JP6327121B2 - Sputtering target, transparent conductive oxide thin film, and conductive film - Google Patents

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Description

本発明は、スパッタリングターゲット、透明導電性酸化物薄膜、及び該透明導電性酸化物薄膜を有する導電性フィルムに関する。   The present invention relates to a sputtering target, a transparent conductive oxide thin film, and a conductive film having the transparent conductive oxide thin film.

透明導電性酸化物薄膜は、光線透過性と導電性とを兼ね備えるため、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、及びエレクトロルミネッセンスパネル(有機EL、無機EL)などのディスプレイ、並びに、タッチパネル、太陽電池などの透明電極として使用されている。また、これらの他に、電磁波遮断膜及び赤外線防止膜等にも使用されている。   Since the transparent conductive oxide thin film has both light transmittance and conductivity, displays such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an electroluminescence panel (organic EL, inorganic EL), and a touch panel It is used as a transparent electrode for solar cells. In addition to these, they are also used for electromagnetic wave shielding films and infrared ray prevention films.

透明導電性酸化物薄膜を成膜する方法としては、スパッタリング法が頻繁に用いられる。特許文献1には、酸化ガリウム(Ga)がドーピングされた酸化亜鉛(ZnO)系スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により、薄層トランジスタ用の遮断膜を成膜することが記載されている。 As a method of forming a transparent conductive oxide thin film, a sputtering method is frequently used. Patent Document 1 describes that a blocking film for a thin layer transistor is formed by a sputtering method using a zinc oxide (ZnO) -based sputtering target doped with gallium oxide (Ga 2 O 3 ). .

特開2014−5538号公報JP 2014-5538 A

近年、スマートフォン及びタブレット端末が急速に普及していることなどに伴い、ディスプレイ、タッチパネル等の機器にはさらなる性能の向上が求められている。そのため、このような機器で使用される透明導電性酸化物薄膜としては、光線透過性及び導電性の両方がより高い水準であるものが望まれている。また、それらの透明導電性酸化物薄膜を成膜するためのスパッタリングターゲットの製造過程では、十分高い焼成歩留が要求される。   In recent years, with the rapid spread of smartphones and tablet terminals, devices such as displays and touch panels are required to have further improved performance. Therefore, a transparent conductive oxide thin film used in such a device is desired to have a higher level of both light transmittance and conductivity. In addition, a sufficiently high firing yield is required in the manufacturing process of the sputtering target for forming these transparent conductive oxide thin films.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高い光線透過性及び導電性を兼ね備えた透明導電性酸化物薄膜を成膜することが可能で、高い焼成歩留で製造できるスパッタリングターゲット、それを用いて成膜される透明導電性酸化物薄膜、及び該透明導電性酸化物薄膜を有する導電性フィルムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to form a transparent conductive oxide thin film having both high light transmittance and conductivity, and sputtering that can be manufactured with a high firing yield. It is an object to provide a target, a transparent conductive oxide thin film formed using the target, and a conductive film having the transparent conductive oxide thin film.

本発明のスパッタリングターゲットは、65〜88モル%のZnOと10〜25モル%のGaとを含み、更にMgO、CaO、BaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を含有したスパッタリングターゲットであって、MgO、CaO、及びBaOの含有量の総和は1〜17モル%であり、ZnOを主成分とするマトリクス中にGaを主成分とする粒子とMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子とが分散した構造を有し、Gaを主成分とする粒子とMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子の平均粒径が共に1.5〜10μmである。上記スパッタリングターゲットは、その製造過程において十分高い焼成歩留を有し、そのスパッタリングターゲットを用いてスパッタリング法により成膜された透明導電性酸化物薄膜は、高い光線透過性及び導電性を兼ね備える。 The sputtering target of the present invention includes a Ga 2 O 3 of 65 to 88 mole% of ZnO and 10 to 25 mol%, further sputtering target containing at least one kind of oxides selected from MgO, CaO, BaO The total content of MgO, CaO, and BaO is 1 to 17 mol%, and particles containing Ga 2 O 3 as a main component, MgO, CaO, and BaO in a matrix containing ZnO as a main component. At least one oxide selected from the group consisting of particles mainly composed of Ga 2 O 3 and at least one selected from MgO, CaO, and BaO. The average particle diameter of particles mainly composed of oxide is 1.5 to 10 μm. The sputtering target has a sufficiently high firing yield in the manufacturing process, and the transparent conductive oxide thin film formed by sputtering using the sputtering target has both high light transmittance and conductivity.

