-density molded body can be obtained. If the pressure is lower than 1000 kg / cm 2 , the bulk density is not sufficiently improved, and a satisfactory density improvement effect cannot be expected.

(2)成形体の焼結
成形工程に続く焼結工程は、該成形体を焼結炉に入れて焼結させる工程であり、焼成法は、簡便な常圧焼成法でもよいが、ホットプレス法でもよい。
(2) Sintering of molded body The sintering process following the molding process is a process in which the molded body is put into a sintering furnace and sintered, and the firing method may be a simple normal pressure firing method, The law may be used.

例えば、焼結炉内の大気に酸素を導入する雰囲気で、1100℃〜1600℃とし、好ましくは1200℃〜1500℃で、10〜30時間かけて、好ましくは15〜25時間焼結する。温度が1100℃より低いと焼結が不十分であり、密度が低くなり焼結体の抵抗値が高くなる。また、得られた焼結体から製造したターゲットは、成膜速度が遅くなる、異常放電などスパッタ時に不具合が生じるので好ましくない。この際、1〜3℃/分で昇温することができる。焼結後、冷却する際は酸素導入を止め、1000℃までを10℃/分で降温することができる。 For example, in an atmosphere to introduce oxygen into the atmosphere of the sintering furnace, and 1100 ° C. to 1600 ° C., preferably at 1200 ° C. to 1500 ° C., over a period of 10 to 30 hours, preferably sintered 15-25 hours. When the temperature is lower than 1100 ° C., the sintering is insufficient, the density is lowered, and the resistance value of the sintered body is increased. In addition, a target manufactured from the obtained sintered body is not preferable because a film formation rate is slow and defects such as abnormal discharge occur during sputtering. At this time, the temperature can be raised at 1 to 3 ° C./min. After the sintering, when cooling, the introduction of oxygen can be stopped and the temperature can be lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min.

得られる酸化物焼結体の密度が5.0g/cm以上となるようにすることが好ましい。密度が5.0g/cmよりも低いと、直流スパッタリングが困難になることはもとより、ノジュールの生成が著しくなるなどの問題が生じる。 It is preferable that the density of the obtained oxide sintered body is 5.0 g / cm 2 or more. When the density is lower than 5.0 g / cm 2 , DC sputtering becomes difficult and problems such as remarkable generation of nodules occur.

3.ターゲット
上記の方法で製造された第一又は第二の酸化物焼結体は、平面研削等により加工し、所定の寸法にしてから、バッキングプレートに貼着することにより、本発明のターゲット(単一ターゲットともいう)とすることができる。必要により数枚の焼結体を分割形状にならべて、大面積のターゲット(複合ターゲットともいう)としても良い。
ターゲットには、スパッタリング用ターゲットとイオンプレーティング用ターゲットが含まれる。なお、イオンプレーティング法では、このような材料がタブレットと称される場合もあるが、本発明ではターゲットと総称することにする。
ターゲットは、Niが添加された酸化亜鉛焼結体をベースとするもの(第一のターゲット)であるか、または、酸化亜鉛を主成分とし、ガリウムおよび/またはアルミニウム、ならびにニッケルが固溶した酸化亜鉛相で構成されている酸化物焼結体をベースとするもの(第二のターゲット)である。
3. Target The first or second oxide sintered body produced by the above method is processed by surface grinding or the like to obtain a predetermined dimension, and then adhered to a backing plate, whereby the target of the present invention (single Also referred to as one target). If necessary, several sintered bodies may be divided into divided shapes to form a large-area target (also referred to as a composite target).
The target includes a sputtering target and an ion plating target. In the ion plating method, such a material is sometimes referred to as a tablet, but in the present invention, it is collectively referred to as a target.
The target is based on a zinc oxide sintered body to which Ni is added (first target), or an oxide containing zinc oxide as a main component and gallium and / or aluminum and nickel as a solid solution. This is based on an oxide sintered body composed of a zinc phase (second target).

4.透明導電膜の製造
本発明の透明導電膜は、上記本発明のターゲットを用いて、成膜装置中で基板の上にスパッタリング法あるいはイオンプレーティング法により形成される。特に、直流(DC)スパッタリング法は、成膜時の熱影響が少なく、高速成膜が可能であるため工業的に有利であり好ましい。
4). Production of transparent conductive film The transparent conductive film of the present invention is formed on a substrate by sputtering or ion plating in a film forming apparatus using the target of the present invention. In particular, the direct current (DC) sputtering method is industrially advantageous and preferable because it has less thermal influence during film formation and enables high-speed film formation.

すなわち、本発明の方法は、前記酸化物焼結体から作製した第一又は第二のターゲットを用い、特定の基板温度、圧力、酸素濃度などのスパッタ条件を採用することで、基板上にNiを含有する酸化亜鉛よりなる透明導電膜を形成する方法である。   That is, the method of the present invention uses the first or second target prepared from the oxide sintered body and adopts sputtering conditions such as a specific substrate temperature, pressure, oxygen concentration, etc. It is a method of forming the transparent conductive film which consists of zinc oxide containing.

本発明により透明導電膜を形成するには、スパッタガスとしてアルゴンなどの不活性ガスを用い、直流スパッタリングを用いることが好ましい。また、スパッタリング装置内は、0.1〜1Pa、特に0.3〜0.8Paの圧力としてスパッタリングすることができる。
本発明においては、例えば、5×10−5Pa以下まで真空排気後、純Arガスを導入し、ガス圧を0.2〜0.5Paとし、直流電力100〜300Wを印加して直流プラズマを発生させ、プリスパッタを実施することができる。このプリスパッタを5〜30分間行った後、必要により基板位置を修正したうえでスパッタリングすることが好ましい。
In order to form a transparent conductive film according to the present invention, it is preferable to use an inert gas such as argon as a sputtering gas and to use direct current sputtering. Further, the inside of the sputtering apparatus can be sputtered at a pressure of 0.1 to 1 Pa, particularly 0.3 to 0.8 Pa.
In the present invention, for example, after evacuating to 5 × 10 −5 Pa or less, pure Ar gas is introduced, the gas pressure is set to 0.2 to 0.5 Pa, DC power 100 to 300 W is applied, and DC plasma is generated. And pre-sputtering can be performed. After performing this pre-sputtering for 5 to 30 minutes, it is preferable to perform sputtering after correcting the substrate position if necessary.

本発明では、基板を加熱せずに成膜できるが、基板を50〜300℃、特に80〜200℃に加熱することもできる。基板が樹脂板、樹脂フィルムなど低融点のものである場合は加熱しないで成膜することが望ましい。
上記本発明の酸化物焼結体から作製したスパッタリングターゲットを用いれば、耐薬品性、導電性に優れた透明導電膜を、直流スパッタリング法によって基板上に製造することができる。よって製造コストを大幅に削減できる。また、上記酸化物焼結体から作製したイオンプレーティング用のタブレットを用いた場合にも同様の透明導電膜の形成が可能である。
In the present invention, the film can be formed without heating the substrate, but the substrate can also be heated to 50 to 300 ° C., particularly 80 to 200 ° C. When the substrate has a low melting point such as a resin plate or a resin film, it is desirable to form the film without heating.
If the sputtering target produced from the oxide sinter of the present invention is used, a transparent conductive film excellent in chemical resistance and conductivity can be produced on a substrate by a direct current sputtering method. Therefore, the manufacturing cost can be greatly reduced. Moreover, the same transparent conductive film can be formed also when an ion plating tablet prepared from the above oxide sintered body is used.

