KR20170069933A - Sputtering target material - Google Patents

Sputtering target material Download PDF

Info

Publication number
KR20170069933A
KR20170069933A KR1020160165654A KR20160165654A KR20170069933A KR 20170069933 A KR20170069933 A KR 20170069933A KR 1020160165654 A KR1020160165654 A KR 1020160165654A KR 20160165654 A KR20160165654 A KR 20160165654A KR 20170069933 A KR20170069933 A KR 20170069933A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sputtering target
target material
atom
sputtering
present
Prior art date
Application number
KR1020160165654A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유우 다마다
가즈야 사이토
슈우지로 우에사카
도모마사 구마가이
Original Assignee
히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 filed Critical 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20170069933A publication Critical patent/KR20170069933A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261Milling
    • C04B35/6262Milling of calcined, sintered clinker or ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625Wet mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0051Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity
    • C04B38/0054Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity the pores being microsized or nanosized
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • C23C14/086Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3293Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/77Density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

스퍼터링 타깃재의 기계 가공 시나 본딩 공정에서의 반전 작업 등의 핸들링에서의 깨짐의 발생을 억제할 수 있는 스퍼터링 타깃재를 제공한다.
금속 성분 전체에 대하여, Sn을 20원자% 내지 50원자%, Zn을 50원자% 내지 80원자% 함유하는 산화물 소결체이며, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만인 스퍼터링 타깃재이며, 상대 밀도의 평균값은 98.5% 이상인 것이 바람직하고, 그 평균값으로부터의 편차는 0.3% 이하인 것이 보다 바람직하다.
Provided is a sputtering target material capable of suppressing occurrence of cracking in handling of a sputtering target material during machining or in a reversing operation in a bonding process.
Wherein the oxide sintered body contains 20 atom% to 50 atom% of Sn and 50 atom% to 80 atom% of Zn with respect to the whole metal component, and one pore having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 탆 per 1050 탆 2 , . The average value of the relative density is preferably 98.5% or more, and the deviation from the average value is more preferably 0.3% or less.

Description

스퍼터링 타깃재 {SPUTTERING TARGET MATERIAL}[0001] SPUTTERING TARGET MATERIAL [0002]

본 발명은, 예를 들어 대형 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등을 구동하는 박막 트랜지스터의 산화물 반도체층을 형성하기 위해 사용되는 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃재에 관한 것이다.The present invention relates to a sputtering target material comprising an oxide sintered body used for forming an oxide semiconductor layer of a thin film transistor for driving a large liquid crystal display or an organic EL display, for example.

종래, 박막 트랜지스터(이하, 「TFT」라고 함)로 구동하는 방식의 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 표시 장치에서는, TFT의 채널층에 비정질 실리콘막이나 결정질 실리콘막을 채용한 것이 주류이다. 그리고, 디스플레이의 고정밀화의 요구에 수반하여, TFT의 채널층에 사용되는 재료로서 산화물 반도체가 주목받고 있다. 예를 들어, In(인듐)과 Ga(갈륨)과 Zn(아연)과 O(산소)를 포함하는 산화물 반도체막(이하, 「I-G-Z-O 박막」이라고 함)은, 우수한 TFT 특성을 갖는 것으로서 실용화가 개시되어 있다. 이 I-G-Z-O의 박막에 포함되는 In이나 Ga은, 일본에서는 레어 메탈 비축 대상 강종으로 지정되는 희소하면서 또한 고가의 금속이다.2. Description of the Related Art In a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display driven by a thin film transistor (hereinafter referred to as " TFT "), an amorphous silicon film or a crystalline silicon film is used as a channel layer of a TFT. Along with the demand for high definition display, oxide semiconductors have attracted attention as a material used for a channel layer of a TFT. For example, an oxide semiconductor film containing In (indium), Ga (gallium), Zn (zinc) and O (oxygen) (hereinafter referred to as "IGZO thin film") has excellent TFT characteristics, . In and Ga contained in the thin film of I-G-Z-O are rare and expensive metals designated in Japan as rare metals to be stored.

따라서, 상기 I-G-Z-O 박막에 포함되는 In이나 Ga을 함유하지 않는 산화물 반도체막으로서, Zn-Sn-O계 산화물 반도체막(이하, 「ZTO 박막」이라고 함)이 주목되어 가고 있다. 그리고, 이 ZTO 박막은, 스퍼터링 타깃을 사용한 스퍼터링법에 의해 성막된다. 이 스퍼터링법이란, 이온이나 원자 또는 클러스터를 스퍼터링 타깃 표면에 충돌시켜, 그 물질의 표면을 깎음(혹은 비산시킴)으로써, 그 물질을 구성하는 성분을 기판 등의 표면 상에 퇴적시켜 성막하는 방법이다.Therefore, a Zn-Sn-O-based oxide semiconductor film (hereinafter referred to as a "ZTO thin film") has been attracting attention as an oxide semiconductor film containing no In or Ga contained in the I-G-Z-O thin film. The ZTO thin film is formed by a sputtering method using a sputtering target. This sputtering method is a method in which ions, atoms or clusters collide against a sputtering target surface, and the surface of the material is shaved (or scattered), thereby depositing the components constituting the material on the surface of a substrate or the like .

여기서, ZTO 박막은, 산소를 함유하는 박막이기 때문에, 스퍼터링법에 있어서는 산소를 함유한 분위기에서 성막하는 소위 반응성 스퍼터링법이 사용되고 있다. 이 반응성 스퍼터링법이란, 아르곤 가스와 산소 가스로 구성되는 혼합 가스의 분위기 하에서 스퍼터링하는 방법이며, 이온이나 원자 또는 클러스터를 산소와 반응시키면서 스퍼터링함으로써, 산화물계 박막을 형성한다고 하는 방법이다.Here, since the ZTO thin film is a thin film containing oxygen, the so-called reactive sputtering method in which the film is formed in an atmosphere containing oxygen is used in the sputtering method. This reactive sputtering method is a method of sputtering in an atmosphere of a mixed gas composed of an argon gas and an oxygen gas and sputtering while reacting ions, atoms or clusters with oxygen to form an oxide thin film.

