JPH10330924A - 酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲットおよびその製造方法Info
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Abstract
を有する酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲット
およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 Sb2 O3 を3〜10重量%含み、残部
がSnO2 および不可避的不純物からなり、密度が4.
2〜6.9であることを特徴とする、酸化錫−酸化第一
アンチモン焼結体ターゲット。SnO2 とSb2 O3 粉
末からなる原料粉末を混合し、この原料粉末をカーボン
型中に充填し、熱間でプレス成形するホットプレス法で
焼結体を作成し、次いでこの得られた焼結体を機械加工
してスパッタリングターゲットを製造することを特徴と
する、酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲットの
製造方法。
Description
パネル(PDP)等の表示装置に用いられる酸化錫(S
nO2 )系透明導電膜を形成するためのスパッタリング
ターゲットに関する。
quid crystal display)に代わる
表示デバイスとして、プラズマディスプレイパネル(P
DP:plasma display panel)が
注目されている。プラズマディスプレイパネルは液晶デ
ィスプレイに比べて、バックライトが要らないため、よ
り薄く出来る等の利点を有しており、壁掛けTV等への
応用がなされている。
レイと同様、透明電極が必要不可欠であり、ITO(I
ndium−Tin oxide:酸化インジウム−酸
化錫)膜や酸化錫(SnO2 )系透明導電膜が現在用い
られている。ITO膜は、低抵抗でエッチング特性も優
れているが、高価であり、PDP製造プロセス上、耐熱
性や耐薬品性に問題を抱えている。一方、SnO2 系膜
は、抵抗ではITO膜に劣るが、安価で耐熱性や耐薬品
性に優れているという利点を有している。
着)法で成膜されているが、CVD法は成膜プロセスの
制御が難しいという問題点を有している。成膜プロセス
制御が比較的容易なスパッタ法での成膜も試みられてい
るが、利用に耐えうる十分な特性を備えたSnO2 系の
スパッタリングターゲットが入手困難なため、広く行わ
れるに至っていない。これはSnO2 という物質が難焼
結性の物質であり、スパッタリングターゲットとしての
利用に好適な焼結体を得ることが困難であることに由来
する。
一アンチモン(Sb2 O3 )を添加することが行われて
いるが、Sb2 O3 の添加によっても、その焼結性の改
善には効果が小さく、満足できる焼結体ターゲットは得
られていないのが現状である。
方法として、ホットプレス法やHIP法が一般に用いら
れている。ホットプレス法は、高温で大きな力を押圧型
に加えるためにカーボン製の型を用いている。この方法
をSnO2 系焼結体の製造に適用しようとした場合、密
度を上げるために焼結温度を上げていくと、SnO2が
還元されてメタル化してしまうため、低温で焼結せざる
を得ず、十分な高密度焼結体が得られない。また、押圧
型のカーボンとSnO2 が焼結の間に強固に接着してし
まい、離型剤が効かないため、冷却時に型と焼結体の熱
膨脹率差に起因する収縮量の差のために焼結体が割れて
しまうという問題点がある。また、HIP法(hot
isostatic pressing:熱間静水圧焼
結法)では、コストが高くなり過ぎるという問題点があ
る。
に耐えうるに十分な機械的、物理的特性を有する酸化錫
(SnO2 )−酸化第一アンチモン(Sb2 O3 )焼結
体ターゲットおよびその製造方法を提供することにあ
る。
その特徴としている。 (1) Sb2 O3 を3〜10重量%含み、残部がSn
O2 および不可避的不純物からなり、密度が4.2〜
6.9であることを特徴とする、酸化錫−酸化第一アン
チモン焼結体ターゲット。 (2) SnO2 粉末とSb2 O3 粉末を混合し、カー
ボン型に充填して、熱間でプレス成形するホットプレス
法により製造された焼結体であって、Sb2 O3を3〜
