KR101038244B1 - ＳｎＯ２계 스퍼터링 타겟트 및 스퍼터막 - Google Patents

Abstract

스퍼터링 중의 이상 방전을 저감하면서, 가열 처리 없이도 낮은 막비저항을 갖고, 또한 그 후의 가열처리에 따른 비저항 변화가 작으며, 내열성이 우수한 스퍼터막을 얻을 수 있고, 항절강도가 우수하고, 또한 응집상이 실질적으로 없는 SnO₂계 스퍼터링 타겟트가 개시된다. 본 발명의 SnO₂계 스퍼터링 타겟트는, 1.5 ~ 3.5질량%의 Ta₂O₅와, 0.25 ~ 2질량%의 Nb₂O₅와, 잔부로서의 SnO₂ 및 불가피불순물을 포함하는 소결체로 이루어진다.

스퍼터링 타겟트, 스퍼터막

Description

ＳｎＯ２계 스퍼터링 타겟트 및 스퍼터막{SnO2-BASED SPUTTERING TARGET AND SPUTTERED FILM}

본 발명은 SnO₂계 스퍼터링 타겟트 및 그것을 이용하여 제조한 스퍼터막에 관한 것으로, 구체적으로는 플랫 패널 디스플레이, 터치 패널, 태양 전지 등의 각종 용도에 있어서, 투명전극, 대전 방지, 전자파 차단, 가스 베리어, 열선 반사 등의 각종 막기능을 확보하기 위하여 사용되는 SnO₂계 스퍼터링 타겟트 및 그 스퍼터막에 관한 것이다.

최근, SnO₂계 박막이 플랫 패널 디스플레이, 터치 패널, 태양 전지 등의 폭 넓은 용도로 사용되고 있다. 이 SnO₂계 박막은 공업적으로는 스프레이법이나 CVD법에 의해 제조되는 것이 주류이다. 그러나, 이들 방법은 막두께를 대면적에 균일화하는데에는 적합하지 않고, 성막 프로세스의 제어도 곤란하며, 게다가 성막시에 고온이 되거나 오염물질인 염소계 가스를 생성할 가능성이 있기 때문에, 이러한 결점이 없는 새로운 제조 방법이 요구되고 있다.

한편, 스퍼터링법에 따른 SnO₂계 박막의 제조도 시도되고 있고, 그것을 위한 스퍼터링 타겟트로서, Sb₂O₃가 첨가된 SnO₂-Sb₂O₃ 타겟트만이 공업적으로 실용화되고 있다. 그러나, 그와 같은 타겟트를 사용하여 얻을 수 있는 SnO₂-Sb₂O₃ 스퍼터막은 열처리에 의해 비저항값은 저하하지만, 불균일한 온도 분포에서 열을 받으면 비저항값의 분포가 형성되기 쉽기 때문에 내열성이 열화된다. 또, SnO₂-Sb₂O₃ 스퍼터막은 200℃ 이상이라고 하는 온도에서 열처리를 하기 시작해서 저저항화하기 때문에, 열처리에 적합하지 않은 플라스틱 등의 내열 온도가 낮은 기판에의 저저항(예를 들어, 9mΩ·㎝ 미만)의 막의 제작은 곤란하다. 또한, SnO₂-Sb₂O₃ 타겟트는 기계적 강도(항절 강도)가 작기 때문에, 조업시에 쪼개짐이나 크랙(crack)이 발생하기 쉽고, 그 결과, 스퍼터링시에 이상 방전이 발생하여 스퍼터막의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 또, Sb₂O₃는 독물및극물지정령 제2조7로에 지정된 극물이기 때문에, 타겟트 재료에 사용하는 것은 안전상 및 환경상 바람직한 것은 아니다. 이러한 사정으로부터 SnO₂-Sb₂O₃ 타겟트를 대신할 고성능 SnO₂계 스퍼터링 타겟트가 요구되고 있다.

