KR20190042597A - A sputtering target - Google Patents

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KR20190042597A
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마르틴 슈로트
마르쿠스 슐타이스
안드레아스 헤르조그
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마테리온 어드벤스드 머티리얼즈 저머니 게엠베하
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Abstract

산화물 상을 함유하고 화학양론적 조성과 비교하여 감소된 산소 함량을 갖는 타겟 재료로 이루어진 광 흡수층을 제조하기 위한 스퍼터링 타겟이 공지되어 있다. 이와 같은 스퍼터링 타겟을 토대로 해서, 전기 전도성 상을 함유하고 전하 및 입자 형성을 회피하는 스퍼터링 타겟을 제공하기 위하여, 본 발명에 따라, 타겟 재료가 몰리브덴(Mo-상)으로 이루어진 금속 상을 함유하는 것, 그리고 산화물 상이 산화아연(ZnO-상) 및 화학식 MNOn-x를 갖는 혼합 산화물 상을 함유하는 것이 제안되며, 이 경우 M은 주요 성분인 아연(Zn)을 나타내고, N은 보조 성분인 니오븀(Nb) 및/또는 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 나타내며, 이 경우 x는 0보다 크고, n은 혼합 산화물 상의 화학양론적 조성의 산소 원자의 수를 지시한다.A sputtering target is known for producing a light absorbing layer comprising a target material containing an oxide phase and having a reduced oxygen content as compared to a stoichiometric composition. On the basis of such a sputtering target, in order to provide a sputtering target containing an electrically conductive phase and avoiding charge and particle formation, it is preferable that the target material contains a metal phase consisting of molybdenum (Mo-phase) , And the oxide phase contains zinc oxide (ZnO-phase) and a mixed oxide phase having the formula MNO nx , where M represents zinc (Zn), which is a major component, and N represents niobium (Nb) And / or titanium (Ti), where x is greater than 0 and n indicates the number of oxygen atoms in the stoichiometric composition on the mixed oxide.

Description

광 흡수층을 제조하기 위한 스퍼터링 타겟A sputtering target

본 발명은, 산화물 상을 함유하고 화학양론적 조성과 비교하여 감소된 산소 함량을 갖는 타겟 재료로 이루어진 광 흡수층을 제조하기 위한 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.The present invention relates to a sputtering target for producing a light absorbing layer comprising a target material containing an oxide phase and having a reduced oxygen content as compared to a stoichiometric composition.

광 흡수층은, 예를 들어 태양 열 적용 예에서 열을 흡수하기 위한 단일 층으로서 또는 층 시스템으로서, 또는 액정 디스플레이의 도체 경로를 덮기 위한 소위 "블랙 매트릭스 층"으로서 사용된다.The light absorbing layer is used as a so-called " black matrix layer " for covering a conductor path of a liquid crystal display, for example, as a single layer or a layer system for absorbing heat in solar thermal applications.

이와 같은 층 또는 층 시스템은, 예를 들어 캐소드 분무(스퍼터링)에 의해 연속하는 층들을 증착시킴으로써 제조된다. 이 경우에는, 고체, 즉 스퍼터링 타겟으로 이루어진 화합물 또는 원자가, 에너지 풍부한 이온(통상적으로는 희유 가스 이온)을 이용한 충격에 의해서 용해되거나 기체 상으로 전환된다. 기체 상태에 있는 원자 또는 분자가 최종적으로 응축에 의해서 스퍼터링 타겟 근처에 있는 기판상에 증착되어 그곳에서 하나의 층을 형성한다.Such a layer or layer system is fabricated by depositing successive layers, for example by cathode spraying (sputtering). In this case, a solid, that is, a compound or valence composed of a sputtering target is dissolved or converted into a gaseous phase by impact using energy-rich ions (typically rare gas ions). Atoms or molecules in the gaseous state are finally deposited on the substrate by condensation near the sputtering target to form a layer there.

태양 열 흡수층의 경우에, 층 구조는 전형적으로 하나 이상의 서멧 층 및 그 아래에 놓여 있고 선택적인 반사기로서 이용되는 금속 폐쇄 층을 포함한다. 서멧 층 내에 매립된 전도성 또는 금속성 입자는 전형적으로 5 내지 30 nm의 직경을 갖는다.In the case of a solar absorbing layer, the layer structure typically includes at least one cermet layer and a metal closure layer underlying it and used as an optional reflector. The conductive or metallic particles embedded in the cermet layer typically have a diameter of 5 to 30 nm.

액정 디스플레이에 사용되는 "서멧 층 시스템"도, 금속 상으로 이루어진 영역이 산화물 매트릭스 내에 매립되어 있는 흡수층을 구비하는 경우가 많다.The " cermet layer system " used in a liquid crystal display also often has an absorbing layer in which a region made of a metal is embedded in an oxide matrix.

고품질의 층을 경제적으로 스퍼터링 하기 위해, "직류 전압 스퍼터링" 또는 "DC-스퍼터링"(Direct Current Sputtering: 직류 스퍼터링)이 제공된다. 이 경우에는, 캐소드로서 접속된 타겟과 애노드(종종 플랜트 하우징) 사이에 직류 전압이 인가된다. 불활성 가스 원자의 충격 이온화에 의해 진공화된 가스 챔버 내에서 저압 플라즈마가 형성되며, 이 저압 플라즈마의 양전하 성분이, 인가된 직류 전압에 의해 영구적인 미립자 흐름으로서 타겟을 향하는 방향으로 가속되고, 충격의 경우에 미립자가 타겟으로부터 밖으로 튀어나가며, 상기 미립자가 재차 기판을 향하는 방향으로 이동하여 그곳에서 층으로서 침전된다. DC-스퍼터링은 전기 전도성 타겟 재료를 요구하는데, 그 이유는 그렇지 않은 경우에는 타겟이 전기적으로 충전된 미립자의 영구적인 흐름으로 인해 충전되고, 이로써 직류 전압장이 보상될 것이기 때문이다. 이와 같은 내용은, 또한 2개의 스퍼터링 타겟이 kHz-리듬으로 캐소드 및 애노드로서 교대로 스위칭 되는, 기술적으로 관련된 MF-스퍼터링에 대해서도 적용된다.To economically sputter a layer of high quality, "DC voltage sputtering" or "DC sputtering" (direct current sputtering) is provided. In this case, a DC voltage is applied between the anode and the anode (often the plant housing) connected as the cathode. A low pressure plasma is formed in the evacuated gas chamber by impact ionization of inert gas atoms and the positive charge component of the low pressure plasma is accelerated in a direction toward the target as a permanent particulate flow by the applied DC voltage, In this case, the fine particles are protruded out from the target, and the fine particles move again in the direction toward the substrate, where they are deposited as layers. DC sputtering requires an electrically conductive target material because otherwise the target will be charged due to the permanent flow of the electrically charged particulate, thereby compensating for the DC voltage field. This also applies to technically related MF-sputtering, in which two sputtering targets are alternately switched as cathodes and anodes in kHz-rhythms.

층의 최종적인 구조화는 일반적으로 습식 에칭 처리 또는 건식 에칭 처리에 의해서 이루어진다. 하지만, 산화물 및 매립된 금속 입자가 상이한 에천트(etchant)를 필요로 하기 때문에, 서멧 층 시스템은 에칭하기가 어렵다. 그렇기 때문에, 가시적인 스펙트럼 범위에서 높은 흡수율 및 낮은 반사율을 나타내지만, 독성 물질의 형성 없이 그리고 입자 잔류물 없이 간단한 희석된 산을 사용해서 균일하게 에칭될 수 있는 층 구조물이 바람직하다.The final structuring of the layer is generally accomplished by a wet etch process or a dry etch process. However, the cermet layer system is difficult to etch because the oxide and buried metal particles require different etchants. Hence, a layer structure that exhibits high absorption and low reflectance in the visible spectral range, but which can be uniformly etched using a simple dilute acid without the formation of toxic substances and without particle residues, is desirable.

이 목적을 위해, 특허 문헌은 상이한 접근 방식을 제공한다. DE 10 2012 112 739 A1호 및 DE 10 2012 112 742 A1호는, 내화 금속 및 이들의 산화물을 함유하는 서멧 층을 제안한다. DE 10 2013 103 679 A1호는, 아화학양론적 함량의 산소 및 몰리브덴으로 이루어진 매립된 금속 입자를 갖는 산화아연 및 산화니오븀을 기재로 하는 특히 바람직한 해결책을 기재하고 있다. 이 경우, 금속성 몰리브덴의 비율은 25 내지 50 중량%의 범위 내에 놓여 있으며, 이와 같은 상황은 나머지 층 성분들의 밀도에 따라 일반적으로 30% 미만의 금속성 Mo-상의 부피분율(volume fraction)에 상응한다.For this purpose, the patent literature provides a different approach. DE 10 2012 112 739 A1 and DE 10 2012 112 742 A1 propose cermet layers containing refractory metals and their oxides. DE 10 201 103 679 A1 describes a particularly preferred solution based on zinc oxide and niobium oxide with buried metal particles consisting of oxygen and molybdenum in sub stoichiometric amounts. In this case, the proportion of metallic molybdenum lies in the range of 25 to 50 wt.%, Which corresponds to a volume fraction of metallic Mo-phase generally less than 30%, depending on the density of the remaining layer constituents.

타겟 재료 내에서 예컨대 몰리브덴과 같이 밀도가 높은 산화물 및 금속 입자의 동일한 형태의 분포는, 특히 합금 성분들의 입자 크기가 상이한 경우에는 어려운 것으로 증명된다. 그러나 균일한 분포는 안정된 스퍼터링 공정을 위해 매우 중요한데, 특히 다수의 산화물에서의 경우와 같이, 개별 상 또는 성분들의 전도율이 불량인 경우에 매우 중요하다.The distribution of the same type of oxides and metal particles in the target material, for example molybdenum, is proved to be difficult, especially when the particle sizes of the alloying elements are different. However, a uniform distribution is very important for a stable sputtering process, especially when the conductivity of individual phases or components is poor, such as in many oxides.

