KR20090082210A - 주석 산화물계 스퍼터링 타겟, 낮은 비저항의 투명 전도성 막, 이러한 막의 제조 방법 및 여기에 이용되는 조성물 - Google Patents

주석 산화물계 스퍼터링 타겟, 낮은 비저항의 투명 전도성 막, 이러한 막의 제조 방법 및 여기에 이용되는 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, A) SnO2 약 60 내지 약 99 mol%; 및 B) ⅰ) Nb2O5, ⅱ) NbO, ⅲ) NbO2, ⅳ) WO2, ⅴ) a) MoO2와 Mo의 혼합물과 b) Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 재료, ⅵ) W, ⅶ) Ta2O5, 및 ⅷ) 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료 약 1 내지 약 40 mol%로 본질적으로 이루어지고, 여기서 mol%는 총 생성물에 기초하고 성분 A) 및 B)의 합은 100인 것인 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 조성물의 소결 제품, 소결 제품으로 제조된 스퍼터링 타겟 및 상기 조성물로 제조된 투명 전기전도성 막에 관한 것이다.

Description

주석 산화물계 스퍼터링 타겟, 낮은 비저항의 투명 전도성 막, 이러한 막의 제조 방법 및 여기에 이용되는 조성물{TIN OXIDE-BASED SPUTTERING TARGET, LOW RESISTIVITY, TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM, METHOD FOR PRODUCING SUCH FILM AND COMPOSITION FOR USE THEREIN}
본 발명은 투명 전도성 막을 제조하는데 이용될 수 있는 조성물, 이러한 조성물의 소결 제품, 소결 제품으로 제조된 스퍼터링 타겟 및 상기 조성물로 제조된 투명 전기전도성 막에 관한 것이다.
미국 특허 제4,707,346호는 후막 레지스터 조성물에서 이용하기 위한 파이로클로 관련 화합물(pyrochlore-related compound)을 이용한 SnO-SnO2계 Ta2O5 및/또는 Nb2O5를 도핑하는 것을 기술하고 있다.
미국 특허 제6,534,183호는 투명 전기전도성 막을 제조하기에 유용한 조성물을 기술하고 있다. 그 명세서에 기술된 조성물의 대부분은 인듐 산화물이 존재할 것을 요구한다. 기술된 광범위한 조성물(칼럼 5, 13-22줄 및 칼럼 6, 2-68줄 참조)에서, 참조문헌은, 이리듐 산화물, 레늄 산화물, 팔라듐 산화물, 바나듐, 몰리브덴 및 루테늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 비교적 적은 양의 하나 이상의 산 화물 및 아연 산화물을 또한 첨가할 것을 제안하고 있다. 참조문헌은 "몰리브덴 산화물"이란 어구를 정의하지 않는다. 당업계에서 알려진 바와 같이, 몰리브덴 산화물은 2, 3, 4, 5 및 6의 원자가를 가질 수 있다. 일반적으로, 당업계에서 "몰리브덴 산화물"로 언급하는 경우, 그 산화물은 "몰리브덴 삼산화물(MoO3)을 의미한다.
