KR101999894B1 - 복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟, 산화물 투명도전막의 제조방법 - Google Patents

복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟, 산화물 투명도전막의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인듐, 티타늄, 지르코늄 및 산소를 포함하는 복합 산화물 소결체 조성물에 도펀트(X)로 갈륨, 탄탈륨, 니오븀 중 하나의 성분을 포함하고, 상기 티타늄은 원자비로 Ti/(In+Ti+Zr+X)가 0.1 ~ 0.5 원자%, 상기 지르코늄은 원자비로 Zr/(In+Ti+Zr+X)가 0.1 ~ 1.5 원자%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합산화물 소결체 및 상기 소결체로 이루어진 스퍼터링 타겟 및 이로부터 제조된 산화물 투명 도전막을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟, 산화물 투명도전막의 제조방법{COMPOSITE OXIDE SINTERED BODY, SPUTTERING TARGET, TRANSPARENT CONDUCTIVE OXIDE FILM AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 이동도가 우수한 투명도전막, 투명도전막용 타겟 및 투명도전막용 타겟의 제조방법에 관한 것이다.
투명도전막은 태양전지, 평판표시장치 및 감광소자(light-sensitive element) 등의 투명전극으로 이용될 수 있다. 뿐만 아니라, 투명도전막은 자동차 윈도우나 건축용 열선반사막(heat reflecting film), 대전방지막(anti-static film)용 등으로도 널리 사용되고 있다.
투명도전막이 투명전극으로 사용될 경우, 높은 광투과율과 전기전도도가 요구되는데, 가시광선 영역에서 광투과율이 85%이상 확보되어야 하며, 비저항(resistivity)도 1X10-3Ω·cm보다 낮아야 한다. 낮은 저항을 갖는 투명전극은 특히 태양전지, 액정, 유기 EL(organic electro luminescence) 및 무기 EL(inorganic electro luminescence) 등의 표면 요소(surface element) 또는 터치 패널(touch panel) 등에 적합하게 사용된다.
투명도전막으로는 산화주석계(SnO2)계 박막, 산화아연(ZnO)계 박막 및 산화인듐(In2O3)계 박막 등이 알려져 있다. 이 중에서 산화주석계 박막은 주로 도펀트로 안티몬을 포함하는 것(ATO 박막)이나 도펀트로 불소를 포함하는 것(FTO 박막)이 이용된다. 또한, 산화아연계 박막으로는 주로 도펀트로 알루미늄을 포함하는 것(AZO 박막)이나 도펀트로 갈륨을 포함하는 것(GZO 박막)이 이용된다. 그리고 산화인듐계 박막으로는 인듐 주석 옥사이드(Indium Tin Oxide, 이하 'ITO'라 한다)와 인듐 아연 옥사이드(Induim Zinc Oxide, 이하 'IZO'라 한다)가 이용된다. 상기 ITO와 IZO 박막은 양호한 광학적 특성 및 전기적 특성을 가져 현재 투명 전극 재질로 널리 사용되고 있다.
한편, 상기 투명도전막은 주로 스퍼터링법이나 이온 플라즈마법을 통해 제조된다. 특히, 스퍼터링법은 증기압이 낮은 재료의 성막이나 막 두께를 정밀하게 제어할 필요가 있는 경우에 효과적이며, 조작이 매우 간단하고 편리하므로 널리 이용되고 있다. 스퍼터링법은 박막을 제조함에 있어서는 박막의 원료인 타겟을 사용한다. 상기 타겟은 성막되어 박막을 구성하는 금속 원소를 포함하는 고체로서 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물 등의 소결체가 사용되거나, 경우에 따라서는 단결정이 사용된다. 스퍼터링법은 일반적으로 내부에 기재 및 타겟을 배치할 수 있는 진공 챔버를 갖는 장치를 사용한다. 먼저, 진공 챔버에 기재와 타겟을 배치한 후 고진공으로 만든 다음, 아르곤 등의 희소가스를 주입함으로써, 진공 챔버 내부를 대략 10Pa 이하의 가스 압으로 제어한다. 그리고 기재를 양극으로 하고, 타겟을 음극으로 하여, 양자간 글로우 방전에 의해 아르곤 플라즈마가 발생되게 한다. 이때 플라즈마 내의 아르곤 양이온들이 음극인 타겟과 충돌하고, 충돌에 의해 튕겨져 나온 타겟 구성 입자가 기재 상에 증착되어 투명 전극을 형성한다.
그러나, ITO 박막의 경우 비저항을 낮추기 위해서 박막의 결정화가 필요하므로, 이를 위해 고온에서 막을 형성하거나 또는 막 형성 후 고온에서의 열처리를 수행하는 것을 필수공정으로 채택하고 있다. 따라서, ITO의 경우 유리 혹은 플라스틱 등의 기판에 증착 후 열처리하여 결정화시키고, 결정화시킨 ITO를 대기온도에서 사용하여 낮은 비저항값을 갖게 된다. 그러나, 상술한 방법으로 제조된 ITO 박막을 사용하여 소자를 제작 시 사용되는 프로세스 온도에 따른 비저항의 변화로 인한 소자의 특성 평가가 문제점으로 지적을 받고 있다.
또한 현재 GREEN ENERGY사업으로 각광을 받고 있는 태양전지 소재에 사용되는 ITO는 태양전지에 사용되는 장파장영역에 대해 투명도가 낮고 광흡수율이 높은 단점을 가지고 있으며, 저온에서 전자이동도가 낮아 고효율 태양전지에 적용에 어려움을 겪고 있다.