10重量%含み、残部がSnO2 および不可避的不純物
からなり、密度が4.2〜6.9であることを特徴とす
る、酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲット。 (3) Sb2 O3 を3〜10重量%含み、残部がSn
O2 および不可避的不純物からなり、密度が4.2〜
6.9である酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲ
ットの製造方法であって、SnO2 粉末とSb2 O3 粉
末からなる原料粉末を混合し、この原料粉末をカーボン
型中に充填し、熱間でプレス成形するホットプレス法で
焼結体を作成し、次いでこの得られた焼結体を機械加工
してスパッタリングターゲットを製造することを特徴と
する、酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲットの
製造方法。
み、残部がSnO2 および不可避的不純物からなり、密
度が4.2〜6.9である酸化錫−酸化第一アンチモン
焼結体ターゲットの製造方法であって、SnO2 粉末と
Sb2 O3 粉末とからなる原料粉末を混合し、この原料
粉末を金型で750kgf/cm2 以上の圧力でプレス
成形し、次いでこの成形体を粉砕し、粉砕して得られた
粉末をカーボン型中に充填して熱間でプレス成形するホ
ットプレス法で焼結体を作成し、その後この焼結体を機
械加工してスパッタリングターゲットを製造することを
特徴とする、酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲ
ットの製造方法。 (5) 熱間でプレス成形するホットプレス法で焼結体
を作成するに際し、カーボン型と焼結体が接する部分の
一部、または全部に介在物を置いて焼結することを特徴
とする、前記(3)または(4)に記載の酸化錫−酸化
第一アンチモン焼結体ターゲットの製造方法。 (6) 介在物が、鉄箔、カーボンシート、ステンレス
箔、ニッケル箔、タンタル箔のうち少なくとも1種であ
ることを特徴とする、前記(5)に記載の酸化錫−酸化
第一アンチモン焼結体ターゲットの製造方法。 (7) 原料粉末であるSnO2 粉末の嵩密度が、1.
4(g/cc)以上であることを特徴とする、前記
(3)または(4)に記載の酸化錫−酸化第一アンチモ
ン焼結体ターゲットの製造方法。
る。本発明のSnO2 −Sb2 O3 焼結体ターゲットに
おいて、Sb2 O3 の含有量を3〜10wt%に限定し
た。その理由は、3wt%未満では密度が十分に向上せ
ず、10wt%を超えると透明導電膜としての特性が低
下するからである。Sb2 O3 含有量をこの範囲内とす
ることにより、低抵抗かつ十分な密度をもつ焼結体ター
ゲットが得られる。
6.9(g/cc)に限定した理由は、4.2(g/c
c)未満の密度では焼結体の強度が弱く、焼結体ターゲ
ットとして使用するに十分ではないためである。また、
6.9(g/cc)は、100%緻密化した場合の密度
である。焼結体ターゲットの密度をこのような高密度に
することにより、スパッタリング中のパーティクルの発
生が抑制され膜質が向上するとともにターゲット寿命が
長くなり、生産性が向上する。焼結体の密度は、さらに
好ましくは5.0〜6.9(g/cc)がよい。
ーボン型と焼結体が接する部分の一部、または全部に介
在物を置いて焼結を行うことを特徴としている。これ
は、焼結の間に焼結体とカーボン型が強固に接着してし
まうのを防止するためである。介在物の材質としては、
焼結時にカーボンと反応したり固着したりせず、焼結体
への影響のないものなら何でも用いることができる。例
えば、鉄箔、カーボンシート、ステンレス鋼箔、ニッケ
ル箔、タンタル箔等を用いることができる。ホットプレ
ス焼結は750℃〜820℃の温度範囲で行うことが好
ましい。この温度より低いと、焼結が不十分であり、こ
の温度を越えると還元によりメタルの析出が起こってし
まう恐れがある。
O2 嵩密度は、1.4以上が適切である。これより低い
嵩密度の原料を使用した場合、十分に高密度の焼結体タ
ーゲットを得ることが困難なためである。これは、Sn
O2 が難焼結性物質でホットプレスによっても十分焼結
させることが難しいため、粉末の状態である程度密度が
高くないと、高密度の焼結体が得られないためと考えら