5.透明導電膜
本発明の透明導電膜は、上記方法により、特定のターゲットを用いて、スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法で基板上に形成される。
すなわち、前記酸化物焼結体から加工されたターゲットを用いて、スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法で製造された透明導電膜であって、(1)酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する透明導電膜であって、ニッケルがNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02〜0.25含有され、しかも、主として六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相から成り、下記の式(B)で表されるX線回折測定によるピーク強度比が、50%以上であり、かつ立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が含有されない膜(以下、第一の膜ともいう)か、あるいは、(2)酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルと、ガリウムおよび/またはアルミニウムを含有する透明導電膜であって、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0を超え0.08以下の割合で含有し、ニッケルをNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比で0.02〜0.25の割合で含有され、しかも、主として六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相から成り、下記の式(B)で表されるX線回折測定によるピーク強度比が、50%以上であり、かつ立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が含有されない膜(以下、第二の膜ともいう)であることを特徴とする。
I[ZnO(002)]/(I[ZnO(002)]+I[ZnO(100)])×100 (%) … 式(B)
(式中、I[ZnO(002)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(002)ピーク強度であり、I[ZnO(100)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(100)ピーク強度を示す。)
5. Transparent conductive film The transparent conductive film of the present invention is formed on a substrate by a sputtering method or an ion plating method using a specific target by the above method.
That is, a transparent conductive film manufactured by a sputtering method or an ion plating method using a target processed from the oxide sintered body, (1) containing zinc oxide as a main component and further containing nickel A transparent conductive film containing nickel in an Ni / (Zn + Ni) atomic ratio of 0.02 to 0.25, and composed mainly of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure. Or a film containing no zinc oxide phase having a cubic rock salt structure (hereinafter also referred to as a first film), or (2) A transparent conductive film containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and gallium and / or aluminum, and having a (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio of 0 Beyond 0.08 in a proportion of less are contained in an amount of nickel in the Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio 0.02-0.25, moreover, mainly zinc oxide phase a hexagonal wurtzite structure A film (hereinafter referred to as a second film ) that has a peak intensity ratio of 50% or more represented by the following formula (B) and does not contain a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure. (It is also called).
I [ZnO (002)] / (I [ZnO (002)] + I [ZnO (100)]) × 100 (%) Formula (B)
(Wherein I [ZnO (002)] is the (002) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and I [ZnO (100)] has a hexagonal wurtzite structure. (Shows the (100) peak intensity of the zinc oxide phase.)

これまでの酸化亜鉛系透明導電膜といえば、通常の酸及びアルカリに対して容易に溶解し、酸・アルカリに対する耐性に乏しくエッチング速度の制御が難しいため、液晶ディスプレイ用途等で不可欠なウェットエッチングによる高精細なパターニング処理が困難であるという問題を有していた。本発明は、工業的に有用な直流スパッタリング法やイオンプレーティング法による高速成膜に供することが可能な、アーク放電の生じにくいスパッタリングターゲット或いはイオンプレーティングタブレットを用いるので、電気的・光学的特性を損なうことなく高い酸・アルカリに対する薬品耐性を有する酸化亜鉛系透明導電膜を得ることができる。特に、膜の組成および結晶相を制御することによって、高い耐薬品性を示す酸化亜鉛系透明導電膜が得られる。   Conventional zinc oxide-based transparent conductive films dissolve easily in ordinary acids and alkalis, have poor resistance to acids and alkalis, and are difficult to control the etching rate. There is a problem that high-definition patterning processing is difficult. Since the present invention uses a sputtering target or an ion plating tablet which can be used for high-speed film formation by an industrially useful DC sputtering method or ion plating method and hardly generates arc discharge, the electrical and optical characteristics are used. A zinc oxide-based transparent conductive film having high chemical resistance to acids and alkalis can be obtained without impairing the properties. In particular, a zinc oxide-based transparent conductive film exhibiting high chemical resistance can be obtained by controlling the film composition and crystal phase.

本発明の透明導電膜は、上記酸化物焼結体を原料として成膜されるため、酸化物焼結体の組成が反映されている。すなわち、第一の膜が、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する透明導電膜であって、ニッケルをNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02〜0.25の割合で含有するものであり、また、第二の膜が、酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルと、ガリウムおよび/またはアルミニウムを含有する透明導電膜であって、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0を超え0.08以下の割合で含有し、ニッケルをNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比で0.02〜0.25の割合で含有する。   Since the transparent conductive film of the present invention is formed using the oxide sintered body as a raw material, the composition of the oxide sintered body is reflected. That is, the first film is a transparent conductive film containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, and nickel is contained at a Ni / (Zn + Ni) atomic ratio of 0.02 to 0.25. The second film is a transparent conductive film containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and gallium and / or aluminum, and has a (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio of 0. More than 0.08 and not more than 0.08, and nickel is contained at a Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio of 0.02 to 0.25.

この透明導電膜は、酸化亜鉛を主成分とし、上記組成範囲のニッケルを含有することによって、優れた耐薬品性を示す。ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02未満である場合は、透明導電膜は十分な耐酸性、耐アルカリ性を示さず、0.25を超える場合には、膜の結晶性が低下するため、十分な耐酸性が得られなくなる。ただし、耐アルカリ性は、ニッケルの含有量が多くなるほど良好であり、0.25を超えた場合でも十分良好である。ニッケルの含有量が0.25を超え、膜の結晶性が低下した場合には、導電性も損なわれてしまう。   This transparent conductive film exhibits excellent chemical resistance by containing zinc oxide as a main component and containing nickel in the above composition range. When the nickel content is less than 0.02 in terms of the Ni / (Zn + Ni) atomic ratio, the transparent conductive film does not exhibit sufficient acid resistance and alkali resistance, and when it exceeds 0.25, the crystal of the film Therefore, sufficient acid resistance cannot be obtained. However, the alkali resistance is better as the nickel content is increased, and even when the content exceeds 0.25, the alkali resistance is sufficiently good. When the nickel content exceeds 0.25 and the crystallinity of the film is lowered, the conductivity is also impaired.

透明導電膜は、さらに上記の組成範囲のガリウムおよび/またはアルミニウムを含有することによって、より高い導電性を示すことも可能となる。ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0.08を超える場合には、膜の結晶性が低下するため、十分な耐酸性が得ることができなくなる。
さらに、この透明導電膜が優れた耐薬品性と低い比抵抗を示すためには、上記のガリウムおよび/またはアルミニウムの総含有量が(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0.01〜0.05であり、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比で0.05〜0.14であることが、より一層好ましい。
特許文献3では、前述したように、NiとZnとGaとを含有する酸化物膜(Gaを含むNZ酸化物膜)が耐湿性ならびに耐アルカリ性が優れることが開示され、その請求項2には、NiとZnの総和に対してNiを5〜80原子%含むことが示され、非常に広範な組成範囲が規定されている。しかし、このような広範な組成範囲を規定しているのは、膜の耐湿性と耐アルカリ性の評価しか行われていないからであり、耐酸性を考慮した場合には上記範囲がすべて許容されるわけではない。さらに、特許文献3では、後述するような膜の生成相や結晶性が与える耐酸性への影響に関して、何ら記述されていない。
The transparent conductive film can further exhibit higher conductivity by containing gallium and / or aluminum having the above composition range. When the content of gallium and / or aluminum exceeds 0.08 in terms of the (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio, the crystallinity of the film is lowered, so that sufficient acid resistance cannot be obtained.
Furthermore, in order for this transparent conductive film to exhibit excellent chemical resistance and low specific resistance, the total content of gallium and / or aluminum is 0.01 to 0 in terms of (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio. It is even more preferable that the nickel content is 0.05 to 0.14 in terms of Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio.
In Patent Document 3, as described above, it is disclosed that an oxide film containing Ni, Zn, and Ga (a NZ oxide film containing Ga) has excellent moisture resistance and alkali resistance. It is shown that Ni is contained in an amount of 5 to 80 atomic% with respect to the total of Ni and Zn, and a very wide composition range is defined. However, the reason why such a wide composition range is specified is that only the evaluation of moisture resistance and alkali resistance of the film has been performed, and all of the above ranges are allowed in consideration of acid resistance. Do not mean. Furthermore, Patent Document 3 does not describe any influence on the acid resistance given by the film formation phase and crystallinity as described later.