미국특허 제7507357호 미국특허 제9336920호
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다양한 종류의 평판 디스플레이와 태양전지 전극소재로 프로세스 온도에 따른 안정적인 비저항값을 갖고, 비교적 낮은 온도에서 높은 전자이동도를 보이며, 기존 ITO보다 낮은 캐리어덴시티로 장파장 영역에서도 투과도가 우수하고, 낮은 흡수율을 보이는 투명전도성 산화물 및 투명도전막을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 공침법에 의해 100㎚이하의 균일한 입도 분포를 가지는 초미세 합성 분말을 제조하며, 이에 상기 초미세 합성 분말은 높은 소결 구동력을 가지게 되므로 치밀화가 우수한 고밀도의 타겟을 제조할 수 있는 투명도전막용 산화물과 이를 이용한 소결체 및 스퍼터링 타켓을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 기존 인듐과 주석의 산화물(ITO)이 갖고 있는 저온 프로세스에서 저항 안정성이 떨어지고, 낮은 이동도를 갖는 문제점을 해결하기 위하여 인듐(In), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 산소(O)로 구성된 복합산화물에 갈륨(Ga), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb)중 하나의 성분을 추가로 첨가하여 다양한 공정온도에서 안정적이고 낮은 비저항을 보이며, 높은 전자이동도를 갖는 복합 산화물 소결체로부터 제조된 산화물 투명 전도성 도전막을 제공하고자 한다.
즉, 본 발명은 구성원소로 인듐, 티타늄, 지르코늄 그리고 추가원소로 갈륨, 탄탈륨, 니오븀중 하나의 성분을 포함하는 복합 산화물 소결체로서, 구성하는 원소의 원자비가 In, Ti, Zr, X(Ga, Ta, Nb 중의 하나)로 하였을 때, 복합 산화물 소결체 원자비는
Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.5 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~1.5 at%, X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 인 것이 바람직하고,
보다 바람직하게는, Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.3 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.2~1.0 at%, X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 인 복합 산화물 소결체이며,
보다 바람직하게는, Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.15~0.3 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.25~0.6 at%, X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.25 at% 인 복합 산화물 소결체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복합 산화물 소결체로 이루어진 스퍼터링 타겟을 이용하여 제조된 산화물 투명 도전막의 경우, 비저항이 3.5x10-4Ω·㎝ 이하이고, 캐리어 농도가 3x1020/cm3이하이며, 전자이동도는 80cm2/Vsec 이상인 우수한 산화물 투명 도전막을 제공할 수 있다.
본 발명은 또 다른 별도 측면에 있어서, 상기 서술한 복합 산화물 소결체로 투명 도전막과 기재에 의해 구성되는 산화물 투명 전극을 포함한 적층 기재 및 당해 적층 기재를 사용하는 당해 소자를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
본 발명의 투명 도전막 형성용 고밀도 스퍼터링 타겟을 이용하여 만들어진 투명도전막은 저온의 열처리 공정에서도 획기적으로 우수한 전도성을 갖는다. 본 발명에 따른 투명 도전막은 저온에서의 결정화에 유리하여 다양한 공정온도 및 온, 습도를 갖는 보관 조건에서 안정적인 비저항값을 유지하게 하고, 이로 인해 열안정성과 내 환경성을 구현할 수 있다.
특히, 본 발명의 복합 산화물 소결체로부터 제조된 투명도전막은 가시광 영역에서부터 장파장의 적외선 영역까지 투과도가 높고, 낮은 광 흡수특성을 보이며, 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있는 높은 이동도를 구현할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 복합 산화물 소결체를 제조하는 개략적인 공정도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 ITO 박막의 열처리 전후의 SEM 측정결과이다.
도 3는 본 발명의 비교예에 따른 ITiO 박막의 열처리 전후의 SEM 측정결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IGaTiZrO 박막의 열처리 전후의 SEM 측정결과이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Ⅰ. 투명전도성 산화물 타겟 및 투명도전막
본 발명은 기존 인듐과 주석의 산화물(ITO)이 갖고 있는 저온 프로세스에서 저항 안정성이 떨어지고, 낮은 이동도를 갖는 문제점을 해결하기 위하여 인듐(In), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 산소(O)로 구성된 복합산화물에 갈륨(Ga), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb)중 하나의 성분을 추가로 첨가하여 다양한 공정온도에서 안정적이고 낮은 비저항을 보이고, 높은 전자이동도를 갖는 투명전도성 산화물과 투명도전막을 제공한다.
즉, 본 발명은 구성원소로 인듐, 티타늄, 지르코늄 그리고 추가원소로 갈륨, 탄탈륨, 니오븀중 하나의 성분을 포함하는 복합 산화물 소결체로서, 구성하는 원소의 원자비가 In, Ti, Zr, X(Ga, Ta, Nb 중의 하나)로 하였을 때,
Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.5 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~1.5 at%, X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 인 복합 산화물 소결체를 제공한다.
보다 바람직하게는, Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.3 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.2~1.0 at%, X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 인 복합 산화물 소결체이며,,
보다 바람직하게는, Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.15~0.3 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.25~0.6 at%, X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.25 at% 인 복합 산화물 소결체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 복합 산화물 소결체는 특성상 박막 또는 타겟의 혼합물 사이의 고용화를 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 하며, 이에 저온의 열처리 공정에서도 투명도전막이 결정화될 수 있어, 열적 안정성을 현저히 개선시킬 수 있는 것을 특징으로 하고 있다. 반면에, 널리 알려진 ITO의 경우는 저온에서 완벽한 결정화를 이룰 수 없다는 점에서 낮은 비저항을 구현하기가 어렵다.
본 발명의 투명 도전막은 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하고, 다양한 종류의 저온 공정을 필요로 하는 표시장치에 투명전극으로 적용될 수 있다는 점에서 저항이 1x10-4Ω·㎝ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 3.5x10-4Ω·㎝ 이하인 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 투명도전막은 캐리어 농도가 3 x1020/cm3이하이고, 전자이동도는 80cm2/Vsec 이상인 것을 특징으로 하고 있다.