本発明は、上記スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜された透明導電性酸化物薄膜を提供する。本発明の透明導電性酸化物薄膜は高い光線透過性及び導電性を兼ね備えるため、タッチパネル、ディスプレイ等の用途に好適に用いることができる。   The present invention provides a transparent conductive oxide thin film formed by a sputtering method using the above sputtering target. Since the transparent conductive oxide thin film of the present invention has both high light transmittance and conductivity, it can be suitably used for applications such as touch panels and displays.

また、本発明は、基材と、基材上に成膜された上記透明導電性酸化物薄膜とを備える導電性フィルムを提供する。   Moreover, this invention provides a conductive film provided with a base material and the said transparent conductive oxide thin film formed on the base material.

本発明によれば、高い光線透過性及び導電性を兼ね備える透明導電性酸化物薄膜を成膜することが可能で、高い焼成歩留で製造できるスパッタリングターゲット、それを用いて成膜される透明導電性酸化物薄膜、及び該透明導電性酸化物薄膜を有する導電性フィルムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transparent conductive oxide thin film which has high light transmittance and electroconductivity can be formed into a film, The sputtering target which can be manufactured with a high baking yield, and the transparent conductive film formed using it A conductive oxide thin film and a conductive film having the transparent conductive oxide thin film can be provided.

本実施形態に係る積層体の模式図を示す。The schematic diagram of the laminated body which concerns on this embodiment is shown.

(スパッタリングターゲット)
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、65〜88モル%のZnOと10〜25モル%のGaとを含み、更にMgO、CaO、BaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を含有したスパッタリングターゲットであって、MgO、CaO、及びBaOの含有量の総和は1〜17モル%であり、ZnOを主成分とするマトリクス中にGaを主成分とする粒子とMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子とが分散した構造を有し、Gaを主成分とする粒子とMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子の平均粒径が共に1.5〜10μmである。なお、主成分とは、上記スパッタリングターゲット、粒子、及びマトリクスのそれぞれにおいて、主成分として記載された成分が最大モル比を占めていることを意味する。
(Sputtering target)
Sputtering target according to the present embodiment includes a Ga 2 O 3 of 65 to 88 mole% of ZnO and 10 to 25 mol%, and further contained MgO, CaO, at least one oxide selected from BaO It is a sputtering target, and the total content of MgO, CaO, and BaO is 1 to 17 mol%. In a matrix mainly containing ZnO, particles containing Ga 2 O 3 as main components and MgO, CaO, and at least one oxide and the particles composed mainly dispersed structure selected from BaO, particles and MgO mainly composed of Ga 2 O 3, CaO, and at least one selected from BaO The average particle size of particles mainly composed of various types of oxides is 1.5 to 10 μm. In addition, a main component means that the component described as a main component occupies the maximum molar ratio in each of the said sputtering target, particle | grains, and a matrix.

GaとZnO及びMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物の合計量は、スパッタリングターゲットの構成成分の全モル量に対して、95モル%以上が好ましく、99モル%以上がより好ましい。 The total amount of at least one kind of oxide selected from Ga 2 O 3 , ZnO, MgO, CaO, and BaO is preferably 95 mol% or more with respect to the total molar amount of the constituent components of the sputtering target, and is 99 mol. % Or more is more preferable.

また、本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、上記以外に不可避的不純物粒子を含むことができる。不可避不純物粒子としては、例えば、Si、Cr、Fe、Sn、Pb、Cd、Mn、Na、Sr等を含む粒子が挙げられ、それぞれ、1000mass ppm程度まで許容することができる。   Moreover, the sputtering target which concerns on this embodiment can contain an unavoidable impurity particle other than the above. Inevitable impurity particles include, for example, particles containing Si, Cr, Fe, Sn, Pb, Cd, Mn, Na, Sr, and the like, and each can be allowed up to about 1000 mass ppm.

上記Gaを主成分とする粒子におけるGaの含有量は、当該粒子に含まれる構成成分の全モル量に対して60モル%以上であると、スパッタリングターゲットの電気抵抗値が小さくなるため好ましい。また、上記Gaを主成分とする粒子の平均粒径としては、3〜9μmであるとより好ましい。なお、平均粒径は、例えば、断面電子顕微鏡写真の定方向接線径の平均値より取得できる。また、本発明に係わる諸検討において、Gaを主成分とする粒子の平均粒径が10μmを超えるスパッタリングターゲットの試作も行ったが、平均粒径が10μmを超えるものは、焼成工程の歩留が悪化し安定して作製できなかった。 When the content of Ga 2 O 3 in the particles containing Ga 2 O 3 as a main component is 60 mol% or more with respect to the total molar amount of the constituent components contained in the particles, the electrical resistance value of the sputtering target is Since it becomes small, it is preferable. The average particle diameter of the particles composed mainly of the Ga 2 O 3, more preferably a 3~9Myuemu. In addition, an average particle diameter can be acquired from the average value of the fixed direction tangent diameter of a cross-sectional electron micrograph, for example. Further, in various studies related to the present invention, a sputtering target having an average particle size of Ga 2 O 3 as a main component exceeding 10 μm was also prototyped. Yield deteriorated and could not be produced stably.

