KR101157123B1 - Ito sintered body and ito sputtering target - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보다 물성이 뛰어난 ITO막을 저비용으로 성막할 수 있는 ITO 스퍼터링 타겟재 및 ITO 스퍼터링 타겟, 및 이들에 적합한 ITO 소결체를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide an ITO sputtering target material and an ITO sputtering target capable of forming a film of ITO having excellent physical properties at low cost, and an ITO sintered body suitable for these.
본 발명은 상기 과제를 주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상인 ITO 소결체, 혹은, 주결정립인 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상인 ITO 소결체, 혹은, 주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상이며, 또, 그 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상인 ITO 소결체에 의하여 해결하였다.The present invention the width of the fine-particle-free zone from the grain boundary of the ITO sintered body, or the main grains of In 2 O 3 less than the average value of the parent phase of microparticles choedaegyeong 0.2㎛ present in the challenge to the main grain of In 2 O 3 matrix ITO sintered body is greater than the average value 0.3㎛ of, or, primary crystal grains of in 2 O 3 and the average value of choedaegyeong of microparticles over 0.2㎛ present in the parent phase, and, the fine particle-free zone from the boundary of the in 2 O 3 matrix The average value of the width | variety was solved by the ITO sintered compact which is 0.3 micrometer or more.
ITO 소결체, 스퍼터링 타겟 ITO Sintered Body, Sputtering Target
Description
도 1은 실시예 1의 ITO 소결체의 SEM상을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the SEM image of the ITO sintered compact of Example 1. FIG.
도 2는 실시예 1의 ITO 소결체의 SEM상을 나타내는 도면.2 is a diagram showing an SEM image of the ITO sintered compact of Example 1. FIG.
도 3은 ITO 소결체 조직의 모식도.3 is a schematic view of an ITO sintered compact structure.
도 4는 100℃의 유리 기판 위에 성막한 ITO막의 저항률의 산소 분압 의존성을 나타내는 그래프.4 is a graph showing the oxygen partial pressure dependence of the resistivity of the ITO film formed on a glass substrate at 100 ° C.
도 5는 250℃의 유리 기판 위에 성막한 ITO막의 저항률의 산소 분압 의존성을 나타내는 그래프.5 is a graph showing the oxygen partial pressure dependence of the resistivity of the ITO film formed on a glass substrate at 250 ° C.
도 6은 비교예 1의 ITO 소결체의 SEM상을 나타내는 도면.6 is a view showing an SEM image of the ITO sintered compact of Comparative Example 1. FIG.
도 7은 비교예 1의 ITO 소결체의 SEM상을 나타내는 도면.7 is a view showing an SEM image of the ITO sintered compact of Comparative Example 1. FIG.
[부호의 설명][Description of Symbols]
1…In2O3 모상, 2…미세 입자, 3…입계, 4…화합물상, 5…미세 입자 프리 존, 10…ITO 소결체One… In 2 O 3 matrix, 2. Fine particles, 3... Grain boundary, 4.. Compound phase, 5... Fine particle free zone, 10... ITO Sintered Body
본 발명은 ITO 소결체 및 ITO 스퍼터링 타겟에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 주결정립인 In2O3 모상내에 특정 크기의 미세 입자가 존재하고 있는 ITO 소결체, In2O3 모상내의 특정 영역에 미세 입자가 존재하고 있는 ITO 소결체, 당해 모상내의 특정 영역에 특정 크기의 미세 입자가 존재하고 있는 ITO 소결체, 이들을 사용한 스퍼터링 타겟재 및 ITO 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.The present invention relates to an ITO sintered body and an ITO sputtering target. More specifically, the ITO sintered compact in which the microparticles of a certain size exist in the main grain In 2 O 3 mother phase, the ITO sintered compact in which the microparticles exist in the specific region in the In 2 O 3 mother phase, the specific region in the mother phase The present invention relates to an ITO sintered body in which fine particles of a size exist, a sputtering target material using them, and an ITO sputtering target.
ITO 스퍼터링 타겟재로서 사용되는 ITO 소결체에 대해서는, 종래, 성막의 수율을 좋게 하기 위해서, 스퍼터링시에 있어서의 아킹이나 파티클의 발생을 저감 혹은 방지하고자 여러가지 검토가 되어 왔다. 예를 들면, ITO 스퍼터링 타겟의 표면 조도를 소정의 범위내로 함으로써 아킹의 발생을 방지하고자 하는 시도 등이 보고되어 있다(특허 문헌 1 및 2 참조).In the ITO sintered compact used as an ITO sputtering target material, in order to improve the yield of film-forming, various examinations have been made in order to reduce or prevent generation | occurrence | production of arcing and a particle at the time of sputtering. For example, attempts have been made to prevent the occurrence of arcing by setting the surface roughness of the ITO sputtering target within a predetermined range (see Patent Documents 1 and 2).
또한 최근에는, 이와 같은 성막의 수율 개선은 물론, ITO막의 용도 확대에 따라, 스퍼터링에 의한 성막으로 얻어진 ITO막 자체의 물성의 향상이 요구되고 있다. 예를 들면, 보다 낮은 저항률을 나타내는 ITO막 등이 요망되고 있다.In recent years, as well as the yield improvement of film formation, as well as the expansion of the use of the ITO film, the improvement of the physical properties of the ITO film itself obtained by the film formation by sputtering has been demanded. For example, an ITO film or the like showing a lower resistivity is desired.
통상, 스퍼터링에 의한 성막에 있어서는, 스퍼터링시의 분위기, 구체적으로는 아르곤 등의 불활성 가스에 혼합되는 산소의 분압에 의존해서, 얻어지는 ITO막의 저항률이 변화함이 알려져 있어, ITO막의 저항률이 최소가 되는 산소 분압을 알아내고, 그 산소 분압이 되도록, 스퍼터링 장치에의 도입 산소량을 컨트롤해서 스퍼터링을 행하고 있다. 이 최적 산소 분압이 낮으면, 즉, 낮은 산소 분압으로 보 다 낮은 저항률의 ITO막을 성막할 수 있으면 비용적으로 유리하다.Usually, in the film formation by sputtering, it is known that the resistivity of the obtained ITO film changes depending on the atmosphere at the time of sputtering, specifically, the partial pressure of oxygen mixed in an inert gas such as argon, so that the resistivity of the ITO film is minimized. The oxygen partial pressure is found and sputtering is performed by controlling the amount of oxygen introduced into the sputtering apparatus so as to obtain the oxygen partial pressure. If this optimum oxygen partial pressure is low, that is, it is cost-effective to form an ITO film of lower resistivity than a low oxygen partial pressure.