II. 투명도전막용 타겟의 제조방법
본 발명의 투명도전막용 타겟의 제조방법에서는 각종 성분을 함께 침전시켜 혼합 산화물 분말로 만드는 공침법을 사용하거나 또는 각각의 제조된 미세 금속산화물을 혼합 후 성형하고 1200℃ 이상의 고온에서 열처리하고 고용화하여 소결체를 제조할 수 있다. 상기 두가지 방법 모두 본 특허의 조성범위에 적용 받아 우수한 특성을 가진 분말, 소결체, 투명도전막을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 복합 산화물 소결체의 제조 방법에 있어서, 미세 금속산화물의 혼합분말을 제조하여 소결체를 얻는 방법은 인듐원이 되는 분말, 티타늄원이 되는 분말, 지르코늄원이 되는 분말, 도펀트로서 세륨, 갈륨, 탄탈륨, 니오븀, 몰리브덴, 망간 및 바나디윰 중 선택되는 1개의 분말을 함유하는 성형용 혼합 분말을 조제하는 혼합 공정과, 혼합 분말을 성형하여 성형체를 제조하는 성형 공정 및 성형체를 소성하여 복합 산화물 소결체를 얻는 소성 공정을 포함하며, 상기 혼합 공정에서 상기 상술한 분말을 함유하는 성형용 혼합 분말의 조제 및 원료 분말의 혼합 방법에는 특별한 한정은 없으며, 상기 서술한 분말을 동시에 혼합, 또는 일부를 예비 혼합한 후에 다시 잔량을 추가하여 혼합해도 된다.
원료 분말의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 취급성을 고려하면 금속산화물 형태의 분말의 사용이 용이하지만, 고온 소성에 의해 산화물이 되는 금속염, 금속수산화물, 금속알콕사이드 등의 사용도 무방하다. 이때, 이들 분말의 입경은 취급성을 고려하여 평균 1차 입경이 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 혼합공정에서 분말의 혼합 방법은 특별히 한정되지 않으며, 지르코니아, 알루미나, 나일론 수지 등의 볼이나 비드를 사용한 건식, 습식의 미디어 교반형 밀이나 미디어리스의 용기 회전식 혼합, 기계 교반식 혼합 등의 혼합 방법이 예시된다. 구체적으로는 볼밀, 비드밀, 애트라이터(attritor), 진동밀, 유성밀, 제트밀, V 형 혼합기, 패들식 혼합기, 2축 유성 교반식 혼합기 등을 들 수 있다. 또, 습식법의 볼밀이나 비드밀, 애트라이터, 진동밀, 유성밀, 제트밀 등을 사용하는 경우에는, 분쇄 후의 슬러리를 건조시킬 필요가 있다. 이 건조 방법은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들어 여과 건조, 유동층 건조, 분무 건조 등일 수 있다.
상기와 같이 소결체를 제조하기 위해 각각의 미세분말을 혼합하여 혼합분말을 제조하는 방법 이외에도 공침법으로 금속산화물을 제조할 수 있다.
공침법을 이용한 금속산화물의 제조에서 인듐원은 질산인듐을 전구체로 사용하였고, 티타늄원은 염화티타늄, 지르코늄원은 질산지르코늄을 사용하였으며, 기타 추가로 혼입되는 첨가물들은 해당 염 또는 금속알콜사이드 전구체를 사용하여 금속산화물을 제조할 수 있다.
상기 금속산화물을 제조하기 위하여 전구체 용액의 pH는 1~4인 것이 바람직하다. 상술한 범위를 초과하는 경우, 용액의 반응속도에 문제가 발생할 수 있으므로, 상술한 범위를 유지하는 것이 좋다.
상기 용액의 pH를 상술한 범위로 맞추기 위하여 pH 조절제를 이용하여 30~80℃에서 5~20시간 동안 교반할 수 있다. 상기 pH 조절제로는 초순수나 약알칼리를 이용할 수 있으며, 경우에 따라서는 약산을 이용할 수 있다.
상기 용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 금속 수산화물 침전물을 수득한다. 상기 알칼리 화합물을 첨가한 용액은 pH가 7~10인 것이 바람직하다. 또한, 상기 알칼리 화합물을 첨가한 용액의 pH를 7~10이 되도록 유지시킨 후, 온도를 50~80℃로 유지하는 것이 바람직하다. 상술한 pH와 상술한 온도를 유지하는 이유는 상술한 전구체들이 공침 반응에 의해 금속 산화물 침전물, 즉 복합체가 형성되도록 촉진하기 위한 것이다.
상기 알칼리 화합물을 첨가한 용액의 pH가 상술한 범위 미만이면, 결정화가 어려워 금속 수산화물 침전물의 수득률이 떨어지게 된다. 또한, 상술한 범위를 초과하면, 세척 여과 과정 시 오랜 시간이 필요하여 바람직하지 않다.
상기 알칼리 화합물을 첨가한 용액의 pH를 조절한 후 상술한 온도를 유지하지 않는다면, 즉, 상술한 온도 미만으로 유지된다면 반응시간이 길어지고, 상술한 온도를 초과하여 유지된다면, 입자의 성장을 초래하여 100㎚ 이하의 미세한 합성 분말을 제조하기 어렵다.
또한, 상기 금속 수산화물 침전물의 일차 평균 입경은 10~50㎚인 것이 바람직하다. 상술한 범위를 만족하면, 후 공정에서 가공이 유리하다.
이어서, 본 발명의 투명도전막용 제조방법에서는 금속 수산화물 침전물을 수득한 후, 상기 금속 수산화물 침전물을 여과 분리 후 세척하고 건조할 수 있다. 상기 금속 수산화물 침전물의 여과 분리는 필터프레스나 원심분리기를 이용하여 수행할 수 있다. 상기 여과 분리된 금속 수산화물 침전물의 세척은 초순수 또는 알코올 등을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 세척된 금속 수산화물의 건조는 열풍 건조 등의 방법으로 수행할 수 있다. 이때, 온도는 80~200℃인 것이 바람직하다.
상기 금속 수산화물 침전물을 열처리함으로써 각각의 금속 산화물 분말을 형성한다. 상기 열처리는 600~1000℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 상술한 범위에서 열처리를 수행하면, 상기 금속 수산화물에 존재하던 잔존 수분 및 화학적으로 결합되어 있는 염들이 분해제거 된다. 상술한 범위 미만으로 열처리하면, 화학적으로 결합되어 있는 염의 휘발이 완벽히 일어나지 않으며, 상술한 범위를 초과하여 열처리하면, 입자의 소결(입자의 성장)이 이루어지므로 바람직하지 않다. 만약에 입자의 소결이 이루어지면, 후속공정인 분쇄가 힘들어져 본 발명에서 목적하는 수결 구동력을 높여 치밀 구조를 갖는 소결체를 제조하기 어렵다.