また、上記マトリクスにおけるZnOの含有量は、当該マトリクスに含まれる構成成分の全モル量に対して60モル%以上であると、スパッタリングターゲットの電気抵抗値が小さくなるため好ましい。   Further, the content of ZnO in the matrix is preferably 60 mol% or more with respect to the total molar amount of the constituent components contained in the matrix, since the electric resistance value of the sputtering target becomes small.

上記MgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子における上記MgO、CaO、及びBaOの含有量は、当該粒子に含まれる構成成分の全モル量に対して60モル%以上であると、焼成工程の歩留が90%以上となり安定して作製することが可能となるため好ましい。また、上記MgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子の平均粒径としては、3〜9μmであるとより好ましい。なお、本発明に係わる諸検討において、MgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子の平均粒径が10μmを超えるスパッタリングターゲットの試作も行ったが、平均粒径が10μmを超えるものは、焼成工程の歩留が悪化し安定して作製できなかった。 The content of the MgO, CaO, and BaO in the particle containing as a main component at least one oxide selected from the MgO, CaO, and BaO is based on the total molar amount of the components included in the particle. The amount of 60 mol% or more is preferable because the yield of the firing step is 90% or more, and it becomes possible to stably produce. Further, the average particle diameter of particles mainly composed of at least one oxide selected from MgO, CaO, and BaO is more preferably 3 to 9 μm. In various studies relating to the present invention, a sputtering target in which the average particle size of particles mainly composed of at least one kind of oxide selected from MgO, CaO, and BaO exceeds 10 μm was also produced. When the particle size exceeded 10 μm, the yield of the firing process deteriorated and could not be stably produced.

スパッタリングターゲットの形状や大きさ等は特に限定されず、例えば、直径127〜300mm程度の円板とすることができる。   The shape, size, and the like of the sputtering target are not particularly limited, and can be, for example, a disk having a diameter of about 127 to 300 mm.

上記スパッタリングターゲットは、電気抵抗値(比抵抗)を0.01Ωcm以下とすることができる。このようにスパッタリングターゲット自体の電気抵抗値が小さいため、本実施形態のスパッタリングターゲットは、DCスパッタリング法による成膜に使用することができる。   The sputtering target can have an electrical resistance value (specific resistance) of 0.01 Ωcm or less. Thus, since the electrical resistance value of sputtering target itself is small, the sputtering target of this embodiment can be used for the film-forming by DC sputtering method.

また、スパッタリングターゲットの密度としては、5.41〜5.97gcmであることが好ましい。スパッタリングターゲットの密度をこのような範囲とすることで、電気抵抗値(比抵抗)が0.01Ωcm以下となる傾向がある。 The density of the sputtering target is preferably 5.41 to 5.97 gcm 3 . By setting the density of the sputtering target in such a range, the electric resistance value (specific resistance) tends to be 0.01 Ωcm or less.

(スパッタリングターゲットの製造方法)
本実施形態にかかるスパッタリングターゲットの製造方法の一例について説明する。
(Manufacturing method of sputtering target)
An example of the manufacturing method of the sputtering target concerning this embodiment is demonstrated.

まず、所望のスパッタリングターゲットと同じ組成を有する原料粉体を用意する。原料粉体には、Ga粉末、ZnO粉末及びMgO粉末、CaO粉末、BaO粉末から選ばれた少なくとも1種類の酸化物が含まれる。 First, raw material powder having the same composition as a desired sputtering target is prepared. The raw material powder contains at least one oxide selected from Ga 2 O 3 powder, ZnO powder, MgO powder, CaO powder, and BaO powder.

Ga粉末の純度は99.9質量%以上であることが好ましい。Gaの粉末の平均粒径が1〜10μmであると、スパッタリングターゲットの構造が上述の分散構造となりやすいため好ましい。 The purity of the Ga 2 O 3 powder is preferably 99.9% by mass or more. It is preferable that the average particle diameter of the Ga 2 O 3 powder is 1 to 10 μm because the structure of the sputtering target is likely to have the above-described dispersion structure.

ZnO粉末の純度は99.5質量%以上であることが好ましい。また、ZnOの粉末の平均粒径は特に限定されないが、0.1〜10μmであると、焼結性を高くなる傾向にあるため好ましい。   The purity of the ZnO powder is preferably 99.5% by mass or more. Further, the average particle diameter of the ZnO powder is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 μm because the sinterability tends to increase.