현재까지, ITO막에서의 재현성이 있는 탑 데이터는 호소노 히데오(細野秀雄) 교수팀에 의해 이하의 조건으로 성막된 저항률 7.7×10-5(Ω?cm)의 ITO막이다(비특허 문헌 1, 비특허 문헌 2 참조). 성막 조건; 기판 : 초평탄한 YSZ(이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zircornia)) 기판, 기판 온도 : 900℃, 성막 방법 : PLD법(Pulse Laser Deposition)에 의한 에피텍셜(epitaxial) 성장To date, the top data with reproducibility in ITO films is an ITO film having a resistivity of 7.7 × 10 −5 (Ω · cm) formed by the Professor Hosono Hideo's team under the following conditions (Non-Patent Document 1). , Non-patent document 2). Deposition conditions; Substrate: Ultra-flat YSZ (yttria-stabilized zircornia) substrate, Substrate temperature: 900 ° C, Deposition method: Epitaxial growth by PLD method (Pulse Laser Deposition)
그렇지만, 이와 같은 특이한 성막 조건은 공업적인 생산에는 적합하지 않아, 실용화할 수 없다는 문제가 있었다.However, such unusual film forming conditions are not suitable for industrial production, and there is a problem that they cannot be put to practical use.
그런데, ITO 소결체를 그 두께 방향에 수평으로 절단하고, 얻어진 절단면을 에칭하여, 그 미세 구조를 관찰하면, 주결정립인 In2O3과 그 입계 이외에, 입계를 따른 상태로 존재하는 화합물상이나, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자가 보여질 경우가 있다. 그러나, 본 발명자들이 아는 한, 종래, 이와 같은 ITO 소결체의 미세 구조와, 성막의 수율이나 성막한 막물성에 관련이 있는가에 대해서는, 하등 검토되어 있지 않았다.By the way, when the ITO sintered compact is cut horizontally in the thickness direction, and the obtained cut surface is etched and the microstructure is observed, the compound phase which exists in the state along the grain boundary other than the main grain In 2 O 3 and its grain boundary, In In some cases, fine particles present in the 2 O 3 mother phase can be seen. However, as far as the present inventors know, it has not been studied at all about whether the fine structure of such an ITO sintered body and the yield of the film formation or the film properties of the film formation are related.
[특허 문헌1] 일본 특허 제2750483호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2750483
[특허 문헌2] 일본 특허 제3152108호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent No. 3152108
[비특허문헌1] Hiromichi Ohta, Masahiro Orita, Masahiro Hirano, Hiroaki Tanji, Hiroshi Kawazoe and Hideo Hosono, “Highly electrically conductive indium-tin-oxide thin films epitaxially grown on yttria-stabilized zirconia ( 100) by pulsed-laser deposition”, Appl. Phys. Lett. 76 (2000) p.2740-2742.[Non-Patent Document 1] Hiromichi Ohta, Masahiro Orita, Masahiro Hirano, Hiroaki Tanji, Hiroshi Kawazoe and Hideo Hosono, “Highly conductive conductive indium-tin-oxide thin films epitaxially grown on yttria-stabilized zirconia (100) by pulsed-laser deposition ”, Appl. Phys. Lett. 76 (2000) p. 2740-2742.
[비특허문헌2] H. OHTA, M. ORITA, M. HIRANO, and H. HOSONO, “Surface morphology and crystal quality of low resistive indium tin oxide grown on yttria-stabilized zirconia”, Journal of Applied Physics, 91 (2002) p.3547[Non-Patent Document 2] H. OHTA, M. ORITA, M. HIRANO, and H. HOSONO, “Surface morphology and crystal quality of low resistive indium tin oxide grown on yttria-stabilized zirconia”, Journal of Applied Physics, 91 ( 2002) p.3547
본 발명은 보다 물성이 뛰어난 ITO막을 저비용으로 성막할 수 있는 ITO 스퍼터링 타겟재 및 ITO 스퍼터링 타겟, 특히 공업적인 생산에 적합한 조건으로 저저항의 막이 얻어지는 ITO 스퍼터링 타겟재 및 ITO 스퍼터링 타겟, 및 이들에 적합한 ITO 소결체를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.The present invention relates to an ITO sputtering target material and an ITO sputtering target capable of forming a film of ITO having excellent physical properties at low cost, in particular, an ITO sputtering target material and an ITO sputtering target, in which a low-resistance film is obtained under conditions suitable for industrial production. It is a subject to provide an ITO sintered compact.
본 발명자들은 ITO 소결체의 주결정립인 In2O3 모상내의 미세 입자와, 성막의 수율이나 성막한 막물성의 관계에 주목하여, 예의 검토한 바, 그 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 크기, 그 미세 입자가 존재하는 영역 등을 제어한 ITO 소결체에 의하면, 보다 물성이 뛰어난 ITO막, 특히 저저항의 ITO막을 공업적인 생산에 적합한 조건으로 성막할 수 있는 ITO 스퍼터링 타겟재 및 ITO 스퍼터링 타겟을 제공할 수 있음을 알아내서 본 발명을 완성함에 이르렀다.The present inventors have found that the fine particles present in noting the relationship between the fine particles and the deposition yield and a deposition film properties in the main crystal grains of In 2 O 3 matrix of the ITO sintered body, extensive studies by the bar, and In 2 O 3 matrix According to the ITO sintered body which controlled the size, the area | region where the microparticles exist, etc., the ITO sputtering target material and ITO sputtering target which can form the ITO film | membrane which is more excellent in physical properties, especially the low-resistance ITO film | membrane on conditions suitable for industrial production. It was found that the present invention can be achieved to complete the present invention.
즉, 본 발명은 이하의 사항에 관한 것이다.That is, this invention relates to the following matters.
본 발명에 따른 ITO 소결체는 주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상인 것을 특징으로 하고 있다.The ITO sintered compact according to the present invention is characterized in that the average value of the maximum diameters of the fine particles present in the In 2 O 3 mother phase as the main grain is 0.2 µm or more.
또한, 본 발명에 따른 ITO 소결체는 주결정립인 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하고 있다.In addition, ITO sintered body according to the invention is characterized in that at least the average value of the width of the fine particle-free zone from the primary grains of In 2 O 3 matrix grain boundaries 0.3㎛.