SnO₂-Sb₂O₃계 이외의 SnO₂계 재료로서는, 예를 들어 이하의 것이 제안되고 있다. Al, Si, Nb, Ta 및 Y로 이루어지는 군(그룹)으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하고, 그 첨가량의 합계가 산화물 환산으로 20중량% 이하이고, 또한, 비저항이 1×10⁷Ω·㎝인 SnO₂계 소결체가 알려져 있다(예를 들어, 일본 특개2000-281431호 공보 참조). 또, 산화 주석에 0.5 ~ 10중량%의 산화 탄탈륨을 단독으로 첨가해서 이 루어지는 막생성용 조성물을 증발 재료로 사용하여 저저항 투명도전막을 생성하는 방법도 알려져 있다(예를 들어, 일본 특공평5-42763호 공보 참조). 또, 니오븀, 탄탈륨 등의 산화물을 0.5중량% 이하 포함하는 산화 제2 주석의 소결체도 알려져 있다(예를 들어, 일본 특개소50-18505호 공보 참조). 또, 투명 기판의 판면에, 주석과 니오븀 또는 탄탈륨을 포함하는 금속산화물 투명도전막이 형성되어 있는 투명 터치 패널용 기판도 알려져 있다(예를 들어, 일본 특개2002-73280호 공보 참조). 그러나, 이들 어느 문헌에 있어서도, 스퍼터링 중의 이상 방전을 저감하면서, 가열 처리 없이 낮은 막비저항을 실현할 수 있는 SnO₂계 스퍼터링 타겟트에 대한 내용은 개시되어 있지 않다.

본 발명자들은, 금번, Ta₂O₅-Nb₂O₅-SnO₂소결체에 있어서, Ta₂O₅첨가량을 1.5 ~ 3.5질량%로, Nb₂O₅첨가량을 0.25 ~ 2질량%로 특정하는 것에 의해, 항절 강도가 우수하고, 또한 응집상이 실질적으로 없는 SnO₂계 소결체를 얻을 수 있다는 것과 함께, 이것을 스퍼터링 타겟트로 사용하면, 스퍼터링 중의 이상 방전을 저감하면서, 가열 처리 없이도 낮은 막비저항을 갖고, 또한 그 후의 가열 처리에 따른 비저항 변화가 작으며, 내열성이 우수한 스퍼터막을 얻을 수 있다는 것을 알아냈다.

따라서, 본 발명의 목적은, 스퍼터링 중의 이상 방전을 저감하면서, 가열 처리 없이도 낮은 막비저항을 갖고, 또한 그 후의 가열 처리에 따른 비저항 변화가 작으며, 내열성이 우수한 스퍼터막을 얻을 수 있고, 항절 강도가 우수하고, 또한 응집상이 실질적으로 없는 SnO₂계 스퍼터링 타겟트를 제공하는데 있다.

즉, 본 발명에 따른 SnO₂계 스퍼터링 타겟트는 1.5 ~ 3.5질량%의 Ta₂O₅와, 0.25 ~ 2질량%의 Nb₂O₅와, 잔부(殘部)로서의 SnO₂ 및 불가피불순물(不可避不純物)을 포함하는 소결체로 이루어진다.

또, 본 발명에 따른 SnO₂계 스퍼터막은, 상기 스퍼터링 타겟트를 사용한 스퍼터링에 의해 제조된 스퍼터막으로, 그 피막(被膜)이, 1.5 ~ 3.5질량%의 Ta₂O₅와, 0.25 ~ 2질량%의 Nb₂O₅와, 잔부로서의 SnO₂ 및 불가피불순물을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 예 4의 소결체에 대하여 얻어진, 탄탈륨의 조성 매핑상(mapping 像)상이다.

도 2는 비교예 태양인 예 19의 소결체에 대하여 얻어진, 탄탈륨의 조성 매핑상이다. 도면 내 백색의 덩어리 부분이 탄탈륨의 응집을 나타내고 있다.

