KR101200386B1 - 산화인듐계 타깃 - Google Patents

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미츠이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

산화인듐과 주석을 함유함과 아울러 마그네슘을 함유하는 산화물 소결체를 구비하는 산화인듐계 타깃으로서, 주석 및 마그네슘의 함유량이 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (-4.1×10-2Ln(x)-9.3×10-2)의 값 이상이고 또한 (-2.5×10-1Ln(x)-5.7×10-1)의 값 이하의 범위에 있다.

Description

산화인듐계 타깃{INDIUM OXIDE TARGET}
본 발명은, 용이하게 아몰포스 막이 얻어지고, 그 아몰포스 막은 약산 에칭에 의해 용이하게 패터닝할 수 있고, 또한 용이하게 결정화할 수 있으며, 게다가 결정화한 막은 저저항이고 또한 투과율이 높은 투명 도전막을 제조할 수 있는 산화인듐계 타깃에 관한 것이다.
산화인듐-산화주석(In2O3-SnO2의 복합 산화물, 이하, 「ITO」라고 함)막은 가시광 투과성이 높고, 또한 도전성이 높으므로 투명 도전막으로서 액정 표시 장치나 유리의 결로 방지용 발열막, 적외선 반사막 등에 폭넓게 사용되고 있지만, 아몰포스의 막으로 하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.
한편, 아몰포스의 막으로 되는 것으로서, 산화인듐-산화아연(IZO) 투명 도전막이 알려져 있지만, 이러한 막은 ITO막보다 투명성이 뒤떨어져, 황색빛을 띠게 된다는 문제가 있다.
그래서, 본 출원인은, 투명 도전막으로서 ITO막에 규소를 첨가하여 소정의 조건에서 성막한 아몰포스의 투명 도전막을 앞서 제안했는데(특허문헌 1 참조), 규소를 첨가하면 고저항화의 경향이 있다고 하는 문제가 있었다.
특허문헌 1: 일본 특개 2005-135649호 공보(특허청구범위)
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, 용이하게 아몰포스 막이 얻어지고, 그 아몰포스 막은 약산 에칭에 의해 용이하게 패터닝할 수 있고, 또한 용이하게 결정화할 수 있으며, 게다가 결정화한 막은 저저항이고 또한 투과율이 높은 투명 도전막을 제조할 수 있는 산화인듐계 타깃을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위하여 여러 검토를 거듭한 결과, 바륨을 첨가한 산화인듐계 투명 도전막이 저저항이고 투명성이 우수한 아몰포스의 막이며 약산 에칭에 의해 용이하게 패터닝할 수 있고, 게다가 용이하게 결정화할 수 있는 것을 발견하고, 앞서 출원을 행했다(일본 특원 2007-095783).
그렇지만, 이러한 아몰포스의 막을 성막할 수 있는 첨가 원소로서는, Y를 첨가 원소로 하면, 아몰포스의 막을 성막할 수 있는 산화인듐계 타깃으로 되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
이러한 본 발명의 제 1 태양은, 산화인듐과 주석을 함유함과 아울러 마그네슘을 함유하는 산화물 소결체를 구비하는 산화인듐계 타깃으로서, 주석 및 마그네슘의 함유량이, 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (-4.1×10-2Ln(x)-9.3×10-2)의 값 이상이고 또한 (-2.5×10-1Ln(x)-5.7×10-1)의 값 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 산화인듐계 타깃에 있다.
이러한 제 1 태양에서는, Sn 및 Mg를 소정 범위로 함유함으로써, 100℃ 미만의 성막 온도에서 아몰포스의 막을 성막할 수 있고, 100～300℃에서 어닐링함으로써, 결정화할 수 있는 막을 성막할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양은, 제 1 태양에 기재된 산화인듐계 타깃에 있어서, 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (1.3×10-2Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이상이고 또한 (-2.2×10-3Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 산화인듐계 타깃에 있다.