本発明の透明導電膜は、主としてJCPDSカード36−1451に記載された六方晶のウルツ鉱構造の酸化亜鉛相から成るが、高い導電性と優れた耐酸性を得るためには、前記したように膜の結晶性が重要である。
すなわち、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のc面が基板に対して平行になるように配向していることが重要である。
特に、次の式(B)で定義される、X線回折測定で得られる六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のc面(002)とa面(100)のピーク強度比が、50%以上であることが必要である
I[ZnO(002)]/(I[ZnO(002)]+I[ZnO(100)])×100 (%) … 式(B)
The transparent conductive film of the present invention is composed mainly of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure described in JCPDS card 36-1451. In order to obtain high conductivity and excellent acid resistance, as described above. The crystallinity of the film is important.
That is, it is important that the c-plane of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure is oriented so as to be parallel to the substrate.
In particular, the peak intensity ratio between the c-plane (002) and a-plane (100) of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure obtained by X-ray diffraction measurement defined by the following formula (B) is 50 % Or more is necessary .
I [ZnO (002)] / (I [ZnO (002)] + I [ZnO (100)]) × 100 (%) Formula (B)

ここで、I[ZnO(002)]は、X線回折測定で得られる六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(002)ピーク強度であり、また、I[ZnO(100)]は、X線回折測定で得られる六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(100)ピーク強度を示している。ピーク強度の比が50%未満の場合、導電性が損なわれるとともに、十分な耐酸性を得ることができない。   Here, I [ZnO (002)] is the (002) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure obtained by X-ray diffraction measurement, and I [ZnO (100)] is The (100) peak intensity of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure obtained by X-ray diffraction measurement is shown. When the ratio of peak intensities is less than 50%, conductivity is impaired and sufficient acid resistance cannot be obtained.

また、ニッケルをNi/(Zn+Ni)原子数比、又はNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比で0.25より過剰に含んだ場合、もしくは原料である酸化物焼結体に酸化ニッケル相やニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相が多量に含まれる場合、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケルもしくはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の寄与が大きくなり、透明導電膜には、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が形成されるようになってしまう。立方晶構造の酸化亜鉛相は、透明導電膜の高比抵抗化を招くだけでなく、耐酸性を低下させるため、膜中に含まれていてはならない。たとえ式(B)のX線回折強度比が50%以上であっても、立方晶構造の酸化亜鉛相が含まれる場合には、十分な耐酸性を得ることができない。 Further, when nickel is included in excess of 0.25 in the Ni / (Zn + Ni) atomic ratio or the Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio, or the oxide sintered body as the raw material has a nickel oxide phase, nickel and zinc Nickel oxide or nickel having a cubic rock salt structure when a large amount of the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase is contained And the composite oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase containing zinc and zinc are increased, and the transparent conductive film has a cubic rock salt. A zinc oxide phase having a structure is formed. The cubic structure zinc oxide phase not only increases the specific resistance of the transparent conductive film, but also reduces acid resistance, so it must not be contained in the film. Even if the X-ray diffraction intensity ratio of the formula (B) is 50% or more, sufficient acid resistance cannot be obtained when a zinc oxide phase having a cubic structure is included.

本発明の透明導電膜は、液晶ディスプレイなどの配線材料として用いられるが、そのためにはフォトレジストを用いたウェットエッチングでパターニングできることが重要である。すなわち、ウェットエッチングによるパターニングを可能とするためには、弱酸の有機酸(関東化学製ITO−06N)に対して30〜100nm/minの範囲の適度なエッチングレートを示すこと、および、弱アルカリに対してエッチングされないことが必要である。
また、帯電防止用途などの機能性の透明導電膜として用いる場合には、最低限の耐候性が重要である。すなわち、弱酸については上記と同程度であって、かつ弱アルカリ(5%KOH)に対して20nm/min以下のエッチングレートを示すことが必要である。
本発明の透明導電膜は、前記したように、酸化亜鉛にニッケルを添加した酸化物焼結体を加工したターゲットを用いるか、酸化亜鉛とニッケルに、さらにガリウムおよび/またはアルミニウムを適正な組成範囲で添加した酸化物焼結体を加工したターゲットを用い、膜の構造と結晶性を適切に制御することによって製造されるので、優れた耐酸性と耐アルカリ性を有している。したがって、上記のエッチング特性を十分満足することが可能である。
The transparent conductive film of the present invention is used as a wiring material for a liquid crystal display or the like. For that purpose, it is important that patterning can be performed by wet etching using a photoresist. That is, in order to enable patterning by wet etching, an appropriate etching rate in the range of 30 to 100 nm / min with respect to a weak acid organic acid (ITO-06N manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and a weak alkali On the other hand, it must be not etched.
Moreover, when using as a functional transparent conductive film, such as an antistatic use, minimum weather resistance is important. That is, it is necessary for the weak acid to be about the same as described above and exhibit an etching rate of 20 nm / min or less with respect to the weak alkali (5% KOH).
As described above, the transparent conductive film of the present invention uses a target obtained by processing an oxide sintered body in which nickel is added to zinc oxide, or an appropriate composition range of gallium and / or aluminum in addition to zinc oxide and nickel. Since it is manufactured by appropriately controlling the structure and crystallinity of the film using the target obtained by processing the oxide sintered body added in step 1, it has excellent acid resistance and alkali resistance. Therefore, it is possible to sufficiently satisfy the above etching characteristics.

本発明において透明導電膜の膜厚は、用途によって異なるので特に規定できないが、50〜500nm、好ましくは100〜300nmである。50nm未満であると十分な比抵抗が確保できず、一方、500nmを超えると膜の着色の問題が生じてしまうので好ましくない。
また、透明導電膜の可視域(400〜800nm)での平均透過率は80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。平均透過率が80%未満であると有機EL素子などへの適用が困難となる。
In this invention, since the film thickness of a transparent conductive film changes with uses and cannot be prescribed | regulated in particular, it is 50-500 nm, Preferably it is 100-300 nm. If the thickness is less than 50 nm, a sufficient specific resistance cannot be ensured. On the other hand, if it exceeds 500 nm, a problem of coloring the film occurs, which is not preferable.
Moreover, the average transmittance | permeability in the visible region (400-800 nm) of a transparent conductive film is 80% or more, Preferably it is 85% or more, More preferably, it is 90% or more. When the average transmittance is less than 80%, application to an organic EL element or the like becomes difficult.

6.透明導電性基材
本発明において、上記の透明導電性薄膜は、通常、ガラス板、石英板、樹脂板又は樹脂フィルムから選択されるいずれかの基材(基板)上に成膜され透明導電性基材となる。
6). Transparent conductive base material In the present invention, the transparent conductive thin film is usually formed on a base material (substrate) selected from a glass plate, a quartz plate, a resin plate or a resin film, and is transparently conductive. It becomes a base material.

この透明導電性基材は、前記の透明導電膜をLCD、PDP、或いはEL素子などの表示パネルの陽極及び/又は陰極として機能させるものである。基材としては、光透過性の支持体を兼ねることから、一定の強度と透明性を有する必要がある。
樹脂板もしくは樹脂フィルムを構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)などが挙げられ、これらの表面にアクリル樹脂が被覆された構造の樹脂板もしくは樹脂フィルムでもよい。
基材の厚さは、特に限定されるわけではないが、ガラス板や石英板であれば、0.5〜10mm、好ましくは1〜5mmであり、樹脂板又は樹脂フィルムの場合は、0.1〜5mm、好ましくは1〜3mmとされる。この範囲よりも薄いと強度が弱く取り扱いも難しい。一方、この範囲よりも厚いと透明性が悪いだけでなく重量が大きくなり好ましくない。
This transparent conductive substrate allows the transparent conductive film to function as an anode and / or a cathode of a display panel such as an LCD, PDP, or EL element. Since the substrate also serves as a light-transmitting support, it needs to have a certain strength and transparency.
Examples of the material constituting the resin plate or resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), etc., and these surfaces are coated with acrylic resin. It may be a resin plate or a resin film having a structured structure.
The thickness of the substrate is not particularly limited, but is 0.5 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm for a glass plate or a quartz plate. 1 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm. If it is thinner than this range, the strength is weak and handling is difficult. On the other hand, if it is thicker than this range, not only the transparency is poor, but also the weight is unfavorable.