SnO ₂ 계 스퍼터링 타겟트

본 발명에 따른 SnO₂계 스퍼터링 타겟트는, Ta₂O₅, Nb₂O₅, 및 잔부 SnO₂ 및 불가피불순물을 포함하는 소결체로 이루어진다. 이와 같은 Ta₂O₅-Nb₂O₅-SnO₂ 소결체에 있어서, Ta₂O₅ 첨가량을 1.5 ~ 3.5질량%로, Nb₂O₅ 첨가량을 0.25 ~ 2질량%로 하는 것 에 의해, 항절 강도가 우수하고, 또한 응집상이 실질적으로 없는 SnO₂계 소결체를 얻을 수 있다. 그리고, 이 SnO₂계 소결체를 스퍼터링 타겟트로 사용한 경우에, 스퍼터링 중의 이상 방전을 저감하면서, 가열 처리 없이도 낮은 막비저항을 갖고, 또한, 그 후의 가열 처리에 따른 비저항 변화가 작으며, 내열성이 우수한 스퍼터막을 얻을 수 있다. 이와 같이 가열 처리 없이도 낮은 막비저항을 갖는 스퍼터막을 얻을 수 있어, 열처리에 적합하지 않은 플라스틱 등의 내열 온도가 낮은 기판에의 저저항(예를 들어, 9mΩ＊㎝ 미만)의 막의 제작이 가능하게 된다. 또, 이 스퍼터막에 있어서는, 그 후의 가열 처리에 따른 비저항 변화가 작아서, 불균일한 온도 분포에서 열을 받아도 비저항값의 분포가 형성되기 어렵기 때문에 내열성이 우수하다. 이 내열성은, 투명도전막을 성막한 후에 유전체를 달구어 붙이는 공정이 있어 500℃~600℃의 온도에서 가열되는 플라즈마 디바이스 패널(PDP)의 제조 공정에 있어서 매우 유익하다. 또한, 스퍼터링 중의 이상 방전을 저감할 수 있어, 장시간 안정적으로 마그네트론 방전을 행할 수 있고, 우수한 특성의 스퍼터막을 제작할 수 있다. 이에 더하여, Sb₂O₃와 같은 극물을 사용하지 않기 때문에 안전상 및 환경상의 이점도 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 1질량%인 것이 바람직하다, 이 범위 내이면, 스퍼터링 중의 이상 방전을 충분히 저감할 수 있는 것과 함께, 보다 낮은 막비저항(예를 들어, 6mΩ·㎝ 미만)을 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 보다 바람직한 태양에 따르면, Ta₂O₅의 함유량이 1.5 ~ 3.0질량%이고, 또한 Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 0.75질량%인 것이 바람직하다. 이 범위 내이면, 상술한 이상 방전의 저감 및 낮은 막비저항에 더하여, 가열 처리에 따른 비저항 변화도 매우 작게 할 수 있고, 내열성도 현저하게 우수한 스퍼터막을 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟트는 페레경(Feret徑) 10㎛ 이상의 Ta로 이루어지는 응집상을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 스퍼터링 중의 이상 방전을 충분히 저감하고, 우수한 특성의 스퍼터막을 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 10㎏f/㎟ 이상, 바람직하게는 12㎏f/㎟ 이상의, JIS-R-1601에 준거하여 측정되는 항절 강도를 갖는다. 이것에 의해, 타겟트를 스퍼터 캐소드에 설치하기 위해 볼트로 고정했을 때나, 스퍼터 장치 내를 진공에서 배기한 순간의 압력 충격을 받았을 때나, 스퍼터 파워의 인가에 의해 열충격을 받았을 때에도 쪼개짐이나 크랙이 발생하기 어렵게 되고, 그 결과, 스퍼터링 중의 이상 방전을 충분히 저감하고, 우수한 특성의 스퍼터막을 얻을 수 있다.