그리고, 이 반응성 스퍼터링법에 사용하는 스퍼터링 타깃은, 상기 ZTO 박막의 성분 조성에 근사한 성분 조성을 갖는 ZTO계 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃재가, 백킹 플레이트 상에 납땜재로 본딩된 상태로 사용된다.The sputtering target used in this reactive sputtering method is used in a state where a sputtering target material composed of a ZTO-based oxide sintered body having a composition approximate to that of the ZTO thin film is bonded to a backing plate with a brazing material.

예를 들어, 특허문헌 1에는, ZTO계 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃재로서, ZnO 분말 및 SnO2 분말을 소정량 배합한 후, 볼 밀에서 혼합하고 조립한 후, 예비소성한 하소 분체를 제조하고, 이 하소 분말을 다시 조립, 성형하여 성형체를 제작하고, 본 소성을 하는 방법이 제안되어 있다.For example, in Patent Document 1, a predetermined amount of a ZnO powder and a SnO 2 powder are mixed as a sputtering target material comprising a ZTO-based oxide sintered body, mixed and assembled in a ball mill, and calcined powder preliminarily fired is prepared , A method is proposed in which the calcined powder is reassembled and molded to produce a molded body, followed by firing.

일본 특허 공개 제2010-37161호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-37161

본 발명자의 검토에 따르면, 상술한 특허문헌 1에서 개시되는 방법으로 제조한 ZTO계 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃재는, 기계 가공 시에 깨짐이 발생하거나, 본딩 공정에서의 반전 작업 등의 핸들링 시에 깨짐이 발생하는 경우가 있는 것을 확인하였다.According to the study by the present inventors, the sputtering target material made of the ZTO-based oxide sintered body manufactured by the method disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is cracked during machining or cracked during handling such as reversing work in the bonding step And the like.

본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하고, 기계 가공 시나 본딩 공정에서의 반전 작업 등의 핸들링 시에 깨짐이 발생하기 어려운 스퍼터링 타깃재를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a sputtering target material which is less prone to cracking during handling such as machining or reversing work in a bonding process.

본 발명자는, 상기 과제를 검토한 결과, ZTO계 산화물 소결체 스퍼터링 타깃에 발생하는 깨짐이 스퍼터링 타깃재에 존재하는 공공(空孔)에 기인하는 것임을 밝혀냈다. 그리고, 이 공공을 단위 면적당 소정의 사이즈 이하로 하고, 또한 그 개수를 소정의 값 이하로 함으로써 스퍼터링 타깃재의 깨짐의 문제를 해결할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명에 도달하였다.As a result of studying the above problems, the inventor of the present invention has found that cracks generated in the ZTO-based oxide sintered body sputtering target are caused by vacancies existing in the sputtering target material. The present invention has been accomplished on the basis of this finding that the problem of cracking of the sputtering target material can be solved by reducing the size of the voids to not more than a predetermined size per unit area and by reducing the number of voids to not more than a predetermined value.

즉, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 금속 성분 전체에 대하여, Sn을 20원자% 내지 50원자%, Zn을 50원자% 내지 80원자% 함유하는 산화물 소결체이며, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만이다.That is, with respect to the entirety of the sputtering target material, the metal component of the present invention, the Sn 20 atom% to 50 atom%, and the oxide-sintered body containing Zn of 50 atom% to 80 atom%, exceeding, per 1050㎛ 2 2.0㎛ Less than one pore with a circle equivalent diameter.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 1050㎛2당, 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 원 상당 직경을 갖는 공공이 5개 이하인 것이 바람직하다.It is also preferable that the sputtering target material of the present invention has five or less pores having a circle-equivalent diameter of 0.1 to 2.0 μm per 1050 μm 2 .

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 상대 밀도의 평균값이 98.5% 이상인 것이 바람직하다. 그리고, 그 상대 밀도의 평균값으로부터의 편차는 0.3% 이하인 것이 보다 바람직하다.The sputtering target material of the present invention preferably has an average value of relative density of 98.5% or more. It is more preferable that the deviation of the relative density from the average value is 0.3% or less.

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 기계 가공 시나 본딩 공정에서의 반전 작업 등의 핸들링 시에 발생하는 깨짐을 억제할 수 있다. 이에 의해, 본 발명은 대형 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 제조 공정에서의 TFT의 채널층의 형성에 유용한 기술로 된다.The sputtering target material of the present invention can suppress cracking that occurs during handling such as reversing work during machining or bonding. Thus, the present invention is a technique useful for forming a channel layer of a TFT in a manufacturing process of a large liquid crystal display, an organic EL display, or the like.

도 1은 본 발명예 1의 스퍼터링 타깃재의 전자 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명예 2의 스퍼터링 타깃재의 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명예 3의 스퍼터링 타깃재의 전자 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명예 4의 스퍼터링 타깃재의 전자 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명예 5의 스퍼터링 타깃재의 전자 현미경 사진이다.
도 6은 비교예의 스퍼터링 타깃재의 전자 현미경 사진이다.
도 7은 스퍼터링 타깃재의 밀도의 측정 부위의 일례를 도시하는 도면이다.
1 is an electron micrograph of a sputtering target material of Inventive Example 1. Fig.
2 is an electron micrograph of a sputtering target material of Inventive Example 2;
3 is an electron micrograph of a sputtering target material of Inventive Example 3;
4 is an electron micrograph of a sputtering target material of the fourth embodiment of the present invention.
5 is an electron micrograph of a sputtering target material of Inventive Example 5;
6 is an electron micrograph of a sputtering target material of a comparative example.
Fig. 7 is a diagram showing an example of a density measurement region of the sputtering target material. Fig.

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 1050㎛2라고 하는 단위 면적당 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만이다. 상술한 바와 같이, 스퍼터링 타깃재는, 통상, 기계 가공에 의해 소정의 형상으로 가공되어 사용된다. 여기서, 기계 가공은, 다이아몬드 지석에 의한 연삭 가공이 행해진다. 이때, 스퍼터링 타깃재는, 연삭 가공에 의한 압축이나 전단 등의 높은 부하를 받는다.The sputtering target material of the present invention has less than one void having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 mu m per unit area of 1050 mu m < 2 & gt ;. As described above, the sputtering target material is usually processed into a predetermined shape by machining and used. Here, in the machining, the grinding with the diamond grindstone is carried out. At this time, the sputtering target material is subjected to high load such as compression and shearing due to grinding.