또한, 본 발명에 따른 ITO 소결체는 주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상이며, 또, 그 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하고 있다.In the ITO sintered body according to the present invention, the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase as the main grain is 0.2 µm or more, and the width of the fine particle free zone from the grain boundary of the In 2 O 3 mother phase. The average value of is 0.3 micrometer or more, It is characterized by the above-mentioned.
이들 ITO 소결체는 스퍼터링 타겟재로서 바람직하게 사용할 수 있다.These ITO sintered compacts can be used suitably as a sputtering target material.
또한, 본 발명에 따른 ITO 스퍼터링 타겟은 상기 ITO 소결체와, 백킹 플레이트를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.Moreover, the ITO sputtering target which concerns on this invention is characterized by including the said ITO sintered compact and a backing plate.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [
이하, 본 발명에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 ITO 소결체는 (1)주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상이거나, 혹은, (2)주결정립인 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상이거나, 혹은, (3)주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상이며, 또, 그 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하고 있다.In the ITO sintered compact according to the present invention, the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase as the main grains is 0.2 µm or more, or (2) from the grain boundaries of the In 2 O 3 mother phase as the main grains. The average value of the width of the fine particle free zone is 0.3 µm or more, or (3) The average value of the maximum diameter of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase as the main grain is 0.2 µm or more, and the In 2 O 3 mother phase The average value of the width | variety of the fine particle free zone from the grain boundary of is 0.3 micrometer or more, It is characterized by the above-mentioned.
여기서, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치라 함은, 다이아몬드 커터를 사용하여, ITO 소결체를 그 두께 방향에 수평으로 절단해서 얻어 진 절단면을 에머리지(emery pager) #170, #320, #800, #1500, #2000을 사용해서 단계적으로 연마하고, 마지막으로 버프 연마(buffing)해서 경면(鏡面)으로 마무리한 후, 40℃의 에칭액(질산(60~61% 수용액, 간도가가꾸(주)제, 질산 1.38 녹(鹿) 1급 제품 번호 28161-03), 염산(35.0~37.0% 수용액, 간도가가꾸(주)제, 염산 녹 1급 제품 번호 18078-01) 및 물을 체적비로 HCl : H2O : HNO3=1 : 1 : 0.08의 비율로 혼합)에 9분간 침지하여 에칭하고, 드러나는 면의 임의의 2㎛×2㎛의 영역(단, 입계, 입계를 따른 상태로 존재하는 화합물상, 후에 정의하는 프리 존 중 어느 것도 포함하지 않는 영역)에 있어서 관찰되는 미세 입자의 최대경의 평균치를 말한다. 또, 미세 입자의 최대경이라 함은, 관찰되는 미세 입자 단면의 임의의 2점을 잇는 직선(지름) 중 최대의 것을 말한다. 미세 입자의 관찰은 SEM(주사형 전자현미경)에 의해 행한다(배율 30,000배). 또, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자는 그 SEM상에서 In2O3과는 이종의 화합물로 여겨지며, 아마도 In4Sn3O12으로 추측된다.Here, the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase means that the cut surface obtained by cutting the ITO sintered body horizontally in the thickness direction using a diamond cutter is emery pager # 170, Polishing step by step using # 320, # 800, # 1500, # 2000, and finally buffing to finish the mirror surface and then etching solution at 40 ° C (nitric acid (60-61% aqueous solution, liver) Kagaku Co., Ltd., Nitric acid 1.38 green No. 1 class No. 28161-03), hydrochloric acid (35.0-37.0% aqueous solution, Kando Kagoku Co., Ltd., hydrochloric acid no.1 No. 18078-01) and water Is immersed in a volume ratio of HCl: H 2 O: HNO 3 = 1: 1: 0.08 for 9 minutes, and etched, and then exposed to an arbitrary area of 2 μm × 2 μm (except grain boundaries and grain boundaries). The maximum diameter of the fine particles observed in the compound present in the state, in a region not containing any of the free zones defined later. He said values bacteria. In addition, the largest diameter of a fine particle means the largest thing in the straight line (diameter) which connects arbitrary two points of the fine particle cross section observed. Observation of the fine particles is performed by SEM (scanning electron microscope) (magnification 30,000 times). Further, the fine particles present in the In 2 O 3 mother phase are regarded as heterogeneous compounds with In 2 O 3 on the SEM, and presumably In 4 Sn 3 O 12 .
또한, 미세 입자 프리 존이라 함은, 상기의 관찰 방법에 있어서, 배율 3,000배로 SEM 관찰했을 때에 미세 입자가 관찰되지 않는 In2O3 모상내의 영역(단, 입계를 따른 상태로 존재하는 화합물상의 영역은 포함하지 않는다)을 의미한다. In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치는 상술한 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치를 구할 때와 같은 조건으로, ITO 소결체를 절단 및 에칭하여 드러난 면을 배율 3,000배로 SEM 관찰하고, 촬영한 SEM 사진을 사 용하여, 그 사진에서 In2O3 모상립 단면의 전체를 관찰할 수 있는 모든 것(사진의 끝에 있어, In2O3 모상립 단면의 일부가 찍혀 있지 않는 것은 대상외로 한다)을 측정의 대상으로 하고, In2O3 모상 입계에서 법선 방향의 미세 입자까지의 거리 중, 최단과 최장인 것의 합의 1/2을 그 In2O3 모상 입자에서의 미세 입자 프리 존의 폭으로 해서, 이를 측정 대상으로 한 In2O3 모상립의 수로 나눈 것이다.In the above observation method, the fine particle free zone means a region in the In 2 O 3 mother phase in which fine particles are not observed when SEM observation is performed at a magnification of 3,000 times (however, a compound phase region exists in a state along grain boundaries). Does not include). Fine average value of the width of the particle-free zone from the boundary of the In 2 O 3 matrix is exposed to the same conditions as in calculating the choedaegyeong average value of the fine particles present in the above-mentioned In 2 O 3 matrix, cutting, and etching the ITO sintered body observing the surface fold magnification 3,000 SEM, and capable of observing the whole using a SEM picture taken, in 2 O 3 in the picture Hairy lip sectional everything (there is at the end of the picture, in 2 O 3 matrix lip section The part which is not stamped out is excluded), and the half of the sum of the shortest and the longest in the distance from the In 2 O 3 matrix grain boundary to the fine particles in the normal direction is the In 2 O 3 matrix. The width of the fine particle free zone in the particle is divided by the number of In 2 O 3 parent grains as the measurement target.