이러한 제 2 태양에서는, Sn 및 Mg를 소정 범위로 함으로써, 250℃에서의 어닐링 처리 후의 비저항이 3.0×10-4Ωcm 이하의 막을 성막할 수 있는 것으로 된다.
본 발명의 제 3 태양은, 제 1 또는 2 태양에 기재된 산화인듐계 타깃에 있어서, 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)가 0.01 이상인 것을 특징으로 하는 산화인듐계 타깃에 있다.
이러한 제 3 태양에서는, Sn 및 Mg를 소정 범위로 함으로써, 200℃ 미만에서는 결정화하지 않는 아몰포스의 막을 성막할 수 있는 것으로 된다.
본 발명에 의하면, Sn 및 Mg를 소정 범위로 함유함으로써, 100℃ 미만의 성막 온도에서 아몰포스의 막을 성막할 수 있고, 100～300℃에서 어닐링함으로써, 결정화할 수 있다. 용이하게 아몰포스 막이 얻어지고, 그 아몰포스 막은 약산 에칭에 의해 용이하게 패터닝할 수 있고, 또한 용이하게 결정화할 수 있으며, 게다가 결정화한 막은 저저항이고 또한 투과율이 높은 투명 도전성 막을 성막할 수 있는 산화인듐계 타깃을 제공할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 성막예 1, 2의 산소분압과 저항율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 성막예 3의 산소분압과 저항율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 성막예 1, 2의 어닐링 전후의 박막 XRD 패턴을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 성막예 1, 2의 어닐링 전후의 투과 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 성막예 a1～a30의 결정화 온도를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 산화인듐계 스퍼터링 타깃은, 산화인듐과 주석을 함유함과 아울러 마그네슘을 함유하는 산화물 소결체이며, 마그네슘은 그 산화물인 채로, 또는 복합 산화물로서, 또는 고용체로서 존재하고 있으면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
여기에서, 산화인듐계 타깃이란 산화인듐계 소결체를 구비하는 타깃으로, 스퍼터링에 의한 투명 도전막의 성막에 사용되는 스퍼터링 타깃 외에, 이온 플레이팅에 의한 투명 도전막의 성막에 사용되는 이온 플레이팅용 타깃(펠릿이라고도 함)을 포함하는 것이다.
마그네슘 및 주석의 함유량은, 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (-4.1×10-2Ln(x)-9.3×10-2)의 값 이상이며 또한 (-2.5×10-1Ln(x)-5.7×10-1)의 값 이하의 범위이다. 또한, 상기한 산화인듐계 타깃에 의해 형성된 투명 도전막 중의 첨가 원소의 함유량은 사용한 산화인듐계 타깃 중의 함유량과 동일한 함유량으로 된다.
이러한 산화인듐계 타깃이 스퍼터링 타깃의 경우에는, DC 마그네트론 스퍼터링으로 스퍼터링 가능한 정도의 저항값을 가지고 있으므로, 비교적 저렴한 DC 마그네트론 스퍼터링으로 스퍼터링 가능하지만, 물론, 고주파 마그네트론 스퍼터링 장치를 사용해도 된다.
이러한 산화인듐계 타깃을 사용함으로써, 동일한 조성의 산화인듐계 투명 도전막을 형성할 수 있다. 이러한 산화인듐계 투명 도전막의 조성분석은 단막을 전량 용해하고 ICP로 분석해도 된다. 또, 막 자체가 소자 구성을 하고 있는 경우 등은, 필요에 따라 FIB 등에 의해 해당되는 부분의 단면을 잘라내고, SEM 이나 TEM 등에 부속되어 있는 원소분석 장치(EDS나 WDS, 오저 분석 등)를 사용해도 특정하는 것이 가능하다.