SnO2, ZnO2, In2O3, 및 ITO는 투명 전도성 코팅으로서 유용한 것으로 알려져 있다(예컨대, 미국 특허 제6,586,101호, 제6,818,924호 및 제6,979,435호; "Amorphous indium tungsten oxide films prepared by DC magnetron sputtering", Abe 등, Journal of Materials Science, volume 40, 2005, 1611-1614 페이지; "Chemical and Thin-Film Strategies for New Transparent Conducting Oxides", Freeman 등, MRS Bulletin, 2008년 8월, 45-51 페이지; "Transparent Conductive Oxides: ITO Replacements", Coating Materials News, volume 15, Issue 1, 2005년 3월, 1-3 페이지; "Chemical and Structural Factors Governing Transparent Conductivity in Oxides", Ingram 등, Journal of Electroceramics, volume 13, 2004, 167-175 페이지; 및 "Transparent conducting oxide semiconductors for transparent electrodes", Minami, Semiconductor Science and Technology, volume 20, 2004, S35-S44 페이지 참조). 텅스텐 또는 게르마늄이 도핑된 인듐 산화물의 투명 전도성 막(미국 특허 제6,911,163호 참조) 및 ZnO 및/또는 WO3로 도핑된 인듐 산화물의 투명 전도성 막(미국 특허 공개공보 제2005/0239660호 및 제2006/0099140호, "High electron mobility W-doped In2O3 thin films by pulsed laser deposition", Newhouse 등, Applied Physics Letters, Volume 87, 2005, 112108-1 내지 12108-3 페이지 참조)이 또한 공지되어 있다. 마지막으로, Ta2O5로 도핑된 In2O3의 투명 전도성 산화물이 또한 공지되어 있다("Electrical and Optical Properties of New Transparent Conducting Oxide In2O3: Ta Thin Films", Ju 등, Journal of Korean Physical Society, volume 44, no.4, 2004, 956-961 페이지 참조). 마지막으로, Casey 등("A study of undoped and molybdenum doped, polycrystalline, tin oxide thin films produced by a simple reactive evaporation technique", J. Phys. D:Appl. Phys., volume 23, 1212-1215 페이지)은 박막 증착 중에 주석 기판 앞에 몰리브덴 호일을 배치함으로써 도핑이 이루어지는 기술을 개시하고 있다. 명백하게는 얻어진 재료는 몰리브덴 산화물로 도핑된 주석 산화물이다(1213 페이지의 오른쪽 칼럼에서 5번째 문단 참조).
투명 전도성 산화물로서 평판 디스플레이에서 상업적으로 유용하도록, 막은 적어도 103 S/cm의 전기 전도성 및 적어도 80%의 광 투과율을 가져야 한다.
전도체로서 고려될 재료 또는 막의 경우, 비저항은 10-2 ohm·cm 미만이어야 한다. 반도체로서 고려될 재료 또는 막의 경우, 비저항은 1 내지 108 ohm·cm 이어야 한다. 1 ohm·cm의 비저항을 갖는 재료가 전도체와 반도체 사이의 어떤 것으로서 고려된다.
처리 조건에 따라, 막은 전도체 또는 반도체일 수 있다. 막이 반도체 특성을 갖는다면, 투명 전자제품 용례(예컨대, 투명 박막 트랜지스터)에서 반도체 층으로서 이용될 수 있다.
본 발명은 투명 전도성 막을 제조하는데 이용될 수 있는 조성물, 이러한 조성물의 소결 제품, 소결 제품으로 제조된 스퍼터링 타겟 및 상기 조성물로 제조된 투명 전기전도성 막에 관한 것이다.
더 구체적으로, 본 발명은
A) SnO2 약 60 내지 약 99 mol%; 및
B) ⅰ) Nb2O5,
ⅱ) NbO,
ⅲ) NbO2,
ⅳ) WO2,
ⅴ) a) MoO2와 Mo의 혼합물과 b) Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 재료,
ⅵ) W,
ⅶ) Ta2O5, 및
ⅷ) 이들의 혼합물
로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료 약 1 내지 약 40 mol%
를 주요 구성으로 하고, 여기서 mol%는 총 생성물에 기초하고 성분 A) 및 B)의 합은 100이다. 또한, 본 발명은 이러한 조성물의 소결 제품, 소결 제품으로 제조된 스퍼터링 타겟 및 상기 조성물로 제조된 투명 전기전도성 막에 관한 것이다.
바람직한 범위는 a) SnO2 약 90 내지 약 99 mol% 및 b) 성분 B)ⅰ) 내지 B)ⅷ) 약 1 내지 약 10 mol%이다. 게다가, MoO2 및 Mo의 혼합물이 이용될 때[성분 B)ⅴ)], 바람직한 MoO2 대 Mo의 몰 비는 약 100:1 내지 1:100, 바람직하게는 10:1 내지 1:10이다.
이러한 조성물로부터 제조된 막은 80% 이상의 광 투과율(즉, 투명도), 그리고 일부 경우에는 103 S/cm 초과의 전기 전도성을 특징으로 한다.
분말은, 대충 시빙(150 ㎛ 미만으로)(sieving)한 후에 받아진 그 상태로 이용되거나 적절한 혼합 및 분쇄 장치에서(예컨대, 건식 볼밀 또는 습식 볼밀 또는 비드밀에서 또는 초음파적으로) 균일하게 분쇄되고 혼합된다. 습식 처리의 경우, 슬러리가 건조되며 건조된 케이크가 시빙에 의해 분쇄된다. 건식 처리된 분말 및 혼합물이 또한 시빙된다. 건조 분말 및 혼합물이 과립화된다.