또한, 본딩 공정에서의 운반 작업이나 반전 작업 등의 핸들링 시라도, 스퍼터링 타깃재는 일부만이 지지되고, 그 이외의 대부분이 지지 없이 작업되기 때문에, 굽힘 등의 높은 부하를 받는다.In addition, even when the sputtering target material is handled by a transportation operation or a reversing operation in the bonding step, only a part of the sputtering target material is supported, and most of the sputtering target material is subjected to high load such as bending because most of the sputtering target material works without support.

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만임으로써, 압축, 전단, 굽힘 등의 높은 부하를 받아도, 스퍼터링 타깃재에 존재하는 공공 간에서의 깨짐의 전파가 억제되어, 스퍼터링 타깃재 자체의 깨짐을 방지할 수 있다.The sputtering target material of the present invention has a number of voids each having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 占 퐉 per 1050 占 퐉 2 and less than one void so that even if a high load such as compression, shearing and bending is applied, Propagation of cracking in the sputtering target material itself can be suppressed and breakage of the sputtering target material itself can be prevented.

본 발명의 스퍼터링 타깃재에 있어서, 깨짐 내성을 향상시키기 위해서는, 1050㎛2당, 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 원 상당 직경을 갖는 공공은 5개 이하인 것이 바람직하다.In the sputtering target material of the present invention, in order to improve crack resistance, it is preferable that the number of voids having a circle equivalent diameter of not less than 0.1 μm and not more than 2.0 μm per 1050 μm 2 is not more than 5.

여기서, 본 발명에서 말하는 공공의 원 상당 직경은, 스퍼터링 타깃재의 스퍼터링면의 임의의 3시야에 있어서, 주사형 전자 현미경에 의해 반사 전자상의 흑색으로 표시되는 공공을 촬영하고, 그 화상을 화상 해석 소프트(예를 들어, OLYMPUS SOFT IMAGING SOLUTIONS GMBH사제의 「Scandium」)를 사용하여 측정할 수 있다.Here, in the present invention, the circle-equivalent diameter of the public is obtained by photographing a hole displayed in black on the reflection electron image by a scanning electron microscope in any three visual fields on the sputtering surface of the sputtering target material, (For example, " Scandium " manufactured by OLYMPUS SOFT IMAGING SOLUTIONS GMBH).

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 금속 성분 전체에 대하여, Sn을 20원자% 내지 50원자%, Zn을 50원자% 내지 80원자% 함유하는 산화물 소결체이다. 그리고, 본 발명에서는 Sn량을 20원자% 이상으로 함으로써, Zn량의 비율 즉 ZnO를 저감시키고, ZnO가 증발함으로써 발생하는 공공을 억제하고, 스퍼터링 타깃재의 밀도를 향상시킬 수 있다. 한편, Sn량을 50원자% 이하로 함으로써, SnO2가 과잉으로 되는 것을 억제하고, 소결성을 향상시키고, 스퍼터링 타깃재의 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, Sn량은 20원자% 내지 40원자%가 바람직하고, 25원자% 내지 35원자%가 보다 바람직하다.The sputtering target material of the present invention is an oxide sintered body containing 20 atom% to 50 atom% of Sn and 50 atom% to 80 atom% of Zn with respect to the whole metal component. In the present invention, by setting the amount of Sn to 20 atomic% or more, it is possible to reduce the ratio of Zn, that is, ZnO, to suppress the vacancies caused by evaporation of ZnO, and to improve the density of the sputtering target material. On the other hand, by setting the amount of Sn to 50 atomic% or less, the excess of SnO 2 can be suppressed, the sintering property can be improved, and the density of the sputtering target material can be improved. The amount of Sn is preferably 20 atom% to 40 atom%, more preferably 25 atom% to 35 atom%.

또한, 본 발명에서는 Zn량을 50원자% 이상으로 함으로써, Sn의 비율 즉 SnO2를 저감시켜, SnO2가 과잉으로 되는 것을 억제하고, 소결성을 향상시키고, 스퍼터링 타깃재의 밀도를 향상시킬 수 있다. 한편, Zn량을 80원자% 이하로 함으로써, 증기압이 높은 ZnO가 증발함으로써 발생하는 공공을 억제하고, 스퍼터링 타깃재의 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, Zn량은 60원자% 내지 80원자%가 바람직하고, 65원자% 내지 75원자%가 보다 바람직하다.Further, in the present invention, the Zn amount of not less than 50 atomic%, the proportion of Sn that is by reducing the SnO 2, SnO is 2 may have to be suppressed from being excessive and to improve the sintering property and to improve the density of material sputtering target. On the other hand, by setting the amount of Zn to 80 atomic% or less, voids generated by evaporation of ZnO having a high vapor pressure can be suppressed and the density of the sputtering target material can be improved. The amount of Zn is preferably 60 atom% to 80 atom%, more preferably 65 atom% to 75 atom%.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 금속 성분 전체를 100원자%라고 하였을 때, Zn의 일부를, Al, Si, Ga, Mo 및 W 중 1종 이상을 합계로 0.005원자% 내지 4.000원자%의 범위로 치환할 수 있다. 이들 원소 중, Al, Ga, Mo, W는, 캐리어의 이동도의 제어나 광 열화를 방지하는 데 유용한 원소이다. 또한, Si는, 소결성의 향상에 유용한 원소이다.The sputtering target material of the present invention is a sputtering target material in which a part of Zn is at least one of Al, Si, Ga, Mo and W in a total amount of 0.005 atom% to 4.000 atom% . ≪ / RTI > Of these elements, Al, Ga, Mo, and W are useful elements for preventing the control of the mobility of carriers and the deterioration of light. Further, Si is an element useful for improving the sinterability.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 상기 금속 성분 이외의 잔부는, 산소와 불가피적 불순물로 구성된다. 그리고, 본 발명의 스퍼터링 타깃재의 불가피적 불순물의 함유량은 적은 것이 바람직하며, 본 발명의 작용을 손상시키지 않는 범위에서, 질소, 탄소 등의 불가피적 불순물을 포함해도 된다.Further, in the sputtering target material of the present invention, the remainder other than the above-mentioned metal component is composed of oxygen and inevitable impurities. The content of the inevitable impurities of the sputtering target material of the present invention is preferably small and may include inevitable impurities such as nitrogen and carbon within a range not impairing the function of the present invention.