上記基材には、単層または多層からなる絶縁層、半導体層、ガスバリア層又は保護層のいずれかを形成することができる。絶縁層としては、酸化珪素(Si−O)膜または窒化酸化珪素(Si−O−N)膜などがあり、半導体層としては、薄膜トランジスター(TFT)などがあり主にガラス基板に形成され、ガスバリア層は、水蒸気バリア膜などとして、酸化珪素(Si−O)膜、窒化酸化珪素(Si−O−N)膜、アルミニウム酸マグネシウム(Al−Mg−O)膜、または酸化スズ系(例えば、Sn−Si−O)膜などが樹脂板もしくは樹脂フィルムに形成される。保護層は、基材の表面を傷や衝撃から守るためのものであり、Si系、Ti系、アクリル樹脂系など各種コーテングが使用される。なお、基材に形成しうる層はこれらに限定されず、導電性を有する薄い金属膜などを施すこともできる。   Any of an insulating layer, a semiconductor layer, a gas barrier layer, or a protective layer composed of a single layer or multiple layers can be formed on the substrate. The insulating layer includes a silicon oxide (Si—O) film or a silicon nitride oxide (Si—O—N) film, and the semiconductor layer includes a thin film transistor (TFT) and is mainly formed on a glass substrate. The gas barrier layer includes a silicon oxide (Si—O) film, a silicon nitride oxide (Si—O—N) film, a magnesium aluminate (Al—Mg—O) film, or a tin oxide-based (for example, a water vapor barrier film). (Sn—Si—O) film or the like is formed on the resin plate or resin film. The protective layer is for protecting the surface of the substrate from scratches and impacts, and various coatings such as Si-based, Ti-based, and acrylic resin-based are used. Note that the layer that can be formed over the substrate is not limited thereto, and a thin metal film having conductivity can be applied.

本発明によって得られる透明導電性基材は、比抵抗、光透過率、表面平坦性などの面で優れた特性をもつ透明導電膜が成膜されているため、各種の表示パネルの構成部品として極めて有用である。また、上記透明導電性基材を備えた電子回路実装部品としては、有機EL素子の他にレーザー部品などを挙げることができる。   The transparent conductive substrate obtained by the present invention has a transparent conductive film having excellent properties such as specific resistance, light transmittance, and surface flatness, so that it can be used as a component of various display panels. Very useful. Moreover, as an electronic circuit mounting component provided with the said transparent conductive base material, a laser component etc. other than an organic EL element can be mentioned.

以下に、本発明の実施例を用いて、さらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples, but the present invention is not limited to these examples.

(焼結体の原料粉末)
平均粒径が3μm以下の酸化亜鉛粉末と、平均粒径が3μm以下の酸化ガリウム粉末および/または平均粒径が3μm以下の酸化アルミニウム粉末、ならびに平均粒径が3μm以下の酸化ニッケル粉末を原料粉末とした。
(Raw material powder)
Raw material powder of zinc oxide powder having an average particle size of 3 μm or less, gallium oxide powder having an average particle size of 3 μm or less and / or aluminum oxide powder having an average particle size of 3 μm or less, and nickel oxide powder having an average particle size of 3 μm or less It was.

(酸化物焼結体の評価)
得られた酸化物焼結体の比抵抗を、研磨面に対し、四探針法で測定した。また、得られた酸化物焼結体の端材を粉砕し、粉末X線回折測定を実施し、生成相の同定を行った。
(Evaluation of sintered oxide)
The specific resistance of the obtained oxide sintered body was measured with respect to the polished surface by a four-point probe method. Moreover, the end material of the obtained oxide sintered body was pulverized, powder X-ray diffraction measurement was performed, and the generated phase was identified.

(透明導電膜の基本特性評価)
得られた透明導電膜の膜厚を表面粗さ計(テンコール社製)で測定した。膜の比抵抗は、四探針法によって測定した表面抵抗と膜厚の積から算出した。膜の光学特性は、分光光度計(日立製作所社製)で測定した。膜の生成相は、X線回折測定(PANalytical社製)によって同定した。なお、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の生成は、X線回折を用いた逆格子空間マッピング測定によって判定した。
(Basic characteristic evaluation of transparent conductive film)
The film thickness of the obtained transparent conductive film was measured with a surface roughness meter (manufactured by Tencor). The specific resistance of the film was calculated from the product of the surface resistance and the film thickness measured by the four probe method. The optical properties of the film were measured with a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd.). The formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement (manufactured by PANalytical). The formation of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was determined by reciprocal space mapping measurement using X-ray diffraction.

(透明導電膜の耐薬品性評価)
膜厚約200nmの透明導電膜を成膜し、耐薬品性を以下の手順で調べた。耐酸性については、30℃に設定したITO用有機酸エッチング液ITO−06N(関東化学製)に20秒間浸漬し、浸漬前後の膜厚差から求めた1分間当たりのエッチング速度によって判定した。耐アルカリ性についても同様に、5%のKOH水溶液に1分間浸漬し、求めた1分間当たりのエッチング速度によって判定した。
(Evaluation of chemical resistance of transparent conductive film)
A transparent conductive film having a thickness of about 200 nm was formed, and the chemical resistance was examined by the following procedure. About acid resistance, it immersed in the organic acid etching liquid ITO-06N (made by Kanto Chemical) for ITO set to 30 degreeC for 20 second, and determined by the etching rate per minute calculated | required from the film thickness difference before and behind immersion. Similarly, the alkali resistance was determined by immersing in a 5% KOH aqueous solution for 1 minute and determining the etching rate per minute.