소망의 성형체로 성형하는 것과 관련하여, 이용될 수 있는 여러 공정이 존재한다.
먼저, 냉간 압축 공정이 이용될 수 있다. 성형은 실질적으로 임의의 적절한 공정을 이용하여 실시될 수 있다. 공지된 냉간 압축 공정은 냉간 축방향 가압 성형 및 냉간 등압 성형(CIP)이다. 냉간 축방향 가압 성형에서, 과립 혼합물을 몰드에 넣고 가압하여 압축 제품을 형성한다. 냉간 등압 성형에서, 과립 혼합물을 가요성 몰드에 채워 밀봉하고, 모든 방향에서 재료에 중간 정도의 압력을 가함으로써 압축한다.
기계적 압력 또는 가스 압력의 인가의 여부에 관계없이 열적 압밀이 또한 이용될 수 있고, 바람직하게는 다른 치밀화 및 강화를 위해 이용된다. 열적 압밀이 실질적으로 임의의 적절한 공정을 이용하여 실시될 수 있다. 공지된 공정은, 진공에서의 소결, 대기압 또는 증가된 가스압의 공기, 불활성 분위기 또는 반응 분위기에서의 소결, 열간 가압 성형 및 열간 등압 성형(HIP)을 포함한다.
소결은 적절한 노 안에 성형된 재료를 배치하고 특정의 온도-시간 가스 압력 사이클을 작동함으로써 실시된다.
열간 가압 성형 공정에서, 과립 혼합물이 몰드 내에 배치되고, 기계적으로 가압되면서 소결(또는 베이킹)된다.
HIP 공정에서, 적어도 두 개의 가능성이 존재한다. 소결 HIP(sinter-HIP)라 불리는 제1 가능성에서, 성형된 재료가 HIP 노 안에 배치되고, 공극 폐쇄 단계에 도달하여 이론 밀도의 약 93 내지 95%에 상응하게 될 때까지 낮은 가스 압력에서의 온도-시간 사이클이 우선 작동된다. 그 후, 가스 압력이 증가되어, 성형체의 잔여 공극을 제거하기 위한 치밀화 수단으로서 작용한다.
제2 가능성, 즉, 소위 클래드 HIP(clad-HIP)의 경우, 과립 혼합물을 내화 금속으로 제조된 폐쇄 몰드 내에 넣고, 소기시키고 밀봉한다. 이러한 몰드는 HIP 노 안에 배치되고 적절한 온도-시간 가스 압력 사이클이 작동된다. 이 사이클 내에서, 가압된 가스가 등압 성형을 실시한다(즉, 압력이 몰드에 가해지고 몰드에 의해 모든 방향으로부터 안쪽으로 재료에 압력이 가해진다).
원료 산화물은 바람직하게는 가능한 한 미세하게 분쇄된다(예컨대, 평균 입자 크기는 5 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다). 성형체는, 통상적으로 치밀화를 돕기 위한 기계적 압력 또는 가스 압력의 인가 여부에 관계 없이 약 5 분 내지 약 8 시간 동안 약 500 내지 약 1600℃의 온도에서 소결(또는 베이킹)된다.
실질적으로 임의 형상 및 치수의 소결 제품이 제조될 수 있다. 예컨대, 제품은 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형 또는 관형일 수 있다. 바람직하게는, 형상은 소망의 스퍼터링 타겟과 동일할 수 있다. 소결된 제품의 형상에 상관없이, 적절한 스퍼터링 장치에 적합할 크기 및 형상으로 기계 가공된다. 당해기술 분야에서 공지된 바와 같이, 스퍼터링 타겟의 형상 및 치수가 최종의 사용 목적에 따라 변화될 수 있다. 예컨대, 스퍼터링 타겟은 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형 또는 관형일 수 있다. 대형 타겟의 경우, 타겟을 형성하기 위해 함께 결합되는 여러 개의 소형 부품, 타일 또는 세그먼트를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이렇게 제조된 타겟은, 유리 및 폴리머 막과 시트와 같은 매우 다양한 투명 기판에 막을 형성하도록 스퍼터링될 수 있다. 사실, 본 발명의 하나의 이점은, 투명한 전기전도성 막이 상온에서의 증착에 의해 본 발명의 조성물로부터 제조될 수 있으며 얻어진 막이 훌륭한 전도도 및 투명도를 가질 것이라는 점이다.