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 상대 밀도의 평균값이 98.5% 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 스퍼터링 시의 이상 방전의 발생을 억제하고, 안정된 방전을 얻음으로써, 형성되는 ZTO 박막의 막질을 향상시킬 수 있는 데다가, 노듈의 발생도 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 스퍼터링 타깃재의 깨짐 내성을 향상시킨다는 관점에서, 상대 밀도는 99.0%를 초과하는 것이 보다 바람직하다. The sputtering target material of the present invention preferably has an average value of relative density of 98.5% or more. Thus, by suppressing the occurrence of an abnormal discharge during sputtering and obtaining a stable discharge, it is possible to improve the film quality of the ZTO thin film to be formed, and to suppress the generation of nodules. Further, in the present invention, from the viewpoint of improving crack resistance of the sputtering target material, it is more preferable that the relative density exceeds 99.0%.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 상대 밀도의 평균값으로부터의 편차를 0.3% 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 이에 의해, 스퍼터링 타깃재의 기계 가공 시의 깨짐이나 절결의 발생을 억제할 수 있다.In the sputtering target material of the present invention, the deviation from the average value of the relative density is more preferably 0.3% or less. This makes it possible to suppress the occurrence of breakage or cutting during machining of the sputtering target material.

본 발명에서의 스퍼터링 타깃재의 상대 밀도란, 아르키메데스법에 의해 측정된 스퍼터링 타깃재의 벌크 밀도를, 그 이론 밀도로 나눈 값을 백분율로 나타낸 것을 말한다. 여기서, 이론 밀도는, 조성비로부터 얻어지는 질량비로 산출한 가중 평균으로서 얻어진 값을 사용한다.The relative density of the sputtering target material in the present invention means the value obtained by dividing the bulk density of the sputtering target material measured by the Archimedes method by the theoretical density in percentage. Here, the theoretical density is a value obtained as a weighted average calculated from the mass ratio obtained from the composition ratio.

또한, 상대 밀도의 측정 위치는, 예를 들어 도 7에 도시하는 바와 같은 원판상의 스퍼터링 타깃재라면, 얻어진 스퍼터링 타깃재의 외주부에 상당하는 부위(i 내지 iv)와, 중앙부에 상당하는 부위(v)의 합계 5개소로 한다. 또한, 장방형 등의 직사각형의 스퍼터링 타깃재라면, 얻어진 스퍼터링 타깃재의 코너부에 상당하는 4개의 부위와, 중앙부에 상당하는 부위의 합계 5개소로 한다. 그리고, 본 발명에서는, 이 5개소의 상대 밀도의 값의 평균값을 채용한다.7, a portion (i to iv) corresponding to the outer periphery of the obtained sputtering target material and a portion (v) corresponding to the central portion are formed on the surface of the sputtering target material, In total. In the case of a rectangular sputtering target material such as a rectangular shape, the total number of the four spots corresponding to the corner portions of the obtained sputtering target material and the portion corresponding to the center portion are five spots in total. In the present invention, an average value of these five relative density values is adopted.

이하에, 본 발명의 스퍼터링 타깃재의 제조 방법의 예를 설명한다.Hereinafter, an example of a method for producing the sputtering target material of the present invention will be described.

본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 예를 들어 ZnO 분말과 SnO2 분말을 순수, 분산제와 혼합하여 슬러리로 하고, 이 슬러리를 건조시킨 후, 조립분을 제작하고, 그 조립분을 하소하여 하소 분말(Zn2SnO4)을 제작한다. 그리고, 그 하소 분말을 습식 해쇄한 후, 주입 성형에 의해 성형체를 제작하고, 탈지를 거쳐 상압의 대기 분위기에서 소성함으로써 얻을 수 있다.The sputtering target material of the present invention can be obtained by mixing ZnO powder and SnO 2 powder with pure water and a dispersing agent to prepare a slurry, drying the slurry, preparing granulated powder, calcining the granulated powder, 2 SnO 4 ). Then, the calcined powder is wet-cracked, the formed body is formed by injection molding, and the resulting body is degreased and fired in an air atmosphere at normal pressure.

상기 하소 분말을 제작하기 위한 조립분의 하소 온도는, 1000 내지 1200℃로 설정하는 것이 바람직하다. 하소 온도를 1000℃ 이상으로 함으로써, ZnO 분말과 SnO2 분말의 반응을 충분히 진행시킬 수 있다. 한편, 하소 온도를 1200℃ 이하로 함으로써, 적당한 분말 입경을 유지할 수 있고, 이에 의해 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다.The calcining temperature of the granulated powder for producing the calcined powder is preferably set at 1000 to 1200 캜. By the calcination temperature above 1000 ℃, it is possible to sufficiently proceed the reaction of the ZnO powder and the SnO 2 powder. On the other hand, by setting the calcination temperature at 1200 占 폚 or lower, it is possible to maintain an appropriate powder particle size, thereby obtaining a dense sputtering target material.

대기 분위기에서의 소성 온도는, 1300 내지 1500℃로 설정하는 것이 바람직하다. 소성 온도를 1300℃ 이상으로 함으로써, 소결을 촉진시킬 수 있고, 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 치밀한 스퍼터링 타깃재로 함으로써, 높은 부하를 받는 상태라도 깨짐을 억제할 수 있다. 또한, 이 치밀한 스퍼터링 타깃재로서, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만인 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 한편, 소성 온도를 1500℃ 이하로 함으로써, ZnO 분말이 증발하는 것을 억제할 수 있고, 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다.The firing temperature in the air atmosphere is preferably set at 1300 to 1500 ° C. By setting the firing temperature at 1300 占 폚 or higher, sintering can be promoted and a dense sputtering target material can be obtained. By using a dense sputtering target material, cracking can be suppressed even under a high load. Also, as this dense sputtering target material, a sputtering target material having less than one hole having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 占 퐉 per 1050 占 퐉 2 can be obtained. On the other hand, when the firing temperature is 1500 캜 or lower, the evaporation of the ZnO powder can be suppressed, and a dense sputtering target material can be obtained.