이러한 본 발명의 산화인듐계 타깃은 Sn 및 Mg가 소정 범위로 함유되어 있으므로, 100℃보다 낮은 온도조건에서 행함으로써, 아몰포스 형상의 상태의 막을 성막할 수 있다. 또, 이러한 아몰포스의 막은 약산성의 에천트로의 에칭을 행할 수 있다고 하는 이점이 있다. 여기에서, 본건 명세서에서는, 에칭은 패터닝 공정에 포함되는 것으로, 소정의 패턴을 얻기 위한 것이다.
또, 얻어지는 투명 도전막의 저항율은 첨가 원소의 종류, 함유량에 따라 상이하지만, 저항율이 1.0×10-4～1.0×10-3Ω?cm이다.
또한, 성막한 막의 결정화 온도는 함유되는 첨가 원소의 함유량에 따라 상이하고, 함유량이 상승할수록 상승하지만, 100℃～300℃의 온도조건에서 어닐링함으로써, 결정화시킬 수 있다. 이러한 온도영역은 통상의 반도체 제조 프로세스에서 사용되고 있으므로, 이러한 프로세스 중에서 결정화시킬 수도 있다. 또한, 이 온도범위 중에서, 100℃～300℃에서 결정화하는 것이 바람직하고, 150℃～250℃에서 결정화하는 것이 더욱 바람직하고, 200℃～250℃에서 결정화하는 것이 가장 바람직하다.
여기에서, 어닐링이란 대기중, 분위기중, 진공중 등에서, 원하는 온도로 일정시간 가열하는 것을 의미한다. 그 일정 시간이란 일반적으로 수분부터 수시간 정도이지만, 공업적으로는 효과가 동일하면 짧은 시간이 바람직하다.
이와 같이 어닐링에 의해 결정화된 후의 투명 도전막은 단파장측의 투과율이 향상되어, 예를 들면, 파장 400～500nm의 평균 투과율이 85% 이상으로 된다. 또, 이것에 의해, IZO에서 문제가 되고 있는 것과 같은 막이 황색빛을 띠게 된다는 문제도 없다. 또한, 일반적으로 단파장측의 투과율은 높으면 높을수록 바람직하다.
한편, 결정화된 투명 도전막은 에칭 내성이 향상되어, 아몰포스의 막에서는 에칭이 가능한 약산성의 에천트로는 에칭할 수 없게 된다. 이것에 의해 후공정에서의 내부식성이나, 디바이스 자체의 내환경성이 향상된다.
이와 같이 본 발명에서는, 첨가 원소의 함유량을 변화시킴으로써, 성막되는 막의 결정화 온도를 조정할 수 있으므로, 성막 후, 결정화 온도 이상의 온도의 열처리를 받지 않도록 하고, 아몰포스 상태를 유지하도록 해도 되고, 성막 후 패터닝한 후, 결정화하는 온도 이상의 온도에서 열처리해서 결정화하여, 내에칭 특성을 변화시키도록 해도 된다.
여기에서, 마그네슘 및 주석의 함유량이 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (1.3×10-2Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이상이며 또한 (-2.2×10-3Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이하의 범위에 있으면, 250℃에서의 어닐링 처리 후의 비저항이 3.0×10-4Ωcm 이하의 저저항의 막을 성막할 수 있는 것으로 되어, 바람직하다.
또한, 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)가 0.01 이상이면, 결정화 온도가 200℃ 이상이 되고, 200℃ 미만에서는 결정화하지 않는 아몰포스의 막을 성막할 수 있게 되어, 성막 프로세스를 고려하면 더욱 바람직한 것으로 된다.
다음에 본 발명에 따른 산화인듐계 타깃의 제조방법에 대하여 설명하는데, 이것은 단지 예시한 것이며, 제조방법은 특별히 한정되는 것은 아니다.
우선, 본 발명의 산화인듐계 타깃을 구성하는 출발원료로서는 일반적으로는 구성원소의 산화물을 사용하는데, 이것들의 단체, 화합물, 복합 산화물 등을 원료로 해도 된다. 단체, 화합물을 사용하는 경우에는 미리 산화물로 하는 것과 같은 프로세스를 통하도록 한다.