일실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 플레이트는 스퍼터링 타겟으로 제조된다. 스퍼터링 타겟은, 소망의 치수를 갖는 스퍼터링 타겟이 얻어질 때까지 플레이트를 기계 가공함으로써 제조된다. 플레이트의 기계 가공은 적절한 치수를 갖는 스퍼터링 타겟을 제조하기에 적합한 임의의 기계 가공일 수 있다. 적절한 기계 가공 단계의 예는 레이저 컷팅, 워터 제트 컷팅, 밀링, 터닝 및 선반 기법을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 스퍼터링 타겟은 타겟의 표면 거칠기를 줄이기 위해 폴리싱될 수 있다. 플레이트의 치수 및 형상이 넓은 범위에 걸쳐 변화할 수 있다.
임의의 적절한 스퍼터링 방법이 본 발명에서 이용될 수 있다. 적절한 방법은 플레이트(또는 기판)에 박막을 증착할 수 있는 방법이다. 적절한 스퍼터링 방법의 예는, 한정되는 것은 아니지만, 마그네트론 스퍼터링, 자기 강화 스퍼터링, 펄스 레이저 스퍼터링, 이온 비임 스퍼터링, 3극 스퍼터링, 고주파(RF)와 직류(DC) 다이오드 스퍼터링 및 이들의 조합을 포함한다. 스퍼터링이 바람직하긴 하지만, 다른 방법이 기판 플레이트에 박막을 증착하기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 박막을 증착하는 임의의 적절한 방법이 이용될 수 있다. 기판에 박막을 도포하는 적절한 방법은, 한정되는 것은 아니지만, 전자 비임 증착 및 물리적 기상 증착과 같은 물리적인 수단을 포함한다.
본 발명의 방법에 의해 도포된 박막은 임의의 바람직한 두께를 가질 수 있다. 막 두께는 0.5 nm 이상일 수 있고, 어떤 상황에는 1 nm, 어떤 경우에는 5 nm 이상, 다른 경우에는 10 nm 이상, 어떤 상황에는 25 nm 이상, 다른 상황에는 50 nm 이상, 어떤 환경에는 75 nm 이상, 및 다른 환경에는 100 nm 이상일 수 있다. 또한, 막 두께는 10 ㎛ 이하일 수 있고, 어떤 경우에는 5 ㎛ 이하, 다른 경우에는 2 ㎛ 이하, 어떤 상황에는 1 ㎛ 이하, 및 다른 상황에는 0.5 ㎛ 이하일 수 있다. 막 두께는 진술한 값 중 임의의 값일 수 있거나 상기한 값 중 임의의 값 사이에서 변할 수 있다.
상기 박막은 평판 디스플레이(텔레비젼 스크린 및 컴퓨터 모니터를 포함), 터치 스크린 패널(예컨대 금전 등록기, ATM, PDA 등에서 이용), 유기발광다이오드(예컨대 자동차 디스플레이 패널, 휴대폰, 게임 및 상업용 소형 스크린 등에서 이용), 정전 소산 장치, 전자파차폐, 태양전지, 전자식 조광미러, LED, 센서, 투명 전자제품, 다른 전자 디바이스와 반도체 디바이스 및 건축용 열 반사, 저 방사 코팅에서 이용될 수 있다.
투명 전자제품은 이미징과 인쇄와 같은 잠재적인 용례를 위한 최신 분야이다. 유기 또는 폴리머 트랜지스터 재료와 비교하여, 본 발명의 무기 산화물은 더 높은 이동성, 더 양호한 화학적 안정성 및 제조 용이성을 갖고 물리적으로 더 강하다.