또한, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 상기와 마찬가지의 방법으로 얻어진 하소 분말을 해쇄, 조립, 탈지에 의해 제작한 조립분을 가압 소결함으로써 얻을 수도 있다. 가압 소결하는 수단으로서는, 핫 프레스, 방전 플라즈마 소결, 열간 정수압 프레스 등의 방법을 적용할 수 있다. 그 중에서도 핫 프레스, 방전 플라즈마 소결은, 소결체의 잔류 응력을 작게 할 수 있고, 스퍼터링 타깃재의 깨짐을 방지할 수 있기 때문에, 바람직하다.The sputtering target material of the present invention can also be obtained by press-sintering the granulated powder produced by crushing, granulating and degreasing the calcined powder obtained by the same method as described above. Examples of the means for pressurizing and sintering include hot press, discharge plasma sintering, hot isostatic pressing and the like. Among them, the hot press and the discharge plasma sintering are preferable because the residual stress of the sintered body can be reduced and cracking of the sputtering target material can be prevented.

가압 소결에서의 소결 온도는, 900 내지 1100℃로 설정하는 것이 바람직하다. 소결 온도를 900℃ 이상으로 함으로써, 소결을 촉진시킬 수 있고, 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 치밀한 스퍼터링 타깃재로 함으로써, 높은 부하를 받는 상태라도 깨짐을 억제할 수 있다. 또한, 이 치밀한 스퍼터링 타깃재로서, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만인 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 한편, 소결 온도를 1100℃ 이하로 함으로써, ZnO 분말이 증발하는 것을 억제할 수 있는 데다가, SnO2 분말이 가압 소결용 부재와 반응하는 환원 반응을 억제할 수 있다.The sintering temperature in the pressure sintering is preferably set to 900 to 1100 캜. By setting the sintering temperature at 900 占 폚 or higher, sintering can be promoted and a dense sputtering target material can be obtained. By using a dense sputtering target material, cracking can be suppressed even under a high load. Further, as the dense sputtering target material, a dense sputtering target material having less than one hole having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 占 퐉 per 1050 占 퐉 2 can be obtained. On the other hand, when the sintering temperature is lower than or equal to 1100 ° C, evaporation of the ZnO powder can be suppressed, and the reduction reaction in which the SnO 2 powder reacts with the pressure-sintering member can be suppressed.

가압 소결의 가압력은, 20 내지 40MPa로 설정하는 것이 바람직하다. 가압력을 20MPa 이상으로 함으로써, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만인 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 한편, 가압력을 40MPa 이하로 함으로써, 가압 소결용 부재의 깨짐이나, 얻어지는 스퍼터링 타깃재의 깨짐의 발생을 억제할 수 있다.The pressing force of the pressure sintering is preferably set to 20 to 40 MPa. By setting the pressing force to 20 MPa or more, it is possible to obtain a dense sputtering target material having less than one void having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 占 퐉 per 1050 占 퐉 2 . On the other hand, by setting the pressing force to 40 MPa or less, cracking of the pressure-sintering member and occurrence of breakage of the resulting sputtering target material can be suppressed.

가압 소결의 소결 시간은, 3 내지 15시간으로 설정하는 것이 바람직하다. 소결 시간을 3시간 이상으로 함으로써, 소결을 충분히 진행시킬 수 있고, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만인 치밀한 스퍼터링 타깃재를 얻을 수 있다. 한편, 소결 시간을 15시간 이하로 함으로써, 제조 효율의 저하를 억제할 수 있다.The sintering time of the pressure sintering is preferably set to 3 to 15 hours. By setting the sintering time to 3 hours or more, it is possible to sufficiently advance the sintering and obtain a dense sputtering target material having less than one pore having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 占 퐉 per 1050 占 퐉 2 . On the other hand, by setting the sintering time to 15 hours or less, it is possible to suppress a decrease in production efficiency.

<실시예><Examples>

우선, 금속 성분 전체에 대하여, Sn을 30원자%, Zn을 70원자% 함유하도록, 평균 입경(누적 입도 분포의 D50)이 0.70㎛인 ZnO 분말과, 평균 입경(누적 입도 분포의 D50)이 1.85㎛인 SnO2 분말을 칭량하고, 소정량의 순수와 분산제가 들어간 교반 용기 내에 투입하고 혼합하여 슬러리로 하였다. 이 슬러리를 건조시킨 후, 해쇄, 조립, 탈지를 행하여, 평균 입경(누적 입도 분포의 D50)이 45㎛인 조립분을 얻었다.First, a ZnO powder having an average particle diameter (D50 of cumulative particle size distribution) of 0.70 占 퐉 and an average particle diameter (D50 of cumulative particle size distribution) of 1.85 Mu m of SnO 2 powder was weighed and placed in a stirring vessel containing a predetermined amount of pure water and a dispersing agent and mixed to prepare a slurry. This slurry was dried and then subjected to crushing, granulation and degreasing to obtain granules having an average particle diameter (D50 of cumulative particle size distribution) of 45 μm.

이어서, 상기에서 얻은 조립분을 1090℃에서 예비소성하여 하소 분말을 얻었다. 그 하소 분말을 습식 해쇄하고, 얻어진 슬러리를 주입 성형하여 성형체를 3매 제작하였다.Subsequently, the granulated powder obtained above was prebaked at 1090 DEG C to obtain calcined powder. The calcined powder was wet-cracked, and the obtained slurry was injection-molded to produce three molded bodies.

이어서, 얻어진 성형체 중 하나를 1400℃, 10시간, 대기 분위기의 조건에서 상압 소성하고, 또한 질소 환원 분위기에서 1400℃, 10시간의 조건에서 열처리하여 소결체를 얻었다.Then, one of the obtained compacts was subjected to atmospheric pressure baking at 1400 DEG C for 10 hours in an atmospheric atmosphere, and further heat-treated at 1400 DEG C for 10 hours in a nitrogen reducing atmosphere to obtain a sintered body.

얻어진 소결체를, 다이아몬드 지석을 사용하여 평면 연삭에 의한 판 두께 가공을 실시한 후, 워터젯 절단기를 사용하여, 두께 10mm×외경 100mm의 본 발명예 1로 되는 스퍼터링 타깃재를 제작하였다.The obtained sintered body was subjected to planar grinding using a diamond grinding stone, and then a sputtering target material having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 100 mm was produced using a water jet cutter.