MgO粉末、CaO粉末、BaO粉末の純度は99.9質量%以上であることが好ましい。また、これらの粉末の平均粒径は特に限定されないが、0.1〜10μmであると、焼成工程の歩留が向上するため好ましい。   The purity of the MgO powder, CaO powder, and BaO powder is preferably 99.9% by mass or more. Moreover, although the average particle diameter of these powders is not specifically limited, since the yield of a baking process improves that it is 0.1-10 micrometers, it is preferable.

上述の各成分の粉末を混合することにより、原料粉体を得る。混合方法は特に限定されないが、ボールミル中で混合することが好ましい。ボールミル中での混合は、乾式でも、湿式でもよい。湿式の場合には、溶媒として、例えばエタノール、アセトン、変性アルコールなどを使用できる。ボールミルにおける混合機及び混合媒体としては、例えば、それぞれアルミナポット及びアルミナボールを挙げることができる。混合時間は、特に限定されないが、12〜30時間であると、Gaを主成分とする粒子の平均粒径が1.5μm〜10μmとなりやすいため好ましい。 A raw material powder is obtained by mixing the powders of the above-described components. The mixing method is not particularly limited, but it is preferable to mix in a ball mill. Mixing in the ball mill may be dry or wet. In the case of the wet type, for example, ethanol, acetone, denatured alcohol and the like can be used as the solvent. Examples of the mixer and the mixing medium in the ball mill include an alumina pot and an alumina ball, respectively. The mixing time is not particularly limited, but is preferably 12 to 30 hours because the average particle diameter of particles containing Ga 2 O 3 as a main component tends to be 1.5 μm to 10 μm.

続いて、得られた原料粉体を、真空雰囲気下でホットプレスすることにより成形体を得る。プレス方法は特に限定されず、等方プレスでも、一軸プレスでもよい。プレス圧も特に限定されないが、例えば、15〜49MPa(150〜500kgf/cm)とすることができる。焼成温度は900〜1100℃とすることが好ましい。焼成温度における安定時間は特に限定されないが、1〜5時間とすることができる。 Subsequently, the obtained raw material powder is hot-pressed in a vacuum atmosphere to obtain a molded body. The pressing method is not particularly limited, and may be an isotropic press or a uniaxial press. Although a press pressure is not specifically limited, either, for example, 15-49 MPa (150-500 kgf / cm < 2 >) can be used. The firing temperature is preferably 900 to 1100 ° C. The stabilization time at the firing temperature is not particularly limited, but can be 1 to 5 hours.

上記成形体を焼成することにより得られた焼結体を所定の大きさに切断等の加工をして、スパッタリングターゲットが完成する。スパッタリングターゲットの形状や大きさ等は特に限定されず、例えば、直径127〜300mm程度の円板とすることができる。   The sintered body obtained by firing the molded body is cut into a predetermined size, and a sputtering target is completed. The shape, size, and the like of the sputtering target are not particularly limited, and can be, for example, a disk having a diameter of about 127 to 300 mm.

(透明導電性酸化物薄膜の製造方法)
以下、本実施形態に係るスパッタリングターゲットを使用した薄膜の製造方法の一例について説明する。
(Method for producing transparent conductive oxide thin film)
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the thin film using the sputtering target which concerns on this embodiment is demonstrated.

まず、上記スパッタリングターゲットを用意する。スパッタリングターゲットの主面に銅製の冷却板をInなどでボンディングする。   First, the sputtering target is prepared. A copper cooling plate is bonded to the main surface of the sputtering target with In or the like.

冷却板を取り付けたスパッタリングターゲットをスパッタリング装置に搭載し、スパッタリングガス雰囲気下でスパッタリング法を行って基材上に透明導電性酸化物薄膜を成膜する。スパッタリング法としては、DCスパッタリング法及びRFスパッタリング法のいずれであってもよいが、安価な電源を使用できる点、成膜速度が大きい点、基材の温度上昇が少ない点等からDCスパッタリング法であることが好ましい。また、マグネトロンスパッタリングであってもよい。スパッタリングガスとしては、Ar等の希ガスを用いることができる。   A sputtering target to which a cooling plate is attached is mounted on a sputtering apparatus and a sputtering method is performed in a sputtering gas atmosphere to form a transparent conductive oxide thin film on the substrate. The sputtering method may be either a DC sputtering method or an RF sputtering method, but the DC sputtering method is used because an inexpensive power source can be used, the film forming speed is large, the temperature rise of the substrate is small, and the like. Preferably there is. Magnetron sputtering may also be used. A rare gas such as Ar can be used as the sputtering gas.