그 외에도, 공지된 해결 접근 방식에 의해서는, 타겟 재료의 원하는 전기 전도율이 재생 가능하게 보장될 수 없다. 그 이유는, 충분한 전기 전도율이 대부분은 다만 예컨대 몰리브덴 상과 같은 연속하는 금속 상을 통해서만 달성될 수 있기 때문이다. 이를 위해 적어도 필요한 전도성 상의 부피분율은 30% 이상인데, 그 이유는 그렇지 않으면 퍼콜레이션 네트워크(percolation network)가 형성될 수 없기 때문이다. 이와 같은 최소 분율은, 금속 상 영역 또는 전도성 입자의 전형적인 치수에 대해 적용된다; 상기 치수가 작을수록 최소 분율은 그만큼 더 높다.In addition, by the known solution approach, the desired electrical conductivity of the target material can not be reproducibly ensured. The reason for this is that sufficient electrical conductivity can mostly only be achieved through a continuous metal phase, such as a molybdenum phase. At least the required volume fraction of the conductivity is at least 30%, because otherwise the percolation network can not be formed. Such a minimum fraction applies to typical dimensions of the metal phase region or conductive particles; The smaller the dimension, the higher the minimum fraction.

한 가지 해결책은, EP 0 852 266 A1호에 기술된 바와 같이, 환원된 산화물 상의 전기 전도율의 이용을 제공한다. 스퍼터링 타겟은, 화학식 MOx를 갖는 금속 산화물을 함유하는 재료로 이루어지며, 상기 화학식에서 M은 Ti, Nb, Ta, Mo, W, Zr 및 Hf의 그룹으로부터 선택된 금속이다. 타겟 재료인 TiO2 및 Nb2O5에 대해서는, 완전-화학양론적 산화물에 대하여 산소 함량을 줄임으로써 소정의 전기 전도율에 도달하게 된다. TiO2에 대해서는 x = 1.93이 적용되고, Nb2O5에 대해서는 4.996 < x < 4.93이 적용되며, 이 경우 "x"는 산소 결핍의 정도를 정의하고, x-값이 감소함에 따라 전기 전도율이 증가한다. 타겟 재료는 Cr, Ce, Y, Si, Al 및 B의 산화물의 완전-산화성 첨가물을 함유할 수 있다. 결과는, 몰리브덴 및 환원된 Nb2O5 또는 TiO2로 이루어진 전기 전도성 매트릭스 내의 비-전도성 상이다. 따라서, 타겟 재료는 퍼콜레이션 네트워크의 의미에서 전기 전도성이다.One solution provides the use of electrical conductivity of the reduced oxide phase, as described in EP 0 852 266 A1. The sputtering target is made of a material containing a metal oxide having the formula MO x wherein M is a metal selected from the group of Ti, Nb, Ta, Mo, W, Zr and Hf. For the target materials TiO 2 and Nb 2 O 5 , the desired electrical conductivity is reached by reducing the oxygen content for the complete-stoichiometric oxide. X = 1.93 for TiO 2 and 4.996 < x < 4.93 for Nb 2 O 5 , where x defines the degree of oxygen deficiency and the electrical conductivity . The target material may contain a complete-oxidizable additive of an oxide of Cr, Ce, Y, Si, Al and B. The result is a non-conductive phase in an electrically conductive matrix consisting of molybdenum and reduced Nb 2 O 5 or TiO 2 . Thus, the target material is electrically conductive in the context of a percolation network.

종래의 스퍼터링 타겟이 공지되어 있는 WO 2016/026590 A1호는, 주석, 아연, 인듐, 또는 산화물 또는 아화학양론적 산화물 형태의 상기 물질들의 혼합물 그리고 몰리브덴, 텅스텐 또는 이들 물질의 합금을 함유하는 타겟 재료로 이루어진 부분 흡수성 층을 제조하기 위한 스퍼터링 타겟을 개시한다. 그에 대해 보완적으로, 타겟 재료는, 니오븀, 하프늄, 티타늄, 탄탈룸, 바나듐, 이트륨, 지르코늄, 알루미늄, 및 산화물 또는 아화학양론적 산화물로서 존재하는 상기 물질들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 함유할 수 있다.WO 2016/026590 A1, in which a conventional sputtering target is known, comprises a target material containing tin, zinc, indium, or a mixture of these materials in the form of oxides or substoichiometric oxides and molybdenum, tungsten or an alloy of these materials &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; sputtering target. Complementary thereto, the target material may comprise a metal selected from the group consisting of niobium, hafnium, titanium, tantalum, vanadium, yttrium, zirconium, aluminum, and mixtures of these materials present as oxides or sub stoichiometric oxides .

그러나 전기 전도성 및 전기 절연성 상들의 동시 존재는 스퍼터링 공정을 위해 바람직하지 않다고 밝혀졌다. 전기 절연성 상은 충전되고 제어되지 않은 방전이 야기한다(문헌에서는 "아킹(arcing)"으로서도 지칭됨). 아킹은, 증착된 층의 특성에 부정적으로 작용하는 국부적인 용융을 통해 얼룩을 유발할 수 있다. 더 나아가, 아킹에 의해서는 스퍼터링 타겟의 국부적인 과열 및 이와 연관된 국부적인 전압 스파이크가 발생할 수 있으며, 이와 같은 상황은 균열 및 입자 형성을 초래할 수 있고, 심지어 스퍼터링 타겟을 파괴할 수도 있다.However, it has been found that the simultaneous presence of electrically conductive and electrically insulating phases is not desirable for the sputtering process. The electrically insulating phase causes charged and uncontrolled discharges (also referred to in the literature as " arcing "). Arcing can cause staining through local melting, which negatively affects the properties of the deposited layer. Furthermore, arcing can cause local overheating of the sputtering target and associated local voltage spikes, which can lead to cracking and particle formation, and even destruction of the sputtering target.

그렇기 때문에, 본 발명의 과제는, 전기 전도성 상을 함유하고, 기계적으로 우수하게 처리될 수 있으며, 전하 및 입자 형성을 회피하는 스퍼터링 타겟을 제공하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a sputtering target containing an electrically conductive phase, which can be treated mechanically well, and avoids charge and particle formation.

상기 과제는, 서문에 언급된 유형의 스퍼터링 타겟으로부터 시작하여, 본 발명에 따라 타겟 재료가 몰리브덴으로 이루어진 금속 상((Mo-상)을 함유함으로써, 그리고 산화물 상인 산화 아연(ZnO-상)이 화학식 MNOn-x를 갖는 혼합 산화물 상을 함유함으로써 해결되며, 이 경우 M은 주요 성분인 아연(Zn)을 나타내고, N은 보조 성분인 니오븀(Nb) 및/또는 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 나타내며, 이 경우 x는 0보다 크고, n은 혼합 산화물 상의 화학양론적 조성의 산소 원자의 수를 지시한다.This object is achieved by starting from a sputtering target of the type mentioned in the preamble, in which the target material comprises a molybdenum-containing metal phase ((Mo-phase)) and zinc oxide (ZnO- is solved by containing the mixed oxides having the MNO nx, in this case M represents a zinc (Zn) main components, N denotes at least one of a secondary component, niobium (Nb) and / or titanium (Ti), the Where x is greater than 0 and n indicates the number of oxygen atoms in the stoichiometric composition on the mixed oxide.

본 발명에 따른 타겟 재료는, 금속성 Mo-상, ZnO로 이루어진 상 및 아화학양론적 산소 함량을 갖는 혼합 산화물 상을 함유한다. 이들 모든 상은 특유의 전기적 특성을 나타낸다. Mo-상은 금속 전도성이고, ZnO는 밴드 갭(band gap)이 큰 Ⅱ-Ⅵ-반도체이고, 혼합 산화물 상은 산소 결핍 지점으로 인해 전기 전도성이다. 혼합 산화물 상의 전기 전도율은 이와 같은 상의 아화학양론의 정도, 다시 말해 x의 값에 의존한다. 화학양론 근처에서는, x가 클수록 전기 전도율이 그만큼 더 높다는 사실이 적용된다. 혼합 산화물 상인 MNOn-x가 산화성임으로써, 결과적으로 x에 대한 값은 항상 1보다 작다.The target material according to the present invention contains a metallic Mo-phase, a phase consisting of ZnO and a mixed oxide phase having a substoichiometric oxygen content. All of these phases exhibit unique electrical properties. The Mo-phase is metal-conductive, ZnO is a II-VI-semiconductor with a large band gap, and the mixed oxide phase is electrically conductive due to the oxygen deficiency point. The electrical conductivity on the mixed oxide depends on the degree of sub-stoichiometry of this phase, i. Near stoichiometry, the fact that the larger x is, the higher the electrical conductivity is. As the mixed oxide phase MNO nx is oxidizing, the result is always less than 1 for x.

혼합 산화물 상은 아연, 및 니오늄 및/또는 티타늄을 함유하는 하나 이상의 보조 성분으로 조성된다. 아연과 결합된 상기 보조 성분 및 금속성 Mo-상의 동시 존재는, 아화학양론을 유도하는 경향이 있고, 타겟 재료의 충분한 전기 전도율을 야기하는 것으로 밝혀졌다.The mixed oxide phase is composed of one or more auxiliary components containing zinc, and niobium and / or titanium. The co-existence of the auxiliary component and the metallic Mo- phase combined with zinc tends to induce substoichiometry and has been found to cause sufficient electrical conductivity of the target material.

또한, 금속성 Mo-상으로 이루어진 몰리브덴이 ZnO로 이루어진 상 내부로 확산할 수 있음으로써, 결과적으로 ZnO-상도 금속성 몰리브덴의 존재하에서는 전기적으로 우수한 전도성을 가질 수 있다고 밝혀졌다.In addition, it has been found that molybdenum made of a metallic Mo-phase can diffuse into the phase of ZnO, resulting in an electrically excellent conductivity in the presence of ZnO-phase metallic molybdenum.