본 발명은 다음의 예를 참조로 하여 더 상세하게 기술될 것이다. 예에서, 다음 분말이 이용되었다:
ⅰ) SnO2 - 13123JOPO, 99.9% 초과의 순도 및 10 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 Sigma-Aldrich의 시중에서 입수가능한 고순도 분말
ⅱ) Nb2O5 - Grade HPO 400, 99.9% 초과의 순도 및 25 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 H.C. Starck의 시중의 고순도 제품
ⅲ) NbO - Grade HCST CG 80K, 99.9% 초과의 순도 및 25 ㎛ 미만의 평균 입 자 직경을 갖는 H.C. Starck의 시중 제품
ⅳ) WO2, 99% 초과의 순도 및 20 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 W 분말 제조시의 HCST 내부 중간 제품
ⅴ) MoO2 - MMP3230, 99.9% 초과의 순도 및 10 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 H.C. Starck의 시중 제품
ⅵ) Mo - OMPF - 250 메쉬(63 ㎛ 메쉬 시브 통과), 99.95%의 순도를 갖는 H.C. Starck의 시중 제품
ⅶ) Ta2O5 - Grade HPO 600, 99.9% 초과의 순도 및 2 ㎛ 미만의 평균 입경을 갖는 H.C. Starck의 시중 제품
ⅷ) NbO2 -XAF 1105253, 99.5% 초과의 순도 및 20 ㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 Nb 분말의 제조시의 H.C. Starck의 내부 중간 제품
ⅸ) W(텅스텐 분말) - Grade WMP HC70S, 99.95%의 순도, 0.5% 미만의 최대 산소 함량, 0.7 ㎛의 피셔 크기(Fisher size) 및 35 내지 45 g/in3의 겉보기 밀도를 갖는 H.C. Starck의 시중 제품
본 예에서 이용된 일반적인 절차
본 예에서, 분말 혼합물을 제조하기 위한 두 개의 상이한 방식이 이용되었다:
ⅰ) 건식 혼합 : 언급한 중량비의 분말을 동일한 총 중량을 갖는 8 내지 10 mm 직경의 Al2O3 볼과 함께 PVA 플라스틱병에 쏟아부었다. 12시간 동안 분당 60회의 속도로 병을 회전함으로써 혼합물을 분쇄하였다. 이러한 분쇄된 재료를 개구 크기가 500 ㎛인 시브에 쏟았고 볼이 제거되었다. 제2 단계에서, 분말을 크기가 150 ㎛인 시브에 통과시켰다.
ⅱ) 습식 혼합 : 언급한 중량비의 분말을 2배의 양을 갖는 약 3 mm 직경의 Al2O3 볼 및 2와 1/2 배의 질량을 갖는 2 프로판올과 함께 PVA 플라스틱병에 쏟아부었다. 병을 5시간 동안 교반 혼합기에서 흔들었다. 재료를 개구 크기가 500 ㎛인 시브에 쏟았고 볼이 제거되었다. 재료를 회전 진공 증발기에서 건조하였고 건조된 케이크는 150 ㎛의 크기를 갖는 시브에 통과시킴으로써 분쇄되었다.
이론 밀도에 대한 완전한 고밀도화를 가정할 때, 100 mm의 직경 및 8 mm의 두께를 갖는 샘플을 만들도록 소망의 조성물에 기초한 분말의 양 및 분말의 각 밀도를 계산하였다. 이러한 분말 덩어리를 흑연 호일에 의해 분말에 대해 절연된 100 mm 직경의 흑연 열간 가압 성형 몰드 안으로 채웠다. 채워진 몰드를 진공 압축 열간 가압 성형기 내에 배치하였고, 용기를 비웠으며 300℃ 이하로 가열하여 밀폐 공기 및 습기를 제거한 후 아르곤으로 다시 채웠다. 그 후, 25 MPa의 압력이 가해졌고 온도가 5 K/min으로 증가되었다. 열간 가압 성형의 변위 측정 장치의 이용에 의해서, 고밀도화가 기록될 수 있었다. 변위 속도가 0에 접근하였을 때 가열을 중단하였고, 이러한 최대 온도에서 15분의 유지 시간이 이어졌다. 그 후, 온도가 600℃까지 10 K/min의 제어된 방식으로 감소되었고, 동시에 압력이 감소되었다. 그 후, 노가 완전하게 냉각되도록 노를 차단하였다. 고밀도화가 중단되는 온도를 기록하였다. 저온 몰드로부터 압밀 샘플을 제거한 후에, 부품을 세척하였고 밀도를 결정하였다.