상기 금속 수산화물 침전물의 평균 입경은 1.0~10.0㎛이고, 비표면적이 10~30㎡/g인 것이 바람직하다. 평균입경이 10㎛보다 크거나 비표면적이 10㎡/g보다 작을 경우 치밀구조를 고밀도로 형성하기가 어렵고, 평균입경이 1㎛보다 작거나 비표면적이 30㎡/g보다 클 경우 성형 시 크랙 발생의 우려가 있으며, 소결 시 과도한 수축으로 인한 내부 잔존응력의 증대 및 잔존 크랙이 발생될 수 있어 바람직하지 않다.
이어서, 본 발명의 투명도전막용 소결체나 스퍼터링 타겟 제조방법에서는 상기 얻어진 금속 산화물 분말을 혼합하여 900~1200℃의 분말 열처리함으로써 고용화를 진행하였다. 상기 금속 산화물 분말의 혼합과정은 습식 볼 분쇄 및 건식분쇄 등의 방법으로 진행할 수 있으며, 이러한 분쇄를 통하여 치밀도가 더 우수한 타겟을 제조할 수 있다. 상기 습식 볼 분쇄를 보다 상세하게 설명하면, 20시간 이하로 습식 볼 분쇄 시 0.5~1.0㎛의 평균 입경을 갖는 분말을 수득할 수 있으며, 수득된 분말의 90% 이상이 1.0㎛ 이하의 평균 입경을 갖게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 투명도전막용 제조방법에서는 상기 금속 산화물 분말을 분쇄하고 소결 공정을 진행하기 전에, 상기 분쇄된 금속 산화물 분말에 바인더를 첨가하여 입자 표면에 코팅시킨 후 건조하는 분말 가공 공정을 수행할 수 있다. 상술한 분말 가공 공정을 수행하면, 타겟 성형 시, 성형 밀도 및 소결 밀도를 증대시킬 수 있다.
복합 산화물 소결체는 상기 미세 금속산화물을 혼합하여 제조하거나 공침법으로 제조된 금속 산화물의 혼합 분말을 CIP(Cold Isostatic Press, 냉간등압성형)법으로 성형하였으며, 이때 복합 산화물 소결체의 이론밀도의 58~62%의 치밀도를 형성할 수 있다.
이어서, 상기 가공된 금속 산화물 성형체의 소결은 1,450~1,650℃의 온도에서 10~20시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 투명도전막용 제조방법에 있어서, 공침 방법에 의해 100㎚ 이하의 균일한 입도 분포를 가지는 초미세 분말이 형성될 수 있다. 상기 초미세 합성 분말은 높은 소결 구동력을 가지게 되어 치밀화가 우수한 고밀도의 타겟을 제조할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 아르키메데스법에 의해 측정되는 상대 밀도에 해당하는 실질적인 수치 범위; 98% 이상의 밀도를 가지는 타겟을 제조할 수 있다. 또한, 공침에 의해 합성된 후에 소결되어 고온에 의한 상분리가 일어나지 않아 스퍼터링시 크랙(crack)이나 단괴(nodule)가 발생되지 않으며 균일한 도전막을 형성시킬 수 있다.
III. 투명도전막의 제조
본 발명의 투명도전막용 타겟의 제조방법에서 제조된 타겟이 장착된 스퍼터링 장치를 이용하여 투명도전막을 형성하는 단계를 하기에 설명한다.
상기 투명도전막을 형성하는데 사용되는 스퍼터링 장치의 챔버 내의 초기진공도를 1×10- 6torr로 조정한 후 가스농도와 증착압력을 조절하여 실온에서 수행하여 투명도전막을 제조할 수 있다.
이어서, 상기 제조된 투명도전막은 산소, 질소, 진공, 또는 대기 분위기 하에서 300℃ 이하의 온도에서 열처리를 진행할 수 있다. 바람직하게는 50 내지 250℃의 온도에서 1 내지 5시간 동안 열처리가 진행되는 것이다.
상기와 같이 제조된 투명도전막은 표면 비저항이 3.5x10-4Ωㆍ㎝ 이하이며, 캐리어 농도가 3x1020/cm3이하이고, 전자이동도는 80cm2/Vsec 이상인 것을 특징으로 하고 있다.
상기와 같이 제조된 투명도전막은 열적안정성을 가지고 있으므로, 투명전자소자에 이용될 수 있으며, 또한, LCD, PDP, OLED, TOUCH SCREEN과 같은 평판디스플레이 또는 면광원 조명장치 등에 이용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 타겟은 투명도전막용 재료로 유용하게 사용된다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
[원료]
질산인듐(In(NO3)3)용액에 초순수를 첨가하여 50℃에서 3시간 교반하여 pH가 3인 질산인듐 수용액을 얻었다. 다시 질산인듐 수용액에 NH3OH수용액을 첨가하여 pH 9가 되도록 한 후, 40℃에서 20시간 반응시켜 침전된 인듐수산화물을 제조하였다. 이어서 상기 침전된 인듐수산화물을 분리한 다음, 초순수로 3회 세척한 다음, 120℃의 열풍으로 건조하였다. 다음으로, 상기 건조 분말을 전기로에 투입하여 750℃의 온도로 2시간 동안 열처리(하소)하여 산화인듐(In2O3)분말을 얻었다. 산화인듐 분말은 3 ~ 4㎛의 균일한 평균 입경을 가짐을 알 수 있었다. 또한, 상기 산화인듐 분말을 BET로 비표면적을 측정한 결과 12㎡/g임을 알 수 있었다.