(実施例1)
ガリウムおよびアルミニウムを含まず、ニッケルのみを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を次のようにして作製した。
それぞれ平均粒径が3μm以下の酸化亜鉛粉末と酸化ニッケル粉末を出発原料として用い、酸化ニッケルは、ニッケルとしての含有量がNi/(Zn+Ni)原子数比で0.11となるように配合した。原料粉末を水とともに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ZrOボールを用い、混合時間を18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。該造粒物を、冷間静水圧プレスで3ton/cmの圧力をかけて成形した。
次に、成形体を次のように焼結した。炉内容積0.1m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、1400℃で20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、酸化亜鉛およびニッケルからなる酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が50kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.6g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前記式(A)で定義される、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)によるピークと、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)によるピークの強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体を、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ィングして、スパッタリングターゲットとした。直径152mm、厚み5mmの大きさに加工し、スパッタリング面をカップ砥石で最大高さRzが3.0μm以下となるように磨いた。
これをスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーキング抑制機能のない直流電源を装備した直流マグネトロンスパッタリング装置(アネルバ製)の非磁性体ターゲット用カソードに、スパッタリングターゲットを取り付けた。基板には、無アルカリのガラス基板(コーニング♯7059)を用い、ターゲット−基板間距離を60mmに固定した。5×10−5Pa以下まで真空排気後、純Arガスを導入し、ガス圧を0.3Paとし、直流電力200Wを印加して直流プラズマを発生させ、プリスパッタを実施した。十分なプリスパッタ後、スパッタリングターゲットの直上、すなわち静止対向位置に基板を配置し、加熱せずにスパッタリングを実施して、透明導電膜を形成した。
アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前記式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、2.5×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度な酸に対するエッチングレートを示した。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
Example 1
An oxide sintered body containing zinc oxide containing only nickel and not containing gallium and aluminum was produced as follows.
Zinc oxide powder and nickel oxide powder each having an average particle size of 3 μm or less were used as starting materials, and nickel oxide was blended so that the content as nickel was 0.11 in terms of Ni / (Zn + Ni) atomic ratio. The raw material powder was put into a resin pot together with water and mixed by a wet ball mill. At this time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 18 hours. After mixing, the slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The granulated product was molded by applying a pressure of 3 ton / cm 2 with a cold isostatic press.
Next, the compact was sintered as follows. Sintering was performed at 1400 ° C. for 20 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, and when cooling after sintering, oxygen introduction was stopped, and the temperature was lowered to 1000 ° C. at 10 ° C./min to produce an oxide sintered body made of zinc oxide and nickel. did. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 50 kΩcm or less. The density was 5.6 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak due to (101) of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure defined by the formula (A) and the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x having a cubic rock salt structure are defined. = 0.6, 0.7, 0.8 or 0.9) The intensity ratio of the peak due to (200) of the phase was 0%.
Such an oxide sintered body was bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metallic indium to obtain a sputtering target. The diameter was 152 mm and the thickness was 5 mm, and the sputtering surface was polished with a cup grindstone so that the maximum height Rz was 3.0 μm or less.
Using this as a sputtering target, film formation by direct current sputtering was performed. A sputtering target was attached to a cathode for a non-magnetic material target of a DC magnetron sputtering apparatus (manufactured by Anelva) equipped with a DC power supply having no arcing suppression function. As the substrate, an alkali-free glass substrate (Corning # 7059) was used, and the target-substrate distance was fixed to 60 mm. After evacuating to 5 × 10 −5 Pa or less, pure Ar gas was introduced, the gas pressure was set to 0.3 Pa, DC power was applied at 200 W to generate DC plasma, and pre-sputtering was performed. After sufficient pre-sputtering, a transparent conductive film was formed by placing a substrate directly above the sputtering target, that is, at a stationary facing position, and performing sputtering without heating.
Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. The diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure is only observed by c-plane (002) reflection, and is defined by the formula (B). The a-plane (100) of the zinc oxide phase The c-plane (002) peak intensity ratio with respect to was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 2.5 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate at the time of immersing the obtained transparent conductive film in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and showed the etching rate with respect to a moderate acid. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
従来のガリウムをドープした酸化亜鉛の酸化物焼結体を作製した。出発原料として酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末を用い、ガリウムとしての含有量がGa/(Zn+Ga)原子数比で0.05となるように配合した。
得られた酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認された。
酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。
得られた透明導電膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)による反射のみが観察され、前記式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。また、膜の比抵抗を測定したところ、8.3×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、560nm/minであった。適度とされるエッチングレートに比べてかなり高い値を示し、耐酸性が低いことが明らかとなった。5%KOHに浸漬したところ、エッチングレートは180nm/minとなり、耐アルカリ性も低いことが明らかとなった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A conventional zinc oxide oxide sintered body doped with gallium was prepared. Zinc oxide powder and gallium oxide powder were used as starting materials, and were mixed so that the content as gallium was 0.05 in terms of Ga / (Zn + Ga) atomic ratio.
When the specific resistance value of the obtained oxide sintered body was measured, it was confirmed that it was 1 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 . When the phase of the oxide sintered body was identified by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed.
The oxide sintered body was bonded to form a sputtering target, and film formation was performed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible.
When the produced phase of the transparent conductive film obtained was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was It was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only reflection by the c-plane (002) is observed, and the zinc oxide phase is defined by the formula (B) and is defined with respect to the a-plane (100). The peak intensity ratio of the c-plane (002) was 100%. Moreover, when the specific resistance of the film was measured, it was 8.3 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 560 nm / min. It was revealed that the etching rate was considerably higher than the appropriate etching rate, and the acid resistance was low. When immersed in 5% KOH, the etching rate was 180 nm / min, and it was revealed that the alkali resistance was low. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。出発原料として酸化亜鉛粉末、酸化ガリウム粉末、および酸化ニッケル粉末を用い、酸化ガリウムは、ガリウムとしての含有量がGa/(Zn+Ga)原子数比で0.005となるように、酸化ニッケルは、ニッケルとしての含有量がNi/(Zn+Ga+Ni)原子数比で0.02となるように配合した。
実施例1と同様にして焼結し、得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、1.9×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、70nm/minであり、適度な酸に対するエッチングレートを示した。5%KOHに浸漬した場合は20nm/minであり十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 2)
An oxide sintered body mainly composed of zinc oxide containing gallium and nickel was produced. Zinc oxide powder, gallium oxide powder, and nickel oxide powder are used as starting materials. Nickel oxide is nickel so that the content of gallium oxide is 0.005 in terms of the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio. Is added so that the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio is 0.02.
Sintering was carried out in the same manner as in Example 1, and the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 5 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 . As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 1.9 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate at the time of immersing the obtained transparent conductive film in ITO-06N was measured, it was 70 nm / min and showed the etching rate with respect to a moderate acid. When immersed in 5% KOH, it was 20 nm / min, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.08に変更した以外は、実施例2と同様のNi/(Zn+Ga+Ni)原子数比0.02の組成と作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。
得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、1.6×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、70nm/minであり、適度な酸に対するエッチングレートを示した。5%KOHに浸漬した場合は20nm/minであり十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 3)
Except for changing the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio to 0.08, the same composition and manufacturing method of Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio 0.02 as in Example 2 were used, and zinc oxide containing gallium and nickel was used. An oxide sintered body having a main component was produced.
When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 5 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 . As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 1.6 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate at the time of immersing the obtained transparent conductive film in ITO-06N was measured, it was 70 nm / min and showed the etching rate with respect to a moderate acid. When immersed in 5% KOH, it was 20 nm / min, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.10に変更した以外は、実施例2と同様のNi/(Zn+Ga+Ni)原子数比0.02の組成と作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。
膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察されたものの、実施例2と比較すると、酸化亜鉛相のピーク強度は低下しており、ガリウム過剰に起因する結晶性の低下が示唆された。それでも前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%となった。膜の比抵抗を測定したところ、5.9×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、340nm/minであった。適度とされるエッチングレートよりかなり高い値を示し、耐酸性が低いことが明らかとなった。5%KOHに浸漬したところ、エッチングレートは110nm/minと低く、耐アルカリ性も十分でないことが明らかとなった。ガリウムの含有量が過剰であることに起因した、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の結晶性の低下が影響し、耐薬品性が低下したと推測された。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Except for changing the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio to 0.10, zinc oxide containing gallium and nickel was prepared with the same composition and manufacturing method of Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio 0.02 as in Example 2. An oxide sintered body having a main component was produced. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed to be 5 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target.
When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. Although the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure was only observed due to c-plane (002) reflection, the peak intensity of the zinc oxide phase was lower than that of Example 2. It was suggested that the crystallinity was reduced due to gallium excess. Nevertheless, the peak intensity ratio of the c-plane (002) to the a-plane (100) of the zinc oxide phase defined by the above-mentioned formula (B) was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 5.9 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 340 nm / min. It was revealed that the etching rate was considerably higher than a moderate etching rate and the acid resistance was low. When immersed in 5% KOH, it became clear that the etching rate was as low as 110 nm / min and the alkali resistance was not sufficient. It was speculated that the chemical resistance decreased due to the influence of the decrease in crystallinity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure due to the excessive content of gallium. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.08に、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.01に変更した以外は、実施例2と同様の作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。
酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、1.5×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、190nm/minであった。適度とされるエッチングレートより高い値を示し、耐酸性が十分でないことが明らかとなった。5%KOHに浸漬したところ、エッチングレートは80nm/minと低く、耐アルカリ性も十分でないことが明らかとなった。ニッケルの含有量が十分でないため、耐薬品性が低下したと推測された。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
Zinc oxide containing gallium and nickel was prepared in the same manner as in Example 2 except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.08 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was changed to 0.01. An oxide sintered body having a main component was produced. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed to be 5 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or a composite oxide Ni x containing nickel and zinc A diffraction peak due to the Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 1.5 × 10 −3 Ωcm.
Next, the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured and found to be 190 nm / min. It was revealed that the etching rate was higher than the appropriate etching rate, and the acid resistance was not sufficient. When immersed in 5% KOH, it was revealed that the etching rate was as low as 80 nm / min and the alkali resistance was not sufficient. It was speculated that the chemical resistance was lowered due to insufficient nickel content. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.05、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.05に変更した以外は、実施例2と同様にして、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.5×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
Example 4
Except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.05 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was changed to 0.05, zinc oxide containing gallium and nickel was used as the main component in the same manner as in Example 2. An oxide sintered body was prepared. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.5 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.01、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.11に変更した以外は、実施例2と同様にして、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.7×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 5)
Except for changing the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio to 0.01 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio to 0.11, the main component is zinc oxide containing gallium and nickel in the same manner as in Example 2. An oxide sintered body was prepared. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
The oxide sintered body was bonded to form a sputtering target, and film formation was performed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.7 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.03に、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.11に変更した以外は、実施例5と同様の作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.4×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 6)
Zinc oxide containing gallium and nickel was prepared in the same manner as in Example 5, except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.03 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was changed to 0.11. An oxide sintered body having a main component was produced. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.4 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.05に、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比0.11に変更した以外は、実施例5と同様の作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.7×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 7)
Mainly zinc oxide containing gallium and nickel was produced in the same manner as in Example 5 except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.05 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was 0.11. An oxide sintered body as a component was prepared. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.7 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.05、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.14に変更した以外は、実施例2と同様にして、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.5g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.9×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 8)
Except for changing the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio to 0.05 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio to 0.14, the main component is zinc oxide containing gallium and nickel as in Example 2. An oxide sintered body was prepared. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.5 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.9 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.005、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.25に変更した以外は、実施例2と同様にして、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.6g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークとして、c面(002)だけでなくa面(100)のピークも観察された。ただし、そのピーク強度は低く、a面(100)に対するc面(002)の比率は70%であった。次に、膜の比抵抗を測定したところ、2.2×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、60nm/minであり、適度なエッチングレートを示した。5%KOHの場合は10nm/minであり、わずかにエッチングされたが十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
Example 9
Except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.005 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was changed to 0.25, zinc oxide containing gallium and nickel was used as the main component in the same manner as in Example 2. An oxide sintered body was prepared. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 5 kΩcm or less. The density was 5.6 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As a diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, not only the c-plane (002) but also the a-plane (100) peak was observed. However, the peak intensity was low, and the ratio of c-plane (002) to a-plane (100) was 70%. Next, when the specific resistance of the film was measured, it was 2.2 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 60 nm / min and showed an appropriate etching rate. In the case of 5% KOH, it was 10 nm / min, and although it was slightly etched, sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.08、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.25に変更した以外は、実施例2と同様にして、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.6g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークとして、c面(002)だけでなくa面(100)のピークも観察され、a面(100)に対するc面(002)の比率は50%であった。膜の比抵抗を測定したところ、2.4×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、100nm/minであり、適度なエッチングレートを示した。5%KOHに浸漬した場合のエッチングレートは20nm/minであり、わずかにエッチングされたが十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 10)
Except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.08 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was changed to 0.25, zinc oxide containing gallium and nickel was used as the main component in the same manner as in Example 2. An oxide sintered body was prepared. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 5 kΩcm or less. The density was 5.6 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, not only the c-plane (002) but also the a-plane (100) peak is observed, and the ratio of the c-plane (002) to the a-plane (100) is 50%. When the specific resistance of the film was measured, it was 2.4 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 100 nm / min and showed an appropriate etching rate. When immersed in 5% KOH, the etching rate was 20 nm / min, and although it was slightly etched, sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
Ga/(Zn+Ga)原子数比を0.08に、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比を0.27に変更した以外は、実施例2と同様の作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.6g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定に加え、逆格子空間マッピング測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の他に、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在が確認された。六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークについては、c面(002)だけでなくa面(100)のピークも観察され、a面(100)に対するc面(002)の比率は30%と低かった。膜の比抵抗を測定したところ、6.2×10−3Ωcmと高い値を示した。 次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、220nm/minであった。適度とされるエッチングレートより高い値を示し、耐酸性が十分でないことが明らかとなった。同様に、5%KOHに浸漬したところ、エッチングレートは70nm/minと低く、耐アルカリ性も十分でないことが明らかとなった。ニッケルの含有量が過剰であることに起因した、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が生成と六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の結晶性の低下が影響し、耐薬品性が低下したと推測された。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Zinc oxide containing gallium and nickel was prepared in the same manner as in Example 2 except that the Ga / (Zn + Ga) atomic ratio was changed to 0.08 and the Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio was changed to 0.27. An oxide sintered body having a main component was produced. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed to be 5 kΩcm or less. The density was 5.6 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. In addition to X-ray diffraction measurement, the formation phase of the film was identified by reciprocal space mapping, and in addition to the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was found. confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, not only the c-plane (002) but also the a-plane (100) peak is observed, and the ratio of the c-plane (002) to the a-plane (100) is It was as low as 30%. When the specific resistance of the film was measured, it was as high as 6.2 × 10 −3 Ωcm. Next, the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured and found to be 220 nm / min. It was revealed that the etching rate was higher than the appropriate etching rate, and the acid resistance was not sufficient. Similarly, when immersed in 5% KOH, it was revealed that the etching rate was as low as 70 nm / min and the alkali resistance was not sufficient. Due to the excessive nickel content, the formation of a zinc oxide phase with a cubic rock salt structure and the decrease in crystallinity of the zinc oxide phase with a hexagonal wurtzite structure affect the chemical resistance. Presumed to have declined. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
湿式ボールミルによる混合時間を8時間に短縮した以外は、実施例6と同様のGa/(Zn+Ga)原子数比0.03、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比0.11の組成と作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.0g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の他に、酸化ニッケル相は確認されなかったが、立方晶の岩塩構造をとるニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークが確認された。前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は25%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電はごく稀に起こるものの、基本的には安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークとして、c面(002)だけでなく小さいa面(100)のピークも観察され、a面(100)に対するc面(002)の比率は90%であった。膜の比抵抗を測定したところ、1.1×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、50nm/minであり、実施例6よりは速いものの適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。なお、本実施例11は参考例である。
(Example 11)
Except for shortening the mixing time by a wet ball mill to 8 hours, the same composition and production method of Ga / (Zn + Ga) atomic ratio 0.03, Ni / (Zn + Ga + Ni) atomic ratio 0.11 as in Example 6, An oxide sintered body mainly composed of zinc oxide containing gallium and nickel was produced. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.0 g / cm 2 . Phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement revealed that, besides the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, a nickel oxide phase was not confirmed, but a cubic rock salt structure was taken. diffraction peaks due composite oxide Ni x Zn 1-x O ( x = 0.6,0.7,0.8 or 0.9) phase containing nickel and zinc was observed. The peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 25%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Although arc discharge occurs very rarely, basically, stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As a diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, not only the c-plane (002) but also a small a-plane (100) peak is observed, and the ratio of the c-plane (002) to the a-plane (100) Was 90%. When the specific resistance of the film was measured, it was 1.1 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 50 nm / min, which was an appropriate etching rate although faster than that of Example 6. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1. This Example 11 is a reference example.

