JPH0668935B2 - Oxide sintered body, method for producing the same, and target using the same - Google Patents

Oxide sintered body, method for producing the same, and target using the same

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JPH0668935B2
JPH0668935B2 JP2044439A JP4443990A JPH0668935B2 JP H0668935 B2 JPH0668935 B2 JP H0668935B2 JP 2044439 A JP2044439 A JP 2044439A JP 4443990 A JP4443990 A JP 4443990A JP H0668935 B2 JPH0668935 B2 JP H0668935B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は酸化インジウム・酸化錫(以下ITOと記載)焼
結体及びその製造方法並びに用途に関するものである。
本発明によるITO焼結体は、スパッタリング法によって
透明導電膜を形成する際のスパッタリングターゲットと
して、極めて優れた性能を有するものである。
The present invention relates to a sintered body of indium oxide / tin oxide (hereinafter referred to as ITO), a method for producing the same, and an application thereof.
The ITO sintered body according to the present invention has extremely excellent performance as a sputtering target when forming a transparent conductive film by a sputtering method.

[従来の技術] 近年、太陽電池や液晶ディスプレーの透明電極やタッチ
パネルなどの用いる透明導電性膜としてITO薄膜の需要
が急増している。このようなITO薄膜を形成する方法に
はITO微粒子を基材に塗布する方法、ITO前駆体を基材に
塗布した後熱分解する方法、又はIT合金ターゲットある
いはITO焼結体ターゲットのスパッタリングにより基材
面にITO膜を形成させる方法等が知られているが、現在
では特にITO焼結体をスパッタリングする方法が最も一
般的である。
[Prior Art] In recent years, there has been a rapid increase in demand for ITO thin films as transparent conductive films used for transparent electrodes of solar cells and liquid crystal displays, touch panels and the like. The method of forming such an ITO thin film is a method of applying ITO fine particles to a base material, a method of applying an ITO precursor to a base material and then thermally decomposing it, or a sputtering method using an ITO alloy target or an ITO sintered body target. Although a method of forming an ITO film on the material surface is known, at present, a method of sputtering an ITO sintered body is the most general method.

従来、ITO焼結体は酸化インジウムと酸化錫の粉末を混
合したものを加圧成型後、焼結することによって製造さ
れているが、もともと酸化インジウム、酸化錫粉末は難
焼結性であるため、高密度なITO焼結体を製造すること
は極めて困難であった。尚、ITO焼結体の焼結密度は、
錫の含有量によって多少異なるが、理論密度100%の焼結
密度は約7.1g/cm3である。
Conventionally, an ITO sintered body is manufactured by press-molding a mixture of indium oxide and tin oxide powders and sintering it. However, since the indium oxide and tin oxide powders are originally difficult to sinter. It was extremely difficult to manufacture a high density ITO sintered body. The sintered density of the ITO sintered body is
The sintered density at a theoretical density of 100% is about 7.1 g / cm 3, although it depends on the tin content.

従来のITO焼結体の多くは、焼結体中に多くに空孔が残
存し、焼結密度はたかだか理論密度の60%程度(〜4.3g/
cm3)であり、導電性が低く、その比抵抗は2×10-3
上、また色調は黄緑色のものであった。このようなITO
焼結体は導電性及び熱伝導性が低く、機械的強度が弱い
ために、スパッタリングによる成膜の際の投入電力が過
剰になると容易に割れが生じ、又スパッタリングによる
成膜速度も遅く、さらに放電状態が非常に不安定であっ
た。加えてスパッタリング時に焼結体表面に還元物質
(黒色物質)が生成し、このものが基材表面に生成する
透明導電膜に混在し膜の質低下をもたらすので焼結体表
面に還元性物質が生成する毎に運転を停止してこれを除
去しなければならなかった。そしてこのことがスパッタ
リングの連続運転において著しい障害となっていた。
Many of the conventional ITO sintered bodies have many pores in the sintered body, and the sintered density is at most about 60% of the theoretical density (up to 4.3 g /
cm 3 ), the conductivity was low, the specific resistance was 2 × 10 −3 or more, and the color tone was yellowish green. ITO like this
Since the sintered body has low electrical conductivity and thermal conductivity, and weak mechanical strength, cracks easily occur when the input power during film formation by sputtering becomes excessive, and the film formation rate by sputtering is slow. The discharge state was very unstable. In addition, a reducing substance (black substance) is generated on the surface of the sintered body during sputtering, and this substance is mixed with the transparent conductive film generated on the surface of the base material and causes deterioration of the film quality. Each time it was produced, it had to be shut down and removed. And this has been a serious obstacle to the continuous operation of sputtering.

そこで、従来からこのような問題を解決するため、ITO
焼結体の高密度化、低抵抗化の検討が種々なされてい
る。
Therefore, in order to solve such a problem in the past, ITO
Various studies have been made to increase the density and reduce the resistance of the sintered body.