동일한 방법으로
산화티타늄(TiO2);평균입경 5㎛, BET 9.8㎡/g, 순도 99.99%이상
산화지르코늄(ZrO2);평균입경 4.5㎛, BET 15㎡/g, 순도 99.99%이상
산화탄탈륨(Ta2O5);평균입경 5㎛, BET 12.5㎡/g, 순도 99.99%이상
산화니오븀(Nb2O5);평균입경 3.5㎛, BET 16.5㎡/g, 순도 99.99%이상
산화갈륨(Ga2O3);평균입경 4.5㎛, BET 14㎡/g, 순도 99.99%이상
산화세륨(CeO2);평균입경 4.5㎛, BET 18㎡/g, 순도 99.99%이상
분말을 제작할 수 있다.
산화몰리브덴(MoO3), 산화망간(MnO2), 산화바나듐(V2O5)은 순도 99.99%이상의 평균입경 10㎛이내의 덕산화학제품을 사용하였다.
[복합 산화물 소결체, 스퍼터링 타겟 및 투명 도전막 제조]
표1 내지 표4에 기재된 조성비가 되도록 복합 산화물을 분산용 포트에 넣고, 물을 매체로 하여 습식 밀링을 진행하였다. 이때, 파쇄 및 분산 매체는 YTZ 0.3mm볼을 사용하였고, 밀링 후 입자사이즈는 0.35~0.4㎛로 제어하였으며, 바인더(폴리비닐알코올)를 포트에 함께 첨가하여 혼합 슬러리를 제작하였다. 분무건조를 시켜 50~80㎛의 구형의 분말을 수득하였으며, 몰드에 가압하여 소정 형상의 성형체를 제조하였다. 이후, 상기 성형체를 전기로에 투입한 다음 1,600℃까지 승온한 다음, 12시간 동안 유지하여 소결하였다. 위와 같이 제조된 소결체(타겟)에 대하여, 밀도를 측정한 결과 아르키메데스법에 의해 7.08~7.10g/㎤임을 알 수 있었으며, 표면 비저항을 측정한 결과 1.15 x 10-4Ωㆍ㎝임을 알 수 있었다.
이어서, 상기 제작된 스퍼터링 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터에 장착하고, 챔버 내 초기진공도를 1×10- 6이하로 조정한 후 대기온도에서 100㎚의 두께로 상기 유리 기판상에 다양한 조성을 갖는 In-Ti-Zr-(Ga,Ta,Nb,Mo,Mn,V)-O계 박막을 제조하였다. 이어서, 만들어진 박막을 180℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하였다. 얻어진 투명도전성 박막의 표면은 SEM으로 결정성을 관측하고, 비저항을 측적하였으며 나아가 Hall effect measurement를 통하여 전기전도도, 전자이동도, 캐리어 농도를 측정하였다.
[실시예 1 내지 27 및 비교예 1 내지 42]
표1에 기재된 바와 같이 타겟 조성을 인듐, 티타늄 및 지르코늄과 도펀트로서 갈륨을 원료로 하여 다양한 조성비로 상기 상술한 방법과 동일하게 복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟을 제조하고, 상기 제작된 스퍼터링 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터에 장착하고, 챔버 내 초기진공도를 1×10- 6이하로 조정한 후 대기온도에서 100㎚의 두께로 상기 유리 기판상에 박막을 형성하였다. 이어서, 만들어진 박막을 대기분위기하에서 180℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하였다. 특성은 <표 1>과 같다.
또한, 특성평가를 대비하기 위해 인듐, 주석을 주성분으로 하는 ITO 타겟도 실시예와 동일한 방법으로 제작하여 특성평가를 수행하였다(참고예 1 내지 3)
　 Target Composition (단위:at%) Hall measurement
In Sn Ti Zr Ga Mobility Carrier Concentration Resistivity
[cm2/Vsec] [/㎤] [Ω㎝]
참고예 1 90 10 　 　 　 51 4.54E+20 4.24E-04
참고예 2 95 5 　 　 　 58 4.22E+20 2.87E-04
참고예 3 97 3 　 　 　 64 3.34E+20 3.30E-04
참고예 4 99 1 　 　 　 68 2.46E+20 5.93E-04
비교예 1 98 　 2 　 　 65 3.35E+20 3.26E+02
비교예 2 98.5 　 1.5 　 　 69 3.21E+20 3.04E-04
비교예 3 99 　 1 　 　 71 2.85E+20 3.24E-04
비교예 4 99.25 　 0.75 　 　 73 2.50E+20 3.45E-04
비교예 5 99.5 　 0.5 　 　 73 2.22E+20 3.66E-04
비교예 6 99.6 　 0.4 　 　 73 1.98E+20 3.80E-04
비교예 7 99.7 　 0.3 　 　 88 1.80E+20 3.86E-04
비교예 8 99.75 　 0.25 　 　 95 1.79E+20 4.06E-04
비교예 9 99.8 　 0.2 　 　 95 1.80E+20 4.48E-04
비교예 10 98.5 　 　 1.5 　 62 3.42E+20 3.80E-04
비교예 11 99 　 　 1 　 67 2.69E+20 3.98E-04
비교예 12 99.5 　 　 0.5 　 73 2.05E+20 4.06E-04
비교예 13 99.7 　 　 0.3 　 76 2.00E+20 4.44E-04
비교예 14 98.5 　 　 　 1.5 59 2.16E+20 5.64E-04
비교예 15 99 　 　 　 1 61 1.86E+20 6.94E-04
비교예 16 99.5 　 　 　 0.5 63 1.25E+20 7.84E-04
비교예 17 99.7 　 　 　 0.3 69 1.09E+20 8.28E-04
비교예 18 97.75 　 0.75 1.5 　 52 4.50E+20 5.42E-04
비교예 19 98.25 　 0.75 1 　 54 4.10E+20 4.64E-04
비교예 20 98.75 　 0.75 0.5 　 56 3.64E+20 3.84E-04
비교예 21 98.95 　 0.75 0.3 　 65 3.12E+20 3.42E-04
비교예 22 98 　 0.5 1.5 　 52 3.86E+20 3.38E-04
비교예 23 98.5 　 0.5 1 　 58 3.12E+20 2.94E-04
비교예 24 99 　 0.5 0.5 　 69 2.93E+20 2.97E-04