れる。なお、ここでいう嵩密度とは、JIS−R612
6(1970)「人造研削材のかさ比重試験方法」に準
じた方法で測定される嵩密度を示す。
中でホットプレス焼結する前工程において、金型でプレ
ス成形してもよい。このように、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
粒子が作られて嵩密度が向上し、より高密度の焼結体タ
ーゲットを得ることができる。750kgf/cm2以
下の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。
体が得られる理由は、Sb2 O3 を3〜10wt%含有
することでSnO2 の焼結性が改善されたこと、およ
び、カーボン製型と焼結体の固着による割れを防止する
手段を講じたこと、そして、SnO2 原料粉末、または
原料粉末の嵩密度を高くしたこと等により、SnO2 −
Sb2 O3 焼結体が高密度に製造できたものと考えられ
る。
さらに説明する。なお、使用したSnO2 、Sb2 O3
はいずれも純度99.9%のものである。
m)とSb2 O3 粉末(平均粒径1μm)を、重量比で
90:10となるように秤量、混合し、カーボン型に充
填して、800℃で2時間ホットプレス焼結し、6イン
チ×14インチ、厚さ8mmの焼結体を得た。このと
き、カーボン型と焼結体の接触する部分のうち、圧縮方
向に垂直な2面に鉄箔(厚さ30μm)を介在させた。
ホットプレス後、鉄箔はカーボン型と反応しておらず、
焼結体と一体化していた。焼結体表面の鉄箔は研削加工
により取り除くことができた。得られた焼結体の密度は
5.3(g/cc)であった。焼結体を加工して直径4
インチのスパッタリングターゲットを作成した。スパッ
タ試験を行ったところ、スパッタリングターゲットとし
て十分使用に耐えた。
こと以外は実施例1と同様にして、焼結体を得た。カー
ボンシートの両面には離型剤としてBN(ボロンナイト
ライド)を塗布した。ホットプレス後、カーボンシート
はカーボン型にも焼結体にも固着していなかった。得ら
れた焼結体の密度は5.1(g/cc)であった。焼結
体を加工して直径4インチのスパッタリングターゲット
を作成した。スパッタ試験を行ったところ、スパッタタ
ーゲットとして十分使用に耐えた。
m)とSb2 O3 粉末(平均粒径1μm)を、97:3
wt%となるように秤量、混合し、次にこの粉末を金型
で900(kgf/cm2 )の圧力でプレス成形した。
次いでこの成形体を粉砕後カーボン型に充填して、80
0℃で2時間ホットプレス焼結し、6インチ×14イン
チ、厚さ8mmの焼結体を得た。このとき、カーボン型
と焼結体の接触する部分のうち、圧縮方向に垂直な2面
にカーボンシート(厚さ30μm)を介在させた。カー
ボンシートの両面には離型剤としてBN(ボロンナイト
ライド)を塗布した。ホットプレス後、カーボンシート
はカーボン型にも焼結体にも固着していなかった。得ら
れた焼結体の密度は4.8(g/cc)であった。焼結
体を加工して直径4インチのスパッタリングターゲット
を作成し、スパッタ試験を行ったところ、スパッタター
ゲットとして十分使用に耐えた。
m)とSb2 O3 粉末(平均粒径1μm)を、重量比で
90:10となるように秤量、混合し、次にこの粉末を
金型で900(kgf/cm2 )の圧力でプレス成形し
た。次いでこの成形体を粉砕後カーボン型に充填して、
800℃で2時間ホットプレス焼結し、直径3インチ、
厚さ5mmの焼結体を得た。このとき、原料粉末を鉄箔
で包み、カーボン型と焼結体の接触する部分全体に鉄箔
を介在させた。ホットプレス後、鉄箔はカーボン型と反
応しておらず、焼結体と一体化していた。焼結体表面の
鉄箔は研削加工により取り除くことができた。得られた
焼結体の密度は6.2(g/cc)であった。
μm)とSb2 O3 粉末(平均粒径1μm)を90:1
0wt%となるように秤量、混合し、カーボン型(6イ
ンチ×14インチ)に充填して、800℃で2時間ホッ
トプレス焼結した。得られた焼結体はバラバラに割れて
いた。また、カーボン型と接していた部分の焼結体がカ
ーボンに固着していた。
ち、圧縮方向に垂直な2面に鉄箔(厚さ30μm)を介
在させてホットプレスを同じ条件で実施した。得られた
焼結体の密度は3.4(g/cc)で、非常に脆くてス
パッタターゲットに加工することは困難であった。