例えば一旦高温で仮焼した平均粒径が3〜6μmの比較
的粒径の大きい酸化インジウム、酸化錫粉末を原料とし
て用いることにより焼結密度を向上させる方法(特開昭
62-21751)が提案されている。しかしこのような比較的
大粒径の原料によって得られるITO焼結体の密度は、同
公開公報記載の実施例から判るとおり、たかだか5g/cm3
で、十分に高密度とは言えない。また沈殿剤を使用した
共沈ITO粉末を焼結体原料に用いる方法(特開昭62-1200
9)が提案されている。しかしこの方法でも得られる焼
結体の焼結密度は理論密度の70%(5g/cm3)程度で十分に
高密度とは言えない。一方ITO焼結体に酸素欠陥を導入
し低抵抗化する方法も提案されている(特開昭63-4075
6)。しかしこのような方法は焼結体の低抵抗化には有
効であるが、高密度という点で不十分であった。
For example, a method of improving the sintering density by using as raw materials indium oxide or tin oxide powder having a relatively large particle diameter of 3 to 6 μm, which has been temporarily calcined at a high temperature (Japanese Patent Laid-open No. Sho 61-206).
62-21751) has been proposed. However, the density of the ITO sintered body obtained from such a material having a relatively large particle size is at most 5 g / cm 3 as can be seen from the examples described in the publication.
And it can't be said that the density is high enough. Further, a method of using a coprecipitated ITO powder containing a precipitating agent as a raw material for a sintered body (Japanese Patent Laid-Open No. 62-1200).
9) is proposed. However, the sintered density of the sintered body obtained by this method is about 70% (5 g / cm 3 ) of the theoretical density, which is not sufficiently high. On the other hand, a method of introducing oxygen defects into the ITO sintered body to reduce the resistance has also been proposed (JP-A-63-4075).
6). However, although such a method is effective in reducing the resistance of the sintered body, it is insufficient in terms of high density.

さらに加圧焼結(ホットプレス)による特殊な高密度IT
O焼結体製造方法も提案されているが、装置が高価で操
作が複雑であり、比較的高密度な焼結体が得られると言
われているが工業的な方法ではなかった。
Furthermore, special high-density IT by pressure sintering (hot pressing)
Although a method for producing an O sintered body has also been proposed, it is said that the apparatus is expensive and the operation is complicated, and a relatively high density sintered body can be obtained, but it was not an industrial method.

又、ホットプレスでは、焼結体が強度に還元されること
が避けられないという問題もあった。
Further, in hot pressing, there is also a problem that the sintered body is inevitably reduced in strength.

[発明が解決しようとする課題] 以上説明したように、これまで工業的な方法によって高
密度でなおかつ低抵抗なITO焼結体は得られていないの
が現状である。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the present situation is that an ITO sintered body having high density and low resistance has not been obtained by an industrial method so far.

本発明の目的は、高密度でなおかつ低抵抗なITO焼結
体、即ち焼結密度5.3g/cm3以上、さらに焼結密度6g/cm3
以上の高密度で比抵抗が2×10-3Ω・cm以下のITO焼結
体、及びその製造方法、さらに当該ITO焼結体の特徴を
生かしたスパッタリングターゲットとしての用途を提供
することにある。
The object of the present invention is a high density and low resistance ITO sintered body, that is, a sintered density of 5.3 g / cm 3 or more, and a sintered density of 6 g / cm 3
It is intended to provide an ITO sintered body having a high density and a specific resistance of 2 × 10 −3 Ω · cm or less, a manufacturing method thereof, and a use as a sputtering target utilizing the characteristics of the ITO sintered body. .

[課題を解決する手段] 本発明者等は、ITO焼結体の高密度化及び低抵抗化に関
して鋭意検討を重ねた結果、ある種のITO粉末を焼結体
原料として用いることにより、本発明の目的が達成され
ることを見出だした。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies made by the present inventors on increasing the density and lowering the resistance of an ITO sintered body, the present invention was achieved by using a certain ITO powder as a raw material for the sintered body. It was found that the purpose of was achieved.

即ち、一次粒径が1μm以下、BET表面積が15m2/g以
上、粒度分布から求めた比表面積が2m2/g以上のITO粉末
の焼結では、焼結反応において焼結体内部の気孔の低減
による著しい体積収縮によって焼結体は高密度となり、
なおかつ低抵抗なものとなることを見出した。
That is, in the sintering of ITO powder having a primary particle size of 1 μm or less, a BET surface area of 15 m 2 / g or more, and a specific surface area of 2 m 2 / g or more obtained from the particle size distribution, in the sintering reaction, pores inside the sintered body are formed. Due to the remarkable volume shrinkage due to the reduction, the sintered body becomes high density,
It was also found that the resistance was low.

さらにこの高密度ITOターゲトはスパッタリングターゲ
ットとして極めて優れた性能を有しており、これをスパ
ッタリングターゲットとして用いた場合、極めて均一で
低抵抗な透明導電膜が形成可能であることを見出し本発
明を完成した。
Furthermore, this high-density ITO target has extremely excellent performance as a sputtering target, and when this is used as a sputtering target, it was found that a transparent conductive film with extremely uniform and low resistance can be formed, and the present invention was completed. did.

次に本発明を更に詳述する。Next, the present invention will be described in more detail.

本発明で用いるITO粉末は、本発明で限定した条件を満
足するものであればいずれでも良い。
Any ITO powder may be used in the present invention as long as it satisfies the conditions defined in the present invention.

即ち、酸化インジウム粉末と酸化錫粉末をそれぞれ混合
したものでも良いし、共沈法によるインジウムと錫の共
沈酸化物粉末でもよい。
That is, it may be a mixture of indium oxide powder and tin oxide powder, or may be a coprecipitated oxide powder of indium and tin by a coprecipitation method.