(比較例5)
平均粒径が約5μmの酸化ニッケル粉末を原料粉末として用い、湿式ボールミルによる混合時間を2時間に短縮した以外は、実施例6と同様のGa/(Zn+Ga)原子数比0.03、Ni/(Zn+Ga+Ni)原子数比0.11の組成と作製方法で、ガリウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、1kΩcm以下であった。また密度は4.8g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の他に、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相およびニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークが確認された。前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は70%であった。
酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングを行ったが、酸化物焼結体の比抵抗が低かったにもかかわらずアーク放電が頻発し、安定した成膜ができなかった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 5)
The same Ga / (Zn + Ga) atomic ratio 0.03 as in Example 6 except that nickel oxide powder having an average particle size of about 5 μm was used as a raw material powder and the mixing time by a wet ball mill was shortened to 2 hours. An oxide sintered body containing zinc oxide containing gallium and nickel as a main component was manufactured with a composition and manufacturing method of (Zn + Ga + Ni) atomic ratio of 0.11. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was 1 kΩcm or less. The density was 4.8 g / cm 2 .
Phase identification of oxide sinter by X-ray diffraction measurement showed that in addition to zinc oxide phase with hexagonal wurtzite structure, nickel oxide phase with cubic rock salt structure and composite containing nickel and zinc A diffraction peak due to the oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was confirmed. The peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 70%.
The oxide sintered body was bonded to form a sputtering target, and direct current sputtering was performed. However, although the specific resistance of the oxide sintered body was low, arc discharge occurred frequently and stable film formation was not possible. The results are shown in Table 1.