이하에, 본 발명에 포함되는 3개의 태양인 상기 (1)~(3)의 ITO 소결체와, 그 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다.Below, the ITO sintered compact of said (1)-(3) which is three aspects contained in this invention, and its manufacturing method are demonstrated in detail.
본 발명의 일 태양의 ITO 소결체는 (1)주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상, 바람직하게는 0.3㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.3~2㎛의 범위에 있는 ITO 소결체이다.In the ITO sintered compact of one embodiment of the present invention, (1) the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 matrix as the main grains is 0.2 µm or more, preferably 0.3 µm or more, and more preferably 0.3 to 2 µm. It is an ITO sintered compact in the range.
또한, 본 발명의 일 태양의 ITO 소결체는 (2)주결정립인 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상, 바람직하게는 0.4㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5~3㎛의 범위에 있는 ITO 소결체이다. 상기 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 상기 특정치 이상, 보다 바람직하게는 상기 특정 범위 이내이면, 주결정립인 In2O3 모상내에서의 미세 입자가 존재하지 않는 영역이 넓어지기 때문에, 미세 입자가 존재하는 영역과의 경계가 보다 명확하게 된다.Further, one aspect of the present invention of the ITO sintered body (2) of the main grain In 2 O more than the average value of the width of the fine-particle-free zone from the grain boundary of the parent phase 0.3㎛ 3, preferably at least 0.4㎛, more preferably It is an ITO sintered compact in the range of 0.5-3 micrometers. If the average value of the width of the fine particle free zone is equal to or greater than the specific value, more preferably within the specific range, the area where no fine particles exist in the main grain In 2 O 3 matrix is widened, and thus the fine particles The boundary with the area where is present becomes clearer.
또한, 본 발명의 일 태양의 ITO 소결체는 (3)주결정립인 In2O3 모상내에 존 재하는 미세 입자의 최대경의 평균치가 0.2㎛ 이상, 바람직하게는 0.3㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.3~2㎛의 범위에 있고, 또, 그 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치가 0.3㎛ 이상, 바람직하게는 0.4㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5~3㎛의 범위에 있는 ITO 소결체이다. 이와 같이, 그 In2O3 모상내의 특정 영역에 특정 크기의 미세 입자가 존재하고 있으면, 상기 (1), (2)의 ITO 소결체의 장점을 모두 갖음이 기대된다. 따라서, 이러한 ITO 소결체를 스퍼터링 타겟으로서 사용했을 경우에는, 스퍼터링에 의한 성막시의 산소 분압에 대한 응답이 예민해져, 비교적 낮은 산소 분압으로 보다 낮은 저항률의 ITO막을 성막할 수 있는 것으로 추측된다.In the ITO sintered compact of one embodiment of the present invention, (3) the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 matrix as the main grains is 0.2 µm or more, preferably 0.3 µm or more, more preferably 0.3 to and the 2㎛ range, and, in the in 2 O more than the average value of the width of the fine-particle-free zone from the grain boundary of the parent phase 0.3㎛ 3, preferably at least 0.4㎛, more preferably in the range of 0.5 ~ 3㎛ ITO sintered body. As described above, when the fine particles having a specific size are present in a specific region in the In 2 O 3 mother phase, it is expected to have all the advantages of the ITO sintered body of the above (1) and (2). Therefore, when such an ITO sintered compact is used as a sputtering target, the response to oxygen partial pressure at the time of film formation by sputtering becomes sensitive, and it is estimated that ITO film of lower resistivity can be formed into a film with comparatively low oxygen partial pressure.
이들 (1)~(3)의 ITO 소결체는 소위 분말 야금법에 의해 제조할 수 있다. 분말 야금법에서는, 일반적으로, 원료 분말에 필요에 따라 바인더(binder)를 가하여 압축 성형하고, 얻어진 성형체를 필요에 따라 탈지한 후, 그 성형체를 소성 처리하여, 소결체를 얻지만, 상기 (1)~(3)의 ITO 소결체를 얻기 위해서는, 이 중의 소성 처리를 특정 조건하에서 행하는 것이 필요하다.The ITO sintered compact of these (1)-(3) can be manufactured by what is called a powder metallurgy method. In the powder metallurgy method, in general, a raw material powder is added to a raw material powder as necessary to compression molding, and the obtained molded product is degreased as necessary, and then the molded product is calcined to obtain a sintered compact. In order to obtain the ITO sintered compact of (3), it is necessary to carry out the baking process under specific conditions.
구체적으로는, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2) 등의 원료 분말을 원하는 비율로 혼합하고, 필요에 따라 바인더를 가하고, 압축 성형하여 성형체를 얻고, 얻어진 성형체를 필요에 따라 탈지(脫脂)하기까지의 공정은 통상 행해지고 있는 공지의 수단 및 조건에 의해 행할 수 있다. 또, 본 명세서 중, ITO라 함은, 통상, 산화인듐(In2O3)에 1~35중량%의 산화주석(SnO2)을 첨가해서 얻어진 재료를 의미한다.Specifically, raw material powders such as indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) are mixed at a desired ratio, a binder is added as necessary, compression molding is performed to obtain a molded article, and the obtained molded article is subjected to necessity. The process up to degreasing can be performed by well-known means and conditions currently performed. Further, the specification, also referred to ITO, means a conventional, indium oxide (In 2 O 3) material obtained by adding 1 to 35% by weight of tin oxide (SnO 2) on.
구체적으로 예시하면, 원료 분말은 필요에 따라, 하소, 분급 처리를 실시해도 좋고, 그 후의 원료 분말의 혼합은 예를 들면, 볼 밀 등으로 행할 수 있다. 그 후, 혼합한 원료 분말을 성형형에 충전하고 압축 성형하여, 성형체를 제작하고, 대기 분위기하 또는 산소 분위기하에서 탈지해도 좋고, 혹은, 일본 특개평11-286002호 공보에 기재된 여과식 성형법과 같이, 세라믹스 원료 슬러리로부터 수분을 감압 배수해서 성형체를 얻기 위한 비수용성 재료로 이루어지는 여과식 성형형에, 혼합한 원료 분말, 이온 교환수, 유기 첨가제로 이루어지는 슬러리를 주입하고, 슬러리 중의 수분을 감압 배수해서 성형체를 제작하고, 이 성형체를 건조 탈지해도 좋다.Specifically, the raw material powder may be calcined and classified as necessary, and the subsequent mixing of the raw material powder can be performed by, for example, a ball mill. Thereafter, the mixed raw material powder is filled into a molding die and compression molded to produce a molded body, and may be degreased under an air atmosphere or an oxygen atmosphere, or as in the filtration molding method described in JP-A-11-286002. The slurry made of the mixed raw material powder, the ion exchanged water, and the organic additive is injected into the filter forming mold made of a non-aqueous material for obtaining a molded body by depressurizing and draining water from the ceramic raw material slurry. You may prepare a molded object and dry-degrease this molded object.