一般的な酸化インジウム粉、酸化錫の粉末の製造方法
は、例えば各々の金属水酸化物、有機金属塩又は無機金
属塩の粉末、あるいはそれぞれのゾル又はゲルを加熱脱
水又は熱分解する方法、又、ITOの共沈粉末の製造方法
としてはインジウム塩と錫塩の混合溶液に沈殿剤を用い
る方法(特開昭60-186416、同62-7627)、インジウム塩
と錫塩の混合溶液を加水分解する方法(特開昭63-19510
1)等があるが、我々の提案しているインジウム及び/
又は錫の有機酸水溶液から得られる高純度な有機酸塩を
熱分解する方法(特開昭63-195101)も非常に優れた粉
末を得る方法である。
A general method for producing indium oxide powder and tin oxide powder is, for example, a method of heat dehydration or thermal decomposition of each metal hydroxide, organic metal salt or inorganic metal salt powder, or each sol or gel, or As a method for producing a coprecipitated powder of ITO, a method of using a precipitating agent in a mixed solution of indium salt and tin salt (JP-A-60-186416 and 62-7627), hydrolysis of a mixed solution of indium salt and tin salt Method (JP-A-63-19510
1) etc., but we have proposed indium and /
Alternatively, a method of thermally decomposing a high-purity organic acid salt obtained from an aqueous solution of tin with an organic acid (JP-A-63-195101) is also a method of obtaining a very excellent powder.

本発明における粉末の粒径は1μm〜0.01μmのもの
で、特に0.5μmから0.3μmの範囲のものが好ましい。
一次粒径が大のものは分散性は高くても焼結性が悪く、
一方一次粒径が0.01μm未満のものは粒子内の凝集を抑
制することが難しく、焼結性の高い粉末とすることは極
めて困難である。
The particle size of the powder in the present invention is 1 μm to 0.01 μm, and particularly preferably 0.5 μm to 0.3 μm.
Those with a large primary particle size have high dispersibility but poor sinterability,
On the other hand, if the primary particle size is less than 0.01 μm, it is difficult to suppress agglomeration within the particles, and it is extremely difficult to obtain a powder having high sinterability.

一方前述の方法で得られる酸化インジウム、酸化錫又は
ITO粉末の一次粒径は、一般に数μmから0.01μmであ
り、一次粒径の大きさは本発明の範囲を満足するが、そ
れらの粒子が強固に凝集しているため、このままでは本
発明の焼結体用の原料とはなり得ない。
On the other hand, indium oxide, tin oxide or
The primary particle size of the ITO powder is generally from several μm to 0.01 μm, and the size of the primary particle size satisfies the range of the present invention, but since these particles are strongly aggregated, the present invention does not have such a size. It cannot be a raw material for a sintered body.

本発明で用いる酸化インジウム粉末及びITO粉末は、こ
のように微細な一次粒径を有しなおかつ高分散、すなわ
ち凝集していないものを用いることが特徴である。
The indium oxide powder and the ITO powder used in the present invention are characterized by using such a fine primary particle size and high dispersion, that is, not agglomerated.

粉末の分散性を評価する手段にはBET表面積、粒度分布
があるが、本発明で用いる粉末はBET表面積が15m2/g以
上、好ましくは、15m2/g〜50m2/gでなおかつ粒度分布か
ら求めた比表面積が2m2/g以上、好ましくは、2m2/g〜5m
2/g、さらに好ましくは3.5m2/g以上のものである。
BET surface area is a means of evaluating the dispersibility of the powder, there is a particle size distribution, powder used in the present invention is a BET surface area of 15 m 2 / g or more, preferably, yet the particle size distribution at 15m 2 / g~50m 2 / g the specific surface area obtained from the 2m 2 / g or more, preferably, 2m 2 / g~5m
2 / g, more preferably 3.5 m 2 / g or more.

上記BET表面積が余り大きくなり過ぎても粉末が多孔質
あるいは表面状態の悪いものとなり、又必要以上に小で
あってもやはり焼結性は悪いため、BET表面積は50m2/g
以下で前記した範囲のものが好ましい。
Even if the above BET surface area becomes too large, the powder becomes porous or has a poor surface condition, and if it is unnecessarily small, the sinterability is still poor, so the BET surface area is 50 m 2 / g.
The above-mentioned range is preferable.

上述の条件を満足するITO粉末は、まず一次粒径が1μ
m以下のITO粉末を製造した後機械的に粉砕することに
よって調製可能である。
The ITO powder satisfying the above conditions has a primary particle size of 1 μm.
It can be prepared by producing ITO powder of m or less and then mechanically pulverizing it.

セラミックス粉末の焼結性を向上させる方法として、機
械的に粉砕することは一般に公知であるが、酸化インジ
ウム及びITO粉末の場合、どのような粉末でも機械的に
粉砕すれば焼結性が向上するわけではない。
Mechanically pulverizing is generally known as a method for improving the sinterability of ceramic powder, but in the case of indium oxide and ITO powder, the sinterability is improved by mechanically pulverizing any powder. Do not mean.

酸化インジウム及びITO粉末の機械的な粉砕方法として
は、一般的にボールミル、ダイノミル、サンドミル、ホ
モジナイザー、振動ミル等があるが、本発明の効果か十
分に得られる粉末の分散方法としては粉砕効率の高い粉
砕機、例えば振動ミル等を用いて粉砕することである。
粉砕効率の低いもの、例えば回転ボールミル等では、本
発明の条件を満足するものは得られない。
As a method for mechanically pulverizing indium oxide and ITO powder, there are generally a ball mill, a dyno mill, a sand mill, a homogenizer, a vibration mill, and the like. It is to grind by using a high grinder such as a vibration mill.
It is not possible to obtain, with a low pulverization efficiency, for example, a rotary ball mill that satisfies the conditions of the present invention.