上記のとおり成膜することにより、透明導電性酸化物薄膜を得ることができる。本実施形態に係る透明導電性酸化物薄膜は、光線透過性及び導電性に優れる。また、リン酸、酢酸、硝酸等によるエッチング性が良好であり、精細なパターンの電極を作製することも可能である。   By forming a film as described above, a transparent conductive oxide thin film can be obtained. The transparent conductive oxide thin film according to this embodiment is excellent in light transmittance and conductivity. In addition, etching with phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or the like is good, and an electrode with a fine pattern can be manufactured.

透明導電性酸化物薄膜の屈折率としては、特に制限はなく、薄膜の用途によって適宜調節することができるが、例えば、波長380nmの光に対して、1.8〜2.0とすることができる。また、透明導電性酸化物薄膜は、可視光領域全体にわたって透明であり、例えば、その光線透過率を、380〜800nmの波長範囲にわたって、93%以上とすることができる。透明導電性酸化物薄膜の導電性としては、例えば、表面抵抗で1E+4〜1E+5Ω/□とすることができる。   There is no restriction | limiting in particular as a refractive index of a transparent conductive oxide thin film, Although it can adjust suitably by the use of a thin film, For example, it shall be 1.8-2.0 with respect to the light of wavelength 380nm. it can. Further, the transparent conductive oxide thin film is transparent over the entire visible light region, and for example, the light transmittance can be 93% or more over a wavelength range of 380 to 800 nm. The conductivity of the transparent conductive oxide thin film can be, for example, 1E + 4 to 1E + 5Ω / □ in terms of surface resistance.

上記透明導電性酸化物薄膜の厚みは、特に限定されず、用途に応じて適宜調節可能であるが、光線透過性及び導電性を両立する観点から、20〜100nmであることが好ましい。   Although the thickness of the said transparent conductive oxide thin film is not specifically limited, Although it can adjust suitably according to a use, it is preferable that it is 20-100 nm from a viewpoint which makes light transmittance and electroconductivity compatible.

上記透明導電性酸化物薄膜の用途としては、タッチパネルの抵抗膜、ディスプレイ等の透明電極などが挙げられる。   Applications of the transparent conductive oxide thin film include a resistive film for a touch panel, a transparent electrode for a display, and the like.

(透明導電性酸化物薄膜を用いた導電性フィルム)
上記透明導電性酸化物薄膜を用いて、図1に示す導電性フィルム100を作製することができる。導電性フィルム100は、フィルム基材11上に、金属酸化物層13、及びAg合金層15、ZnO−Ga層17をこの順に積層したものである。ZnO−Ga層17は、上記透明導電性酸化物薄膜である。ZnO−Ga層17には配線電極用の金属配線(図示せず)が設けられる。
(Conductive film using transparent conductive oxide thin film)
The conductive film 100 shown in FIG. 1 can be produced using the transparent conductive oxide thin film. The conductive film 100 is obtained by laminating a metal oxide layer 13, an Ag alloy layer 15, and a ZnO—Ga 2 O 3 layer 17 in this order on a film substrate 11. The ZnO—Ga 2 O 3 layer 17 is the transparent conductive oxide thin film. The ZnO—Ga 2 O 3 layer 17 is provided with metal wiring (not shown) for wiring electrodes.

フィルム基材11としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、ノルボルネンフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、並びにトリアセチルセルロースフィルム等が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルムなどの有機樹脂フィルムが挙げられる。フィルム基材11の厚みは、例えば10〜200μmである。このようなフィルム基材11は、透明であり、かつ柔軟性に優れるため、上記積層体をタッチパネル、フレキシブルな有機EL照明等の透明電極、又は電磁波シールドとしても用いる場合に有用である。   Examples of the film substrate 11 include polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polycarbonate films, acrylic films, norbornene films, polyarylate films, and polyether sulfones. A film, a diacetyl cellulose film, a triacetyl cellulose film, etc. are mentioned. Among these, organic resin films such as polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) can be mentioned. The thickness of the film base 11 is, for example, 10 to 200 μm. Since such a film base 11 is transparent and excellent in flexibility, it is useful when the laminate is also used as a touch panel, a transparent electrode such as flexible organic EL lighting, or an electromagnetic wave shield.