따라서, 본 발명에 따른 타겟 재료는 전기 전도성 상과 전기 절연성 상의 동시적인 존재를 광범위하게 회피한다. 따라서, DC-스퍼터링 또는 MC-스퍼터링 동안 전기 절연성 상의 정전기적인 충전이 피해지고, 이로써 제어되지 않은 방전 및 국부적인 용융도 피해진다. 이와 같은 상황은, 하나의 층을 생성하기 위해 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟을 사용할 때의 낮은 아킹 속도에서, 적은 개수의 용융 얼룩에서, 그리고 낮은 균열 발생 가능성에서 나타난다.Therefore, the target material according to the present invention widely avoids the simultaneous presence of the electrically conductive phase and the electrically insulating phase. Thus, electrostatic charging of the electrical insulating phase during DC-sputtering or MC-sputtering is avoided, thereby avoiding uncontrolled discharging and local melting. This situation arises at low arcing rates when using the sputtering target according to the invention to create one layer, in a small number of molten smudges and in the possibility of low cracking.

높은 전기 전도율과 관련하여, 혼합 산화물 상은 바람직하게 Zn3Nb2O8-x 및/또는 Zn2TiO4-x 및/또는 ZnNb2O6-x로 이루어진다.With respect to the high electrical conductivity, the mixed oxide phase preferably consists of Zn 3 Nb 2 O 8-x and / or Zn 2 TiO 4-x and / or ZnNb 2 O 6-x .

상기 혼합 산화물 상에서 전형적으로 그리고 바람직하게 나타나는 환원 정도는, 이론적으로 가능한 최대 산소 함량의 80 내지 95%의 산소 함량에 의해서 정의되어 있지만, 그보다 더 아래에 놓일 수도 있다; 그에 따라, 상기 실험식에서, x는 (화학양론적 산소 함량을 기준으로) 5 내지 20%의 값을 나타낸다.The degree of reduction typically and preferably present on the mixed oxide is defined by the oxygen content of 80 to 95% of the maximum theoretically possible maximum oxygen content, but may be placed further below; Accordingly, in the empirical formula, x represents a value of 5 to 20% (based on the stoichiometric oxygen content).

스퍼터링 타겟의 특히 바람직한 일 실시 예에서는, 타겟 재료 내의 혼합 산화물 상이 횡단면에서 300 ㎛2 미만의, 바람직한 방식으로 선호되는 200 ㎛2의 최대 면적을 갖는 치수의 상 영역을 형성한다.In particularly preferred embodiments of the sputtering target such as to form a region of a size having a maximum area of 200 ㎛ 2 is less than 300 ㎛ 2 in the mixed oxide different cross-section, preferably in a desired manner in the target material.

상 영역이 작을수록, 정전하(electrostatic charge) 위험은 그만큼 더 적어진다. 혼합 산화물 상은, 일반적으로 타겟 재료의 제조 과정에서 비로소, 특히 고온하에서의 압축 중에 형성되고, 이로 인해 타겟 재료의 압축에 긍정적인 영향을 미치는 증가된 소결 활성(sintering activity)을 야기한다. 타겟 제조의 출발 물질의 입자가 작을수록, 그만큼 더 작은 상 영역에 도달할 수 있다. 짧은 확산 경로는, 원하는 혼합 산화물 상으로의 보다 신속하고 완전한 전환 및 타겟 재료의 신속한 압축에 기여한다. 고온 및 긴 처리 기간에서는, 상 영역의 바람직하지 않은 조대화(coarsening)가 발생할 수 있다.The smaller the phase area, the less the risk of electrostatic charge. The mixed oxide phase generally results in sintering activity which is formed during the production of the target material, especially during compression at high temperatures, thereby positively affecting the compression of the target material. The smaller the particles of the starting material of the target production, the smaller the phase area can be reached. The short diffusion path contributes to faster and complete conversion to the desired mixed oxide phase and rapid compaction of the target material. At high temperatures and long periods of processing, undesirable coarsening of the phase region may occur.

특히 이와 관련하여, 타겟 재료 내의 ZnO-상도 바람직하게는 횡단면에서 100 ㎛2 미만의 최대 면적을 갖는 치수의 상 영역을 형성한다. ZnO-상의 상 영역은, ZnO-상이 10 ㎛ 미만의, 바람직하게는 5 ㎛ 미만의 최대 가로 치수를 형성하는 경우에 특히 적합하다.Particularly in this regard, the ZnO-phase in the target material also preferably forms an image area of dimensions with a maximum area of less than 100 [mu] m &lt; 2 &gt; The phase region of the ZnO-phase is particularly suitable when the ZnO-phase forms a maximum transverse dimension of less than 10 [mu] m, preferably less than 5 [mu] m.

광 흡수층의 에칭 속도는, 실질적으로 타겟 재료에서 사전 설정된 바와 같이 ZnO/Nb2O5 또는 ZnO/TiO2 비율에 의해서 결정된다. 특히 이와 관련하여, 타겟 재료 내에서 ZnO-상의 부피분율은 바람직하게 20 내지 85%의 범위 내에 놓여 있다.The etch rate of the light absorbing layer is determined by the ratio of ZnO / Nb 2 O 5 or ZnO / TiO 2 substantially as predetermined in the target material. Particularly in this regard, the volume fraction of ZnO-phase in the target material lies preferably in the range of 20 to 85%.

몰리브덴은 타겟 재료 내에 금속 형태로 존재한다. 열역학적 이유에서 소정의 비율이 산화되어 예를 들어 아화학양론적 MoO3-x로서 존재한다는 내용이 가정될 수 있다. 이와 무관하게, 금속성 Mo-상은 아화학양론적 산화물 외에, 증착된 층의 흡수 및 이와 더불어 흑변(blackening) 정도에 책임이 있다.Molybdenum is present in the form of metal in the target material. For a thermodynamic reason, it can be assumed that a predetermined proportion is oxidized and exists, for example, as stoichiometric MoO 3-x . Regardless, the metallic Mo-phase is responsible for the absorption of the deposited layer as well as the degree of blackening in addition to the sub-stoichiometric oxide.

특히 이와 관련하여, 타겟 재료 내에서 Mo-상의 부피분율이 10 내지 30%의 범위 내에 놓여 있는 경우가 바람직하다고 입증되었다.Particularly in this connection, it has been proved desirable to have a Mo-phase volume fraction within the range of 10 to 30% in the target material.

더 나아가, Mo-상의 50% 이상의 부피분율이 ZnO-상 내부에 매립되어 있는 경우가 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.Furthermore, it has been found to be particularly advantageous if a volume fraction of more than 50% of the Mo- phase is embedded in the ZnO-phase.

ZnO-상을 둘러싸고 금속성 Mo로 이루어진 상 영역은, 금속의 연성 때문에 타겟 재료의 구조에 긍정적인 영향을 미치고, 기계적인 응력 또는 균열의 발생을 감소시킨다.The phase region of the metallic Mo surrounding the ZnO-phase has a positive influence on the structure of the target material due to the ductility of the metal and reduces the occurrence of mechanical stresses or cracks.

스퍼터링 타겟의 특히 바람직한 실시 예들에서는, 혼합 산화물 상의 부피분율이 7% 이상이고, 바람직하게는 7 내지 60%의 범위 내에 놓여 있다.In particularly preferred embodiments of the sputtering target, the volume fraction of mixed oxide phase is at least 7%, preferably in the range of from 7 to 60%.

7% 미만의 부피분율에서는, 혼합 산화물 상의 전기 전도성이 만들어지고, 압축 과정이 가속될 때에는 혼합 산화물 상의 작용이 거의 눈에 띄지 않으며, 이와 같은 사실은 입자 생성 없이는 균열 없는 스퍼터링 타겟의 제조를 어렵게 한다. 부피분율이 60% 이상이면, 금속성 Mo-상 및 ZnO-상의 전술된 바람직한 효과들이 덜 중요한 것으로 간주된다.At a volume fraction of less than 7%, the electrical conductivity on the mixed oxide is created, and when the compression process is accelerated, the action of the mixed oxide phase is scarcely noticeable, making it difficult to manufacture a crack-free sputtering target without particle generation . If the volume fraction is greater than 60%, the above-described desirable effects of metallic Mo-phase and ZnO- are deemed less important.

스퍼터링 타겟의 바람직한 일 실시 예에서는, 타겟 재료에서 Zn3Nb2O8-x로 이루어진 혼합 산화물 상의 부피분율이 7 내지 60%의 범위 내에 놓여 있으며, 이 경우 x > 0.6이다.In one preferred embodiment of the sputtering target, the volume fraction of the mixed oxide phase of Zn 3 Nb 2 O 8 -x in the target material lies in the range of 7 to 60%, where x> 0.6.

스퍼터링 타겟의 다른 바람직한 일 실시 예에서는, 타겟 재료에서 ZnNb2O6-x로 이루어진 혼합 산화물 상의 부피분율이 0 내지 10%의 범위 내에 놓여 있으며, 이 경우 x > 0.3이다.In another preferred embodiment of the sputtering target, the volume fraction of the mixed oxide phase of ZnNb 2 O 6-x in the target material lies in the range of 0-10%, where x> 0.3.

스퍼터링 타겟의 다른 바람직한 일 실시 예에서는, 타겟 재료에서 Zn2TiO4-x로 이루어진 혼합 산화물 상의 부피분율이 5 내지 60%의 범위 내에 놓여 있으며, 이 경우 x > 0.2이다.In another preferred embodiment of the sputtering target, the volume fraction of the mixed oxide phase of Zn 2 TiO 4-x in the target material lies in the range of 5 to 60%, in which case x> 0.2.

본 발명에 따른 스퍼터링 타겟의 혼합 산화물 상은 2개 이상의 성분을 함유한다; 이 혼합 산화물 상은 적어도 2진수이다. 이로 인해 그리고 Mo-상과 조합된 상태에서는, 적은 아킹과 관련하여 전술된 바람직한 효과를 야기하고 타겟 재료의 적은 입자 형성 및 적은 균열 발생 가능성을 야기하는 타겟 재료의 바람직한 전기 전도율이 보장된다. 단수의 비율은 약간의 아화학양론에서 상기와 같은 효과를 나타내지 않는다. 그렇기 때문에, 타겟 재료는 바람직한 방식으로 화학식 NOn을 갖는 단수의 상을 함유하지 않게 되며, 이 경우 N은 보조 성분인 니오븀(Nb) 및/또는 티타늄(Ti) 중 하나이며, 그리고 이 경우 n은 개별 상의 화학양론적 산소 함량을 나타내는 숫자이다. 또는 타겟 재료는, 겨우 각각 10% 미만의 부피분율로만 상기 상들을 함유한다.The mixed oxide phase of the sputtering target according to the present invention contains two or more components; This mixed oxide phase is at least binary. This, and in combination with the Mo-phase, ensures the desired electrical conductivity of the target material which leads to the desired effect described above in connection with less arcing and which leads to less particle formation of the target material and less cracking potential. The ratio of singlets does not show the same effect in some sub stoichiometries. Thus, the target material does not contain a singular phase having the formula NO n in a preferred manner, where N is one of the auxiliary components niobium (Nb) and / or titanium (Ti) It is a number indicating the stoichiometric oxygen content of the individual phase. Or the target material contains the phases only in volume fractions of less than 10% each.