(実施例12)
ガリウムの代わりにアルミニウムを添加するため、出発原料として酸化ガリウム粉末ではなく酸化アルミニウム粉末を用いた以外は、実施例2と同様のAl/(Zn+Al)原子数比0.005、Ni/(Zn+Al+Ni)原子数比0.02の組成と作製方法で、アルミニウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が5kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。
X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、1.9×10−3Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、70nm/minであり、適度なエッチングレートであった。また、5%KOHに浸漬した場合のエッチングレートは20nm/minであり、わずかにエッチングされたが十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 12)
Al / (Zn + Al) atomic number ratio of 0.005, Ni / (Zn + Al + Ni) as in Example 2, except that aluminum oxide is added instead of gallium oxide powder instead of gallium oxide powder as a starting material. An oxide sintered body mainly composed of zinc oxide containing aluminum and nickel was manufactured by a composition and a manufacturing method with an atomic ratio of 0.02. When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 5 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 .
As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 1.9 × 10 −3 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 70 nm / min and was an appropriate etching rate. Further, the etching rate when immersed in 5% KOH was 20 nm / min, and although it was slightly etched, sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例13)
ガリウムの代わりにアルミニウムを添加するため、出発原料として酸化ガリウム粉末でなく酸化アルミニウム粉末を用いた以外は、実施例6と同様のAl/(Zn+Al)原子数比0.03、Ni/(Zn+Al+Ni)原子数比0.11の組成と作製方法で、アルミニウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。
得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.5×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 13)
Al / (Zn + Al) atomic number ratio 0.03, Ni / (Zn + Al + Ni) similar to Example 6, except that aluminum oxide powder was used instead of gallium oxide powder as a starting material in order to add aluminum instead of gallium. An oxide sintered body mainly composed of zinc oxide containing aluminum and nickel was manufactured with a composition and a manufacturing method having an atomic ratio of 0.11.
When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 . As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.5 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例14)
ガリウムの代わりにアルミニウムを添加するため、出発原料として酸化ガリウム粉末でなく酸化アルミニウム粉末を用いた以外は、実施例8と同様のAl/(Zn+Al)原子数比0.05、Ni/(Zn+Al+Ni)原子数比0.14の組成と作製方法で、アルミニウムとニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。
得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、9.9×10−4Ωcmであった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 14)
Al / (Zn + Al) atomic ratio 0.05, Ni / (Zn + Al + Ni) as in Example 8 except that aluminum oxide is used instead of gallium oxide powder instead of gallium oxide to add aluminum instead of gallium. An oxide sintered body mainly composed of zinc oxide containing aluminum and nickel was manufactured by a composition and a manufacturing method with an atomic ratio of 0.14.
When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 . As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 9.9 × 10 −4 Ωcm.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

(実施例15)
実施例6で添加したガリウムの一部をアルミニウムに置き換えて、Ga/(Zn+Ga)原子数比0.025、Al/(Zn+Al)原子数比0.005とした以外は、実施例6と同様の、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比0.03、Ni/(Zn+Al+Ni)原子数比0.11の組成と作製方法で、ガリウム、アルミニウム、ならびにニッケルを含む酸化亜鉛を主成分とする酸化物焼結体を作製した。
得られた酸化物焼結体の組成を分析したところ、ほぼ配合組成と同じであることを確認した。酸化物焼結体の比抵抗値を測定したところ、比抵抗が1kΩcm以下であることが確認された。また密度は5.4g/cmであった。X線回折測定による酸化物焼結体の相同定を行ったところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみが確認され、立方晶の岩塩構造をとる酸化ニッケル相またはニッケルと亜鉛を含む複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相による回折ピークは確認されなかった。すなわち、前出の式(A)で定義される、ニッケルと亜鉛を含む複合酸化物相(200)に対する酸化亜鉛相(101)のピーク強度比は0%であった。
このような酸化物焼結体をボンディングしてスパッタリングターゲットとし、直流スパッタリングによる成膜を行った。アーク放電は起こらず、安定した成膜が可能であった。得られた透明導電膜の組成は、ターゲットとほぼ同じであることが確認された。膜の生成相をX線回折測定によって同定したところ、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相のみによって構成されており、立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相の存在は確認されなかった。この六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の回折ピークは、c面(002)反射によるもののみが観察され、前出の式(B)で定義される、前記酸化亜鉛相のa面(100)に対するc面(002)のピーク強度比は100%であった。膜の比抵抗を測定したところ、1.0×10−3Ωcmを示し、実施例6よりはわずかに高かった。
次に、得られた透明導電膜をITO−06Nに浸漬した場合のエッチングレートを測定したところ、30nm/minであり、適度なエッチングレートであった。5%KOHに対しては全くエッチングされず、十分な耐アルカリ性が得られた。結果を表1に示す。
(Example 15)
Except that a part of the gallium added in Example 6 is replaced with aluminum to obtain a Ga / (Zn + Ga) atomic ratio of 0.025 and an Al / (Zn + Al) atomic ratio of 0.005, the same as in Example 6. , (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio of 0.03, Ni / (Zn + Al + Ni) atomic ratio of 0.11, and an oxide mainly composed of zinc oxide containing gallium, aluminum and nickel A sintered body was produced.
When the composition of the obtained oxide sintered body was analyzed, it was confirmed that it was almost the same as the blend composition. When the specific resistance value of the oxide sintered body was measured, it was confirmed that the specific resistance was 1 kΩcm or less. The density was 5.4 g / cm 2 . As a result of phase identification of the oxide sintered body by X-ray diffraction measurement, only a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure was confirmed, and it contained a nickel oxide phase having a cubic rock salt structure or containing nickel and zinc. A diffraction peak due to the complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9) phase was not confirmed. That is, the peak intensity ratio of the zinc oxide phase (101) to the composite oxide phase (200) containing nickel and zinc defined by the above formula (A) was 0%.
Such oxide sintered bodies were bonded to form a sputtering target, and a film was formed by direct current sputtering. Arc discharge did not occur and stable film formation was possible. It was confirmed that the composition of the obtained transparent conductive film was almost the same as that of the target. When the formation phase of the film was identified by X-ray diffraction measurement, it was composed only of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and the presence of a zinc oxide phase having a cubic rock salt structure was not confirmed. As for the diffraction peak of the zinc oxide phase having the hexagonal wurtzite structure, only the c-plane (002) reflection is observed, and the a-plane of the zinc oxide phase defined by the above formula (B) ( 100), the c-plane (002) peak intensity ratio was 100%. When the specific resistance of the film was measured, it was 1.0 × 10 −3 Ωcm, which was slightly higher than Example 6.
Next, when the etching rate when the obtained transparent conductive film was immersed in ITO-06N was measured, it was 30 nm / min and was an appropriate etching rate. Etching was not performed at all with respect to 5% KOH, and sufficient alkali resistance was obtained. The results are shown in Table 1.

Figure 0004779798
Figure 0004779798

上記実施例1では、酸化物焼結体が酸化亜鉛を主成分とし、さらに特定量のニッケルを含有しているために、これをスパッタリングターゲットとして用いたときに、直流スパッタリングでもアーク放電が発生せず、耐薬品性に優れた透明導電膜を形成できた。また、実施例2〜10、実施例12〜14では、さらにガリウムおよび/またはアルミニウムを特定量含有する酸化物焼結体としたので、得られる透明導電膜の導電性を一層改善することができることが分かる。
なお実施例11(参考例)では、実施例6の原料粉末の混合時間を短かくしたために、得られる酸化物焼結体の密度が若干小さくなって、得られる透明導電膜の耐薬品性、導電性も実施例6に対して影響を受けていることが分かる。
In Example 1, since the oxide sintered body contains zinc oxide as a main component and further contains a specific amount of nickel, when this is used as a sputtering target, arc discharge is generated even in direct current sputtering. The transparent conductive film excellent in chemical resistance could be formed. In Examples 2 to 10 and Examples 12 to 14, since the oxide sintered body further containing a specific amount of gallium and / or aluminum is used, the conductivity of the transparent conductive film obtained can be further improved. I understand.
Note that in Example 11 (Reference Example), the mixing time of the raw material powder of Example 6 in order to short-hidden, density of the obtained oxide sintered body is slightly smaller, the chemical resistance of the transparent conductive film obtained It can be seen that the conductivity is also affected by Example 6 .