金属酸化物層13は、上記の透明導電性酸化物薄膜により形成されていてもよいが、それ以外の金属酸化物の層であってもよい。金属酸化物層13を形成する金属酸化物としては、特に限定されないが、ZnOを主成分として、In、TiO、Al、SiO、Ga、GeO、SnO、Nb、MgO、CaO、BaO、Sb、Bi、ZrOの少なくとも1種類を含む金属酸化膜であることが好ましい。このような組成であればDCスパッタリングが可能で、高透明性、高腐食耐性な金属酸化膜を得ることが可能となる。 The metal oxide layer 13 may be formed of the transparent conductive oxide thin film, but may be a metal oxide layer other than that. The metal oxide that forms the metal oxide layer 13 is not particularly limited, but includes ZnO as a main component, In 2 O 3 , TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , Ga 2 O 3 , GeO 2 , SnO. A metal oxide film containing at least one of 2 , Nb 2 O 3 , MgO, CaO, BaO, Sb 2 O 3 , Bi 2 O 3 and ZrO 2 is preferable. With such a composition, DC sputtering is possible, and a highly transparent and highly corrosion-resistant metal oxide film can be obtained.

金属酸化物層13の厚さは、例えば、20〜70nmであると、種々のタッチパネルに適した厚さとなるため好ましい。   The thickness of the metal oxide layer 13 is preferably 20 to 70 nm, for example, because it is suitable for various touch panels.

金属酸化物層13は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はCVD法などの真空成膜法によって作製することができる。これらのうち、成膜室を小型化できる点、及び、成膜速度が速い点で、スパッタリング法が好ましい。スパッタリング法としては、DCマグネトロンスパッタリング法が挙げられる。スパッタリングターゲットとしては、酸化物ターゲット、金属又は半金属ターゲットを用いることができる。   The metal oxide layer 13 can be produced by a vacuum film formation method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method. Among these, the sputtering method is preferable in that the film forming chamber can be downsized and the film forming speed is high. Examples of the sputtering method include a DC magnetron sputtering method. As the sputtering target, an oxide target, a metal, or a metalloid target can be used.

Ag合金層15は、銀を含む合金の層である。Ag合金を構成するAg以外の金属元素としては、Au、Pd、Nd、Bi,Cu、Sb、Bi、In、Sn、Ge、Nb、Ti、Ru、Al、Ga及びGdから選ばれる少なくとも1種が挙げられる。好ましいAg合金としては、Ag−Pd、Ag−Cu、Ag−Bi、Ag−Nd、Ag−In及びAg−Nbが挙げられる。このようなAg合金は、添加物を含有していてもよい。Ag合金層15における添加物の含有量は、例えば0.3〜2.5重量%である。該含有量が0.3重量%よりも少ない場合、耐食性向上の効果が得難くなる傾向にある。一方、該含有量が、2.5重量%を超えると、全光線透過率が低下する傾向、又は抵抗値が高くなる傾向にある。金属層16の厚さは、種々の用途に適した厚さとする観点から、例えば3〜15nmである。   The Ag alloy layer 15 is a layer of an alloy containing silver. The metal element other than Ag constituting the Ag alloy is at least one selected from Au, Pd, Nd, Bi, Cu, Sb, Bi, In, Sn, Ge, Nb, Ti, Ru, Al, Ga and Gd. Is mentioned. Preferred Ag alloys include Ag—Pd, Ag—Cu, Ag—Bi, Ag—Nd, Ag—In, and Ag—Nb. Such an Ag alloy may contain an additive. The content of the additive in the Ag alloy layer 15 is, for example, 0.3 to 2.5% by weight. When the content is less than 0.3% by weight, the effect of improving the corrosion resistance tends to be difficult to obtain. On the other hand, when the content exceeds 2.5% by weight, the total light transmittance tends to decrease or the resistance value tends to increase. The thickness of the metal layer 16 is, for example, 3 to 15 nm from the viewpoint of making the thickness suitable for various applications.

Ag合金層15は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はCVD法などの真空成膜法によって作製することができる。これらのうち、成膜室を小型化できる点、及び成膜速度が大きい点で、スパッタリング法が好ましい。スパッタリング法としては、DCマグネトロンスパッタリング法が挙げられる。スパッタリングターゲットとしては、上記組成のAg合金ターゲットを用いることができる。   The Ag alloy layer 15 can be produced by a vacuum film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method. Among these, the sputtering method is preferable because the film forming chamber can be downsized and the film forming speed is high. Examples of the sputtering method include a DC magnetron sputtering method. As the sputtering target, an Ag alloy target having the above composition can be used.