막 증착 실험을 위해, 샘플의 평탄한 면을 연마하여 오염물을 제거하였고 워터 제트 컷팅에 의해 3″디스크로 기계 가공하였다. 샘플의 컷오프로부터, 벌크 재료의 전기전도성을 공지된 4선법(four-wire method)을 이용하여 측정하였다. 표시된 온도와 표시된 조건하에서 PVD Products사로부터 시중에서 입수가능한 PLD-5000 시스템을 이용하여 유리 기판상에 증착을 실시하였다. 증착된 막의 두께는 약 100 nm였다. PVD Products사(매사추세츠주 윌밍턴 소재)가 제조한 나노 펄스 레이저 증착 시스템(Nano Pulse Laser Deposition system)을 박막 증착을 위해 이용하였다.
광투과율은 Varian사로부터 입수가능한 190 내지 100 nm의 스펙트럼 범위 (및 1.5 nm의 분해능)를 갖는 캐리 50 주사 분광광도계(Cary 50 Scan Spectrophotometer)를 이용하여 측정하였다. 장치는 흡수력, % 전달력 및 % 반사율을 측정하는 능력을 갖는다. 기록된 투과율 번호는 400 내지 750 nm의 평균 광투과율을 나타낸다.
비저항은 Four Dimensions사(캘리포니아주 헤이워드 소재)에 의해 제조된 모델 280 SI 시트 측정 시스템(Model 280 SI Sheet Measurement System)으로 측정하였다. 비저항 시험기는 2″내지 8″직경의 플레이튼으로 시트 저항을 위해 10-3 내지 8 × 105 옴/스퀘어의 범위를 가졌다. 또한, 시스템은 박막 표면의 비저항 등고 선지도 제작능력을 갖는다. 장치는 "시트 저항"을 측정한다. 시트 저항은 이하의 공식에 따라 비저항으로 전환된다.
비저항 = 시트 저항 × 두께 (cm)
예 1: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 WO 2
SnO2 분말 및 WO2 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 810℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 7.3 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.5 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.63 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 31초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 1.69 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 80.4 %
비저항/200℃: 5.35 × 10-3 Ω·cm
투과율/200℃: 85.3 %
예 2: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 Nb 2 O 5
SnO2 분말 및 Nb2O5 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 880℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.74 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.34 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 2.86 × 10-6 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 39초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 6.27 Ω·cm
투과율/상온 증착: 80.9 %
비저항/200℃: 1.2 × 10-1 Ω·cm
투과율/200℃: 83.8 %
예 3: 60 mol %의 SnO 2 - 40 mol %의 NbO
SnO2 분말 및 NbO 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 1000℃ 미만이었다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 7.06 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이 트의 측정된 밀도는 5.64 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 1.28 × 10-7 S/cm을 초과하였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 49초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 반도체
투과율/상온 증착: 84.8 %
비저항/200℃: 반도체
투과율/200℃: 86 %
예 4: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 NbO
SnO2 분말 및 NbO 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 1000℃ 미만이었다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.96 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.18 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.18 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 30초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 1.36 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 79.8 %
비저항/200℃: 1.67 × 10-3 Ω·cm
투과율/200℃: 82.0 %
예 5: 94.75 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 Mo 2 O - 0.25 mol %의 Mo
SnO2 분말, MoO2 분말 및 Mo 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 1000℃ 미만이었다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.93 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.49 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.07 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 31초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 1.71 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 76.0 %
비저항/200℃: 6.25 × 10-3 Ω·cm
투과율/200℃: 81.7 %
예 6: 97.5 mol %의 SnO 2 - 2.5 mol %의 Mo
SnO2 분말 및 Mo 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 980℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.93 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.24 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.10 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 30초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 2.22 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 78.6 %
비저항/200℃: 2.66 × 10-2 Ω·cm
투과율/200℃: 82.4 %
예 7: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 Ta 2 O 5
SnO2 분말 및 Ta2O5 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 1000℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 7.12 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 5.37 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.01 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 35초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 시험하지 않음
투과율/상온 증착: 81.4 %
비저항/200℃: 9.88 × 10-3 Ω·cm
투과율/200℃: 85.4 %
비저항/300℃: 6.1 × 10-3 Ω·cm
예 8: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 NbO 2
SnO2 분말 및 NbO2 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 880℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.91 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 5.81 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 1.8 × 10-5 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 30초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 4.00 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 79 %
비저항/200℃: 2.28 × 10-2 Ω·cm
투과율/200℃: 81.5 %
예 9: 94.5 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 MoO 2 - 0.5 mol %의 Mo
SnO2 분말, MoO2 분말 및 Mo 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 980℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.93 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.24 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.02 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 31초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 1.9 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 77.2 %
비저항/200℃: 2.41 × 10-3 Ω·cm
투과율/200℃: 82.2 %
예 10: 94.25 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 MoO 2 - 0.75 mol %의 Mo
SnO2 분말, MoO2 분말 및 Mo 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 980℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.93 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.15 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.06 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 31초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 4.21 × 10 Ω·cm
투과율/상온 증착: 77.4 %
비저항/200℃: 1.58 × 10-1 Ω·cm
투과율/200℃: 80.7 %
예 11: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 Mo
SnO2 분말, Mo 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 980℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.99 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 5.77 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도는 0.05 S/cm였다.