また粉砕の際に用いる粉砕媒体が重要であり、粉砕効率
の点から高比重のものを使用することが好ましい。又こ
のような粉砕処理の際の粉末への不純物混入は、これを
用いたITO焼結体の導電性の低下をもたらすため、本発
明で用いる粉砕媒体としては高比重でなおかつ耐磨耗性
に優れたものを用いることが好ましい。高比重で耐磨耗
性に優れた分散媒体として、例えば、ジルコニアビーズ
や硬質炭素コーティングビーズ、ダイヤモンドコーティ
ングビーズ等が優れている。特に硬質炭素コーティング
ビーズ、ダイヤモンドコーティングビーズでは仮に磨耗
しても、ITO粉末の焼結温度において不純物炭素は炭酸
ガスとして除去されるため何等問題を生じない。一方ア
ルミナビーズやガラスビーズでは磨耗による不純物が問
題となり、樹脂ビーズでは軽すぎるために粉砕効果が得
られない。本発明で用いる好ましい粉砕媒体の大きさは
直径5mm以下、特に微粉砕が可能な直径2mm以下のもの
を用いることが望ましい。また粉砕効率及び粉末の分散
性を向上させるため、粉砕対象となる粉末に液体を添加
し、スラリー状態にすることが好ましい。ここで添加す
る液体としては水、各種有機溶媒を用いることが考えら
れるが、特に分散媒体の耐磨耗性の面で水を用いること
が好ましい。さらに当該スラリーに各種の分散剤を添加
することも粉砕にとって効果的である。上記スラリーと
するのに添加する水の量は、粉砕効率の点からスラリー
の粘度が50cpsから5000cpsの範囲となるように添加する
ことが好ましい。このスラリーの粘度がそれ以上でもそ
れ以下でも粉砕効率は低下する。このようなスラリーを
調製するために添加する水の量は、被処理粉末の粒度等
の性質及び粉砕に用いる粉砕媒体によって異なるが、一
般に粉末/水=80:20〜10:90の範囲である。また粉砕
時間は1時間から100時間程度で、特に5時間から30時
間の範囲が好ましい。
Further, the grinding medium used for grinding is important, and it is preferable to use one having a high specific gravity from the viewpoint of grinding efficiency. In addition, since the mixing of impurities into the powder during such a pulverizing treatment brings about a decrease in the conductivity of the ITO sintered body using the same, the pulverizing medium used in the present invention has a high specific gravity and is resistant to abrasion. It is preferable to use excellent ones. As a dispersion medium having a high specific gravity and excellent abrasion resistance, for example, zirconia beads, hard carbon coated beads, diamond coated beads and the like are excellent. In particular, even if the hard carbon-coated beads and the diamond-coated beads are worn, no problem occurs because the carbon impurities are removed as carbon dioxide gas at the sintering temperature of the ITO powder. On the other hand, alumina beads and glass beads pose a problem of impurities due to abrasion, and resin beads are too light to obtain a crushing effect. The size of the crushing medium used in the present invention is preferably 5 mm or less, and particularly preferably 2 mm or less, which enables fine pulverization. Further, in order to improve the pulverization efficiency and the dispersibility of the powder, it is preferable to add a liquid to the powder to be pulverized to form a slurry state. As the liquid to be added here, it is possible to use water and various organic solvents, but it is particularly preferable to use water in terms of abrasion resistance of the dispersion medium. Furthermore, adding various dispersants to the slurry is also effective for pulverization. From the viewpoint of pulverization efficiency, it is preferable that the amount of water added to form the above slurry is such that the viscosity of the slurry is in the range of 50 cps to 5000 cps. If the viscosity of this slurry is higher or lower, the pulverization efficiency will decrease. The amount of water added to prepare such a slurry varies depending on the properties such as the particle size of the powder to be treated and the grinding medium used for grinding, but generally powder / water = 80:20 to 10:90. . The crushing time is about 1 hour to 100 hours, and particularly preferably 5 hours to 30 hours.

また振動粉砕器を用いた粉砕において最も重要な点は、
振動粉砕器の振幅に対して粉砕容器径が10倍未満のもの
を用いることである。粉砕容器の径が振幅の10倍よりも
大きくなると、粉砕容器内部における粉砕媒体の運転が
不規則になるだけでなく、粉砕媒体の多くが粉砕中に粉
砕容器の下部で小さな振動あるいはしゅう動をするだけ
で、粉砕効率は著しく低下する。このような現象は特に
粉砕媒体が小さい場合、例えば粉砕器に用いる直径2mm
程度の粉砕媒体を使用した場合に顕著である。さらにこ
のような状態で粉末を粉砕すると、粉末の分散よりも粉
末のアモルファス化、すなわち結晶の破壊が進行するた
め粉砕処理は粉末の焼結性はかえって低下する。
Also, the most important point in crushing using a vibration crusher is
The diameter of the crushing container is less than 10 times the amplitude of the vibration crusher. If the diameter of the crushing container becomes larger than 10 times the amplitude, not only the operation of the crushing medium inside the crushing container becomes irregular, but also many of the crushing media cause small vibration or sliding at the lower part of the crushing container during crushing. Just by doing so, the pulverization efficiency is significantly reduced. This phenomenon occurs especially when the grinding medium is small, for example, a diameter of 2 mm used in a grinder.
This is remarkable when using a grinding medium of a certain degree. Further, when the powder is pulverized in such a state, the powder becomes amorphous rather than dispersed, that is, the crystal is broken, so that the sinterability of the powder in the pulverization process is rather lowered.

一方振動粉砕器の振幅に対して粉砕容器の径が10倍未満
のもので粉砕処理をした場合、粉砕容器内部における粉
砕媒体の運動は極めて均一であり、粉末の凝集が効率的
に解消される。またこの様な粉砕処理では、粉砕による
結晶破壊も抑制される。
On the other hand, when the diameter of the crushing container is less than 10 times the amplitude of the oscillating crusher, when the crushing process is performed, the motion of the crushing medium inside the crushing container is extremely uniform, and the agglomeration of the powder is efficiently eliminated. . In addition, such a crushing treatment also suppresses crystal destruction due to crushing.