本実施形態に係る導電性フィルム100は、金属配線側に上記透明導電性酸化物薄膜の層が形成されているため、Ag合金層15の腐食を防止することができ、Ag合金層15の高導電性をメタル配線に伝達可能であり、かつ光学干渉効果による透過率を向上するという効果も得られる。このような導電性フィルムは、タッチパネル用途に好適に用いることができる。なお、上記透明導電性酸化物薄膜を有する導電性フィルムはこの態様に限定されないことは言うまでもない。   Since the conductive film 100 according to this embodiment has the transparent conductive oxide thin film layer formed on the metal wiring side, the Ag alloy layer 15 can be prevented from being corroded. Conductivity can be transmitted to the metal wiring, and an effect of improving the transmittance due to the optical interference effect can be obtained. Such a conductive film can be suitably used for touch panel applications. In addition, it cannot be overemphasized that the conductive film which has the said transparent conductive oxide thin film is not limited to this aspect.

実施例1〜43、及び比較例1〜37の各スパッタリングターゲットの原料として、表1に示される比率でZnO粉末、Ga粉末及びMgO粉末、CaO粉末、BaO粉末を用意した。ZnO粉末の純度は99.5%、平均粒径は0.5μm、Ga粉末の純度は99.9%、平均粒径は2μm、MgO粉末、CaO粉末、BaO粉末の純度はいずれも99.9%、平均粒径は5μmであった。これらの粉末を、アルミナ製のボールミルポット中で、媒体としてアルミナボールを使用し、それぞれ表1に示される混合時間で混合して原料粉体を得た。混合は湿式で行い、溶媒として変性アルコールを使用した。 As raw materials for the sputtering targets of Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 to 37, ZnO powder, Ga 2 O 3 powder and MgO powder, CaO powder, and BaO powder were prepared at the ratios shown in Table 1. The purity of the ZnO powder is 99.5%, the average particle size is 0.5 μm, the purity of the Ga 2 O 3 powder is 99.9%, the average particle size is 2 μm, and the purity of the MgO powder, CaO powder, and BaO powder are all The average particle size was 99.9% and 5 μm. These powders were mixed in an alumina ball mill pot using alumina balls as a medium for each of the mixing times shown in Table 1 to obtain raw material powders. Mixing was performed in a wet manner, and denatured alcohol was used as a solvent.

得られた原料粉体を、真空雰囲気下、グラファイトモールド中でホットプレス焼成して焼結体を得た。ホットプレス焼成の条件は、ホットプレス圧力20MPa(200kgf/cm)、焼成温度1000℃、安定時間120分であった。 The obtained raw material powder was hot-press fired in a graphite mold in a vacuum atmosphere to obtain a sintered body. The hot press firing conditions were a hot press pressure of 20 MPa (200 kgf / cm 2 ), a firing temperature of 1000 ° C., and a stabilization time of 120 minutes.

得られた焼結体を、平面研削盤と円筒研磨機により200mmφ、厚さ6mmに切り出してスパッタリングターゲットを得た。実施例5のスパッタリングターゲットについて断面電子顕微鏡写真の定方向接線径の平均値より平均粒径を取得した。ZnOを主成分とするマトリクス中にGaを主成分とする粒子とMgOを主成分とする粒子が分散した構造を有し、上記Gaを主成分とする粒子と上記MgOを主成分とする粒子の平均粒径は共に4μmであった。そして、同様の方法で各スパッタリングターゲットにおけるGaを主成分とする粒子とMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子の平均粒径を取得した。結果を表1、2に示す。同一の焼成条件であれば、Gaを主成分とする粒子の平均粒径と上記MgO等を主成分とする粒子の平均粒径はほぼ同等となる。 The obtained sintered body was cut into 200 mmφ and 6 mm thickness by a surface grinder and a cylindrical grinder to obtain a sputtering target. About the sputtering target of Example 5, the average particle diameter was acquired from the average value of the fixed direction tangent diameter of a cross-sectional electron micrograph. The matrix mainly composed of ZnO has a structure in which particles mainly composed of Ga 2 O 3 and particles mainly composed of MgO are dispersed. The particles composed mainly of Ga 2 O 3 and the MgO The average particle size of the main particles was 4 μm. Then, particles and MgO to the Ga 2 O 3 in the respective sputtering targets mainly in the same way, CaO, and it has acquired an average particle size of at least one oxide as a main component particles selected from BaO . The results are shown in Tables 1 and 2. Under the same firing conditions, the average particle diameter of particles mainly composed of Ga 2 O 3 is substantially equal to the average particle diameter of particles mainly composed of MgO or the like.