이와 같이 해서 얻어진 성형체를 이하에 설명하는 특정 조건하에서 소성 처리함으로써, 본 발명의 ITO 소결체를 얻을 수 있다.The ITO sintered compact of this invention can be obtained by baking-processing the molded object obtained in this way on the specific conditions demonstrated below.
소성 처리는 통상, 가열 공정, 보온 공정 및 냉각 공정으로 이루어진다. 소성 처리에 사용할 수 있는 노(爐)는 공지의 구조의 노이면 좋고, 특별히 한정되지 않는다.The baking treatment usually consists of a heating step, a heat retention step and a cooling step. The furnace which can be used for a baking process should just be a furnace of a well-known structure, and is not specifically limited.
가열 공정에서는, 상기 성형체를 노내에 넣고, 노내를 연속적으로 혹은 단계적으로, 통상 1400~1600℃, 바람직하게는 1550~1600℃까지 가열한다. 이 때, 필요에 따라 성형체를 소성판에 탑재해도 좋다. 얻어지는 ITO 소결체의 생산 효율의 점에서는, 가열 공정 전체를 통한 노내의 승온 레이트의 평균은 50~400℃/hour인 것이 바람직하다.In a heating process, the said molded object is put in a furnace, and a furnace is continuously or stepwise heated normally to 1400-1600 degreeC, Preferably it is 1550-1600 degreeC. At this time, you may mount a molded object on a baking board as needed. In view of the production efficiency of the obtained ITO sintered compact, it is preferable that the average of the temperature increase rate in a furnace through the whole heating process is 50-400 degreeC / hour.
또한, 얻어지는 ITO 소결체의 밀도 향상의 관점에서는, 상기 가열 공정은 노내에 산소를 도입해서 산소 분위기내에서 행하는 것이 바람직하다. 노내에 도입하 는 산소의 유량은 노내 체적 1m3당, 통상 0.1~500m3/hour의 범위내의 양이다.Moreover, from the viewpoint of the density improvement of the obtained ITO sintered compact, it is preferable that the said heating process introduce | transduces oxygen in a furnace and is performed in oxygen atmosphere. The flow rate of oxygen introduced into the furnace is usually in the range of 0.1 to 500 m 3 / hour per 1 m 3 of furnace volume.
이어서, 보온 공정에서는, 가열 공정에서 가열한 최고 온도를 소정의 시간 유지한다. 유지 시간은 생산 효율을 고려하면 통상 3~20시간이다. 그 유지 공정에서도 가열 공정과 같은 조건으로 노내에 산소를 도입함이 바람직하다.Next, in the heat retention step, the maximum temperature heated in the heating step is maintained for a predetermined time. The retention time is usually 3 to 20 hours in consideration of production efficiency. In the holding step, it is preferable to introduce oxygen into the furnace under the same conditions as the heating step.
이어서, 냉각 공정에서는, 상기 노내를 연속적으로 혹은 단계적으로 실온까지 냉각하여, 상기 가열 공정 및 보온 공정을 거친 성형체를 냉각한다. 얻어지는 ITO 소결체의 주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치 및 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치를 제어하는 관점에서는, 상기 냉각 공정 중, 보온 공정에서의 최고 온도(가열 공정에서의 최고 온도와 같다)에서 400℃까지의 온도 영역의 강온 레이트를 조정하는 것이 바람직하다. 이 온도 영역에서의 강온 레이트의 평균은 통상 30℃/hour 이상 100℃/hour 미만이며, 바람직하게는 30~40℃/hour이다. 상기 온도 영역의 강온 레이트가 상기 범위내이면, 가열 공정을 거친 후의 성형체가 서서히 냉각되기 때문에, In2O3 모상내의 미세 입자의 성장이 촉진되고 조대화하여, 그 미세 입자의 최대경의 평균치를 0.2㎛ 이상으로 제어할 수 있고, 또한, 미세 입자가 어느 정도 응집하기 때문에, In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치를 0.3㎛ 이상으로 제어할 수 있다.Subsequently, in the cooling step, the furnace is continuously or stepwise cooled to room temperature to cool the molded body that has undergone the heating step and the warming step. From the viewpoint of controlling the average value of the maximum diameter of the fine particles present in the In 2 O 3 mother phase which is the main crystal grain of the obtained ITO sintered body and the average value of the width of the fine particle free zone from the grain boundary of the In 2 O 3 mother phase, It is preferable to adjust the temperature-fall rate of the temperature range from the highest temperature in heat retention process (same as the highest temperature in a heating process) to 400 degreeC. The average of the temperature-fall rate in this temperature range is 30 degreeC / hour or more and less than 100 degreeC / hour normally, Preferably it is 30-40 degreeC / hour. When the temperature-fall rate of the temperature range is within the above range, since the molded body after the heating step is gradually cooled, growth of fine particles in the In 2 O 3 matrix is accelerated and coarsened, and the average value of the maximum diameter of the fine particles is 0.2. can be controlled by ㎛ or larger, the fine particles may have, because aggregated to some extent, to control the average value of the fine particles of the free zone width from the boundary of the in 2 O 3 matrix to more than 0.3㎛.
한편, 상기 냉각 공정 중, 400℃ 미만에서 실온까지의 온도 영역의 강온 레 이트는 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 온도 영역에서는 실질적으로 In2O3 모상내의 미립자는 성장하지 않기 때문이다. 구체적으로는, 강온 레이트를 적당히 설정해도 좋고, 특별히 강온 레이트를 조정하지 않고 방랭하여, 실온까지 자연 냉각해도 좋다.On the other hand, in the said cooling process, the temperature fall rate of the temperature range from less than 400 degreeC to room temperature is not specifically limited. This is because the fine particles in the In 2 O 3 mother phase do not substantially grow in such a temperature range. Specifically, the temperature lowering rate may be appropriately set, and may be left to cool without adjusting the temperature lowering rate in particular, and may be naturally cooled to room temperature.