加えてこのような効率的な粉砕処理では粉砕媒体の磨耗
が抑制され、処理する粉末を高純度に保つことが可能で
ある。
In addition, such efficient pulverization treatment suppresses abrasion of the pulverization medium, and the powder to be treated can be kept in high purity.

このような粉砕処理をすることによりITO粉末は高度に
分散したものとなり、本発明で限定した条件を満足する
ITO粉末が得られる。即ち、一次粒径が1μm〜0.01μ
mで、BET表面積が15m2/g〜50m2/g、粒度分布から求め
た比表面積が2m2/g〜5m2/gのものとなる。
By performing such a pulverization process, the ITO powder becomes highly dispersed and satisfies the conditions limited by the present invention.
ITO powder is obtained. That is, the primary particle size is 1 μm to 0.01 μm
In m, BET surface area of 15m 2 / g~50m 2 / g, the specific surface area determined from the particle size distribution becomes of 2m 2 / g~5m 2 / g.

本発明の粉末においてITO粉末の場合、粉末中の酸化イ
ンジウムと酸化錫の比率は、重量比で酸化インジウム/
酸化錫=98:2〜80:20、特に92:8〜85:15の範囲が
好ましい。酸化錫の含有量が2%よりも小又は、20%よ
りも大では、これを用いて焼結体とした場合高い導電性
を持つものが得られない。
In the case of ITO powder in the powder of the present invention, the ratio of indium oxide to tin oxide in the powder is indium oxide / weight ratio.
Tin oxide = 98: 2 to 80:20, particularly preferably 92: 8 to 85:15. When the content of tin oxide is less than 2% or more than 20%, a sintered body made of this cannot have a high conductivity.

更に本発明で用いるITO粉末は、その原料として用いる
インジウム、錫を含む溶液から、これらを共沈させて得
た共沈物を仮焼し酸化物としたものを前記した方法で粉
砕して得たものが均一な組成を持ち、従ってこれを焼結
し、ターゲットとして用いた場合、均一な膜を形成す
る。上記共沈方法は、前記した一般的な方法で良く、
又、仮焼温度は300〜800℃で行なう。
Further, the ITO powder used in the present invention is obtained by crushing the coprecipitate obtained by coprecipitating these solutions from a solution containing indium and tin used as the raw material, into an oxide, by the method described above. It has a uniform composition and thus when sintered and used as a target, it forms a uniform film. The coprecipitation method may be the general method described above,
The calcination temperature is 300 to 800 ° C.

本発明の焼結体は、一般の焼結体製造方法と同様に原料
粉末を成型し、それを焼結するが、ITO粉末の成型方法
にはいかなる方法も適用可能である。例えば加圧成型、
鋳込み成型、射出成型等がある。これらいずれの成型方
法によって得られるITO粉末成型体の成型体密度も3g/cm
3から4.5g/cm3の範囲、多くは3.5g/cm3から4.5g/cm3
範囲であるが、本発明ではこのような低密度の成型体か
ら十分に理論密度の75%以上すなわち、5.3g/cm3以上の
焼結体、多くは理論密度の85%以上すなわち、6g/cm3
上の高密度焼結体が得られる。
In the sintered body of the present invention, the raw material powder is molded and sintered as in the general sintered body manufacturing method, but any method can be applied to the molding method of the ITO powder. For example, pressure molding,
There are cast molding, injection molding, etc. The ITO powder compact obtained by any of these molding methods has a compact density of 3 g / cm.
The range of 3 to 4.5 g / cm 3 , and most of the range is 3.5 g / cm 3 to 4.5 g / cm 3 , but in the present invention, 75% or more of the theoretical density is sufficiently obtained from such a low-density molded article. , 5.3 g / cm 3 or more, and in many cases 85% or more of the theoretical density, that is, 6 g / cm 3 or more of high density sintered body can be obtained.

次にこのようなITO粉末成型体を焼結させるが、ITO粉末
成型体の焼結雰囲気はいかなる雰囲気も適用可能であ
る。例えば空気中、不活性雰囲気中、真空中等が考えら
れる。不活性雰囲気中あるいは真空中で焼結した焼結体
は空気中で焼結したものに比べて酸素格子欠陥が多いた
め、より低抵抗のものが得られるが、スパッタリングタ
ーゲットとして用いるには空気中で焼結した焼結体の方
が好ましい。
Next, such an ITO powder compact is sintered, but any atmosphere can be applied to the sintering atmosphere of the ITO powder compact. For example, in air, in an inert atmosphere, in vacuum, etc. can be considered. A sintered body that has been sintered in an inert atmosphere or in vacuum has more oxygen lattice defects than one sintered in air, so a lower resistance can be obtained. A sintered body obtained by sintering in 1. is preferable.

ITOの焼結は約1050℃から開始するが、1300℃以下では
焼結密度が向上せず、さらに焼結体の導電性が不十分で
あるため、焼結温度としては1300℃以上、特に1350℃以
上が好ましい。一方焼結温度が1450℃を越えると、錫成
分の揮発が生じる。
Sintering of ITO starts from approximately 1050 ° C, but the sintering density does not improve below 1300 ° C, and the conductivity of the sintered body is insufficient, so the sintering temperature is 1300 ° C or higher, especially 1350 ° C. C. or higher is preferable. On the other hand, when the sintering temperature exceeds 1450 ° C, the tin component volatilizes.