또한, 상기에서 얻은 성형체 중 하나를 1400℃, 5시간, 대기 분위기의 조건에서 상압 소성하고, 또한 질소 환원 분위기에서 1400℃, 12시간의 조건에서 열처리하여 소결체를 얻었다.Further, one of the compacts obtained above was subjected to atmospheric pressure firing under the conditions of 1400 DEG C for 5 hours and an air atmosphere, and further heat-treated at 1400 DEG C for 12 hours in a nitrogen reducing atmosphere to obtain a sintered body.

얻어진 소결체를, 다이아몬드 지석을 사용하여 평면 연삭에 의한 판 두께 가공을 실시한 후, 워터젯 절단기를 사용하여, 두께 10mm×외경 100mm의 본 발명예 2로 되는 스퍼터링 타깃재를 제작하였다.The obtained sintered body was subjected to plate thickness processing by planar grinding using a diamond grinding stone, and then a sputtering target material having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 100 mm was produced by using a water jet cutter.

또한, 상기에서 얻은 성형체 중 하나를 1400℃, 5시간, 대기 분위기의 조건에서 상압 소성하여 소결체를 얻었다. 이 소결체를, 다이아몬드 지석을 사용하여 평면 연삭에 의한 판 두께 가공을 실시한 후, 워터젯 절단기를 사용하여, 두께 10mm×외경 100mm의 본 발명예 3으로 되는 스퍼터링 타깃재를 제작하였다.Further, one of the compacts obtained above was sintered at 1400 DEG C for 5 hours under atmospheric pressure to obtain a sintered body. This sintered body was subjected to plate thickness processing by planar grinding using a diamond grinding stone, and then a sputtering target material of the present invention 3 having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 100 mm was produced by using a water jet cutter.

또한, 상기에서 얻은 하소 분말을 카본제의 가압 용기에 충전하고, 방전 플라즈마 소결 장치의 노체 내부에 설치하여, 950℃, 40MPa, 12시간의 조건에서 가압 소결을 실시하고, 가압 소결 후에 카본제의 가압 용기로부터 취출하여 소결체를 얻었다.The calcined powder obtained above was charged into a pressurized vessel made of carbon, placed in a furnace body of a discharge plasma sintering apparatus, and subjected to pressure sintering under the conditions of 950 DEG C and 40 MPa for 12 hours. After pressure sintering, And then removed from the pressure vessel to obtain a sintered body.

얻어진 소결체를, 다이아몬드 지석을 사용하여 평면 연삭에 의한 판 두께 가공을 실시한 후, 워터젯 절단기를 사용하여, 두께 10mm×외경 100mm의 본 발명예 4로 되는 스퍼터링 타깃재를 제작하였다.The resulting sintered body was subjected to plate thickness processing by planar grinding using a diamond grinding stone, and then a sputtering target material having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 100 mm was produced using a water jet cutter.

또한, 상기에서 얻은 하소 분말을 카본제의 가압 용기에 충전하고, 핫 프레스 장치의 노체 내부에 설치하여, 970℃, 20MPa, 12시간의 조건에서 가압 소결을 실시하였다.The calcined powder obtained above was charged into a pressurized vessel made of carbon, placed inside the furnace body of the hot press apparatus, and subjected to pressure sintering under the conditions of 970 DEG C and 20 MPa for 12 hours.

얻어진 소결체를, 다이아몬드 지석을 사용하여 평면 연삭에 의한 판 두께 가공을 실시한 후, 워터젯 절단기를 사용하여, 두께 10mm×외경 100mm의 본 발명예 5로 되는 스퍼터링 타깃재를 제작하였다.The obtained sintered body was subjected to plate thickness processing by planar grinding using a diamond grinding stone, and then a sputtering target material having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 100 mm was produced using a water jet cutter.

비교예로서, 이하와 같이 스퍼터링 타깃재를 제작하였다. 우선, 금속 성분 전체에 대하여, Sn을 30원자%, Zn을 70원자% 함유하도록, 평균 입경(누적 입도 분포의 D50)이 0.70㎛인 ZnO 분말과, 평균 입경(누적 입도 분포의 D50)이 1.85㎛인 SnO2 분말을 칭량하고, 소정량의 순수와 분산제가 들어간 교반 용기 내에 투입하고 혼합하여 슬러리로 하였다. 이 슬러리를 건조시킨 후, 해쇄, 조립, 탈지를 행하여, 평균 입경(누적 입도 분포의 D50)이 45㎛인 조립분을 얻었다. 이 조립분을 습식 해쇄하고, 얻어진 슬러리를 주입 성형에 의해 성형체를 제작하였다.As a comparative example, a sputtering target material was produced as follows. First, a ZnO powder having an average particle diameter (D50 of cumulative particle size distribution) of 0.70 占 퐉 and an average particle diameter (D50 of cumulative particle size distribution) of 1.85 Mu m of SnO 2 powder was weighed and placed in a stirring vessel containing a predetermined amount of pure water and a dispersing agent and mixed to prepare a slurry. This slurry was dried and then subjected to crushing, granulation and degreasing to obtain granules having an average particle diameter (D50 of cumulative particle size distribution) of 45 μm. This granulated powder was subjected to wet cracking, and the obtained slurry was injection-molded to prepare a molded article.

이어서, 얻어진 성형체를 1550℃, 4시간의 조건에서 상압 소성하였다.Subsequently, the obtained molded body was subjected to normal pressure firing at 1550 DEG C for 4 hours.

얻어진 소결체를, 다이아몬드 지석을 사용하여 평면 연삭에 의한 판 두께 가공을 실시한 후, 워터젯 절단기를 사용하여, 두께 10mm×외경 100mm의 비교예로 되는 스퍼터링 타깃재를 제작하였다.The resulting sintered body was subjected to plate thickness processing by planar grinding using a diamond grinding stone, and then a sputtering target material having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 100 mm was manufactured using a water jet cutter.