특히 바람직하게, 타겟 재료는 NbO2 또는 Nb2O5로 이루어진 단수의 산화니오븀-상 및 TiO2 또는 TiO 형태의 단수의 산화티타늄-상을 총 10% 미만의 부피분율로 함유한다.Particularly preferably, the target material contains a singular niobium oxide phase consisting of NbO 2 or Nb 2 O 5 and a singular number of titanium oxide phases in the form of TiO 2 or TiO in a total volume fraction of less than 10%.

존재한다면, 화학식 NOn의 단수의 상을 갖는 상 영역의 치수는 가급적 작은데, 바람직하게 상기 치수는 100 ㎛2 미만의 최대 면적을 갖는 횡단면에서의 치수를 나타낸다.If present, the dimension of the image area with a single image of the formula NO n is preferably as small as possible, preferably said dimension represents a dimension in the cross-section having a maximum area of less than 100 μm 2 .

그렇기 때문에, 특히 바람직한 일 실시 예에서는, 스퍼터링 타겟이 13 내지 30 부피-%의 Mo, 화학식이 NOn(이 경우, N = 니오븀 및/또는 티타늄)인 3 내지 50 부피-%의 단수의 산화물, 및 나머지 ZnO를 함유하는 조성을 갖는다.Hence, in a particularly preferred embodiment, the sputtering target comprises 3 to 50 volume-% of a single oxide of 13 to 30 volume-% Mo, the formula being NO n (in this case, N = niobium and / or titanium) And the remaining ZnO.

높은 전기 전도율과 관련해서는, Mo-상이 타겟 재료 내에 가급적 미세하게 분포되어 있고, 25 ㎛ 미만의 최대 가로 치수를 갖는 상 영역을 형성하는 경우가 유용하다고 입증되었다.With respect to high electrical conductivity, it has proven useful when the Mo-phase is as finely distributed as possible in the target material and forms an image area with a maximum transverse dimension of less than 25 [mu] m.

재료 조성 외에, 결정 구조의 입자 크기도 균열 형성 경향과 관련하여 또 다른 결정적인 요인으로서 증명되었다. 구조가 미세할수록, 결정 구조의 입자 크기는 그만큼 더 적어진다. 그렇기 때문에, 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟의 경우에는, 타겟 재료가 바람직하게 200 nm 미만의 평균 결정자 크기를 갖는 결정 구조를 갖는다.In addition to the material composition, the grain size of the crystal structure has also been demonstrated as another critical factor in relation to the tendency to crack formation. The finer the structure, the smaller the grain size of the crystal structure. Therefore, in the case of the sputtering target according to the present invention, the target material preferably has a crystal structure having an average crystallite size of less than 200 nm.

타겟 재료는 전형적으로 이론적인 밀도의 95% 이상의 밀도, 및 이론적으로 가능한 최대 산소 함량의 30 내지 70%의 산소 함량에 의해서 규정된 환원 정도를 갖는다. 타겟 재료는, 각각 1 g의 5개 샘플의 조성이 5% 미만의 각각의 물질의 표준 편차를 갖는다는 의미에서, 타겟 재료를 형성하는 성분의 균질한 조성을 갖는다. 환원 정도는, 각각 1 g의 5개 샘플의 환원 정도가 5% 미만의 환원 정도 표준 편차를 갖는다는 의미에서 균질하다.The target material typically has a degree of reduction defined by a density of at least 95% of the theoretical density and an oxygen content of 30 to 70% of the theoretically maximum possible oxygen content. The target material has a homogeneous composition of the components forming the target material, in the sense that the composition of the five samples of 1 g each has a standard deviation of less than 5% of the respective materials. The degree of reduction is homogeneous in the sense that the degree of reduction of 5 samples of 1 g each has a standard deviation of reduction degree of less than 5%.

정의 및 측정 방법Definition and measurement method

상의 구조 조사 및 면적 크기Structure survey and area size

미세 구조를 조사하기 위해, 스퍼터링 타겟의 단편을 진공 상태에서 에폭시수지 내에 매립하고, 연삭 가공하여, 광택 처리하였다. 광택 처리된 섹션을 Struers 사(社)의 습식 연마 기계 Labo-Pol-25 상에서 200 rpm으로 8개의 연삭 가공 단계(120, 320, 500, 800, 1200, 1500, 2400 및 4000)에서 그리고 Struers 사(社)의 LaboPol-5 상에서 (250 rpm으로) 하나의 광택 처리 과정에서 1 ㎛의 섬도에 도달할 때까지 (다이아몬드 폴리싱 페이스트 Two-in-One) 광택 처리하였다. 샘플의 현미경 관찰을 주사 전자 현미경 Zeiss Ultra 55에서 수행하였고, EDX Oxford Inka FET X3를 이용해서 조성을 양자화하였다.In order to investigate the microstructure, a piece of the sputtering target was embedded in an epoxy resin in a vacuum state, ground, and polished. The polished sections were processed in eight grinding steps (120, 320, 500, 800, 1200, 1500, 2400 and 4000) at 200 rpm on a Struers wet polishing machine Labo-Pol- (Diamond polishing paste Two-in-One) on a LaboPol-5 (at 250 rpm) until a fineness of 1 [mu] m was reached in one gloss process. Microscopic observation of the samples was performed on a scanning electron microscope Zeiss Ultra 55 and the composition was quantified using EDX Oxford Inka FET X3.

REM에서 개별 최대 수평 길이 및 수직 길이를 측정함으로써 상의 면적 크기를 결정하였다. 면적 크기는 2개 최댓값의 곱에 의해서 얻어졌다. 최댓값은 40개의 개별 면적 중에서 결정되었다.The area size of the image was determined by measuring the individual maximum horizontal length and vertical length in the REM. Area size was obtained by multiplying two maxima. The maximum value was determined from 40 individual areas.

평균 입자 크기Average particle size

평균 입자 크기(M)는 다음의 방정식에 따라 법(DIN EN ISO 643)에서 결정되었다.The average particle size (M) was determined according to the following equation (DIN EN ISO 643).

M=(L*p)/(N*m) (1),M = (L * p) / (N * m) (1),

여기서 L: 측정 선의 길이here L: Length of measuring line

p: 측정 선의 숫자 p: the number of the measurement line

N: 절단 몸체의 숫자 N: Number of cutting body

m: 배율 m: Scale

이들 값은 3개의 다양한 측정 지점에서 결정되었다. 그 다음에, 이로부터 산술 평균이 형성된다.These values were determined at three different measurement points. An arithmetic mean is then formed from this.

상 분석 및 위 분율의 결정Phase analysis and determination of percentage

마노 절구(agate mortar)를 이용해서 분쇄된 샘플을 조직 형성을 피하면서 샘플 캐리어 내부로 삽입하였고, Stoe & Cie 사의 X선-2-원형-분말 회절계인 Stadi P를 이용하여 투과 상태에서 측정하였다. 6.60°의 범위를 갖는 선형 위치 감지 검출기(LPSD: Linear Position Sensitive Detector)가 사용되고, 2 세타 측정 범위(3,000° 내지 79,990°)에서 0.010°의 단계 폭으로 측정된다. 측정 기간은 0.55°(20 초/단계)의 단계에서 240 초이고, 전체 측정은 6.47 시간 동안 지속된다. Cu-K-a-1-방사선(= 1.54056 옹스트롬)으로 작업이 이루어진다. 사용된 제너레이터는 40 kV의 전압 및 30 mA의 전류 세기로 동작한다. 회절계의 조정 및 보정은 NIST-표준 Si(640 d)에 따라 이루어진다.The ground sample was inserted into the sample carrier while avoiding tissue formation using an agate mortar and measured in a transmission state using Stadi P, an X-ray-2-circular-powder diffraction system from Stoe & Cie. Linear Position Sensitive Detector (LPSD) with a range of 6.60 ° is used and is measured with a step width of 0.010 ° in the second-order measurement range (3,000 ° to 79,990 °). The measurement period is 240 seconds in the step of 0.55 (20 seconds / step), and the whole measurement lasts 6.47 hours. The work is done with Cu-K-a-1 radiation (= 1.54056 Angstroms). The generator used operates with a voltage of 40 kV and a current intensity of 30 mA. Adjustments and corrections of the diffractometer are made according to NIST-standard Si (640 d).

개별 상들의 부피분율을 다음과 같이 결정하였다: X선 회절 다이어그램을 정량적 상 분석 프로그램 : Rietveld SiroQuant®, 버전 V4.0을 이용하여 평가하였고, 이로써 선 강도로부터 상의 상대적인 분율을 결정한 다음에 이론적인 밀도를 이용하여 부피-%로 환산하였다.The X-ray diffraction diagram was evaluated using a quantitative phase analysis program: Rietveld SiroQuant, Version V4.0, whereby the relative fraction of the phase was determined from the linear intensity and the theoretical density And the volume was converted into a volume percentage.