또한, 얻어지는 ITO 소결체의 주결정립인 In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치, In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치를 제어하는 관점에서는, 상기 냉각 공정은 가열 공정과 같은 조건으로 산소를 도입해서 산소 분위기내에서 행하는 것이 바람직하다.Further, from the viewpoint of controlling the fine particles, the average value of the free zone width from the boundary of the average value, In 2 O 3 matrix of choedaegyeong of fine particles present in the primary crystal grains of In 2 O 3 matrix of the ITO sintered body is obtained, the cooling step It is preferable to introduce | transduce oxygen on the conditions similar to a heating process, and to perform in oxygen atmosphere.
이유는 확실하지 않지만, 산소 분위기하에서 상기 냉각 공정을 행하면, In2O3 모상내의 미세 입자의 성장이 촉진되어, 그 최대경의 평균치가 증가하는 이외에, 그 미세 입자가 In2O3 모상의 중심부에 응집하고 석출하여, 본 발명의 ITO 소결체를 얻는 것이 용이하게 된다.Although the reason is not clear, if the cooling step is carried out in an oxygen atmosphere, the growth of the fine particles in the In 2 O 3 mother phase is promoted, and the average value of the maximum diameter is increased, and the fine particles are placed in the center of the In 2 O 3 mother phase. It aggregates and precipitates and it becomes easy to obtain the ITO sintered compact of this invention.
이와 같이 해서 얻어진 ITO 소결체를 필요에 따라 원하는 형상으로 잘라내고, 연삭 등을 한 후, 스퍼터링 타겟재로서 바람직하게 사용할 수 있다.Thus obtained ITO sintered compact is cut out to a desired shape as needed, grinding | polishing etc. can be used suitably as a sputtering target material.
더욱, 상기 ITO 소결체와, 냉각판인 백킹 플레이트를 접합함으로써, ITO 스퍼터링 타겟을 얻을 수 있다.Furthermore, an ITO sputtering target can be obtained by joining the said ITO sintered compact and the backing plate which is a cooling plate.
이 경우, 백킹 플레이트는 통상 스퍼터링 타겟의 백킹 플레이트로서 사용되는 것이면 좋고, 구리제나 구리합금제의 백킹 플레이트를 들 수 있다. 또한 그 형 상도 공지의 것이면 좋고, 특별히 한정되지 않는다.In this case, what is necessary is just to use a backing plate normally as a backing plate of a sputtering target, and the backing plate made from copper and copper alloy is mentioned. Moreover, the shape may also be a well-known thing, and is not specifically limited.
ITO 소결체와 백킹 플레이트의 접합은 공지의 방법으로 적당히 행할 수 있고, 특별히 한정되지 않지만, 비용이나 생산성의 점에서는 In 땜납 등의 본딩제를 거쳐 접합하는 방법을 바람직하게 들 수 있다. 구체적으로는, ITO 소결체를 필요에 따라 원하는 형상으로 잘라내고, 필요에 따라 연삭 등을 한 후, In 땜납의 융점 이상의 온도로 가열하고, 그 온도를 유지한 상태로, 그 ITO 소결체의 백킹 플레이트와 접합하는 면에 용융한 In 땜납을 도포하여, 백킹 플레이트와 붙이고, 가압하면서 방랭하여 실온까지 냉각하는 등의 방법에 의해 접합할 수 있다.Bonding of an ITO sintered compact and a backing plate can be suitably performed by a well-known method, Although it does not specifically limit, The method of joining via bonding agents, such as In solder, from a cost and productivity point is mentioned preferably. Specifically, the ITO sintered body is cut out into a desired shape as necessary, ground, etc., if necessary, and then heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the In solder, and the temperature is maintained, and the backing plate of the ITO sintered body A molten In solder may be applied to the surface to be joined, and may be pasted with a backing plate, allowed to cool while being pressurized, cooled to room temperature, or the like.
이하, 실시예에 의거해서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
[실시예 1]Example 1
탈지한 ITO 성형체(In2O3 : SnO2(중량비)=90 : 10)를 소성판에 탑재한 상태로 배치로(batch爐)내에 넣어, 노내에 산소 농도 100%의 산소 가스를 흘려보내면서(노내 체적 1m3당에 1m3/h), 노내를 1600℃까지 가열하고, 그 온도에 8시간 유지한 후, 실온까지 냉각하여, ITO 소결체를 얻었다.The detoxified ITO molded body (In 2 O 3 : SnO 2 (weight ratio) = 90: 10) was placed in a batch in a state where it was mounted on a firing plate, while flowing oxygen gas having an oxygen concentration of 100% in the furnace. (1 m 3 / h per 1 m 3 of furnace volume) and the furnace was heated to 1600 ° C, held at that temperature for 8 hours, and then cooled to room temperature to obtain an ITO sintered compact.
이 때의 가열 공정의 평균 승온 레이트는 117℃/hour, 1600℃에서 400℃의 온도 영역에서의 냉각 공정의 평균 강온 레이트는 30℃/hour이었다.The average temperature increase rate of the heating process at this time was 117 degreeC / hour and the average temperature-fall rate of the cooling process in the temperature range of 1600 degreeC to 400 degreeC was 30 degreeC / hour.
소성 조건을 하기에 나타낸다.Firing conditions are shown below.