が、本発明によれば4.2以上の十分な密度をもったS
nO2 −Sb2 O3 焼結体ターゲットを得ることができ
る。これにより、成形焼結後の加工とバッキングプレー
トへの接着加工に耐えうる強度を有し、さらにスパッタ
リング中の熱衝撃に耐えうる強度を有するターゲットが
得られる。
Claims (7)
- 【請求項1】Sb2 O3 を3〜10重量%含み、残部が
SnO2 および不可避的不純物からなり、密度が4.2
〜6.9であることを特徴とする、酸化錫−酸化第一ア
ンチモン焼結体ターゲット。 - 【請求項2】SnO2 粉末とSb2 O3 粉末を混合し、
カーボン型に充填して、熱間でプレス成形するホットプ
レス法により製造された焼結体であって、Sb2 O3 を
3〜10重量%含み、残部がSnO2 および不可避的不
純物からなり、密度が4.2〜6.9であることを特徴
とする、酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲッ
ト。 - 【請求項3】Sb2 O3 を3〜10重量%含み、残部が
SnO2 および不可避的不純物からなり、密度が4.2
〜6.9である酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ター
ゲットの製造方法であって、 SnO2 粉末とSb2 O3 粉末からなる原料粉末を混合
し、この原料粉末をカーボン型中に充填し、熱間でプレ
ス成形するホットプレス法で焼結体を作成し、次いでこ
の得られた焼結体を機械加工してスパッタリングターゲ
ットを製造することを特徴とする、酸化錫−酸化第一ア
ンチモン焼結体ターゲットの製造方法。 - 【請求項4】Sb2 O3 を3〜10重量%含み、残部が
SnO2 および不可避的不純物からなり、密度が4.2
〜6.9である酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ター
ゲットの製造方法であって、 SnO2 粉末とSb2 O3 粉末からなる原料粉末を混合
し、この原料粉末を金型で750kgf/cm2 以上の
圧力でプレス成形し、次いでこの成形体を粉砕し、粉砕
して得られた粉末をカーボン型中に充填して、熱間でプ
レス成形するホットプレス法で焼結体を作成し、その後
この焼結体を機械加工してスパッタリングターゲットを
製造することを特徴とする、酸化錫−酸化第一アンチモ
ン焼結体ターゲットの製造方法。 - 【請求項5】熱間でプレス成形するホットプレス法で焼
結体を作成するに際し、カーボン型と焼結体が接する部
分の一部、または全部に介在物を置いて焼結することを
特徴とする、請求項3または4に記載の酸化錫−酸化第
一アンチモン焼結体ターゲットの製造方法。 - 【請求項6】介在物が、鉄箔、カーボンシート、ステン
レス箔、ニッケル箔、タンタル箔のうちから選択された
少なくとも1種であることを特徴とする、請求項5に記
載の酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲットの製
造方法。 - 【請求項7】原料粉末であるSnO2 粉末の嵩密度が、
1.4(g/cc)以上であることを特徴とする、請求
項3または4に記載の酸化錫−酸化第一アンチモン焼結
体ターゲットの製造方法。
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JP14521097A JP3710021B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 酸化錫−酸化第一アンチモン焼結体ターゲットおよびその製造方法 |
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JPH10330924A true JPH10330924A (ja) | 1998-12-15 |
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-
1997
- 1997-06-03 JP JP14521097A patent/JP3710021B2/ja not_active Expired - Fee Related
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