JPH06172994A - Metal oxide sintered body-sputtering target and its production thereof - Google Patents

Metal oxide sintered body-sputtering target and its production thereof

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JPH06172994A
JPH06172994A JP4352049A JP35204992A JPH06172994A JP H06172994 A JPH06172994 A JP H06172994A JP 4352049 A JP4352049 A JP 4352049A JP 35204992 A JP35204992 A JP 35204992A JP H06172994 A JPH06172994 A JP H06172994A
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JP
Japan
Prior art keywords
dopant
target
metal oxide
sintered body
sputtering target
Prior art date
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Pending
Application number
JP4352049A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakuni Tokai
正國 東海
Yoshitoku Kasa
良徳 嵩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP4352049A priority Critical patent/JPH06172994A/en
Publication of JPH06172994A publication Critical patent/JPH06172994A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To suppress abnormal discharge in film formation and to prevent the damage of a target by unevenly distributing a dopant adding part to the target. CONSTITUTION:Two kinds of materials, zinc oxide and a mixture of zinc oxide with a trace quantity of copper oxide dopant are sintered and pulverized. The pulverized materials are classified and packed into a previously prepared vessel 24 for sintering composed of a mold 20 and a partition 22. After that, the partition 22 is removed and the material is pressed and sintered at an adequate temp. Thus, the sputtering target 14 small in resistivity and free from the generation of abnormal discharge caused by charge-up in sputtering is formed. The dopant adding part 10 is unevenly distributed by the shape of kind, and by adding into <30%, preferably <=10% region of whole surface, the resistivity in the residual region is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高抵抗金属酸化物薄膜
形成に使用し、チャージアップを抑制し安定放電を実現
することができるスパッタリングターゲット及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering target used for forming a high resistance metal oxide thin film, capable of suppressing charge-up and realizing stable discharge, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、薄膜を利用した特殊機能センサ、
太陽電池やディスプレイ機器の電極等として、導電性金
属酸化物薄膜の需要が高まっている。これらの薄膜は、
主にドーパント(異種添加元素)を添加した金属酸化物
のスパッタリングにより形成されている。
2. Description of the Related Art Recently, a special function sensor using a thin film,
Demand for conductive metal oxide thin films is increasing as electrodes for solar cells and display devices. These thin films are
It is mainly formed by sputtering a metal oxide to which a dopant (a different additive element) is added.

【0003】特開平2−133376号公報には、高融
点金属被覆Si粉末と高融点金属2珪化物粉末とを混合
して溶融することにより、導電性に優れ、スパッタリン
グ時に焼結体ターゲット表面のチャージアップを減少で
きる焼結体の製造方法が記載されている。
Japanese Patent Laid-Open No. 2-133376 discloses that by mixing and melting a refractory metal-coated Si powder and a refractory metal disilicide powder, the conductivity is excellent, and the surface of the sintered compact target surface during sputtering is excellent. A method for producing a sintered body that can reduce charge-up is described.

【0004】特開平3−50148号公報には、酸化亜
鉛焼結体中におけるウルツ鉱型構造に対する亜鉛とドー
パント元素で構成されるスピネル構造の割合を特定する
ことにより、きわめて優れた低抵抗焼結体を得ることが
記載されている。特開平3−164461号公報には、
焼結密度を特定範囲に高め、密封気封を内部に含まない
ようにし、焼結粒子粒界を溶着させることにより、スパ
ッタリングターゲットとして優れた性能を有する酸化亜
鉛焼結体を製造することが記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-50148 discloses an extremely excellent low resistance sintering by specifying a ratio of a spinel structure composed of zinc and a dopant element to a wurtzite structure in a zinc oxide sintered body. Getting a body is described. Japanese Patent Laid-Open No. 3-164461 discloses that
Described to produce a zinc oxide sintered body having excellent performance as a sputtering target by increasing the sintering density to a specific range, preventing the airtightness from being contained inside, and fusing the sintered grain boundaries. Has been done.