従って、本発明での焼結温度は1300℃以上、特に好まし
くは1400℃以上、1450℃以下が最適である。
Therefore, the sintering temperature in the present invention is optimally 1300 ° C or higher, particularly preferably 1400 ° C or higher and 1450 ° C or lower.

また焼結温度での保持時間は数時間から数十時間、特に
5時間から20時間で十分である。さらに昇温速度及び降
温速度は200℃/時間以下、特に好ましくは100℃/時間
以下であることが好ましい。このようにして得られた焼
結体の焼結粒径は5μm〜15μmである。
The holding time at the sintering temperature is several hours to several tens hours, particularly 5 hours to 20 hours. Further, the rate of temperature increase and the rate of temperature decrease are preferably 200 ° C./hour or less, particularly preferably 100 ° C./hour or less. The sintered particle size of the thus obtained sintered body is 5 μm to 15 μm.

[発明の効果] 以上説明したように本発明のITO焼結体は、高密度で低
抵抗であるため、透明導電膜を作成するスパッタリング
ターゲットとして極めて優れた性能を有している。従来
のITO焼結体は多孔質で低抵抗であるために抗折力がた
かだか5kg/mm2であるのに対し、本発明の高密度焼結体
では5kg/mm2以上、多くは10kg/mm2以上であり、なおか
つ熱伝導率も高いため、熱ショックによる割れが起こり
難く、焼結体に空孔が少ないためアルゴンイオンのター
ゲット表面のエッチング率、すなわちスパッタ率が向上
し、その結果スパッタリング速度が速くなる。さらに比
抵抗においては従来の低密度ITO焼結体では2×10-3Ω
・cm以上であるものが、本発明の高密度ITO焼結体では
2×10-3Ω・cm〜2×10-4Ω・cm、多くは1×10-3Ω・
cm〜2×10-4Ω・cmであるため、投入可能な電力が従来
に比べ著しく増大し放電特性も向上する。加えて当該高
密度焼結体では、酸素の選択的なスパッタリングが起こ
り難く、透明導電膜の品質低下を引き起こすターゲット
表面の還元黒色化が抑制され、透明導電膜作成の連続運
転において極めて有利となる。
[Effects of the Invention] As described above, the ITO sintered body of the present invention has a high density and low resistance, and thus has an extremely excellent performance as a sputtering target for forming a transparent conductive film. The conventional ITO sintered body is porous and has a low resistance, so that the transverse rupture strength is at most 5 kg / mm 2 , whereas the high-density sintered body of the present invention has a bending strength of 5 kg / mm 2 or more, and most of it is 10 kg / mm 2. Since it is more than mm 2 and has high thermal conductivity, cracking due to heat shock is unlikely to occur, and since there are few holes in the sintered body, the etching rate of the target surface of argon ions, that is, the sputtering rate is improved, resulting in sputtering. Speed up. Furthermore, the specific resistance is 2 × 10 -3 Ω in the conventional low density ITO sintered body.
· Those having a size of at least cm are 2 × 10 −3 Ω · cm to 2 × 10 −4 Ω · cm in the high density ITO sintered body of the present invention, and most of them are 1 × 10 −3 Ω ·.
Since it is cm to 2 × 10 −4 Ω · cm, the power that can be applied is significantly increased and the discharge characteristics are improved. In addition, in the high-density sintered body, selective sputtering of oxygen is less likely to occur, and reduction blackening of the target surface that causes deterioration of the quality of the transparent conductive film is suppressed, which is extremely advantageous in continuous operation of transparent conductive film production. .

これらの諸性質から本発明における高密度、低抵抗ITO
焼結体は透明導電膜形成用のスパッタリングターゲット
として極めて優れた性能が期待できる。
From these properties, the high density, low resistance ITO of the present invention
The sintered body can be expected to have extremely excellent performance as a sputtering target for forming a transparent conductive film.

[実施例] 以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described based on Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 インジウム/錫比が90/10の割合でこれらを含む酢酸水
溶液を濃縮し、インジウム・錫混合酢酸塩を得、この酢
酸塩を熱分解することによりITO粉末を調製した。この
粉末に水を添加して50%スラリーとし、直径2mmの硬質
炭素コーティング金属ビーズを粉砕媒体とした振動ミル
(振動振幅10mm粉砕容器径50mm)で20時間粉砕した。粉
末の電子顕微鏡観察による一次粒径は0.3μm、BET表面
積は17m2/g、粒度分布から求めた比表面積は3.5m2/gで
あった。
Example 1 An indium / tin mixed acetic acid solution containing indium / tin at a ratio of 90/10 was concentrated to obtain an indium / tin mixed acetic acid salt, and the acetic acid salt was thermally decomposed to prepare an ITO powder. Water was added to this powder to make a 50% slurry, which was then ground for 20 hours in a vibration mill (vibration amplitude 10 mm, grinding container diameter 50 mm) using hard carbon-coated metal beads having a diameter of 2 mm as a grinding medium. The powder had a primary particle size of 0.3 μm as observed by an electron microscope, a BET surface area of 17 m 2 / g, and a specific surface area determined from a particle size distribution of 3.5 m 2 / g.

当該粉末を金型で加圧成型し、3.7g/cm3の成型体とした
後、常圧大気中で1400℃で焼結させた。
The powder was pressure-molded with a mold to obtain a 3.7 g / cm 3 molded body, which was then sintered at 1400 ° C. in atmospheric air.

焼結における昇温速度は100℃/時間、1400℃では10時
間保持、降温速度は100℃/時間とした。
The temperature rising rate in sintering was 100 ° C./hour, the temperature holding rate was 1400 ° C. for 10 hours, and the temperature lowering rate was 100 ° C./hour.