이들 원료분말을, 원하는 배합율로 혼합하고, 성형하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 종래부터 공지의 각종 습식법 또는 건식법을 사용할 수 있다.
건식법으로서는 콜드프레스(Cold Press)법이나 핫프레스(Hot Press)법 등을 들 수 있다. 콜드프레스법에서는, 혼합분말을 성형형에 충전하여 성형체를 제작하고, 소성시킨다. 핫프레스법에서는, 혼합분말을 성형형 내에서 소성, 소결시킨다.
습식법으로서는, 예를 들면, 여과식 성형법(일본 특개 평11-286002호 공보 참조)을 사용하는 것이 바람직하다. 이 여과식 성형법은, 세라믹스 원료 슬러리로부터 수분을 감압 배수하여 성형체를 얻기 위한 비수용성 재료로 이루어지는 여과식 성형형으로서, 1개 이상의 물빼기 구멍을 갖는 성형용 하형과, 이 성형용 하형의 위에 재치한 통수성을 갖는 필터와, 이 필터를 실링하기 위한 실링재를 통하여 상면측에서 협지하는 성형용 틀로 이루어지고, 상기 성형용 하형, 성형용 틀, 실링재, 및 필터를 각각 분해할 수 있도록 조립되어 있고, 이 필터면 측으로부터만 슬러리 중의 수분을 감압 배수하는 여과식 성형형을 사용하여, 혼합분말, 이온교환수와 유기 첨가제로 이루어지는 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 여과식 성형형에 주입하고, 이 필터면 측으로부터만 슬러리 중의 수분을 감압 배수하여 성형체를 제작하고, 얻어진 세라믹스 성형체를 건조 탈지 후, 소성한다.
콜드프레스법이나 습식법으로 성형한 것의 소성온도는 1300～1650℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1500～1650℃이며, 그 분위기는 대기 분위기, 산소 분위기, 비산화성 분위기, 또는 진공 분위기 등이다. 한편, 핫프레스법의 경우에는, 1200℃ 부근에서 소결시키는 것이 바람직하고, 그 분위기는 비산화성 분위기나 진공 분위기 등이다. 또한, 각 방법에서 소성한 후에는, 소정 치수로 성형?가공을 위한 기계가공을 한 타깃으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명을 스퍼터링 타깃을 예로 한 실시예에 기초하여 설명하는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.
(스퍼터링 타깃 제조예 1)(Mg-ITO)
(Mg 첨가 ITO, Mg=0.02-Sn=0.1)
순도>99.99%의 In2O3 분말, SnO2 분말, 및 탄산수산화마그네슘 분말(MgO 함유량 41.5wt%)을 준비했다.
우선, In2O3 분말 87.3wt% 및 탄산수산화마그네슘 분말 12.7wt%의 비율로, 전체량 200g 준비하고, 건조상태에서 볼 밀 혼합하고, 대기중 1400℃에서 3시간 가소성하여, MgIn2O4 분말을 얻었다.
이어서, 상기 MgIn2O4 분말 4.6wt%, In2O3 분말 84.5wt% 및 SnO2 분말 10.9wt%의 비율로 전체량 약 1.0kg 준비(각 금속 원자의 조성은 In=88.0at.%, Sn=10.0at.%, Mg=2.0at.%임)하고, 이것을 볼 밀 혼합했다. 그 후 바인더로서 PVA 수용액을 첨가하여 혼합, 건조하고, 콜드프레스 하여 성형체를 얻었다. 이 성형체를, 대기중 600℃에서 10시간, 60℃/h의 승온으로 탈지하고, 이어서, 산소 분위기하, 1550℃에서 8시간 소성하여 소결체를 얻었다. 소성 조건은 구체적으로는 실온으로부터 800℃까지 200℃/h로 승온하고, 800℃로부터 1550℃까지 400℃/h로 승온하고, 8시간 유지한 후, 1550℃로부터 실온까지 100℃/h의 조건으로 냉각이라고 하는 조건이다. 그 후, 이 소결체를 가공하여 타깃을 얻었다. 이때의 밀도는 7.02g/cm3이었다.