【0005】特開平4−6144号公報には、三価以上
の原子価を有する元素の分解性化合物と酸化亜鉛との混
合物を所定温度で焼結し、粒子の融着を抑制することに
より、高密度、低抵抗の焼結体スパッタリングターゲッ
トを得る方法が記載されている。特開平4−10493
7号公報には、所定の焼結粒子粒径及び体積固有抵抗を
持つように、Znと異種元素の共沈酸化物を焼結するこ
とにより、低温基板上に導電膜を形成する方法が記載さ
れている。
JP-A-4-6144 discloses that a mixture of a decomposable compound of an element having a valence of three or more and zinc oxide is sintered at a predetermined temperature to suppress fusion of particles. A method for obtaining a high density, low resistance sintered body sputtering target is described. JP-A-4-10493
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7-75 discloses a method of forming a conductive film on a low-temperature substrate by sintering Zn and a coprecipitated oxide of a different element so as to have a predetermined sintered particle diameter and volume resistivity. Has been done.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
ターゲットの抵抗値を小さくする手法としては、ドーパ
ント材料、ドーパント添加量又は焼結温度を最適なもの
に工夫するものが一般的である。また、従来は、ターゲ
ット全体にドーパントを添加していたために、膜形成時
のチャージアップによる異常放電が起こり、膜中に欠陥
が生じたり、ターゲットを破損したりするという問題点
がある。
As described above, as described above,
As a method for reducing the resistance value of the target, it is general to devise an optimum dopant material, dopant addition amount, or sintering temperature. Further, conventionally, since the dopant is added to the entire target, abnormal discharge due to charge-up during film formation occurs, which causes a defect in the film or damages the target.

【0007】本発明は上記の問題点を解消するためにな
されたもので、ターゲットへのドーパント添加を偏在さ
せることにより、ターゲットの抵抗値を小さくし、膜形
成時に生じるターゲット表面のチャージアップ現象を抑
制し、その結果、異常放電がなくなり、安定した成膜が
実現し、良質な膜を得ることができる金属酸化物焼結体
スパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリン
グターゲットを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. By unevenly distributing the dopant addition to the target, the resistance value of the target is reduced, and the charge-up phenomenon of the target surface that occurs during film formation is prevented. It is an object of the present invention to provide a method for producing a metal oxide sintered body sputtering target and a sputtering target that suppress the abnormal discharge, realize stable film formation, and obtain a high-quality film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の金属酸化物焼結体スパッタリングターゲ
ット14は、図1〜図4に示すように、ドーパント添加
部10とドーパント非添加部12とを有している。図1
〜図4は、ドーパント添加部10の偏在例を示すもの
で、他の形状としても差し支えない。
To achieve the above object, the metal oxide sintered body sputtering target 14 of the present invention has a dopant addition portion 10 and a non-dopant addition portion as shown in FIGS. And a part 12. Figure 1
4 shows an example of uneven distribution of the dopant-added portion 10, other shapes may be used.

【0009】金属酸化物の一例として、ZnOが用いら
れる場合は、ドーパントとしてCuO、LiCO3 等が
用いられ、CuO、LiCO3 等をターゲット14の全
面積の30%以下、好ましくは10%以下の領域のみに
添加することにより、残りの領域、すなわち面積で70
%以上、好ましくは90%以上の領域の抵抗率を低くす
ることができる。その結果、スパッタリング時に生じる
チャージアップを抑制し、安定放電が実現するため、良
質なZnO膜を得ることができる。なお、図1〜図4に
おいて、金属酸化物としてZnOを用いる場合は、ドー
パント非添加部12はCuO又はLiCO3 が添加され
ていないZnOであり、ドーパント添加部10はCuO
又はLiCO3 が添加されたZnOである。
[0009] As an example of a metal oxide, if ZnO is used, CuO as dopants, LiCO 3 or the like is used, CuO, 30% of the total area of the target 14 and LiCO 3, etc. or less, preferably 10% or less By adding only to the area, the remaining area, that is, 70 in area
%, Preferably 90% or more, the resistivity can be lowered. As a result, charge-up that occurs during sputtering is suppressed and stable discharge is realized, so that a high-quality ZnO film can be obtained. In FIGS. 1 to 4, when ZnO is used as the metal oxide, the non-dopant portion 12 is ZnO to which CuO or LiCO 3 is not added, and the dopant addition portion 10 is CuO.
Alternatively, it is ZnO to which LiCO 3 is added.