(スパッタリングターゲットの評価)
(1)電気抵抗値(比抵抗)
実施例1〜43及び比較例1〜37で得られた各スパッタリングターゲットについて、比抵抗測定器を用いてJIS K−7194に規定される4探針法により電気抵抗値を測定した結果を表1、2に示す。
(2)焼成工程の歩留
実施例1〜43及び比較例1〜37で得られた各スパッタリングターゲットについて、焼成工程の歩留が90%以上の好適であるものを○、80%以上から90%未満であるものを△、80%未満の不適であるものを×とした。
(Evaluation of sputtering target)
(1) Electric resistance value (specific resistance)
About each sputtering target obtained in Examples 1-43 and Comparative Examples 1-37, the result of having measured the electrical resistance value by the 4-probe method prescribed | regulated to JISK-7194 using a specific resistance measuring device is shown in Table 1. 2 shows.
(2) Yield of firing step For each sputtering target obtained in Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 to 37, a yield of 90% or more suitable for the yield of the firing step is ○, 80% to 90% Those less than% were marked with Δ, and those less than 80% were marked with x.

Figure 0006327121
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実施例1〜43及び比較例1〜37の各スパッタリングターゲットを用いたDCスパッタリング法により、厚さ100μmのPET基材上に透明導電性酸化物薄膜を成膜した。成膜された各透明導電性酸化物薄膜の厚さはいずれも70nmとした。スパッタリングガスとしてはArとOガスとを用い、スパッタリング圧力を0.48Pa、Oガス量をO/Ar=1.6%とした。成膜パワーは1.0kWとし、成膜時間を調整した。 A transparent conductive oxide thin film was formed on a PET substrate having a thickness of 100 μm by a DC sputtering method using the sputtering targets of Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 to 37. The thickness of each of the formed transparent conductive oxide thin films was 70 nm. Ar and O 2 gas were used as the sputtering gas, the sputtering pressure was 0.48 Pa, and the O 2 gas amount was O 2 /Ar=1.6%. The film formation power was 1.0 kW and the film formation time was adjusted.

(透明導電性酸化物薄膜の評価)
実施例1〜43及び比較例1〜37の各スパッタリングターゲットを用いて成膜された透明導電性酸化物薄膜について、4端子抵抗率計(商品名:ロレスタGP、三菱化学株式会社製)を用いて表面抵抗値を測定した。また、分光色差計(商品名:CM−5、コニカミノルタ製)を用いて、波長380nmにおける屈折率及び光線透過率を測定した。それぞれ結果を表3、4に示す。
(Evaluation of transparent conductive oxide thin film)
About the transparent conductive oxide thin film formed into a film using each sputtering target of Examples 1-43 and Comparative Examples 1-37, 4 terminal resistivity meter (brand name: Loresta GP, Mitsubishi Chemical Corporation make) was used. The surface resistance value was measured. Moreover, the refractive index and light transmittance in wavelength 380nm were measured using the spectral color difference meter (brand name: CM-5, product made from Konica Minolta). The results are shown in Tables 3 and 4, respectively.

Figure 0006327121
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11…フィルム基材、13…金属酸化物層、15…Ag合金層、17…ZnO−Ga層(透明導電性酸化物薄膜)、100…導電性フィルム 11 ... film substrate, 13 ... metal oxide layer, 15 ... Ag alloy layer, 17 ... ZnO-Ga 2 O 3 layer (transparent conductive oxide thin film), 100 ... conductive film

Claims (3)

65〜88モル%のZnOと10〜25モル%のGaとを含み、更にMgO、CaO、BaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を含有したスパッタリングターゲットであって、
MgO、CaO、及びBaOの含有量の総和は1〜17モル%であり、
ZnOを主成分とするマトリクス中にGaを主成分とする粒子とMgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子とが分散した構造を有し、
前記Gaを主成分とする粒子と前記MgO、CaO、及びBaOから選ばれた少なくとも1種類の酸化物を主成分とする粒子の平均粒径が共に1.5〜10μm
であるスパッタリングターゲット。
And a 65 to 88 mole% of ZnO and 10 to 25 mol% of Ga 2 O 3, further MgO, CaO, a sputtering target containing at least one oxide selected from BaO,
The total content of MgO, CaO, and BaO is 1 to 17 mol%,
It has a structure in which particles mainly composed of Ga 2 O 3 and particles mainly composed of at least one oxide selected from MgO, CaO, and BaO are dispersed in a matrix mainly composed of ZnO. ,
The average particle size of the particles mainly composed of Ga 2 O 3 and the particles mainly composed of at least one oxide selected from MgO, CaO and BaO is 1.5 to 10 μm.
A sputtering target.
請求項1に記載のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜された透明導電性酸化物薄膜。   A transparent conductive oxide thin film formed by sputtering using the sputtering target according to claim 1. 基材と、
該基材上に成膜された、請求項2に記載の透明導電性酸化物薄膜と、
を備える導電性フィルム。
A substrate;
The transparent conductive oxide thin film according to claim 2 formed on the substrate,
A conductive film comprising:
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