동일하게 하여, Mg=0.05-Sn=0.10, Mg=0.12-Sn=0.10의 스퍼터링 타깃을 제조했다.
또, 동일하게 하여, 표 1에 나타내는 조성의 스퍼터링 타깃을 제조했다.
Figure 112010027559542-pct00001
(성막예 1～3)
성막예 1～3을 이하와 같이 실시했다.
각 제조예 1의 타깃 중, Mg=0.02-Sn=0.10을 성막예 1, Mg=0.05-Sn=0.10을 성막예 2, Mg=0.12-Sn=0.10을 성막예 3으로 하고, 이것을 4인치의 DC 마그네트론 스퍼터 장치에 각각 장착하고, 기판 온도를 실온(약 20℃), 산소분압을 0～3.0sccm의 사이에서 변화시키면서(0～1.1×10-2Pa에 상당), 각 성막예 1～3의 투명 도전막을 얻었다.
스퍼터의 조건은 이하와 같이 하여 두께 1200Å의 막을 얻었다.
타깃 치수: φ=4in. t=6mm
스퍼터 방식: DC 마그네트론 스퍼터
배기장치: 로터리 펌프+크라이오 펌프
도달 진공도: 5.3×10-6[Pa]
Ar 압력: 4.0×10-1[Pa]
산소압력: 0～1.1×10-2[Pa]
수압력: 5.0×10-6[Pa]
기판 온도: 실온
스퍼터 전력: 130W (전력밀도 1.6W/cm2)
사용 기판: 코닝 #1737(액정 디스플레이용 유리) t=0.8mm
각 산소분압에서 성막한 막의 저항율과, 각 막을 250℃에서 어닐링한 후의 저항율을 측정했다. 결과를 도 1 및 도 2에 나타낸다.
이 결과, 어느 경우에도 최적 산소분압이 존재하는 것을 알 수 있었다.
또, 어느 경우에도, 실온 성막의 최적 산소분압과, 250℃ 어닐링 후에 가장 저항율이 낮은 성막시의 산소분압이 상이한 것을 알 수 있었다. 표 2는 실온 성막의 최적 산소분압과 250℃ 어닐링 후에 가장 저항율이 낮은 성막시의 산소분압을 나타낸다. 따라서, 실시예 1～16에서는, 250℃ 어닐링 후에 가장 저항율이 낮은 성막시의 산소분압에서 성막하고, 그 후에 250℃에서 어닐링한 편이, 가장 저저항인 막이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
하기 표 2에는, 최적 산소분압의 변화가 있었던 것을 ○, 최적 산소분압의 변화가 없었던 것을 ×로서 나타냈다.
(시험예 1)
성막예 1～3에서, 실온 성막시에 있어서의 최적 산소분압에서 제조한 투명 도전막을 각각 가로세로 13mm의 크기로 잘라내고, 이들 샘플을 대기중에 250℃에서 1시간 어닐링 했다. 성막예 1, 2의 어닐링 전후의 박막 XRD 패턴을 도 3에 나타낸다. 또, 성막예 1～3에 관하여, 실온 성막시와 250℃ 어닐링 후의 결정 상태에 대하여, 아몰포스는 a, 결정은 c로 하고, 이것들을 표 2에 나타낸다.
이 결과, 실온 성막의 성막예 1, 2의 경우, 성막시에는 아몰포스의 막이지만, 250℃ 1 시간의 어닐링으로 결정화하는 것이 확인되었다. 한편, 첨가량이 많은 성막예 3에서는, 성막시에 아몰포스에서도 250℃ 어닐링에서는 결정화하지 않고, 또한 300℃에서의 어닐링에서도 결정화하지 않는 것이 확인되었다.