소성 조건; Firing conditions;
실온→(50℃/hr)→400℃→(100℃/hr)→800℃×4hr→(400℃/hr)→1600℃×8hr→(-175℃/hr)→300℃→방랭→실온(전 공정을 통해 산소 플로우(flow) 분위기)Room temperature → (50 ° C / hr) → 400 ° C → (100 ° C / hr) → 800 ° C × 4hr → (400 ° C / hr) → 1600 ° C × 8hr → (-175 ° C / hr) → 300 ° C → cooling → room temperature (Oxygen flow atmosphere through the whole process)
이어서, 그 ITO 소결체를 그 소결시의 윗면으로부터 5mm의 위치에서 두께 방향에 수평으로, 다이아몬드 커터에 의해, 절단해서 얻어진 절단면을 에머리지 #170, #320, #800, #1500, #2000을 사용해서 각각 90도씩 회전시키면서 단계적으로 연마하고, 마지막으로 버프 연마해서 경면으로 마무리한 후, 40℃의 에칭액(질산(60~61% 수용액, 간도가가꾸(주)제, 질산 1.38 녹 1급 제품 번호 28161-03), 염산(35.0~37.0% 수용액, 간도가가꾸(주)제, 염산 녹 1급 제품 번호 18078-01) 및 물을 체적비로 HCl : H2O : HNO3=1 : 1 : 0.08의 비율로 혼합)에 9분간 침지하여 에칭하고, 드러난 면을 배율 3,000배 및 30,000배로 SEM 관찰(JSM-6380A; JEOL제)해서, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치 및 그 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치를 각각 구했다.Next, the cut surface obtained by cutting the ITO sintered compact horizontally in the thickness direction at the position of 5 mm from the upper surface at the time of the sintering by a diamond cutter is used emery paper # 170, # 320, # 800, # 1500, # 2000. Polishing stepwise while rotating 90 degrees each, and finally buff polishing to finish the mirror surface, and then etching liquid at 40 ° C (nitric acid (60-61% aqueous solution, manufactured by Kando Kagaku Co., Ltd., 1.38 green nitrate) 28161-03), hydrochloric acid (35.0 to 37.0% aqueous solution, manufactured by Kando Kagaku Co., Ltd., hydrochloric acid rust grade No. 18078-01) and water in a volume ratio of HCl: H 2 O: HNO 3 = 1: 1: 0.08 Immersed for 9 minutes, and the exposed surface was observed by SEM at 3,000 times and 30,000 times magnification (JSM-6380A; manufactured by JEOL), and the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase and its It was determined for microparticles of mean value of the pre-zone width from the boundary of the in 2 O 3 matrix, respectively.
그 결과, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치는 0.3㎛이며, In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치는 1㎛이었다.As a result, the average value of the maximum diameters of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase was 0.3 µm, and the average value of the width of the fine particle free zone from the grain boundaries of the In 2 O 3 mother phase was 1 µm.
이 때의 ITO 소결체의 SEM상(배율; 3,000배)을 도 1에, 그 미세 입자군 부분을 더 확대한 SEM상(배율; 30,000배)을 도 2에 나타낸다.The SEM image (magnification; 3,000 times) of the ITO sintered compact at this time is shown in FIG. 1, and the SEM image (magnification; 30,000 times) which expanded the microparticle group part further is shown in FIG.
또한, ITO 소결체의 조직의 일부를 모식화한 것을 도 3에 나타낸다(단, 도 3은 설명을 위해, ITO 소결체의 조직을 과장해서 모식적으로 나타낸 것이며, 각 구성 요소의 치수, 비율 등은 실물과는 다르다). 이 도 3 중, 10은 전체로 ITO 소결 체를 나타내고, 그 ITO 소결체(10)의 주결정인 In2O3 모상(1)내에는 미세 입자(2)가 존재하고 있고, 또한 입계(3)를 따른 상태로 화합물상(4)이 존재하고 있다. 또한, 미세 입자(2)가 관찰되지 않는 In2O3 모상(1)내의 영역인 미세 입자 프리 존(5)도 존재하고 있다.In addition, the structure of a part of the structure of an ITO sintered compact is shown in FIG. 3 (However, FIG. 3 shows the structure of the ITO sintered compact exaggerated typically for description, and the dimension, ratio, etc. of each component are real thing. Is not). In FIG. 3, 10 denotes the ITO sintered body as a whole, and the
이어서, 상기 ITO 소결체를 적당한 크기로 잘라내고, 평면 연삭반으로 연삭하여, 지름 200mm×두께 8mm의 ITO 스퍼터링 타겟재를 얻었다. 얻어진 ITO 스퍼터링 타겟재를 In 땜납을 거쳐 구리제 백킹 플레이트와 접합하여, ITO 스퍼터링 타겟을 제작했다.Subsequently, the said ITO sintered compact was cut | disconnected to the moderate magnitude | size, and it grind | grinded by the planar grinding mill, and obtained the ITO sputtering target material of diameter 200mm x thickness 8mm. The obtained ITO sputtering target material was bonded to the copper backing plate through In solder, and the ITO sputtering target was produced.
이 ITO 스퍼터링 타겟을 사용하여, 하기의 조건으로 스퍼터링 장치내의 산소 분압을 변화시켜 스퍼터링을 행하고, 100℃ 또는 250℃의 유리 기판(코닝사제; 코닝 #1737, 50mm×50mm×0.8mm) 위에 ITO막을 성막했다. 이 ITO막의 저항률을 van der Pauw법에 의거해서, ResiTest8308(도요테크니카제)로 측정했다.Using this ITO sputtering target, the oxygen partial pressure in the sputtering apparatus is changed under the following conditions to perform sputtering, and an ITO film is formed on a glass substrate (manufactured by Corning; Corning # 1737; 50 mm x 50 mm x 0.8 mm) at 100 ° C or 250 ° C. Tabernacle. The resistivity of this ITO film was measured with ResiTest8308 (manufactured by Toyo Technica) based on the van der Pauw method.
그 결과, 유리 기판 온도 100℃의 경우의 최적 산소 분압은 9.3×10-3(Pa), 그 때의 ITO막의 저항률은 3.74×10-4(Ω?cm)이었다. 또한, 유리 기판 온도 250℃의 경우의 최적 산소 분압은 8.1×10-3(Pa), 그 때의 ITO막의 저항률은 1.99×10-4(Ω?cm)이었다.As a result, the optimum oxygen partial pressure in the case of the glass substrate temperature of 100 degreeC was 9.3x10 <-3> (Pa), and the resistivity of the ITO film at that time was 3.74x10 <-4> ((ohm) * cm). In addition, the optimum oxygen partial pressure in the case of the glass substrate temperature of 250 degreeC was 8.1 * 10 <-3> (Pa), and the resistivity of the ITO film at that time was 1.99 * 10 <-4> (ohm * cm).
결과를 정리하여, 표 1, 표 2 및 도 4, 도 5에 나타낸다.The results are collectively shown in Table 1, Table 2 and Figs. 4 and 5.