결정자 크기의 결정Determination of crystallite size

상 분석에서 얻은 회절 패턴을 Stoe-프로그램 : Pattern-Fitting을 이용하여 수학적으로 조정하였고, 반사의 (피크-반치전폭) FWHM을 결정하였다. FWHM으로부터, Scherrer-방정식을 이용하여 결정자 크기를 계산하였으며(Rietveld-방법), 이와 관련해서는 "Power diffraction, theory and practice" (R. Dinnebier and S. Billing, RSC Publishing, ed. Royal Soc. Chemistry, London 2008, ISBN978-0-85404-231-9, in Chp. 13 ("Lattice defects and domain size effects") p. 376ff)도 참조된다. 수득된 측정값을 장치 표준 LaB6 NIST(660 b)에 대해 보정하였다.The diffraction pattern obtained from the phase analysis was mathematically adjusted using the Stoe-program: Pattern-Fitting and the FWHM of the reflection (peak-half width) was determined. From the FWHM, the crystallite size was calculated using the Scherrer equation (Rietveld-method), and in relation to this, "Power diffraction, theory and practice" (R. Dinnebier and S. Billing, RSC Publishing, ed. Royal Soc. London 2008, ISBN 978-0-85404-231-9, in Chp. 13 (" Lattice defects and domain size effects ") p. The measurements obtained were calibrated against the device standard LaB6 NIST (660 b).

밀도 결정Density determination

수중에서의 부력을 통해서 (아르키메데스의 방법에 따라) 밀도를 결정하였다. 이 목적을 위해, Mettler Toldedo 사의 저울 SB23001 DeltaRange를 이용하여 샘플의 무게를 측정하였다. 이어서, 수중에서 샘플의 중량을 결정하였다. 습윤 샘플을 새로이 칭량함으로써, 샘플에 의해 흡수된 물을 측정하였다. 샘플 밀도를 계산하기 위해, 22.5℃에서의 물의 밀도를 0.99791 g/cm3로 가정하였다. 다음의 공식에 따라 밀도를 계산하였다(g으로 표시된 중량):Density was determined by buoyancy in water (according to the method of Archimedes). For this purpose, the sample was weighed using Mettler Toldedo's balance SB23001 DeltaRange. The weight of the sample in water was then determined. By measuring the wet sample freshly, the water absorbed by the sample was measured. To calculate the sample density, the density of water at 22.5 [deg.] C was assumed to be 0.99791 g / cm &lt; 3 & gt ;. The density was calculated according to the following formula (weight expressed in g):

Figure pct00001
Figure pct00001

아르키메데스 밀도 및 100% 밀도의 지수는 몸체의 밀도를 백분율로 나타낸다.The Archimedes density and the index of 100% density represent the density of the body as a percentage.

산소 결핍anoxia

재료를 산화시키고 이어서 산소 결핍에 질량 증가를 할당함으로써 산소 결핍을 측정하는 것은 불가능하다. 그 원인은, 질량 균형을 왜곡시키는 MoO3로서의 몰리브덴의 증발 경향이다.It is impossible to measure oxygen deficiency by oxidizing the material and then assigning a mass increase to the oxygen deficiency. The cause is the evaporation tendency of molybdenum as MoO 3, which distorts the mass balance.

그렇기 때문에, EDX를 이용하여 산소 결핍을 반-정량적으로 결정하였다. 이 경우에는, 10개의 지점에 있는 Nb2O5 샘플에서 산소 함량을 측정하였다. 평균값으로서는, 71.4 원자-% O 및 28.6 원자-% Nb의 이론적인 값에서, 산소에 대하여 70.8 원자-% +/-1.1이 나타났고, 니오븀에 대하여 29.2 원자-% +/-1.0가 나타났다. 더 나아가서는, 장치로부터 기인하는 산소에 대한 +/-5%의 측정 정확도가 상대적으로 고려된다. 공칭 상 조성의 이론적인 산소 분율이 5%만큼 상대적으로 미달된 경우에만, 다시 말해 예를 들어 산소가 67.83 원자-% 미만인 경우에 Nb2O5에 대하여 공칭 상 조성의 이론적인 산소 분율이 5%만큼 상대적으로 미달된 경우에만, 상응하게 상을 산소 결핍으로서 지칭하였다. 그에 상응하게, 결과는 다만 예-아니오 카테고리 내에서만 고려된다.Therefore, the oxygen deficiency was semi-quantitatively determined using EDX. In this case, the oxygen content was measured in Nb 2 O 5 samples at 10 points. As averages, at the theoretical values of 71.4 atomic-% O and 28.6 atomic-% Nb, 70.8 atoms-% +/- 1.1 were shown for oxygen and 29.2 atoms-% +/- 1.0 for niobium. Furthermore, the measurement accuracy of +/- 5% for the oxygen resulting from the device is relatively taken into account. Only if the theoretical oxygen fraction of the nominal phase composition is relatively less than 5%, ie if the oxygen is less than 67.83 atom%, the theoretical oxygen fraction of the nominal phase composition for Nb 2 O 5 is less than 5% Correspondingly, the phase was referred to as the oxygen deficiency. Correspondingly, the results are only considered within the yes-no category.

본 발명은, 특허 도면 및 일 실시 예를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 상세하게:
도 1은 타겟 재료의 제1 실시 예(예 1)에서 일 단면의 전자 현미경 사진을 도시하고,
도 2는 도 1의 타겟 재료의 X선 회절 다이어그램을 도시하며,
도 3은 타겟 재료의 제2 실시 예(예 2)에서 일 단면의 전자 현미경 사진을 도시하고,
도 4는 타겟 재료의 제3 실시 예(예 3)에서 일 단면의 전자 현미경 사진을 도시하며,
도 5는 도 4의 타겟 재료의 X선 회절 다이어그램을 도시하고,
도 6은 예 4에 따른 타겟 재료의 일 실시 예에서 일 단면의 전자 현미경 사진을 도시하며,
도 7은 도 6의 타겟 재료의 X선 회절 다이어그램을 도시하고,
도 8은 타겟 재료의 일 실시 예(예 5)에서 일 단면의 전자 현미경 사진을 도시하며, 그리고
도 9는 도 8의 타겟 재료의 X선 회절 다이어그램을 도시한다.
The present invention is described in more detail below with reference to patent drawings and one embodiment. in detail:
1 shows an electron microscope photograph of one end face of the target material in the first embodiment (Example 1)
Figure 2 shows an X-ray diffraction diagram of the target material of Figure 1,
3 shows an electron micrograph of one section of the target material in the second embodiment (Example 2)
Figure 4 shows an electron micrograph of a cross section of a third embodiment of the target material (Example 3)
Figure 5 shows an X-ray diffraction diagram of the target material of Figure 4,
Figure 6 shows an electron micrograph of a cross section in one embodiment of the target material according to Example 4,
Figure 7 shows an X-ray diffraction diagram of the target material of Figure 6,
Figure 8 shows an electron micrograph of a cross section in one embodiment (Example 5) of the target material, and
Figure 9 shows an X-ray diffraction diagram of the target material of Figure 8;

예 1: 36 부피-%의 NbExample 1: 36 vol% Nb 22 OO 55 및 18 부피-%의 몰리브덴을 함유하는 ZnO로 이루어진 스퍼터링 타겟 And a sputtering target made of ZnO containing 18 vol% -molybdenum

각각 99.95%의 순도를 갖는 ZnO, Nb2O5 및 몰리브덴을 공칭 최종 조성에 상응하는 양으로 혼합 용기 내부에 제공하였다. Nb2O5와 마찬가지로 ZnO도 서브-㎛ 분말이었고, 몰리브덴은 25 ㎛ 미만의 최대 입자 크기를 가졌다. 총 210g의 분말 배치(batch)를 1 시간의 분쇄 및 혼합 공정에서 500 g의 ZrO2-분쇄 볼로 균질화하였다. 분쇄된 분말을 250 ㎛의 메시 폭을 갖는 체에 통과시켜 분쇄 볼로부터 분리하였다. 예 1의 조성을 갖는 균질하게 혼합되고 분쇄된 분말 200 g을 75 mm의 내부 직경을 갖는 축 방향 흑연-압착 몰드 내부에 삽입하고, 실온에서 7 MPa로 축 방향으로 예비 압축하였다. 축 방향의 고온 압축을 1175℃의 온도에서 그리고 35 MPa의 스탬핑 압력을 갖는 1000 mbar 아르곤의 불활성 분위기에서 수행하였다.ZnO, Nb 2 O 5 and molybdenum, each having a purity of 99.95%, were provided inside the mixing vessel in an amount corresponding to the nominal final composition. Like Nb 2 O 5 , ZnO was also a sub-micron powder, and molybdenum had a maximum particle size of less than 25 μm. A total of 210 g of powder batch was homogenized with 500 g of ZrO 2 -mixed balls in a 1 hour milling and mixing process. The pulverized powder was passed through a sieve having a mesh width of 250 mu m to separate it from the grinding balls. 200 g of homogeneously blended and ground powder having the composition of Example 1 was inserted into an axial graphite-compression mold having an internal diameter of 75 mm and pre-compressed axially at 7 MPa at room temperature. The hot compression in the axial direction was carried out at a temperature of 1175 DEG C and in an inert atmosphere of 1000 mbar argon with a stamping pressure of 35 MPa.

고온 압축된 디스크는, 6.03 g/cm3의 절대 밀도(상대 밀도: 99% 초과) 및 초기 중량의 99% 이상에 해당하는 198.9 g의 중량을 갖는다.The high temperature compacted disc has a weight of 198.9 g, which corresponds to an absolute density (relative density: greater than 99%) of 6.03 g / cm 3 and 99% or more of the initial weight.

도 1은, REM 내에 있는 샘플의 일 광택 처리된 섹션을 보여준다. 상 할당은, 도 2에 도시된 X선 회절과 EDX의 균형을 맞춤으로써 이루어진다. Figure 1 shows one polished section of the sample in the REM. The phase assignment is made by balancing the X-ray diffraction and the EDX shown in Fig.

도 2는, 예 1에 도시된 소결된 샘플이, 표 2에 정량화되어 있는 3개의 상, 즉 Mo, ZnO 및 Nb2Zn3O8으로 실질적으로 이루어진다는 것을 보여준다. 주사 전자 이미지 내에서 상들이 할당된다: #A1은 Nb2Zn3O8에 해당하고, A2#은 ZnO에 해당하며, 백색의 구형 미립자는 몰리브덴이다. Figure 2 shows that the sintered sample shown in Example 1 is substantially composed of the three phases quantified in Table 2, namely Mo, ZnO and Nb 2 Zn 3 O 8 . Phase are assigned in the scanning electron image: # A1 is Nb 2 Zn 3 O 8 corresponds to, and # A2 corresponds to ZnO, the spherical fine particles of a white molybdenum.