상기에서 얻은 각 소결체로부터 10mm×10mm×10mm의 전자 현미경 관찰용 시료를 잘라내고, 시료 표면의 경면 연마를 행하고 나서 관찰하였다. 그리고, 각 소결체의 표면을 주사형 전자 현미경의 반사 전자상에서, 임의의 시야 중, 1050㎛2로 되는 시야를 3시야 관찰하고, 각 시야 내에 존재하는 공공의 유무와, 그 공공의 원 상당 직경을 측정하고, 2.0㎛를 초과하는 공공 및 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 공공의 개수를 계측하였다.A 10 mm x 10 mm x 10 mm specimen for electron microscope observation was cut out from each of the sintered bodies obtained above, and the surface of the specimen was subjected to mirror polishing and then observed. Then, the surface of each sintered body was observed on a reflecting electron of a scanning electron microscope for a visual field of 1050 mu m &lt; 2 &gt; in an arbitrary field of view at 3 o'clock and the presence or absence of a hole existing in each field of view, And the number of pores exceeding 2.0 占 퐉 and the number of pores having a range of 0.1 占 퐉 to 2.0 占 퐉 were measured.

표 1 및 도 1 내지 도 5의 결과로부터, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 임의의 1050㎛2라고 하는 단위 면적을 관찰하면, 어느 시야에 있어서든 원 상당 직경이 2.0㎛를 초과하는 공공은 없는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 원 상당 직경이 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 공공의 수가 가장 많은 시야에서도, 5개 이하인 것도 확인할 수 있었다.Table 1 and from the results of Figs. 1 to 5, by observing the unit area is called a random 1050㎛ 2 sputtering target material of the invention, the public that the circle-equivalent diameter of matter in which field of view exceeds that there is 2.0㎛ I could confirm. It was also confirmed that the number of holes having a circle-equivalent diameter of 0.1 mu m or more and 2.0 mu m or less was 5 or less even in the field of view with the greatest number of holes.

이어서, 본 발명예의 ZTO 스퍼터링 타깃재를 사용하여 스퍼터링 테스트를 실시하였다. 스퍼터링은, Ar 분위기, 압력 0.5Pa, DC 전력 300W의 조건에서 적산 시간 4시간 실시하였다. 또한, 이번에는 스퍼터링 타깃 자체의 평가를 행하기 위해, 스퍼터링 테스트를 반응성 스퍼터링이 아니라, Ar 분위기에서 행하였다.Then, a sputtering test was carried out using the ZTO sputtering target material of the present invention example. Sputtering was carried out under the conditions of an Ar atmosphere, a pressure of 0.5 Pa, and a DC power of 300 W for an integration time of 4 hours. Further, in order to evaluate the sputtering target itself, the sputtering test was performed in an Ar atmosphere instead of reactive sputtering.

스퍼터링 테스트 후의 본 발명예로 되는 스퍼터링 타깃재를 눈으로 확인한 바, 어느 스퍼터링 타깃재에서도 깨짐의 발생은 확인되지 않았다.When the sputtering target material of the present invention after the sputtering test was visually inspected, no occurrence of cracking was confirmed in any of the sputtering target materials.

한편, 비교예의 스퍼터링 타깃재는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 임의의 1050㎛2라고 하는 단위 면적을 1시야 관찰하면, 원 상당 직경이 2.0㎛를 초과하는 공공이 3개나 존재하였다.On the other hand, as shown in the comparative example a sputtering target material, Fig. 6, when observing the unit area is called a random 1050 2 1 field, the public that the circle equivalent diameter exceeds 2.0㎛ existed three or.

이어서, 비교예의 스퍼터링 타깃재를 사용하여, 상기와 동일한 조건에서 스퍼터링 테스트를 실시하였다. 스퍼터링 테스트 후의 비교예로 되는 스퍼터링 타깃재를 눈으로 확인한 바, 스퍼터링 타깃재 표면의 대략 중심부로부터 방사선상으로 4개의 깨짐이 발생해 있는 것을 확인하였다.Then, a sputtering test was carried out under the same conditions as above using the sputtering target material of the comparative example. When the sputtering target material as a comparative example after the sputtering test was visually inspected, it was confirmed that four cracks occurred in the radiation image from the substantially central portion of the surface of the sputtering target material.

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 상기에서 얻은 각 소결체로부터, 도 7에 도시하는 각 측정 부위로부터, 각각 10mm×20mm×20mm의 분석용 시료를 잘라내고, 각 부위의 진밀도를 측정하고, 상술한 방법으로 상대 밀도를 산출하였다. 그 결과를 표 2 및 표 3에 나타낸다.From each of the sintered bodies obtained above, analytical samples each having a size of 10 mm x 20 mm x 20 mm were cut out from the measurement sites shown in Fig. 7, and the true density of each site was measured. The relative density was calculated by the above- Respectively. The results are shown in Tables 2 and 3.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

표 2 및 표 3의 결과로부터, 본 발명의 스퍼터링 타깃재는, 외주부에 상당하는 부위(i 내지 iv)와, 중앙부에 상당하는 부위(v)의 5개소에서 밀도 측정을 행한 바, 어느 부위에 있어서든 상대 밀도는 98.5% 이상이었다. 또한, 상대 밀도의 평균값으로부터의 편차는, 0.3% 이하인 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 본 발명예 1 및 본 발명예 4에서는, 상대 밀도의 평균값이 99.0%를 초과하고 있고, 높은 상대 밀도를 갖는 스퍼터링 타깃재로 할 수 있었다.From the results shown in Tables 2 and 3, the density of the sputtering target material of the present invention was measured at five sites, namely, regions (i to iv) corresponding to the outer peripheral portion and region (v) corresponding to the central portion. Relative density was more than 98.5%. It was also confirmed that the deviation from the average value of the relative density was 0.3% or less. In Inventive Example 1 and Inventive Example 4, the average value of the relative density exceeded 99.0%, and a sputtering target material having a high relative density could be obtained.

한편, 비교예의 스퍼터링 타깃재는, 외주부에 상당하는 부위(i 내지 iv)와, 중앙부에 상당하는 부위(v)의 5개소에서 밀도 측정을 행한 바, 어느 부위에 있어서든 98.5% 미만이었다. 또한, 상대 밀도의 평균값으로부터의 편차는, 최대 0.7%나 되는 것도 있어, 본 발명의 스퍼터링 타깃재의 편차보다 컸다.On the other hand, in the sputtering target material of the comparative example, the density measurement was performed at five points of the portion (i to iv) corresponding to the outer peripheral portion and the portion (v) corresponding to the central portion. Also, the deviation from the average value of the relative density was 0.7% at the maximum, which was larger than the deviation of the sputtering target material of the present invention.