(시험예 2)
성막예에서 성막한 각 투명 도전막의, 실온 성막시에 있어서의 최적 산소분압 성막시의 저항율(ρ)(Ω?cm)을 측정했다. 또, 시험예 1의 어닐링 후의 샘플에 대하여 측정한 저항율도 측정했다. 이들 결과를 표 2에 나타낸다.
이 결과, 성막예 1, 2의 경우에는, 저항율이 10-4대 Ω?cm인 것을 알 수 있었다.
그렇지만, 성막예 3에서는, 저항율이 10-3대 Ω?cm로 고저항으로 되는 것을 알 수 있었다.
(시험예 3)
성막예 1～3에서, 실온 성막에서의 최적 산소분압에서 제조한 투명 도전막을 각각 가로세로 13mm의 크기로 잘라내고, 투과 스펙트럼을 측정했다. 또, 시험예 1의 어닐링 후의 막에 대해서도 동일하게 투과 스펙트럼을 측정했다. 이들 결과를 도 4에 나타낸다. 또, 각 성막예 1～3의 어닐링 후의 평균 투과율을 표 2에 나타낸다.
이들 결과로부터, 성막하고 어닐링 전에 있어서의 투과 스펙트럼은 250℃에서 1시간의 어닐링에 의해, 흡수단이 저파장측으로 시프트 하여 색조가 개선되는 것을 알 수 있었다.
(시험예 4)
성막예 1～3에서, 실온 성막에 있어서의 최적 산소분압에서 제조한 투명 도전막을 각각 10×50mm의 크기로 잘라내고, 에칭액으로서 ITO-05N(옥살산계, 간토카가쿠(주)제)(옥살산 농도 50g/L)을 사용하여, 온도 30℃에서, 에칭의 가능 여부에 대하여 확인했다. 또, 시험예 1의 어닐링 후의 샘플에 대해서도 동일하게 확인했다. 이들 결과를 에칭 가능을 「○」, 에칭 불가를 「×」로 하고 표 2에 나타낸다.
이 결과, 성막예 1～3은 모두 아몰포스 막인 것으로부터, 약산성의 에칭이 가능한 것을 알 수 있었다.
Figure 112010027559542-pct00002
(성막예 a1～a30)
전술한 바와 같이 제조한 표 1에 나타내는 조성의 타깃을 사용하고, 이것을 4인치의 DC 마그네트론 스퍼터 장치에 각각 장착하고, 기판 온도를 실온(약 20℃), 산소분압을 0～3.0sccm의 사이에서 변화시키면서(0～1.1×10-2Pa에 상당), 각 조성의 투명 도전막을 얻었다.
스퍼터의 조건은 이하와 같이 하여 두께 1200Å의 막을 얻었다.
타깃 치수: φ=4in. t=6mm
스퍼터 방식: DC 마그네트론 스퍼터
배기장치: 로터리 펌프+크라이오 펌프
도달 진공도: 5.3×10-5[Pa]
Ar 압력: 4.0×10-1[Pa]
산소압력: 0～1.1×10-2[Pa]
수압력: 5.0×10-5[Pa]
기판 온도: 실온
스퍼터 전력: 130W (전력밀도 1.6W/cm2)
사용 기판: 코닝 #1737(액정 디스플레이용 유리) t=0.8mm
여기에서, 실온 성막의 최적 산소분압과, 250℃ 어닐링 후에 가장 저항율이 낮은 성막시의 산소분압이 상이한 샘플이 많았지만, 조성에 따라서는, 최적 산소분압에 변화가 없었다.
하기 표 3에는, 최적 산소분압의 변화가 있었던 것을 ○, 최적 산소분압의 변화가 없었던 것을 ×로서 나타냈다.
또, 각 조성의 실온 성막시에 있어서의 최적 산소분압에서 제조한 투명 도전막을 각각 가로세로 13mm의 크기로 잘라내고, 이들 샘플을 대기중에 250℃에서 1시간 어닐링하고, 실온 성막시와 250℃ 어닐링 후의 결정 상태에 대하여, 아몰포스는 a, 결정은 c로 하고, 이것들을 표 3에 나타냈다.