このような焼結条件で、焼結密度5.7g/cm3に比抵抗3×
10-4Ω・cmの焼結体が得られた。
Under these sintering conditions, the sintered density is 5.7 g / cm 3 and the specific resistance is 3 ×.
A sintered body of 10 −4 Ω · cm was obtained.

焼結体の表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(2000
倍)を図1に示した。
Electron micrograph showing the grain structure on the surface of the sintered body (2000
1) is shown in FIG.

実施例2 実施例1で得られた焼結体を用い、DCマグネトロンスパ
ッタリングによる成膜を行った(条件は、投入電力:4W
/cm2、圧力:0.6Pa(5×10-3torr)、基板温度:350
℃)結果、表1に示したように極めて低抵抗な透明導電
膜が得られた。
Example 2 The sintered body obtained in Example 1 was used to form a film by DC magnetron sputtering (condition is input power: 4 W).
/ cm 2 , pressure: 0.6Pa (5 × 10 -3 torr), substrate temperature: 350
As a result, a transparent conductive film having extremely low resistance was obtained as shown in Table 1.

実施例3 酢酸インジウムと酢酸錫をそれぞれ熱分解し、酸化イン
ジウムと酸化錫をそれぞれ調製した後、酸化インジウム
/酸化錫比が90/10となるように混合した。その後は炭
素コーティングビーズを用いる代わりにジルコニアビー
ズを用いること以外は実施例1と全く同様の条件で粉末
及び焼結体を調製した。
Example 3 Indium acetate and tin acetate were pyrolyzed to prepare indium oxide and tin oxide, respectively, and then mixed so that the indium oxide / tin oxide ratio was 90/10. Thereafter, a powder and a sintered body were prepared under the same conditions as in Example 1 except that zirconia beads were used instead of the carbon-coated beads.

粉末の電子顕微鏡観察による平均一次粒径は0.3μm、B
ET表面積は16m2/g、粒度分布から求めた比表面積は粉砕
前に3.5m2/g、であり、一方得られた焼結体の焼結密度
は5.9g/cm3、比抵抗9×10-4Ω・cmであった。
The average primary particle size of the powder is 0.3 μm by electron microscopic observation, B
The ET surface area is 16 m 2 / g, the specific surface area obtained from the particle size distribution is 3.5 m 2 / g before crushing, while the sintered density of the obtained sintered body is 5.9 g / cm 3 , the specific resistance 9 × It was 10 −4 Ω · cm.

実施例4 実施例3で得られた焼結体を用い、DCマグネトロンスパ
ッタリングによる成膜を行った(条件は実施例2と同
様)結果、表1に示したように実施例2と同様に極めて
低抵抗な透明導電膜が得られた。
Example 4 The sintered body obtained in Example 3 was used to form a film by DC magnetron sputtering (conditions are the same as in Example 2). As a result, as shown in Table 1, it was extremely similar to Example 2. A transparent conductive film having low resistance was obtained.

比較例1 インジウム/錫比が90/10の酢酸水溶液を濃縮し、イン
ジウム・錫混合酢酸塩を得、当該酢酸塩を熱分解するこ
とによってITO粉末を調製した。
Comparative Example 1 An indium / tin mixed acetic acid solution having a ratio of 90/10 was concentrated to obtain an indium / tin mixed acetic acid salt, and ITO powder was prepared by thermally decomposing the acetic acid salt.

この粉末の電子顕微鏡観察による一次粒径は0.3μm、B
ET表面積は9m2/g、粒度分布から求めた比表面積は2m2/g
であった。
The primary particle size of this powder was 0.3 μm as observed by an electron microscope.
ET surface area is 9 m 2 / g, specific surface area calculated from particle size distribution is 2 m 2 / g
Met.

実施例1と同様の条件で成型、焼結したところ焼結密度
4.7m2/g、比抵抗2.4×10-4μmの焼結体が得られた。焼
結体の表面の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡像(2000
倍)を図2に示した。
When molded and sintered under the same conditions as in Example 1, the sintered density
A sintered body with 4.7 m 2 / g and a specific resistance of 2.4 × 10 −4 μm was obtained. Scanning electron microscope image showing the grain structure on the surface of the sintered body (2000
2) is shown in FIG.

原料に用いた粉末は一次粒径、粒度分布から求めた比表
面積は本発明で用いる粉末の範囲であるが、BET表面積
が低い、すなわち凝集した粉末であるため焼結性が悪
く、焼結密度の高い焼結体は得られなかった。
The powder used as the raw material has a primary particle size, and the specific surface area obtained from the particle size distribution is within the range of the powder used in the present invention, but the BET surface area is low, that is, the sinterability is poor because it is an agglomerated powder, and the sintered density No high sintered body was obtained.

比較例2 比較例1で得られた焼結体を用い、実施例2と同様の条
件でDCマグネトロンスパッタリングによって成膜を行っ
た。生成被膜の比抵抗を表1に示す。表1に示した様に
実施例のような低抵抗な透明導電膜は得られなかった。
Comparative Example 2 Using the sintered body obtained in Comparative Example 1, a film was formed by DC magnetron sputtering under the same conditions as in Example 2. Table 1 shows the specific resistance of the formed film. As shown in Table 1, a transparent conductive film having a low resistance as in Examples was not obtained.

さらにスパッタリング前後におけるスパッタリングター
ゲット焼結体表面のオージェー電子分光による分析結果
を図3に、投入電力と成膜速度の関係を図4に、焼結体
の密度と抵折力の関係を図5に、焼結密度と熱伝導性の
関係を図6に示した。
Further, the results of Auger electron spectroscopy analysis of the surface of the sintered sputtering target before and after sputtering are shown in FIG. 3, the relationship between the applied power and the film formation rate is shown in FIG. 4, and the relationship between the density of the sintered body and the bending force is shown in FIG. The relationship between the sintered density and the thermal conductivity is shown in FIG.