ZnO의 미립자 크기의 측정 결과는 1.3 ㎛의 평균값을 보여주며, ZnO-상 영역들 중 어느 것도 10 ㎛보다 크지 않다. 검출 가능한 거친 ZnO-영역은 부분적으로 복수의 개별 상 영역들로 이루어진다. ZnO-상 영역의 최대 연속 면적은 100 ㎛2보다 작다. 그 중에는, 또한 복수의 연속하는 ZnO-입자로부터 형성되어 응집된 ZnO-영역도 포함되어 있다.The measurement result of the particle size of ZnO shows an average value of 1.3 탆, and none of the ZnO-phase regions is larger than 10 탆. The detectable coarse ZnO-region consists in part in a plurality of discrete phase regions. The maximum continuous area of the ZnO-phase region is less than 100 占 퐉 2 . It also contains a ZnO-region formed from a plurality of continuous ZnO-particles and agglomerated.

2진수의 산화물 상인 Nb2Zn3O8은 4.5 ㎛의 평균 미립자 크기를 나타내며, 이 경우에는 여기에서도 눈에 띌 정도로 더 큰 200 ㎛2까지의 면적 범위가 나타나지만, 이들은 연속하는 개별 미립자로 구성되어 있다.The binary oxide phase, Nb 2 Zn 3 O 8, has an average particle size of 4.5 μm, which in this case is also noticeably larger than the area of 200 μm 2 , which is composed of continuous individual particles have.

61.5 원자%의 산화물 상인 Nb2Zn3O8의 이론적인 산소 값은, 측정된 55.3 원자%로써 5% 이상만큼 미달되었다. 따라서, 이 상은 정의에 따라 산소가 공핍되어 있고, 이로써 전기 전도성을 갖는다.The theoretical oxygen content of Nb 2 Zn 3 O 8 , an oxide phase of 61.5 atomic%, was less than 5% at the measured 55.3 atomic%. Thus, this phase is depleted in oxygen by definition and thus has electrical conductivity.

예 2: 28 부피-%의 NbExample 2: 28 parts by volume of Nb 22 OO 55 및 16 부피-%의 몰리브덴을 함유하는 ZnO로 이루어진 스퍼터링 타겟 And a sputtering target made of ZnO containing 16 vol-% molybdenum

원료 ZnO, Nb2O5 및 몰리브덴을 예 1에 따라 칭량하였다. 150 g의 분말 총 배치를 Eirich 사의 미세화 공구 내에서 30 분간의 집중-혼합 공정에 맡겼다. 균질화된 분말을 실리콘으로 이루어진 CIP-몰드 내부에 삽입하고, 200 MPa에서 등방으로 압축하였다. 압출체의 상대적인 밀도는 63%였다. 압축된 압출물을 흑연으로 피복된 강철 캔 속에 채우고, 400℃에서 2 시간 동안 가스 제거하였다. 성형체 및 강철 캔을 흑연 층 및 대략 1 cm 두께의 Al2O3-분리 층에 의해서 분리시켰다. 캔을 용접한 후에, 150 MPa 및 960℃에서 고온 등방으로 가압하였다. 몰드로부터 분리시킨 후, 얻어진 몸체는 이론적인 밀도의 99%의 밀도를 갖는다.The raw materials ZnO, Nb 2 O 5 and molybdenum were weighed according to Example 1. A total of 150 g of powder was placed in a micronization tool of Eirich for 30 minutes of concentration-mixing. The homogenized powder was inserted into a CIP mold made of silicon and compressed isotropically at 200 MPa. The relative density of the extrudate was 63%. The compressed extrudate was filled into graphite-coated steel cans and degassed at 400 ° C for 2 hours. The shaped body and the steel can were separated by a graphite layer and an Al 2 O 3 - separating layer approximately 1 cm thick. After the can was welded, it was pressurized at 150 MPa and 960 DEG C with high temperature isotropy. After separation from the mold, the resulting body has a density of 99% of the theoretical density.

도 3은, REM 내에 있는 샘플의 일 광택 처리된 섹션을 보여준다. 상 할당은, 예 1에서와 같이 EDX에 따라 이루어진다. 주사 전자 이미지 내에서 상이 할당될 수 있다: #A1은 몰리브덴에 해당하고, #A2는 Nb2Zn3O8에 해당하며, #A3는 ZnO에 해당한다. Figure 3 shows one polished section of the sample in the REM. The phase assignment is made according to EDX as in Example 1. [ Images in the scanned electronic image can be assigned: # A1 corresponds to molybdenum, # A2 corresponds to Nb 2 Zn 3 O 8 , and # A3 corresponds to ZnO.

ZnO-상 영역의 크기를 측정한 결과는 4.3 ㎛의 평균값을 보여주지만, 여기에서도 10 ㎛보다 큰 것은 전혀 없다. 명백하게 개별 미립자로 구성된 100 ㎛2까지의 연속하는 더 큰 범위들이 있다. 눈에 띄는 것은, ZnO-상 영역 내부에 몰리브덴 입자가 바람직하게 매립되어 있다는 것이다. 2진수의 산화물 상인 Nb2Zn3O8은 4.2 ㎛의 평균 미립자 크기를 나타내며, 여기에서도 200 ㎛2까지의 더 큰 상 영역은 명백하게 개별 미립자로 구성되었고 다만 외견상으로만 연속하는 영역이다.The result of measuring the size of the ZnO-phase region shows an average value of 4.3 탆, but there is no larger than 10 탆 at all. Clearly there are successive larger ranges of up to 100 μm 2 consisting of individual particulates. It is notable that the molybdenum particles are preferably embedded in the ZnO-phase region. The binary oxide phase, Nb 2 Zn 3 O 8 , exhibits an average particle size of 4.2 μm, and here again the larger image area of up to 200 μm 2 is apparently composed of individual particles, but only an apparently continuous area.

61.5 원자-%의 상의 이론적인 산소 값은, 측정된 55.4 원자-%로써 5% 이상만큼 미달되었다. 따라서, 이 상은 산소가 공핍되어 있다.The theoretical oxygen value of the 61.5 atom-% phase was less than 5% by the measured 55.4 atom-%. Therefore, this phase is depleted in oxygen.

예 3: 16 부피-%의 TiOExample 3: 16 volume% TiO 22 및 16 부피-%의 몰리브덴을 함유하는 ZnO로 이루어진 스퍼터링 타겟 And a sputtering target made of ZnO containing 16 vol-% molybdenum

예 1과 달리, Nb2O5의 분율은 TiO2로 대체되었다. TiO2와 마찬가지로 ZnO도 서브-㎛ 분말이었고, 몰리브덴-원료는 25 ㎛ 미만의 최대 입자 크기를 가졌다. 99.95%의 순도를 갖는 원료를 예 1에 따라 공칭 최종 조성에 상응하는 양으로 분쇄 용기 내부에 제공하였고, 1 시간의 분쇄 및 혼합 공정에서 500 g의 ZrO2-분쇄 볼로 균질화하였다. 분쇄된 분말을 250 ㎛의 메시 폭을 갖는 체에 통과시켜 분쇄 볼로부터 분리하였다. 예 3의 조성을 갖는 균질하게 혼합되고 분쇄된 분말 190.0 g을 75 mm의 내부 직경을 갖는 축 방향 흑연-압착 몰드 내부에 삽입하고, 실온에서 7 MPa로 축 방향으로 예비 압축하였다. 축 방향의 고온 압축을 1140℃의 온도에서 그리고 35 MPa의 스탬핑 압력을 갖는 1000 mbar 아르곤의 불활성 분위기에서 수행하였다. 고온 압축된 디스크는 99%를 초과하는 밀도를 갖는다.Unlike Example 1, the fraction of Nb 2 O 5 was replaced by TiO 2 . Like TiO 2 , ZnO was also a sub-micron powder and the molybdenum-raw material had a maximum particle size of less than 25 μm. The raw material having a purity of 99.95% was provided in the grinding vessel in an amount corresponding to the nominal final composition according to Example 1 and homogenized with 500 g of ZrO 2 -grinding balls in a 1 hour milling and mixing process. The pulverized powder was passed through a sieve having a mesh width of 250 mu m to separate it from the grinding balls. 190.0 g of homogeneously blended and ground powder having the composition of Example 3 was inserted into an axial graphite-compression mold having an inner diameter of 75 mm and pre-compressed axially at 7 MPa at room temperature. The hot compression in the axial direction was carried out at a temperature of 1140 DEG C and in an inert atmosphere of 1000 mbar argon with a stamping pressure of 35 MPa. High temperature compacted discs have densities in excess of 99%.

도 4는, REM 내에 있는 샘플의 일 광택 처리된 섹션을 보여준다. 상 할당은, EDX에 따라 그리고 도 5의 상 분석을 참조해서 이루어진다. 주사 전자 이미지 내에서 다음과 같은 상이 할당될 수 있다: #A1은 몰리브덴에 해당하고, #A2는 ZnO에 해당하며, #A3는 Zn2TiO4에 해당한다. Figure 4 shows one polished section of the sample in the REM. The allocation is made, and by reference to the analysis of Figure 5 in accordance with the EDX. In the scanned electronic image, the following images can be assigned: # A1 corresponds to molybdenum, # A2 corresponds to ZnO, and # A3 corresponds to Zn 2 TiO 4 .

ZnO-상 영역의 크기를 측정한 결과는 1.8 ㎛의 평균값을 보여준다. 이 경우에, ZnO-영역은 덴드라이트(dendrite) 형태의 외관을 갖고, 더 큰 연속 면을 나타내지 않지만, 추측건대 개별 미립자로부터 구성되어 있다. 2진수의 산화물 상인 Zn2TiO4는 2.2 ㎛의 평균 미립자 크기를 나타낸다. 여기에서도 덴드라이트 형태의 연속하는 면을 확인할 수 있다. ZnO 상 및 Zn2TiO4 상이 서로 밀접하게 맞물려 있음으로써, 결과적으로 연속하는 혼합 산화물 상의 최대 크기는 100 ㎛2를 초과하지 않게 된다.The average size of the ZnO-phase region is 1.8 ㎛. In this case, the ZnO-region has a dendrite-like appearance and does not show a larger continuous surface, but it is made up of individual fine particles. The binary oxide phase, Zn 2 TiO 4, has an average particle size of 2.2 μm. Again, you can see the continuous faces in the form of dendrites. As the ZnO phase and the Zn 2 TiO 4 phase are intimately engaged with each other, the resultant maximum size of the continuous mixed oxide phase does not exceed 100 μm 2 .