SnO ₂ 계 스퍼터링 타겟트의 제조 방법

본 발명에 따른 SnO₂계 스퍼터링 타겟트의 제조 방법은 특히 한정되지 않지만, 이하에서 설명되는 바람직한 태양에 따라 행할 수 있다. 즉, 본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 먼저, SnO₂를 주성분으로 하여, Ta₂O₅를 1.5 ~ 3.5질량%, Nb₂O₅를 0.25 ~ 2질량% 포함하는 미소결의 성형체를 준비한다. 본 발명에 있어서 미소결의 성형체는 상기 조성을 포함하는 원료분을 성형한 것이라면 어떠한 방법에 의해 성형된 것이라도 좋다. 예를 들어, SnO₂ 분말, Nb₂O₅ 분말, Ta₂O₅ 분말을 상기 조성을 만족시키는 그러한 배합량비로 혼합하여 원료분을 조제하고, 이 원료분을 성형하는 것에 의해 제작할 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 원료분을 사용한 미소결체의 성형체는 원료분에 바인더를 첨가하여 소정의 형상을 부여하기 쉽게 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 바인더로는, 가열에 의해 소실 내지 비산하는 공지의 바인더라면 한정되지 않고, 폴리비닐알코올 수용액 등이 사용가능하다. 건조 및 가열 방법은 한정되는 것은 아니지만, 먼저 50 ~ 130℃에서 5 ~ 30시간 건조를 행하고, 이어서 500 ~ 800℃에서 6 ~ 24시간 가열하여 탈지(脫脂)를 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 상기한 대로 준비한 미소결의 성형체를 1500 ~ 1650℃에서 소결한다. 이 온도 범위 내에서 소결을 행하는 것에 의해, 액상 소결이 충분히 진행하여 소결 밀도를 높게 할 수 있고, 스퍼터막에 있어서 비저항값 최소시(最小時)의 투과율을 높게 할 수 있고, 또한, SnO₂의 용융을 방지하여 원하는 형상의 소결체의 제작을 용이하게 할 수 있다. 바람직한 소결 온도는 1550 ~ 1600℃이다. 이 온도 범위 내에 있어서는, 소결체 내부의 온도차를 작게 할 수 있기 때문에, 소결체의 휘어짐을 효과적으로 방지하여 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 소결은 2 ~ 30시간 행해지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ~ 12시간이고, 더욱 바람직하게는 4 ~ 8시간이다. 이 범위 내라면, 전력 소비량을 억제하고, 또한, 높은 생산성을 확보하면서, 충분히 소결을 행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 소결은 높은 소결 밀도를 확보하기 위하여 산소 함유 분위기 하에서 행해지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산소 가압 분위기 하, 산소 분위기 하, 또는 대기 분위기 하에서 행할 수 있다.

SnO ₂ 계 스퍼터막

본 발명의 스퍼터막은 상술한 본 발명의 스퍼터링 타겟트를 사용한 스퍼터링에 의해 제조되는 스퍼터막이다. 이 스퍼터막은 스퍼터링 타겟트와 같은 조성을 가질 수 있고, 구체적으로는, 1.5 ~ 3.5질량%의 Ta₂O₅와, 0.25 ~ 2질량%의 Nb₂O₅와, 잔부로서의 SnO₂ 및 불가피불순물을 포함한다. 본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 스퍼터링 타겟트의 경우와 같이, Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 1질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Ta₂O₅의 함유량이 1.5 ~ 3.0질량%이고, 또한 Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 0.75질량%이다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 스퍼터막은 9.0mΩ·㎝ 미만의 비저항을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6.0mΩ·㎝ 미만, 더욱 바람직하게는 5.0mΩ·㎝ 미만의 비저항을 갖는다. 이것에 의해, 스퍼터막에 높은 도전성을 실현 할 수 있다. 이들의 낮은 막비저항은 가열 처리를 거치지 않고 실현되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 가열 처리를 거쳐 상기 막비저항이 스퍼터막에 부여되어도 좋다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 스퍼터막이 열처리에 부쳐지는 경우에 있어서, 열처리 후의 스퍼터막의 비저항의, 열처리 전의 스퍼터링된 채의 스퍼터막의 비저항에 대한 변화율이 10% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 9% 이하이다. 이와 같이 낮은 열처리 전후의 비저항 변화율이면, 불균일한 온도 분포에서 열을 받아도 비저항값의 분포가 형성되기 어렵기 때문에 내열성이 우수하다. 이 내열성은 투명 도전막을 성막한 후에 유전체를 달구어 붙이는 공정이 있어 500℃ ~ 600℃의 온도에서 가열되는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 제조 공정에 있어서 매우 유익하다.