【0010】上記の金属酸化物焼結体スパッタリングタ
ーゲットの製造方法は、金属酸化物焼結体の一部分にの
みドーパントを添加して、ドーパントを偏在させること
を特徴としている。この場合、ドーパント添加量は、従
来、ターゲット全体に添加していた量と等しくする。金
属酸化物としては、ZnOのほか、ドープすることによ
り膜の抵抗値を大きくすることが必要なものすべてを用
いることができ、これらに本発明を適用することができ
る。
The above-described method for producing a metal oxide sintered body sputtering target is characterized in that the dopant is added only to a part of the metal oxide sintered body to make the dopant unevenly distributed. In this case, the dopant addition amount is made equal to the amount conventionally added to the entire target. As the metal oxide, in addition to ZnO, any metal oxide required to increase the resistance value of the film by doping can be used, and the present invention can be applied to these.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を、金属酸化物として
ZnOを用い、ドーパントとしてCuOを用いた場合に
ついて、図5に基づいて説明するが、本発明は実施例に
なんら限定されるものではない。酸化亜鉛、及び酸化亜
鉛と微量の酸化銅ドーパントとの混合物の2種類を適当
な温度でそれぞれ仮焼結した後、粉砕した。あらかじめ
用意した型20としきり22からなる焼結用容器24
に、粉砕済み材料を仕分けして充填した。その後、しき
り22を取り除きプレスし、適当な温度で本焼結した。
その結果、本発明で示したように、抵抗率が小さくスパ
ッタリング時にチャージアップによる異常放電が生じに
くいスパッタリングターゲット14が得られた。
EXAMPLE An example of the present invention using ZnO as a metal oxide and CuO as a dopant will be described below with reference to FIG. 5, but the present invention is not limited to the example. is not. Two types of zinc oxide and a mixture of zinc oxide and a trace amount of copper oxide dopant were pre-sintered at appropriate temperatures and then pulverized. Sintering container 24 consisting of mold 20 and cutout 22 prepared in advance
The crushed material was sorted and filled in. Then, the cutout 22 was removed and pressed, and main sintering was performed at an appropriate temperature.
As a result, as shown in the present invention, a sputtering target 14 having a small resistivity and less likely to cause abnormal discharge due to charge-up during sputtering was obtained.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) ドーパント添加部を偏在させているので、ター
ゲットの抵抗値が小さくなり、成膜中の異常放電を抑制
し、膜中の欠陥の発生やターゲットの破損を防止するこ
とができる。 (2) 高周波スパッタだけでなく、直流スパッタによ
る膜形成も可能である。 (3) 薄膜を利用した特殊機能センサ(圧力センサ、
赤外線センサ、超音波センサ等)の製造に適用すること
ができる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. (1) Since the dopant-added portions are unevenly distributed, the resistance value of the target can be reduced, abnormal discharge can be suppressed during film formation, and defects in the film and damage to the target can be prevented. (2) Not only high frequency sputtering but also film formation by DC sputtering is possible. (3) Special function sensor using thin film (pressure sensor,
Infrared sensor, ultrasonic sensor, etc.) can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の金属酸化物焼結体スパッタリングター
ゲットにおけるドーパント添加の偏在例を示す平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view showing an example of uneven distribution of dopant addition in a metal oxide sintered body sputtering target of the present invention.

【図2】本発明のターゲットにおけるドーパント添加の
他の偏在例を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing another example of uneven distribution of dopant addition in the target of the present invention.

【図3】本発明のターゲットにおけるドーパント添加の
他の偏在例を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing another example of uneven distribution of dopant addition in the target of the present invention.

【図4】本発明のターゲットにおけるドーパント添加の
さらに他の偏在例を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing still another example of uneven distribution of dopant addition in the target of the present invention.

【図5】本発明の実施例におけるスパッタリングターゲ
ットの製造方法を示す工程説明図である。
FIG. 5 is a process explanatory view showing the method of manufacturing the sputtering target in the example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ドーパント添加部 12 ドーパント非添加部 14 スパッタリングターゲット 10 Dopant-added part 12 Dopant-non-added part 14 Sputtering target

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ドーパント添加部(10)とドーパント
非添加部(12)とを有する金属酸化物焼結体スパッタ
リングターゲット。
1. A metal oxide sintered body sputtering target having a dopant-added part (10) and a non-dopant-added part (12).
【請求項2】 金属酸化物焼結体の一部分にのみドーパ
ントを添加して、ドーパントを偏在させることを特徴と
する金属酸化物焼結体スパッタリングターゲットの製造
方法。
2. A method for producing a sputtering target of a metal oxide sintered body, wherein the dopant is unevenly distributed by adding the dopant only to a part of the metal oxide sintered body.
JP4352049A 1992-12-09 1992-12-09 Metal oxide sintered body-sputtering target and its production thereof Pending JPH06172994A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4951928A (en) * 1972-09-16 1974-05-20

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