図3から、高密度ITO焼結体では表面の還元(酸素低
減)が認められなかった。また図4から高密度焼結体で
は極めて高速な成膜が可能であった。図5から、高密度
焼結体は高い抵折力を有し、割れ難いことが示された。
加えて図6から高密度ITO焼結体は熱伝導性が高く、熱
ショックによる割れが抑制されることが示された。
From FIG. 3, no reduction (oxygen reduction) was observed on the surface of the high density ITO sintered body. Further, from FIG. 4, extremely high-speed film formation was possible with the high-density sintered body. From FIG. 5, it was shown that the high-density sintered body has a high bending strength and is difficult to crack.
In addition, FIG. 6 shows that the high-density ITO sintered body has high thermal conductivity and cracks due to heat shock are suppressed.

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

図1、図2は実施例、比較例で得た焼結体の表面の粒子
構造を示す図面代用の走査型電子顕微鏡写真である。図
3は同じくオージェー電子分光による分析結果を示す
図、図4は投入電力と成膜速度の関係を示す図、図5は
焼結体の密度と抵折力との関係を示す図(図4、5中○
は実施例2、□は実施例4、△は比較例2の結果を示
す)、図6は焼結密度と熱伝導性の関係を示す図(図中
○は実施例、△は比較例の結果を示す)である。
FIG. 1 and FIG. 2 are scanning electron micrographs as substitutes for drawings showing the particle structures on the surfaces of the sintered bodies obtained in Examples and Comparative Examples. FIG. 3 is a diagram showing the results of analysis by Auger electron spectroscopy, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the input power and the film formation rate, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the density of the sintered body and the bending force (FIG. 4). 5 out of 5
Indicates the result of Example 2, □ indicates the result of Example 4 and Δ indicates the result of Comparative Example 2), and FIG. 6 shows the relationship between the sintered density and the thermal conductivity (in the figure, ○ indicates the example and Δ indicates the comparative example). The results are shown).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】焼結密度5.3g/cm3以上、比抵抗が2×10-3
Ω・cm以下である酸化インジウム・酸化錫焼結体。
1. A sintered density of 5.3 g / cm 3 or more and a specific resistance of 2 × 10 -3.
Indium oxide / tin oxide sintered body with Ω · cm or less.
【請求項2】一次粒径が1μm以下、BET表面積が15m2/
g以上、粒度分布から求めた比表面積が2m2/g以上の酸化
インジウム・酸化錫を用いることを特徴とする焼結密度
5.3g/cm3以上、比抵抗が2×10-3Ω・cm以下である酸化
インジウム・酸化錫焼結体の製造方法。
2. The primary particle size is 1 μm or less and the BET surface area is 15 m 2 /
Sintering density characterized by using indium oxide / tin oxide with a specific surface area of 2 m 2 / g or more determined by particle size distribution
A method for producing an indium oxide / tin oxide sintered body having a specific resistance of 5.3 g / cm 3 or more and a specific resistance of 2 × 10 −3 Ω · cm or less.
【請求項3】酸化インジウム・酸化錫粉末が共沈法によ
って得られたものである特許請求の範囲第2)項記載の製
造方法。
3. The production method according to claim 2), wherein the indium oxide / tin oxide powder is obtained by a coprecipitation method.
【請求項4】焼結密度5.3g/cm3以上、比抵抗が2×10-3
Ω・cm以下である酸化インジウム・酸化錫焼結体からな
るスパッタリングターゲット。
4. A sintered density of 5.3 g / cm 3 or more and a specific resistance of 2 × 10 -3.
Sputtering target consisting of indium oxide / tin oxide sintered body with Ω · cm or less.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3184977B2 (en) * 1990-07-12 2001-07-09 同和鉱業株式会社 Method for producing ITO sputtering target material
JP2750483B2 (en) * 1991-11-26 1998-05-13 株式会社 ジャパンエナジー ITO sputtering target
JPH05148638A (en) * 1991-11-26 1993-06-15 Nikko Kyodo Co Ltd Production of ito sputtering target
JPH07100852B2 (en) * 1991-11-26 1995-11-01 株式会社ジャパンエナジー ITO sputtering target
JPH05148636A (en) * 1991-11-26 1993-06-15 Nikko Kyodo Co Ltd Ito sputtering target
JP4962587B2 (en) * 2010-03-29 2012-06-27 Tdk株式会社 Sputtering target, sputtering target manufacturing method, and optical media manufacturing method
CN113185279A (en) * 2021-05-06 2021-07-30 广西晶联光电材料有限责任公司 Preparation method of indium tin oxide evaporation target material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5654702A (en) * 1979-10-11 1981-05-14 Hitachi Ltd Method of manufactuping transparent conductive film
DE3300525A1 (en) * 1983-01-10 1984-07-12 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt TARGETS FOR CATHOD SPRAYING
JPS6155205A (en) * 1984-08-24 1986-03-19 旭化成株式会社 Dust-proof working garmet having air permeability
JPH0341283Y2 (en) * 1984-09-13 1991-08-30
JPS62202415A (en) * 1984-12-06 1987-09-07 三井金属鉱業株式会社 Indium oxide system light transmitting conductive film
JPS627627A (en) * 1985-07-04 1987-01-14 Showa Denko Kk Production of indium oxide-tin oxide powder
JP2570832B2 (en) * 1988-10-21 1997-01-16 三菱マテリアル株式会社 Method for producing sintered body of good conductive indium oxide

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