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 29초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 2.74 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 78.5 %
비저항/200℃: 3.1 × 10-2 Ω·cm
투과율/200℃: 81.3 %
예 12: 95 mol %의 SnO 2 - 5 mol %의 W
SnO2 분말 및 W 분말을 습식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 800℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 7.7 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트 의 측정된 밀도는 6.69 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도: 9.35 × 10-3 S/cm
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 33초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 4.35 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 76.6 %
비저항/200℃: 1.65 × 10-2 Ω·cm
투과율/200℃: 81.1 %
비저항/300℃: 9.6 × 10-3 Ω·cm
투과율/300℃: 83.2 %
예 13: 97.5 mol %의 SnO 2 - 2.5 mol %의 Mo
SnO2 분말 및 Mo 분말을 건식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 980℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.94 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 5.58 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도: 0.03 S/cm
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 29초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 3.88 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 78.8 %
비저항/200℃: 2.46 × 10-2 Ω·cm
투과율/200℃: 82.1 %
예 14: 92.5 mol %의 SnO 2 - 7.5 mol %의 Mo
SnO2 분말 및 Mo 분말을 건식 방법에 의해 상기한 비율로 혼합하였고, 기술한 것처럼 열간 가압 성형하였다.
고밀도화가 중단되는 온도는 900℃였다.
이러한 조성물의 계산된 이론 밀도는 6.92 g/㎤였고 열간 가압 성형 플레이트의 측정된 밀도는 6.52 g/㎤였다.
타겟의 전기 전도도: 0.10 S/cm
박막 증착:
유리 기판 위의 증착 조건: 박막을 33초 동안 10 mTorr의 산소 압력으로 50 Hz, 250 mJ 레이저 펄스로 증착하였다.
비저항/상온 증착: 7.96 × 10-1 Ω·cm
투과율/상온 증착: 78.1 %
비저항/200℃: 5.89 × 10-1 Ω·cm
투과율/200℃: 83.8 %
본 발명은 예시를 위해 앞서 상세하게 기술되었지만, 이러한 상세는 단지 예시의 목적이 있을 뿐이고 청구범위에 의해 한정될 수 있을 때를 제외하고 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의한 변형이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (7)

  1. A) SnO2 약 60 내지 약 99 mol%; 및
    B) ⅰ) Nb2O5,
    ⅱ) NbO,
    ⅲ) NbO2,
    ⅳ) WO2,
    ⅴ) a) MoO2와 Mo의 혼합물과 b) Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 재료,
    ⅵ) W,
    ⅶ) Ta2O5, 및
    ⅷ) 이들의 혼합물
    로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료 약 1 내지 약 40 mol%
    를 주요 구성으로 하고, 여기서 mol%는 총 생성물에 기초하고 성분 A) 및 B)의 합은 100인 것인 조성물.
  2. 제1항에 있어서, A) 약 90 내지 약 99 mol%의 SnO2 및 B) 상기 성분 B) 약 1 내지 약 10 mol%를 주요 구성으로 하는 것인 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 성분 B)는 MoO2 및 Mo의 조합으로 이루어지고, MoO2 대 Mo의 몰 비는 약 100:1 내지 1:100인 것인 조성물.
  4. 제3항에 있어서, MoO2 대 Mo의 몰 비는 약 10:1 내지 1:10인 것인 조성물.
  5. 제1항의 조성물을 소결함으로써 제조된 소결 제품.
  6. 제1항의 조성물을 소결함으로써 제조된 제품을 포함하는 스퍼터링 타겟.
  7. 기판의 표면에 제1항의 조성물을 주요 구성으로 하는 조성물의 투명 전기전도성 층을 형성함으로써 제조된 투명 전기전도성 막.
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