비교예 25 99.2 　 0.5 0.3 　 71 2.84E+20 3.24E-04
비교예 26 98.25 　 0.25 1.5 　 66 3.42E+20 3.10E-04
비교예 27 98.75 　 0.25 1 　 71 2.86E+20 3.12E-04
비교예 28 99 　 0.25 0.75 　 73 2.71E+20 3.28E-04
비교예 29 99.25 　 0.25 0.5 　 76.7 2.47E+20 3.30E-04
비교예 30 99.45 　 0.25 0.3 　 76 2.17E+20 3.69E-04
비교예 31 99.55 　 0.25 0.2 　 81 1.82E+20 4.12E-04
비교예 32 98.8 　 0.2 1 　 68 2.70E+20 3.20E-04
비교예 33 99.05 　 0.2 0.75 　 72 2.42E+20 3.46E-04
비교예 34 99.3 　 0.2 0.5 　 72 2.14E+20 3.69E-04
비교예 35 99.5 　 0.2 0.3 　 74 1.96E+20 4.00E-04
비교예 36 98.25 　 0.25 　 1.5 87 2.04E+20 3.88E-04
비교예 37 98.75 　 0.25 　 1 91.56 1.65E+20 4.13E-04
비교예 38 99.25 　 0.25 　 0.5 94.6 1.42E+20 4.96E-04
비교예 39 99.45 　 0.25 　 0.3 96 9.12E+19 5.24E-04
실시예 1 98.2 　 0.3 0.5 1 88 2.82E+20 2.96E-04
실시예 2 98.7 　 0.3 0.5 0.5 82 2.69E+20 2.82E-04
실시예 3 98.9 　 0.3 0.5 0.3 91 2.56E+20 2.94E-04
실시예 4 99 　 0.3 0.5 0.2 87 2.47E+20 2.96E-04
실시예 5 99.1 　 0.3 0.5 0.1 84 2.46E+20 3.22E-04
실시예 6 97.75 　 0.25 0.5 1.5 81 3.04E+20 3.44E-04
실시예 7 98 　 0.25 0.5 1.25 86 2.68E+20 3.28E-04
실시예 8 98.25 　 0.25 0.5 1 90.48 2.24E+20 3.08E-04
실시예 9 98.75 　 0.25 0.5 0.5 102 2.37E+20 2.63E-04
실시예 10 98.95 　 0.25 0.5 0.3 92 2.42E+20 2.86E-04
실시예 11 99.05 　 0.25 0.5 0.2 96 2.34E+20 2.68E-04
실시예 12 99.15 　 0.25 0.5 0.1 89 2.36E+20 2.99E-04
실시예 13 99.2 　 0.25 0.5 0.05 83 2.41E+20 3.16E-04
실시예 14 97.95 　 0.25 0.3 1.5 81 2.87E+20 3.11E-04
실시예 15 98.2 　 0.25 0.3 1.25 88 2.40E+20 2.98E-04
실시예 16 98.45 　 0.25 0.3 1 88 2.24E+20 2.72E-04
실시예 17 98.95 　 0.25 0.3 0.5 94 2.12E+20 2.64E-04
실시예 18 99.15 　 0.25 0.3 0.3 101 2.12E+20 2.58E-04
실시예 19 99.25 　 0.25 0.3 0.2 98 2.14E+20 2.76E-04
실시예 20 99.35 　 0.25 0.3 0.1 96 1.98E+20 2.81E-04
실시예 21 99.4 　 0.25 0.3 0.05 96 1.96E+20 2.98E-04
실시예 22 98.35 　 0.15 0.5 1 92 2.36E+20 3.11E-04
실시예 23 98.85 　 0.15 0.5 0.5 94 2.28E+20 2.94E-04
실시예 24 99.05 　 0.15 0.5 0.3 102 2.17E+20 3.12E-04
실시예 25 98.55 　 0.15 0.3 1 98 2.24E+20 3.06E-04
실시예 26 99.05 　 0.15 0.3 0.5 96 2.18E+20 3.04E-04
실시예 27 99.25 　 0.15 0.3 0.3 94 2.21E+20 3.16E-04
비교예 40 97.65 　 0.25 0.5 1.6 86 3.24E+20 3.64E-04
비교예 41 99.41 　 0.25 0.3 0.04 91 2.85E+20 3.54E-04
비교예 42 99.15 　 0.25 0.1 0.5 93 2.76E+20 3.82E-04
표 1에 나타나 있는 바와 같이 복합 산화물 투명 도전막의 경우 인듐, 티타늄 및 지르코늄만으로 제조한 것에 비해 도펀트로서 갈륨을 첨가한 경우 비저항이 3.5x10-4Ω·㎝ 이하이고, 캐리어 농도가 3x1020/cm3이하이며, 전자이동도는 80cm2/Vsec 이상인 우수한 투명 도전막을 제조할 수 있는 점을 확인할 수 있었다. 또한, 도펀트(X)로서 첨가되는 갈륨의 양이 Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.5 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~1.5 at% 및 X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 의 범위를 갖는 경우 우수한 비저항 값이 나타났다.
[실시예 28 내지 43 및 비교예 43 내지 46]
표 2에 기재된 바와 같이 타겟 조성을 인듐, 티타늄 및 지르코늄과 도펀트로서 탄탈륨을 원료로 하여 다양한 조성비로 상기 상술한 방법과 동일하게 복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟을 제조하고, 상기 제작된 스퍼터링 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터에 장착하고, 챔버 내 초기진공도를 1×10- 6이하로 조정한 후 대기온도에서 100㎚의 두께로 상기 유리 기판상에 박막을 형성하였다. 이어서, 만들어진 박막을 대기분위기하에서 180℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하였다. 특성은 <표 2>와 같다.