본 발명에 따른 스퍼터막은, 본 발명의 스퍼터링 타겟트가 배치된 마그네트론 스퍼터링 장치에서, 스퍼터링에 의해 제조될 수 있다. 스퍼터링 조작은 마그네트론 스퍼터링에서 일반적으로 채용되고 있는 공지의 조건(예를 들어, 도달진공도, 스퍼터링 압력, 함유 산소분압, 투입 전력, 기판 온도 등)에 따라 행할 수 있다. 또한, 바람직한 도달진공도는 1×10^-5 ~ 1×10^-3Pa이다. 또, 바람직한 스퍼터링 압력(질소환산값의 Ar압력)은 0.1 ~ 1.0Pa이다. 바람직한 함유 산소분압은 1×10^-4 ~ 5×10^-2 Pa이다. 바람직한 투입 전력은 0.5 ~ 10W/㎠이다. 바람직한 기판 온도는 0 ~ 300℃이다. 이와 같은 스퍼터링에 따르면, 스퍼터링 중의 아킹을 효과적으로 저감하면서, 막두께 균일성이 우수한 스퍼터막을 효율적으로 형성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 적산 전력 밀도 1 ~ 500W·hr/㎠의 스퍼터링에 사용된 경우에 발생할 수 있는 이상 방전 회수가 30회 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15회 이하이다. 이와 같이 낮은 이상 방전 회수는 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟트를 사용하는 것에 의해 실현되고, 그것에 의해, 장시간 안정적으로 마그네트론 방전을 행할 수 있고, 우수한 특성의 스퍼터막을 제조할 수 있다.

실시예

예 1 ~ 26

(1) 스퍼터링 타겟트의 제작

먼저, 이하의 3종류의 원료분말을 준비하였다.

SnO₂ 분말 : 순도 99.9%(3N), 평균 입경 2.5 ~ 4.5㎛, 비표면적 3.0 ~ 5.5㎥/g

Ta₂O₅ 분말 : 순도 99.9%(3N), 평균 입경 0.6 ~ 0.8㎛, 비표면적 2.0 ~ 3.1㎥/g

Nb₂O₅ 분말 : 순도 99.9%(3N), 평균 입경 0.6 ~ 1.0㎛, 비표면적 2.1 ~ 2.7㎥/g

각 예에 대하여, 상기 3종류의 원료분말을, 표 1 및 2에 나타나는 조성이 되도록, 볼밀(ballmill)로 21시간 혼합하였다. 이 혼합분에 폴리비닐알코올 수용액을 첨가하고, 400×800mm 치수의 금형에 충진하여, 800㎏f/㎠의 압력으로 프레스 성형하였다. 이 성형체를 80℃에서 12시간 건조시켰다. 이 건조체를 산소 분위기에서, 소성 온도 1600℃에서 8시간 소성하여, 소결체를 얻었다. 이때, 승온(昇溫) 속도는 400℃/시간, 강온(降溫) 속도는 100℃/시간으로 제어했다. 얻어진 소결체를 직경 152mm, 두께 5mm의 크기로 가공하여, SnO₂계 스퍼터링 타겟트를 얻었다.

(2) 평가

얻어진 스퍼터링 타겟트에 대하여, 이하에 나타나는 각종 평가시험을 행하였다.

평가 1 : 열처리 전의 스퍼터막의 비저항의 측정

예 1 ~ 26에서 얻어진 스퍼턱링 타겟트를 무산소 동제의 패킹 플레이트에 금속본딩하였다. 이때, 스퍼터링 타겟트의 스퍼터면의 중심선 평균 거칠기 Ra를 측정한 결과, 0.7 ~ 1.1㎛이었다. 또, 각 스퍼터링 타겟트의 가공시에 생긴 가공파재(加工破材)를 사용하여 조성비를 ICP분석한 결과, 원료로서 사용한 혼합분의 조성과 동일하였다. 그리고, 금속본딩한 각 스퍼터링 타겟트에 대하여, 이하에 나타나는 조건으로, 직류 전원을 사용한 마그네트론 스퍼터링을 행하고, 무알칼리유리 기판에서 스퍼터 성막하였다 .

캐소드 : 강자장 자기 회로

스퍼터실 도달압력 : 〈 1×10^-4Pa

기판 온도 : 실온(가열없음)

도입 아르곤분압 : 0.67Pa

도입 산소분압 : 0 ~ 5×10^-2Pa

직류 인가 전력 : 300W

막두께 : 150nm

기판 : 무알칼리유리

이렇게 하여 얻어진 스퍼터막에 대하여 시트저항측정기(MCP-TP06P, 다이아인스트루먼트제)를 사용하여 사탐침법으로 시트 저항을 측정하였다. 그리고, 얻어진 시트 저항값에, 촉침식표면형상측정기(Dektak6M, ULVAC사제)에 의해 측정한 막두께를 곱하는 것에 의해 막비저항(mΩ·㎝)을 산출하였다. 상기 도입 산소 조건에 있어서 비저항 최소값이 표 1 및 2의 열처리 전의 비저항란에 나타난다. 표 1 및 2에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 조성을 만족시키는 스퍼터링 타겟트는 모두, 본 발명의 범위 외의 많은 예와 비교하면, 현저히 낮은 막비저항을 갖는다는 것을 알 수 있다.