또, 각 조성의 결정화 온도를 측정하고, 표 3에 나타냈다. 결정화 온도는 100℃에서 성막한 후, 결정화하는 온도이며, 100℃ 성막에서 아몰포스로 되지 않는 것은 100℃ 미만으로 했다.
또한, 성막한 각 투명 도전막의, 실온 성막시에 있어서의 최적 산소분압 성막 후, 어닐링하여 결정화한 샘플의 저항율(ρ)(Ω?cm)을 측정했다. 이들 결과를 표 3에 나타낸다.
또, 실온 성막에서의 최적 산소분압에서 제조한 투명 도전막을 각각 가로세로 13mm의 크기로 잘라내고, 어닐링 후의 막에 대하여 투과 스펙트럼을 측정했다. 어닐링 후의 평균 투과율을 표 3에 나타낸다.
또, 실온 성막에서의 최적 산소분압에서 제조하고, 어닐링하여 결정화한 후의 투명 도전막을 각각 10×50mm의 크기로 잘라내고, 에칭액으로서 ITO-05N(옥살산계, 간토카가쿠(주)제)(옥살산 농도 50g/L)을 사용하여, 온도 30℃에서, 에칭의 가능 여부에 대하여 확인했다. 이들 결과를 에칭 가능을 「○」, 에칭 불가를 「×」로 하고 표 3에 나타낸다.
이들 결과를 도 5에 나타낸다. 도면에서, 100℃ 미만의 성막 온도에서 아몰포스 막으로서 성막할 수 있고, 100～300℃에서 결정화할 수 있는 샘플을 ●, 그 이외를 ▲로 나타냈다.
이 결과, 마그네슘 및 주석의 함유량이, 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (-2.5×10-2Ln(x)-5.8×10-2)의 값 이상이고 또한 (-1.0×10-1Ln(x)-5.0×10-2)의 값 이하의 범위에 있으면, 100℃보다 낮은 온도조건에서 행함으로써, 아몰포스 형상의 상태로 성막되고, 또한 성막 후, 100℃～300℃에서 어닐링함으로써, 결정화하는 막을 성막할 수 있는 것을 알 수 있었다.
또, Sn 및 Mg의 함유량이 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (1.3×10-2Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이상이며 또한 (-2.2×10-3Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이하의 범위에 있으면, 250℃ 어닐링 처리 후의 비저항이 3.0×10-4Ωcm 이하로, 특히 저저항인 막을 성막할 수 있는 것으로 되어, 더욱 바람직한 것을 알 수 있었다.
또한, 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 0.23 이하이며, 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)가 0.01 이상으로 되면, 성막된 아몰포스의 막이 200℃ 미만의 어닐링 온도에서는, 결정화하지 않고, 200℃ 이상의 어닐링 온도에서 결정화하는 투명 도전막을 성막할 수 있는 것으로 되어, 성막 프로세스를 고려하면 보다 바람직한 것으로 되는 것을 알 수 있었다.
Figure 112010027559542-pct00003

Claims (3)

  1. 산화인듐과 주석을 함유함과 아울러 마그네슘을 함유하는 산화물 소결체를 구비하는 산화인듐계 타깃으로서, 주석 및 마그네슘의 함유량이 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (-4.1×10-2Ln(x)-9.3×10-2)의 값 이상이고 또한 (-2.5×10-1Ln(x)-5.7×10-1)의 값 이하의 범위에 있고, 또한 인듐 1몰에 대한 주석의 몰비(y)가 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)로 표시되는 (1.3×10-2Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이상이고 또한 (-2.2×10-3Ln(x)+2.0×10-1)의 값 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 산화인듐계 타깃.
  2. 제 1 항에 있어서, 인듐 1몰에 대한 마그네슘의 몰비(x)가 0.01 이상인 것을 특징으로 하는 산화인듐계 타깃.
  3. 삭제
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