57.1 원자-%의 Zn2TiO4-상의 이론적인 산소 값은, 측정된 48.7 원자-%로써 대략 15%만큼 미달되었다. 따라서, 이 상은 정의에 따라 산소가 공핍되어 있다.The theoretical oxygen value of 57.1 atom-% Zn 2 TiO 4 - was less than about 15% as measured 48.7 atom-%. Thus, this phase is depleted in oxygen by definition.

예 4(비교 예): 30 부피-%의 NbExample 4 (comparative): 30 vol% Nb 22 OO 55 및 13 부피-%의 몰리브덴을 함유하는 ZnO로 이루어진 스퍼터링 타겟 And a sputtering target made of ZnO containing 13 vol-% molybdenum

각각 99.95%의 순도를 갖는 ZnO, Nb2O5 및 몰리브덴으로 이루어진 분말을 사전 설정된 최종 조성에 상응하는 양으로 분쇄 용기 내부에 제공하였다. 사용된 원료는, 서브-㎛ 입자 크기의 ZnO, 예 1 내지 3의 출발 분말에 비해 큰 100 ㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 부분 환원된 Nb2O4.8 및 25 ㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 몰리브덴 분말이었다. 190 g 분말의 총 배치를 1 시간의 분쇄 및 혼합 공정에서 500 g의 ZrO2-분쇄 볼로 균질화하였다. 분쇄된 분말을 250 ㎛의 메시 폭을 갖는 체에 통과시켜 분쇄 몸체로부터 분리하였다. 예 4의 조성을 갖는 균질하게 혼합되고 분쇄된 분말 180 g을 75 mm의 내부 직경을 갖는 축 방향 흑연-압착 몰드 내부에 삽입하고, 실온에서 7 MPa로 축 방향으로 예비 압축하였다. 축 방향의 고온 압축을 1175℃의 온도에서 그리고 35 MPa의 스탬핑 압력을 갖는 1000 mbar 아르곤의 불활성 분위기에서 수행하였다.A powder consisting of ZnO, Nb 2 O 5 and molybdenum, each having a purity of 99.95%, was provided inside the crushing vessel in an amount corresponding to a predetermined final composition. The raw materials used were molybdenum powders having sub-탆 particle size ZnO, partially reduced Nb 2 O 4.8 having a particle size of less than 100 탆 larger than the starting powders of Examples 1 to 3 and a particle size of less than 25 탆 . The total batch of 190 g powder was homogenized with 500 g of ZrO 2 -mixed balls in a 1 hour milling and mixing process. The pulverized powder was passed through a sieve having a mesh width of 250 mu m to separate it from the pulverized body. 180 g of homogeneously mixed and ground powder having the composition of Example 4 was inserted into an axial graphite-compression mold having an internal diameter of 75 mm and pre-compressed axially at 7 MPa at room temperature. The hot compression in the axial direction was carried out at a temperature of 1175 DEG C and in an inert atmosphere of 1000 mbar argon with a stamping pressure of 35 MPa.

고온 압축된 디스크는, 5.88 g/cm3의 절대 밀도(상대 밀도: 99% 초과) 및 초기 중량의 99% 이상에 해당하는 178.4 g의 중량을 갖는다.The high temperature compacted disc has a weight of 178.4 g, which has an absolute density (relative density: greater than 99%) of 5.88 g / cm 3 and greater than 99% of the initial weight.

주사 전자 현미경에서 조사하는 과정 중에, 다양하게 등급화된 상 조성은 100 ㎛까지의 크기를 갖는 사용된 아화학양론적인 NbOn-입자에서, 서브-마이크로미터-ZnO의 고체 확산에 의해 나타났다(이 경우 n은, 개별 상의 화학양론적인 산소 함량을 나타내는 숫자임). 매우 큰 확산 솔기(seam)는 균열에 의해서 관통되어 있는데, 다시 말하자면 기계적 안정성 및 입자 형성에 바람직하지 않다.During the course of the scanning in the scanning electron microscope, the variously graded phase compositions were exhibited by the solid diffusion of the sub-micrometer-ZnO in the used sub stoichiometric NbO n -particles having a size of up to 100 μm (in this case n is a number representing the stoichiometric oxygen content of the individual phases). Very large diffusion seams are penetrated by cracks, that is, they are not desirable for mechanical stability and particle formation.

도 6은, REM 내에 있는 상기 샘플의 일 광택 처리된 섹션을 보여준다. 상 할당은, EDX 및 도 7에 도시된 X선 회절에 따라 이루어지고, 정량적 값은 표 2에 기재되어 있다. Figure 6 shows one polished section of the sample in REM. The phase assignments are made according to the EDX and the X-ray diffraction shown in Fig. 7, and the quantitative values are shown in Table 2.

주사 전자 이미지 내에서 상이 할당될 수 있다. #A1은 66.2 원자-%의 산소를 함유하는 NbO2에 해당한다. 상기 단상 NbO-영역의 면적은 500 ㎛2 미만으로 유지된다. 상 #A2 및 #A3를 통해서 Zn-함량이 증가하며, 이 경우 #A2는 상 조성 Zn3Nb2O8에 해당하고, #A3는 상 조성 ZnNb2O6에 해당한다. 이들 상 영역도 다른 예들에서와 마찬가지로 5%를 초과하는 산소 결핍을 갖는다. 백색의 구형 미립자는 몰리브덴이다. 다른 예들에서와 마찬가지로, 미세하게 분할된 나머지 매트릭스 내에서는 ZnO(더 어두운 영역) 및 2진수의 산화물 상 Zn3Nb2O8(더 밝은 영역)이 발견될 수 있다. 상기 영역들에서 ZnO의 미립자 크기를 측정한 결과는 5.3 ㎛의 평균값을 보여준다. 여기에서도 눈에 띄는 것은, ZnO 매트릭스 내부에 몰리브덴 입자가 바람직하게 매립되어 있다는 것이다. 2진수의 산화물 상인 #A2 Zn3Nb2O8은 평균적으로 대략 12 ㎛의 치수를 나타낸다. 비교적 거친 Nb2O5 입자가 사용되었기 때문에, 10,000 ㎛2까지 이르는 상당히 큰 연속하는 #A2-상 영역들이 나타난다. 거친 출발 입자는, 또한 주어진 처리 온도 및 처리 기간에는 원하는 혼합 산화물 상으로의 전환이 아직까지 불완전한 상황을 야기한다. 그렇기 때문에, 2진수 혼합 산화물 상의 분율은 비교적 높고(7 부피-% 미만) 그에 비해 단수의 NbO2-상의 분율은 비교적 높다(5 부피-% 이상).An image may be assigned in the scanned electronic image. # A1 is 66.2 atom - corresponds to NbO 2 containing oxygen in%. The area of the single phase NbO &lt;&quot;&gt; region is maintained at less than 500 mu m &lt; 2 & gt ;. The Zn content increases through phase # A2 and # A3. In this case, # A2 corresponds to the top Zn 3 Nb 2 O 8 and # A3 corresponds to the top ZnNb 2 O 6 phase. These phase zones also have an oxygen deficit of more than 5%, as in other examples. White spherical fine particles are molybdenum. As in other examples, ZnO (darker regions) and binary oxide phase Zn 3 Nb 2 O 8 (brighter regions) can be found in the finely divided matrix. The results of measuring the particle size of ZnO in the above regions show an average value of 5.3 μm. What is also noticeable here is that molybdenum particles are preferably embedded in the ZnO matrix. Binary oxides merchant # A2 Zn 3 Nb 2 O 8, on average, represents the dimension of approximately 12 ㎛. Due to the relatively coarse Nb 2 O 5 particles used, considerably larger consecutive # A2-phase areas up to 10,000 μm 2 appear. The coarse starting particles also cause incomplete conditions for conversion to the desired mixed oxide phase at a given treatment temperature and treatment period. Therefore, the fraction of the binary mixed oxide phase is relatively high (less than 7 vol%) and the fraction of NbO 2 - phases in the singular is relatively high (greater than 5 vol%).

물론, 보다 긴 처리 시간 및/또는 보다 높은 처리 온도는 2진수 혼합 산화물 상으로의 보다 높은 정도의 전환율을 나타낼 것이지만, 전체적으로 구조가 조대화될 위험과 결부되어 있다.Of course, the longer treatment time and / or the higher treatment temperature will represent a higher degree of conversion to the binary mixed oxide, but are associated with the risk of overall coarsening of the structure.

여기에서는, 결정자 크기(표 2)도 200 nm 미만의 본 발명에 따른 예 1 내지 3에서보다 260 nm로 훨씬 더 크다.Here, the crystallite size (Table 2) is also much larger to 260 nm than in Examples 1 to 3 according to the present invention of less than 200 nm.

예 5 내지 8: 표 1에 명시된 조성에 의해서, 또 다른 스퍼터링 타겟을 제조하였고, 예 1에 따른 원료 ZnO, Nb2O5 및 몰리브덴을 계량하고 혼합하였다. 압축은 마찬가지로 예 1과 유사하게 이루어졌으며, 이 경우 고온 압축에서는 1080℃의 온도를 선택하였다. Examples 5 to 8: Another sputtering target was prepared by the composition specified in Table 1, and raw ZnO, Nb 2 O 5 and molybdenum according to Example 1 were metered and mixed. Compression was likewise done in the same way as in Example 1, in which case a temperature of 1080 ° C was chosen for high temperature compression.

도 8은, 5 부피-%의 ZnO 및 16 부피-%의 몰리브덴으로 이루어진 조성을 갖는 예 5의 샘플의 일 광택 처리된 섹션의 REM-사진을 보여준다. 상 할당은, 도 9에 도시된 X선 회절과 EDX의 균형을 맞춤으로써 이루어진다. Figure 8 shows a REM-photograph of one polished section of a sample of Example 5 with a composition of 5 vol% -% ZnO and 16 vol% - molybdenum. The phase assignment is made by balancing the X-ray diffraction and the EDX shown in Fig.