평가 2 : 열처리 후의 스퍼터막의 비저항 평가

에 1 ~ 26에 대하여, 평가 1에서 스퍼터 성막한 열처리 전에 비저항이 최소로 된 것에 대하여, 대기 분위기 하, 550℃에서 1시간의 열처리를 행하였다. 평가 1과 같이 시트 저항을 측정하고, 평가 1에서 측정한 막두께를 곱하여 비저항을 산출하였다. 또, 열처리 전후의 비저항의 변화율을 이하의 식을 기초로 하여 산출하였다.

변화율(%) = {1-(열처리 후의 비저항)/(열처리 전의 비저항)}×100

결과는 표 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 조성을 만족시키는 스퍼터링 타겟트는 모두, 낮은 막비저항 변화율을 갖는다는 것을 알 수 있다.

평가 3 : 소결체에 있어서 응집상의 평가

예 1 ~ 26에 대하여, 스퍼터링 타겟트의 가공시에 생긴 가공파재의 소결체에서의 파단면을, #2000샌드페이퍼를 부착한 회전연마기로 경면 상태가 될 때가지 연마를 행하고, SEM-EDS(JSM-6380A, JEOL사제)를 사용하여 탄탈륨의 조성 매핑상을 얻었다. 이 상을 2치화(値畵) 처리하고, 화상 처리 소프트(입자 해석 Ⅲ, 에이·아이·소프트사제)를 사용하여 페레경을 산출하고, 10㎛ 이상의 Ta 응집의 유무를 판정하여 표 1 및 표 2에 나타냈다. 또, 도 1에 예 4의 소결체에 대하여 얻어진 탄탈륨 조성 매핑상이, 도 2에 예 19(비교)의 소결체에 대하여 얻어진 탄탈륨 조성 매핑상이 각각 나타난다. 표 1 및 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성을 만족시키는 스퍼터링 타겟트는 모두 도 1에 나타나는 바와 같이 탄탈륨의 응집상은 관찰되지 않았지만, 본 발명의 범위 외의 많은 예에서는 도 2에서 백색의 덩어리 부분으로 나타나는 바와 같이 탄탈륨의 응집상이 관찰되었다.

평가 4 : 소결체의 항절 강도의 평가

에 1 ~ 26에 대하여, 스퍼터링 타겟트의 가공시에 생긴 가공파재의 소결체의 항절 강도를, 항절시험기(오토그래프, 시마즈(島津)제작소사제)를 사용하여 JIS-R_1601에 준거하여 평가하였다. 결과는 표 1 및 표 2에 나타나는 바와 같고, 본 발명의 조성을 만족시키는 스퍼터링 타겟트는 모두, 본 발명의 범위 외의 많은 예와 비교하면, 현저히 높은 항절 강도를 갖는다는 것을 알 수 있다.

평가 5 : 스퍼터 중의 이상 방전의 평가

예 1 ~ 26의 각 스퍼터링 타겟트를 사용하고, 이하의 스퍼터링 조건으로 적산 전력 밀도 2 ~ 50W·hr/㎠에서 연속 스퍼터 방전 중에 발생한 이상 방전의 적산회수를 카운트하였다. 또, 이상 방전의 카운트는 랜드마크사제의 아크카운터-아크모니터를 사용하여 행하였다. 결과는 표 1 및 2에 나타나는 바와 같고, 본 발명의 조성을 만족시키는 스퍼터링 타겟트는 모두, 본 발명의 범위 외의 많은 예와 비교하면, 이상 방전의 회수가 현저히 작은 것을 알 수 있다.

캐소드 : 강자장 자기 회로

스퍼터실 도달압력 : 1×10^-4Pa

기판 온도 : 실온(가열없음)

도입 아르곤분압 : 0.67Pa

도입 산소분압 : 1.5×10^-2Pa

직류 인가 전력 : 300W

<표 1>

<표 2>

예 27 ~ 29

먼저, 이하의 2종류의 원료분말을 준비하였다.