1: Zn2SnO4
2: ZnO상
3: 공공
1: Zn 2 SnO 4 phase
2: ZnO phase
3: Public

Claims (4)

금속 성분 전체에 대하여, Sn을 20원자% 내지 50원자%, Zn을 50원자% 내지 80원자% 함유하는 산화물 소결체이며, 1050㎛2당, 2.0㎛를 초과하는 원 상당 직경을 갖는 공공이 1개 미만인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타깃재.Wherein the oxide sintered body contains 20 atom% to 50 atom% of Sn and 50 atom% to 80 atom% of Zn with respect to the whole metal component, and one pore having a circle equivalent diameter exceeding 2.0 탆 per 1050 탆 2 , &Lt; / RTI &gt; 제1항에 있어서, 1050㎛2당, 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 원 상당 직경을 갖는 공공이 5개 이하인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타깃재.The sputtering target material according to claim 1, wherein the number of voids having a circle-equivalent diameter of not less than 0.1 μm and not more than 2.0 μm per 1050 μm 2 is not more than 5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상대 밀도의 평균값이 98.5% 이상인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타깃재.The sputtering target material according to claim 1 or 2, wherein an average value of the relative density is 98.5% or more. 제3항에 있어서, 상기 상대 밀도의 평균값으로부터의 편차[(최댓값-최솟값)/평균값×100(%)]가 0.3% 이하인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타깃재.4. The sputtering target material according to claim 3, wherein the deviation [(maximum value - minimum value) / average value x 100 (%)] from the average value of the relative density is 0.3% or less.
KR1020160165654A 2015-12-11 2016-12-07 Sputtering target material KR20170069933A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-242148 2015-12-11
JP2015242148 2015-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170069933A true KR20170069933A (en) 2017-06-21

Family

ID=59081242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160165654A KR20170069933A (en) 2015-12-11 2016-12-07 Sputtering target material

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6781931B2 (en)
KR (1) KR20170069933A (en)
CN (1) CN106868459B (en)
TW (1) TWI608115B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019052373A (en) * 2017-09-14 2019-04-04 三菱マテリアル株式会社 Sputtering target
CN110280926B (en) * 2019-06-25 2021-11-09 上海大学 High-flux preparation method of Sn-Zn-Cu solder
CN112341159A (en) * 2020-10-20 2021-02-09 先导薄膜材料(广东)有限公司 Preparation method of indium gallium zinc oxide target material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11256320A (en) * 1998-03-13 1999-09-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Zno base sintered compact
JP2010037161A (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Hitachi Metals Ltd Oxide sintered compact, method for producing the same, sputtering target and semiconductor thin film
WO2011040028A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 出光興産株式会社 SINTERED In-Ga-Zn-O-TYPE OXIDE
JP5358891B2 (en) * 2006-08-11 2013-12-04 日立金属株式会社 Method for producing sintered zinc oxide

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11236219A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Zinc oxide-base sintered compact and its production
JP4552950B2 (en) * 2006-03-15 2010-09-29 住友金属鉱山株式会社 Oxide sintered body for target, manufacturing method thereof, manufacturing method of transparent conductive film using the same, and transparent conductive film obtained
JP2010070410A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Idemitsu Kosan Co Ltd Method for producing oxide sintered compact
CN102245531B (en) * 2008-12-12 2016-05-11 出光兴产株式会社 Composite oxide sintered body and sputtering target comprising same
JP5643524B2 (en) * 2009-04-14 2014-12-17 株式会社コベルコ科研 Cu-Ga alloy sputtering target and method for producing the same
CN103140454B (en) * 2010-09-29 2014-11-12 东曹株式会社 Sintered composite oxide, manufacturing method therefor, sputtering target, transparent conductive oxide film, and manufacturing method therefor
JP2012180248A (en) * 2011-03-02 2012-09-20 Kobelco Kaken:Kk Sintered oxide and sputtering target
JP5686067B2 (en) * 2011-08-05 2015-03-18 住友金属鉱山株式会社 Zn-Sn-O-based oxide sintered body and method for producing the same
JP5447743B1 (en) * 2012-06-06 2014-03-19 日立金属株式会社 Fe-Co alloy sputtering target material and method for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11256320A (en) * 1998-03-13 1999-09-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Zno base sintered compact
JP5358891B2 (en) * 2006-08-11 2013-12-04 日立金属株式会社 Method for producing sintered zinc oxide
JP2010037161A (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Hitachi Metals Ltd Oxide sintered compact, method for producing the same, sputtering target and semiconductor thin film
WO2011040028A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 出光興産株式会社 SINTERED In-Ga-Zn-O-TYPE OXIDE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 공개특허공보 특개2010-037161호(2010.02.18.) 1부. *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017110291A (en) 2017-06-22
CN106868459A (en) 2017-06-20
TW201720943A (en) 2017-06-16
TWI608115B (en) 2017-12-11
CN106868459B (en) 2019-04-26
JP6781931B2 (en) 2020-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101699968B1 (en) Sputtering target and oxide semiconductor film
KR101695578B1 (en) Oxide sintered body and sputtering target, and method for producing same
KR101762043B1 (en) Oxide sintered body and sputtering target
US9206502B2 (en) In—Ga—Zn oxide sputtering target and method for producing same
KR20170069933A (en) Sputtering target material
KR101932371B1 (en) Oxide sintered body, and sputtering target comprising the oxide sintered body
KR101932369B1 (en) Oxide sintered body and sputtering target comprising oxide sintered body
JP6731147B2 (en) Oxide sputtering target material
KR102099197B1 (en) Oxide sintered bodies and sputtering targets, and methods for manufacturing them
JP2010070448A (en) Sintered complex oxide and use thereof
JP6774624B2 (en) Oxide target material
JP7359836B2 (en) Oxide sintered body, sputtering target, and method for producing sputtering target
TWI836009B (en) Oxide sintered body, sputtering target and method for manufacturing sputtering target
JP2018059185A (en) Sputtering target material
JP6158129B2 (en) Oxide sintered body and sputtering target
KR20180121641A (en) Oxide sintered body and sputtering target, and method of manufacturing them
TWI842834B (en) Oxide sintered body, sputtering target and method for manufacturing sputtering target
TWI725685B (en) Sintered body
JP2017179595A (en) Sputtering target material, and its production method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application