　 Target Composition (단위:at%) Hall measurement
In Sn Ti Zr Ta Mobility Carrier Concentration Resistivity
[cm2/Vsec] [/㎤] [Ω㎝]
참고예 1 90 10 　 　 　 51 4.54E+20 4.24E-04
참고예 2 95 5 　 　 　 58 4.22E+20 2.87E-04
참고예 3 97 3 　 　 　 64 3.34E+20 3.30E-04
참고예 4 99 1 　 　 　 68 2.46E+20 5.93E-04
비교예 43 98.25 　 0.25 　 1.5 62 2.86E+20 3.87E-04
비교예 44 98.75 　 0.25 　 1 66 2.34E+20 3.46E-04
비교예 45 99.25 　 0.25 　 0.5 72 2.17E+20 3.21E-04
비교예 46 99.45 　 0.25 　 0.3 74 2.17E+20 3.18E-04
실시예 28 97.75 　 0.25 0.5 1.5 74 3.23E+20 3.06E-04
실시예 29 98 　 0.25 0.5 1.25 76 3.01E+20 3.06E-04
실시예 30 98.25 　 0.25 0.5 1 77 2.92E+20 3.02E-04
실시예 31 98.75 　 0.25 0.5 0.5 81 2.84E+20 2.72E-04
실시예 32 98.95 　 0.25 0.5 0.3 84 2.60E+20 2.64E-04
실시예 33 99.05 　 0.25 0.5 0.2 82 2.54E+20 2.52E-04
실시예 34 99.15 　 0.25 0.5 0.1 84 2.44E+20 2.78E-04
실시예 35 99.2 　 0.25 0.5 0.05 83 2.24E+20 2.97E-04
실시예 36 97.95 　 0.25 0.3 1.5 71 3.04E+20 2.98E-04
실시예 37 98.2 　 0.25 0.3 1.25 76 2.99E+20 2.96E-04
실시예 38 98.45 　 0.25 0.3 1 80 2.86E+20 2.86E-04
실시예 39 98.95 　 0.25 0.3 0.5 88 2.42E+20 2.48E-04
실시예 40 99.15 　 0.25 0.3 0.3 91 2.38E+20 2.48E-04
실시예 41 99.25 　 0.25 0.3 0.2 91 2.34E+20 2.52E-04
실시예 42 99.35 　 0.25 0.3 0.1 92 2.26E+20 2.64E-04
실시예 43 99.4 　 0.25 0.3 0.05 86 2.21E+20 2.89E-04
표 2에 나타나 있는 바와 같이 복합 산화물 투명 도전막의 경우 인듐, 티타늄 및 탄탈륨만으로 제조한 투명 도전막에 비해 인듐, 티타늄 및 지르코늄에 도펀트로서 탄탈륨을 첨가하는 경우 비저항이 3.5x10-4Ω·㎝ 이하이고, 캐리어 농도가 3x1020/cm3이하이며, 전자이동도는 80cm2/Vsec 이상인 우수한 투명 도전막을 제조할 수 있는 점을 확인 할 수 있었다. 또한, 도펀트(X)로서 첨가되는 탄타륨의 양이 갈륨과 동일하게 원자비로 Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.5 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~1.5 at% 및 X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 의 범위를 갖는 경우 우수한 투명 도전막을 얻을 수 있었다.
또한 박막 형성 후 상기 박막을 대기분위기하에서 180℃의 온도에서 2시간 동안 열처리 한 결과, 도 2 내지 4에 나타나 있는 바와 같이 인듐, 티타늄 및 지르코늄에 도펀트로서 탄탈륨이 첨가된 경 ITO와 ITaO보다 결정성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 44 내지 49 및 비교예 47 내지 50]
표 3에 기재된 바와 같이 타겟 조성을 인듐, 티타늄 및 지르코늄과 도펀트로서 니오븀을 원료로 하여 다양한 조성비로 상기 상술한 방법과 동일하게 복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟을 제조하고, 상기 제작된 스퍼터링 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터에 장착하고, 챔버 내 초기진공도를 1×10- 6이하로 조정한 후 대기온도에서 100㎚의 두께로 상기 유리 기판상에 박막을 형성하였다. 이어서, 만들어진 박막을 대기분위기하에서 180℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하였다. 특성은 <표 3>와 같다.
　 Target Composition (단위:at%) Hall measurement
In Sn Ti Zr Nb Mobility Carrier Resistivity
[cm2/Vsec] Concentration [Ω㎝]
　 [/㎤] 　
참고예 1 90 10 　 　 　 51 4.54E+20 4.24E-04
참고예 2 95 5 　 　 　 58 4.22E+20 2.87E-04
참고예 3 97 3 　 　 　 64 3.34E+20 3.30E-04
참고예 4 99 1 　 　 　 68 2.46E+20 5.93E-04
비교예 47 98.25 　 0.25 　 1.5 52 2.94E+20 3.86E-04
비교예 48 98.75 　 0.25 　 1 54 2.66E+20 3.46E-04
비교예 49 99.25 　 0.25 　 0.5 61 2.20E+20 2.86E-04
비교예 50 99.45 　 0.25 　 0.3 62 2.18E+20 2.96E-04
실시예 44 98.25 　 0.25 0.5 1 76.8 3.02E+20 3.16E-04
실시예 45 98.75 　 0.25 0.5 0.5 81 2.96E+20 2.73E-04
실시예 46 98.95 　 0.25 0.5 0.3 84.6 2.68E+20 2.48E-04
실시예 47 98.45 　 0.25 0.3 1 82.6 2.90E+20 2.88E-04
실시예 48 98.95 　 0.25 0.3 0.5 83.4 2.84E+20 2.64E-04
실시예 49 99.15 　 0.25 0.3 0.3 81 2.54E+20 2.50E-04
표 3에 나타나 있는 바와 같이 복합 산화물 투명 도전막의 경우 인듐, 티타늄 및 니오븀만으로 제조한 투명 도전막에 비해 인듐, 티타늄 및 지르코늄에 도펀트로서 니오븀을 첨가하는 경우 비저항이 3.5x10-4Ω·㎝ 이하이고, 캐리어 농도가 3x1020/cm3이하이며, 전자이동도는 80cm2/Vsec 이상인 우수한 투명 전도막을 제조할 수 있는 점을 확인 할 수 있었다. 또한, 도펀트(X)로서 첨가되는 탄타륨의 양이 갈륨과 동일하게 원자비로 Ti/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~0.5 at%, Zr/(In+Ti+Zr+X) = 0.1~1.5 at% 및 X/(In+Ti+Zr+X) = 0.05~1.5 at% 의 범위를 갖는 경우 우수한 투명 전도막을 얻을 수 있었다.