SnO₂ 분말 : 순도 99.9%(3N), 평균 입경 2.5 ~ 4.5㎛, 비표면적 3.0 ~ 5.5㎥/g

Sb₂O₃ 분말 : 순도 99.9%(3N), 평균 입경 0.6 ~ 1.0㎛

각 예에 대하여, 상기 2종류의 원료분말을, 표 2에 나타나는 조성이 되도록 볼밀로 21시간 혼합하였다. 이 혼합분에 폴리비닐알코올 수용액을 첨가하고, 200×400mm 수치의 카본금형에 충진하고, 800℃에서 2시간 핫 프레스하여 소결체를 얻었다.

얻어진 소결체를 직경 152mm, 두께 5mm의 크기로 가공하여, SnO₂-Sb₂O₃계 스퍼터링 타겟트를 얻었다.

얻어진 스퍼터링 타겟트를 사용하여 평가 1, 2, 4 및 5을 행하였다. 결과는 표 2에 나타나는 바와 같고, Sb₂O₃를 첨가한 SnO₂계 스퍼터링 타겟트는 본 발명의 조성의 것과 비교하면, 열처리 없는 경우의 막비저항이 높고, 열처리 전후의 막비저항 변화율도 매우 높으며, 항절 강도는 낮고, 이상 방전도 매우 많다는 것을 알 수 있다.

Claims (16)

1.5 ~ 3.5질량%의 Ta₂O₅와, 0.25 ~ 2질량%의 Nb₂O₅와, 잔부로서의 SnO₂ 및 불가피불순물을 포함하는 소결체로 이루어지는 SnO₂계 스퍼터링 타겟트로서,

비저항이 9mΩ·㎝ 미만의 스퍼터막의 제조에 사용되고, 상기 비저항이 열처리를 거치지 않고 실현되는 SnO₂계 스퍼터링 타겟트.

제 1 항에 있어서,

Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 1질량%인 스퍼터링 타겟트.

제 1 항에 있어서,

Ta₂O₅의 함유량이 1.5 ~ 3.0질량%이고, Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 0.75질량%인 스퍼터링 타겟트.

제 1 항에 있어서,

페레경(Feret徑) 10㎛ 이상의 Ta로 이루어지는 응집상을 포함하지 않는 스퍼터링 타겟트.

제 1 항에 있어서,

10㎏f/㎟ 이상의, JIS-R-1601에 준거하여 측정되는 항절 강도를 갖는 스퍼터링 타겟트.

제 1 항에 있어서,

적산 전력 밀도 1 ~ 50W·hr/㎠의 스퍼터링에 사용된 경우에 발생할 수 있는 이상 방전 회수가 30회 이하인 스퍼터링 타겟트.

제 2 항에 있어서,

비저항이 6mΩ·㎝ 미만의 스퍼터막의 제조에 사용되는 스퍼터링 타겟트.

제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟트를 사용한 스퍼터링에 의해 제조된 스퍼터막으로서, 그 피막이, 1.5 ~ 3.5질량%의 Ta₂O₅와, 0.25 ~ 2질량%의 Nb₂O₅와, 잔부로서의 SnO₂ 및 불가피불순물을 포함하는 SnO₂계 스퍼터막으로서,

9mΩ·㎝ 미만의 비저항을 갖고, 상기 비저항이 열처리를 거치지 않고 실현된 것인 SnO₂계 스퍼터막.

제 8 항에 있어서,

Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 1질량%인 스퍼터막.

제 8 항에 있어서,

Ta₂O₅의 함유량이 1.5 ~ 3.0질량%이고, Nb₂O₅의 함유량이 0.25 ~ 0.75질량%인 스퍼터막.

제 8 항에 있어서,

6mΩ·㎝ 미만의 비저항을 갖는 스퍼터막.

제 8 항에 있어서,

상기 스퍼터막이 열처리에 부쳐지는 경우에 있어서, 그 열처리 후의 상기 스퍼터막의 비저항의, 열처리 전의 스퍼터링된 채의 상기 스퍼터막의 비저항에 대한 변화율이 10% 이하인 스퍼터막.

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