これに対して、比較例1では、ニッケルが添加されていない従来のガリウム添加酸化亜鉛焼結体であり、比較例2〜4は、ニッケル及びガリウムが添加されているが、その添加量が本発明の範囲から外れるので、これを用いて得られる透明導電膜の耐薬品性、導電性が不十分であった。比較例5では、原料粉末の混合時間が極めて短時間であり、酸化物焼結体に酸化ニッケル相が生成したため、スパッタリングでアーク放電が生じ透明導電膜を成膜できないことが分かる。   On the other hand, Comparative Example 1 is a conventional gallium-doped zinc oxide sintered body to which nickel is not added, and Comparative Examples 2 to 4 are those in which nickel and gallium are added. Since it deviates from the scope of the invention, the chemical resistance and conductivity of the transparent conductive film obtained using this were insufficient. In Comparative Example 5, since the mixing time of the raw material powder is extremely short and a nickel oxide phase is generated in the oxide sintered body, it can be seen that arc discharge is generated by sputtering and a transparent conductive film cannot be formed.

Claims (9)

酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する酸化物焼結体であって、平均粒径がμm以下の原料粉末を用い混合を12時間以上行って形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させて得られ、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、さらに酸化ニッケル相が含有されず、しかも、下記の式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下であり、かつ比抵抗が50kΩcm以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
I[NiZn1−xO(200)]/I[ZnO(101)]×100 (%)… 式(A)
(式中、I[NiZn1−xO(200)]は、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)ピーク強度であり、I[ZnO(101)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)ピーク強度を示す)
An oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel, which is formed by mixing a raw material powder having an average particle diameter of 3 μm or less and mixing for 12 hours or more , is placed in a sintering furnace. It is obtained by sintering at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen is introduced into the atmosphere, and the nickel content is 0.02 to 0.25 as the Ni / (Zn + Ni) atomic ratio. Further, the nickel oxide phase is not contained , and the peak intensity ratio by X-ray diffraction measurement represented by the following formula (A) is 25% or less and the specific resistance is 50 kΩcm or less. Oxide sintered body.
I [Ni x Zn 1-x O (200)] / I [ZnO (101)] × 100 (%) Formula (A)
(In the formula, I [Ni x Zn 1-x O (200)] is a complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8) having a cubic rock salt structure. Or 0.9) (200) peak intensity of the phase, and I [ZnO (101)] represents the (101) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure)
酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルと、ガリウムおよび/またはアルミニウムを含有する酸化物焼結体であって、
平均粒径がμm以下の原料粉末を用い混合を12時間以上行って形成した成形体を、焼結炉に入れて大気に酸素を導入する雰囲気で、1100〜1600℃で10〜30時間焼結させて得られ、
ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比として0を超え0.08以下、また、ニッケルの含有量がNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比として0.02〜0.25であり、さらに酸化ニッケル相が含有されず、しかも、下記の式(A)で表されるX線回折測定によるピークの強度比が、25%以下であり、かつ比抵抗が5kΩcm以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
I[NiZn1−xO(200)]/I[ZnO(101)]×100 (%)… 式(A)
(式中、I[NiZn1−xO(200)]は、立方晶の岩塩構造をとる複合酸化物NiZn1−xO(x=0.6、0.7、0.8または0.9)相の(200)ピーク強度であり、I[ZnO(101)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(101)ピーク強度を示す)
An oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and further containing nickel and gallium and / or aluminum,
A formed body formed by mixing raw material powder having an average particle size of 3 μm or less for 12 hours or more is baked at 1100 to 1600 ° C. for 10 to 30 hours in an atmosphere in which oxygen is introduced into the sintering furnace. Obtained by
The content of gallium and / or aluminum is more than 0 as a (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio and 0.08 or less, and the content of nickel is 0.02 to 0.00 as an Ni / (Zn + Ga + Al + Ni) atomic ratio. 25, no nickel oxide phase is contained , and the peak intensity ratio by X-ray diffraction measurement represented by the following formula (A) is 25% or less and the specific resistance is 5 kΩcm or less. An oxide sintered body characterized by that.
I [Ni x Zn 1-x O (200)] / I [ZnO (101)] × 100 (%) Formula (A)
(In the formula, I [Ni x Zn 1-x O (200)] is a complex oxide Ni x Zn 1-x O (x = 0.6, 0.7, 0.8) having a cubic rock salt structure. Or 0.9) (200) peak intensity of the phase, and I [ZnO (101)] represents the (101) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure)
ニッケルの含有量が、Ni/(Zn+Ni)、又はNi/(Zn+Ga+Al+Ni)原子数比として0.05〜0.14であることを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化物焼結体。   3. The oxide sintered body according to claim 1, wherein the nickel content is 0.05 to 0.14 as an atomic ratio of Ni / (Zn + Ni) or Ni / (Zn + Ga + Al + Ni). ガリウムおよび/またはアルミニウムの含有量が、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比として0.01〜0.05であることを特徴とする請求項2に記載の酸化物焼結体。   The oxide sintered body according to claim 2, wherein the content of gallium and / or aluminum is 0.01 to 0.05 as a (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio. 密度が5.0g/cm以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の酸化物焼結体。 The oxide sintered body according to any one of claims 1 to 4, wherein the density is 5.0 g / cm 2 or more. 請求項1〜5のいずれかに記載の酸化物焼結体を加工して得られるターゲット。   A target obtained by processing the oxide sintered body according to claim 1. 請求項6に記載のターゲットを用いて、スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法で基板上に形成される透明導電膜。   A transparent conductive film formed on a substrate by sputtering or ion plating using the target according to claim 6. 酸化亜鉛を主成分とし、さらにニッケルを含有する透明導電膜であって、
ニッケルがNi/(Zn+Ni)原子数比で0.02〜0.25含有され、
しかも、主として六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相から成り、下記の式(B)で表されるX線回折測定によるピーク強度比が、50%以上であり、かつ立方晶の岩塩構造をとる酸化亜鉛相が含有されないことを特徴とする請求項7に記載の透明導電膜。
I[ZnO(002)]/(I[ZnO(002)]+I[ZnO(100)])×100 (%) … 式(B)
(式中、I[ZnO(002)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(002)ピーク強度であり、I[ZnO(100)]は、六方晶のウルツ鉱構造をとる酸化亜鉛相の(100)ピーク強度を示す。)
A transparent conductive film containing zinc oxide as a main component and further containing nickel,
Nickel is contained in an Ni / (Zn + Ni) atomic ratio of 0.02 to 0.25,
Moreover, it is mainly composed of a zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, a peak intensity ratio by an X-ray diffraction measurement represented by the following formula (B) is 50% or more, and a cubic rock salt structure. The transparent conductive film according to claim 7, wherein the zinc oxide phase is not contained.
I [ZnO (002)] / (I [ZnO (002)] + I [ZnO (100)]) × 100 (%) Formula (B)
(Wherein I [ZnO (002)] is the (002) peak intensity of the zinc oxide phase having a hexagonal wurtzite structure, and I [ZnO (100)] has a hexagonal wurtzite structure. (Shows the (100) peak intensity of the zinc oxide phase.)
さらに、ガリウムおよび/またはアルミニウムが、(Ga+Al)/(Zn+Ga+Al)原子数比で0を超え0.08以下含有されることを特徴とする請求項8に記載の透明導電膜。   Furthermore, gallium and / or aluminum are contained by more than 0 and 0.08 or less by (Ga + Al) / (Zn + Ga + Al) atomic ratio, The transparent conductive film of Claim 8 characterized by the above-mentioned.
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