[비교예 51 내지 79]
표 4에 기재된 바와 같이 타겟 조성을 인듐, 티타늄 및 지르코늄과 도펀트로서 몰리브덴, 망간 또는 바나듐을 원료로 하여 다양한 조성비로 상기 상술한 방법과 동일하게 복합 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟을 제조하고, 상기 제작된 스퍼터링 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터에 장착하고, 챔버 내 초기진공도를 1×10- 6이하로 조정한 후 대기온도에서 100㎚의 두께로 상기 유리 기판상에 박막을 형성하였다. 이어서, 만들어진 박막을 대기분위기하에서 180℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하였다. 특성은 <표 4>와 같다.
　 Target Composition (단위:at%) Hall measurement
In Sn Ti Zr Ce Mo Mn V Mobility Carrier Concentration Resistivity
[cm2/Vsec] [/㎤] [Ω㎝]
참고예 1 90 10 　 　 　 　 　 　 51 4.54E+20 4.24E-04
참고예 2 95 5 　 　 　 　 　 　 58 4.22E+20 2.87E-04
참고예 3 97 3 　 　 　 　 　 　 64 3.34E+20 3.30E-04
참고예 4 99 1 　 　 　 　 　 　 68 2.46E+20 5.93E-04
비교예 51 98.5 　 　 　 1.5 　 　 　 77 3.60E+20 4.20E-04
비교예 52 99 　 　 　 1 　 　 　 82 3.04E+20 4.86E-04
비교예 53 99.5 　 　 　 0.5 　 　 　 88 2.44E+20 5.66E-04
비교예 54 99.7 　 　 　 0.3 　 　 　 92 2.42E+20 5.86E-04
비교예 55 98.75 　 0.25 　 1 　 　 　 92 2.64E+20 5.46E-04
비교예 56 99 　 0.25 　 0.75 　 　 　 96 2.42E+20 6.24E-04
비교예 57 99.25 　 0.25 　 0.5 　 　 　 98 2.12E+20 6.80E-04
비교예 58 99.45 　 0.25 　 0.3 　 　 　 102 2.12E+20 6.86E-04
비교예 59 98.25 　 0.25 　 　 1.5 　 　 42 3.60E+20 1.03E-03
비교예 60 98.75 　 0.25 　 　 1 　 　 46 3.42E+20 8.90E-04
비교예 61 99.25 　 0.25 　 　 0.5 　 　 44 2.84E+20 6.80E-04
비교예 62 99.45 　 0.25 　 　 0.3 　 　 49 2.38E+20 6.24E-04
비교예 63 98.25 　 0.25 　 　 　 1.5 　 38 3.20E+20 3.42E-03
비교예 64 98.75 　 0.25 　 　 　 1 　 41 3.00E+20 1.08E-03
비교예 65 99.25 　 0.25 　 　 　 0.5 　 41 2.80E+20 9.80E-04
비교예 66 99.45 　 0.25 　 　 　 0.3 　 46 2.64E+20 9.20E-04
비교예 67 98.25 　 0.25 　 　 　 　 1.5 42 3.40E+20 8.60E-04
비교예 68 98.75 　 0.25 　 　 　 　 1 46 3.20E+20 8.20E-04
비교예 69 99.25 　 0.25 　 　 　 　 0.5 54 2.96E+20 8.40E-04
비교예 70 99.45 　 0.25 　 　 　 　 0.3 52 2.92E+20 8.20E-04
비교예 71 98.25 　 0.25 0.5 　 1 　 　 49 2.98E+20 8.72E-04
비교예 72 98.75 　 0.25 0.5 　 0.5 　 　 56 2.64E+20 7.46E-04
비교예 73 98.95 　 0.25 0.5 　 0.3 　 　 54 2.58E+20 7.22E-04
비교예 74 98.25 　 0.25 0.5 　 　 1 　 42 3.11E+20 9.24E-04
비교예 75 98.75 　 0.25 0.5 　 　 0.5 　 44 2.94E+20 8.86E-04
비교예 76 98.95 　 0.25 0.5 　 　 0.3 　 46 2.87E+20 7.87E-04
비교예 77 98.25 　 0.25 0.5 　 　 　 1 49 3.04E+20 1.17E-03
비교예 78 98.75 　 0.25 0.5 　 　 　 0.5 51 2.87E+20 9.49E-04
비교예 79 98.95 　 0.25 0.5 　 　 　 0.3 56 2.74E+20 8.97E-04
표 4에 나타나 있는 바와 같이 복합 산화물 투명 도전막의 경우 인듐, 티타늄 및 지르코늄에 도펀트로서 몰리브덴, 망간 또는 바나듐을 첨가하는 경우 특성에 있어 비저항, 캐리어 농도, 전자이동도 등에서 우수한 투명도전막을 얻을 수 없었다.

Claims (8)

  1. 인듐, 티타늄, 지르코늄 및 산소를 포함하는 복합 산화물 조성물에 도펀트(X)로서 갈륨, 탄탈륨, 니오븀 중 하나의 성분을 포함하되,
    상기 티타늄은 원자비로 Ti/(In+Ti+Zr+X)가 0.15 ~ 0.3 원자%, 상기 지르코늄은 원자비로 Zr/(In+Ti+Zr+X)가 0.25 ~ 0.6 원자%, 상기 도펀트 X는 원자비로 X/(In+Ti+Zr+X)가 0.05 ~ 1.25 원자%를 포함하는,
    비저항이 3.5x10-4Ω·㎝ 이하인 산화물 투명 도전막 제조용 복합산화물 소결체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 기재된 복합 산화물 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  5. 제4항에 기재된 스퍼터링 타겟을 이용하여 제조된 산화물 투명 도전막.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 산화물 투명 도전막은 캐리어 농도가 3x1020/cm3이하인 것을 특징으로 하는 산화물 투명 도전막.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 산화물 투명 도전막은 전자이동도가 80cm2/Vsec 이상인 것을 특징으로 하는 산화물 투명 도전막.
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