<스퍼터링 조건><Sputtering condition>
성막조건 : Deposition Conditions:
장치; DC 마그네트론 스퍼터(magnetron sputter) 장치, 배기계; 크라이오펌프(cryopump), 로터리 펌프Device; DC magnetron sputter device, exhaust system; Cryopump, rotary pump
도달 진공도; 3.0×10-6PaReach vacuum degree; 3.0 × 10 -6 Pa
스퍼터 압력; 0.4Pa(질소 환산치, Ar 압력),Sputter pressure; 0.4 Pa (nitrogen equivalent value, Ar pressure),
산소 분압; 4.5~13×10-3PaOxygen partial pressure; 4.5 ~ 13 × 10 -3 Pa
투입 전력; 600W(1.85W/cm2)Input power; 600 W (1.85 W / cm 2 )
기판 온도; 100℃, 250℃Substrate temperature; 100 ℃, 250 ℃
막두께; 1200ÅFilm thickness; 1200Å
유리 기판; 코닝 #1737(판두께 0.8mm)Glass substrates; Corning # 1737 (plate thickness 0.8 mm)
[비교예 1]Comparative Example 1
하기에 나타내는 소성 조건에 따라, 1600℃에서 400℃의 온도 영역에서의 냉각 공정의 평균 강온 레이트를 175℃/hour로 하고, 냉각 공정시에, 노내의 산소 가스를 대기로 치환하여, 대기를 노내 체적 1m3당 1m3/h로 흘려보낸 이외는, 실시예 1과 같이 해서 ITO 소결체를 얻었다.According to the firing conditions shown below, the average temperature-fall rate of the cooling process in the temperature range of 1600 degreeC to 400 degreeC shall be 175 degreeC / hour, At the time of a cooling process, the oxygen gas in a furnace is replaced by atmospheric | air atmosphere, An ITO sintered body was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1 m 3 / h was flowed per 1 m 3 of volume.
소성 조건; Firing conditions;
실온→(50℃/hr)→400℃→(100℃/hr)→800℃×4hr→(400℃/hr)→1600℃×8hr→(-175℃/hr)→300℃→방랭→실온Room temperature → (50 ° C / hr) → 400 ° C → (100 ° C / hr) → 800 ° C × 4hr → (400 ° C / hr) → 1600 ° C × 8hr → (-175 ° C / hr) → 300 ° C → cooling → room temperature
얻어진 ITO 소결체를 실시예 1과 같이 처리하고, 드러난 면을 SEM 관찰하여, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치 및 그 In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치를 구했다.Treatment as the ITO sintered body obtained in Example 1, and by observing the exposed surface SEM, In 2 O 3 the average value of the fine particle choedaegyeong present in the mother phase and that In the width of the fine particle-free zone from the boundary of the 2 O 3 matrix The average value of
그 결과, In2O3 모상내에 존재하는 미세 입자의 최대경의 평균치는 0.13㎛이며, In2O3 모상의 입계로부터의 미세 입자 프리 존의 폭의 평균치는 0.2㎛이었다. 이 때의 SEM상(배율; 3,000배)을 도 6에, 미세 입자군 부분을 더 확대한 SEM상(배율; 30,000배)을 도 7에 나타낸다.As a result, the average value of the maximum diameter of the fine particles existing in the In 2 O 3 mother phase was 0.13 µm, and the average value of the width of the fine particle free zone from the grain boundary of the In 2 O 3 mother phase was 0.2 µm. The SEM image (magnification; 3000 times) at this time is shown in FIG. 6, and the SEM image (magnification; 30,000 times) which further expanded the microparticle group part is shown in FIG.
이어서, 실시예 1과 같이 해서, 같은 형상 및 같은 크기의 ITO 스퍼터링 타겟을 제작했다. 이 ITO 스퍼터링 타겟을 사용한 이외는, 실시예 1과 같은 조건 및 방법으로 ITO막을 성막하고, 이 ITO막의 저항률을 측정했다.Next, in the same manner as in Example 1, an ITO sputtering target having the same shape and the same size was produced. Except for using this ITO sputtering target, the ITO membrane was formed into a film by the conditions and methods similar to Example 1, and the resistivity of this ITO membrane was measured.
그 결과, 유리 기판 온도 100℃의 경우의 최적 산소 분압은 1.18×10-2(Pa)이며, ITO막의 저항률은 3.96×10-4(Ω?cm)이었다. 또한, 유리 기판 온도 250℃의 경우의 최적 산소 분압은 1.06×10-2(Pa), 그 때의 ITO막의 저항률은 2.03×10-4(Ω?cm)이었다As a result, the optimum oxygen partial pressure in the case of the glass substrate temperature of 100 degreeC was 1.18x10 <-2> (Pa), and the resistivity of the ITO film | membrane was 3.96x10 <-4> (ohm * cm). The optimum oxygen partial pressure at the glass substrate temperature of 250 ° C. was 1.06 × 10 −2 (Pa), and the resistivity of the ITO film at that time was 2.03 × 10 −4 (Ω · cm).
결과를 정리해서 표 1, 표 2 및 도 4, 도 5에 나타낸다.The results are collectively shown in Table 1, Table 2 and Figs. 4 and 5.
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
표 1, 표 2 및 도 4, 도 5에서, 실시예 1의 ITO 소결체를 사용한 ITO 스퍼터링 타겟에서는, 비교예 1의 것에 비해, 성막시의 산소 분압에 대한 응답이 예민하여, 특이한 성막 조건을 설정하지 않더라도 공업적인 생산에 적합한 조건하에서 스퍼터링시에 적절한 산소 분압 제어를 함으로써, 보다 저항률이 낮은, 도전성이 뛰어난 ITO막을 성막할 수 있음을 알 수 있다.In Table 1, Table 2 and FIG. 4, FIG. 5, in the ITO sputtering target using the ITO sintered compact of Example 1, compared with the thing of the comparative example 1, the response to oxygen partial pressure at the time of film-forming is sensitive, and setting specific film-forming conditions is set. Even if it does not, it can be seen that an appropriate ITO film having a lower resistivity and excellent conductivity can be formed by appropriate oxygen partial pressure control during sputtering under conditions suitable for industrial production.
본 발명의 ITO 소결체를 스퍼터링 타겟으로서 사용하면, 보다 저항률이 낮은, 뛰어난 ITO막을 특이한 조건이 필요없이, 공업적인 생산에 적합한 조건하에서 낮은 산소 분압으로 얻을 수 있어, 비용적으로 유리하다.When the ITO sintered compact of the present invention is used as a sputtering target, an excellent ITO film having a lower resistivity can be obtained at a low oxygen partial pressure under conditions suitable for industrial production, without requiring special conditions, which is advantageous in terms of cost.
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