도 9는, 예 5에 도시된 소결된 샘플이, 표 2에 정량화되어 있는 3개의 상, 즉 Mo, ZnO 및 Nb2Zn3O8으로 실질적으로 이루어진다는 것을 보여준다. 주사 전자 이미지 내에서 상들이 할당된다: #A2는 Nb2Zn3O8에 해당하고, A3#은 ZnO에 해당하며, 백색의 구형 미립자 #A1은 몰리브덴이다. Figure 9 shows that the sintered sample shown in Example 5 is substantially composed of the three phases quantified in Table 2, namely Mo, ZnO and Nb 2 Zn 3 O 8 . Phase are assigned in the scanning electron image: # A2 corresponds to the Nb 2 Zn 3 O 8, and, # A3 corresponds to the ZnO, spherical fine particles as a white # A1 is molybdenum.

고온 압축된 디스크는, 6.3 g/cm3의 절대 밀도(상대 밀도: 99% 초과) 및 초기 중량의 98% 이상에 해당하는 197.5 g의 중량을 갖는다. ZnO의 미립자 크기의 측정 결과는 1.3 ㎛의 평균값을 보여주며, ZnO-상 영역들 중 어느 것도 30 ㎛보다 크지 않다. 검출 가능한 거친 ZnO-영역은 부분적으로 복수의 개별 상 영역들로 이루어진다. Nb2O5가 적게 혼합되었기 때문에, 본 예에서는 퍼콜레이팅 ZnO-상이 있으며, 이 상은 서로 인접하여 정렬되었고 부분적으로 응집된 ZnO-영역 및 이와 관련이 있는 ZnO-입자로부터 형성되었다.The hot compacted disc has a weight of 197.5 g, which corresponds to an absolute density (relative density: greater than 99%) of 6.3 g / cm 3 and greater than 98% of the initial weight. The result of the measurement of the particle size of ZnO shows an average value of 1.3 탆, and none of the ZnO-phase regions is larger than 30 탆. The detectable coarse ZnO-region consists in part in a plurality of discrete phase regions. Because Nb 2 O 5 is less mixed, there is a percolating ZnO- phase in this example, which is formed from adjacent, aligned, partially agglomerated ZnO-regions and associated ZnO-particles.

2진수의 산화물 상인 Nb2Zn3O8은 4.1 ㎛의 평균 미립자 크기를 나타내며, 이 경우에는 더 큰 면적 영역도 200 ㎛2를 초과하지 않는다. 61.5 원자%의 산화물 상인 Nb2Zn3O8의 이론적인 산소 값은, 측정된 58.1 원자%로써 5%를 약간 초과하는 만큼 미달되었다. 따라서, 이 상은 정의에 따라 산소가 공핍되어 있고, 이로써 전기 전도성을 갖는다.The binary oxide phase, Nb 2 Zn 3 O 8, has an average particle size of 4.1 μm, in which case the larger area area does not exceed 200 μm 2 . The theoretical oxygen value of Nb 2 Zn 3 O 8, which is an oxide phase of 61.5 atomic%, was less than 5%, as measured by 58.1 atomic%. Thus, this phase is depleted in oxygen by definition and thus has electrical conductivity.

표 1: 조성, 100 부피-%까지의 나머지: ZnO Table 1: Composition, up to 100 volume% - balance: ZnO

Figure pct00002
Figure pct00002

표 2: 상 조성 [부피-%] Table 2: Phase composition [volume-%]

Figure pct00003
Figure pct00003

상기 표에서, G는 부피-%로 나타낸 3진수 혼합 산화물 상의 총 분율을 의미한다.In the table above, G means the total fraction of the ternary mixed oxide phase expressed in volume-%.

예 4는, 높은 혼합 산화물 상 분율을 갖지만, 비교적 거친 상 영역을 보여주며, NO(보다 정확하게는 Nb2O) 유형의 2진수 산화물의 분율을 함유한다. 스퍼터링 타겟은, 기계 가공 후에 약간의 박리 및 균열 현상을 보였지만, 그렇지 않은 경우에는 계속 처리될 수 있다.Example 4, has the higher the mixed oxide fraction, show a relatively coarse-phase region, the NO (more precisely is Nb 2 O) containing the fraction of binary oxides of the type. The sputtering target showed a slight peeling and cracking phenomenon after machining, but could otherwise be continued.

상기 예들 및 비교 예에서 488*80*10 mm3의 크기로 제조된 스퍼터링 타겟에 의해서는, 저염 유리 기판상에서 코팅을 스퍼터링 하였다(500 V DC, 1A, 500 W에서). 층 두께는 각 경우 50 nm였다. 예 1 내지 3의 타겟의 아킹 속도는 1 x 10-6 arcs/h보다 현저하게 낮았다. 하지만, 스퍼터링 타겟(4)으로 층을 증착한 경우에는, 이미 50 x 10-6 arcs/h만큼 증가된 아킹이 관찰되었다. 다른 스퍼터링 타겟에서는, 기계적인 처리에서 아무런 문제점이 나타나지 않았다.The coatings were sputtered (500 V DC, at 1A, 500 W) on a low salt glass substrate with a sputtering target made to a size of 488 * 80 * 10 mm 3 in the above examples and comparative examples. The layer thickness was 50 nm in each case. The arcing rates of the targets of Examples 1 to 3 were significantly lower than 1 x 10 -6 arcs / h. However, when the layer was deposited with the sputtering target 4, arcing was already observed increased by 50 x 10 -6 arcs / h. In the other sputtering target, no problem was observed in the mechanical treatment.

표 3의 개별적인 예들 및 이들의 스퍼터링 특성의 요약적인 비교는, 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟에 대해 안정적인 스퍼터링 거동(낮은 아킹 속도로서 표현됨) 및 우수한 기계적 가공 가능성을 보여준다.A summary comparison of the individual examples in Table 3 and their sputtering properties shows a stable sputtering behavior (expressed as a low arcing rate) and excellent mechanical machinability for the sputtering target according to the present invention.

표 3: 스퍼터링 타겟의 특성 Table 3: Properties of sputtering target

Figure pct00004
Figure pct00004

상기 표에서:In the above table:

S는 타겟의 스퍼터링 특성에 대한 정성적인 수치, 특히 스퍼터링 동안의 아킹의 빈도수를 의미하고,S is a qualitative value for the sputtering characteristics of the target, in particular the frequency of arcing during sputtering,

Dmax는 [㎛2]로 나타낸 혼합 산화물 상의 최대 횡단면적을 의미하며,D max means the maximum cross-sectional area of the mixed oxide phase in [탆 2 ]

M은 스퍼터링 타겟의 기계적 가공 가능성에 대한 정성적인 수치, 특히 가공 후 박리 및 균열의 정성적인 수치를 의미한다.M is a qualitative value for the machinability of the sputtering target, in particular a qualitative value of the post-machining exfoliation and cracking.

이 경우, 행 "S" 및 "M"에 기재된 정성적인 평가들의 심볼인 "++"는 매우 우수를 의미하고, "+"는 우수를 의미하며, "0"은 수용 가능한 수준을 의미하고, "-"는 불량을 의미하며, "--"는 매우 불량을 의미한다.In this case, the symbol " ++ " of the qualitative evaluations described in rows " S " and " M " means very excellent, " + " means excellent, " 0 & "-" means bad, and "-" means very bad.

Claims (14)

산화물 상을 함유하고 화학양론적 조성과 비교하여 감소된 산소 함량을 갖는 타겟 재료로 이루어진, 광 흡수층을 제조하기 위한 스퍼터링 타겟에 있어서,
상기 타겟 재료가 몰리브덴(Mo-상)으로 이루어진 금속 상을 함유하며, 그리고 산화물 상이 산화아연(ZnO-상) 및 화학식 MNOn-x를 갖는 혼합 산화물 상을 함유하며, 이 경우 M은 주요 성분인 아연(Zn)을 나타내고, N은 보조 성분인 니오븀(Nb) 및/또는 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 나타내며, 이 경우 x는 0보다 크고, n은 혼합 산화물 상의 화학양론적 조성의 산소 원자의 수를 지시하는 것을 특징으로 하는, 광 흡수층을 제조하기 위한 스퍼터링 타겟.
A sputtering target for producing a light absorbing layer comprising a target material containing an oxide phase and having a reduced oxygen content as compared to a stoichiometric composition,
Wherein the target material contains a metal phase consisting of molybdenum (Mo-phase) and the oxide phase contains a mixed oxide phase with zinc oxide (ZnO-phase) and a formula MNO nx , where M is zinc Wherein N represents at least one of niobium (Nb) and / or titanium (Ti) as auxiliary components, where x is greater than 0 and n is the number of oxygen atoms in the stoichiometric composition on the mixed oxide Wherein the sputtering target is a sputtering target.
제1항에 있어서, 혼합 산화물 상이 Zn3Nb2O8-x 및/또는 Zn2TiO4-x 및/또는 ZnNb2O6-x로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.The sputtering target according to claim 1, wherein the mixed oxide phase comprises Zn 3 Nb 2 O 8 -x and / or Zn 2 TiO 4 -x and / or ZnNb 2 O 6 -x . 제1항 또는 제2항에 있어서, 타겟 재료 내의 혼합 산화물 상이 횡단면에서 300 ㎛2 미만의, 바람직한 방식으로 선호되는 200 ㎛2의 최대 면적을 갖는 치수의 상 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.According to claim 1 or 2, wherein less than 300 ㎛ 2 in the mixed oxide different from the cross section in the target material, characterized in that for forming the dimension an area having a maximum area of 200 ㎛ 2 the preferred exemplary method, a sputtering target. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료 내의 ZnO-상이 횡단면에서 100 ㎛2 미만의 최대 면적을 갖는 치수의 상 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.4. The sputtering target according to any one of claims 1 to 3, wherein the ZnO-phase in the target material forms an image area of a dimension having a maximum area of less than 100 mu m &lt; 2 &gt; 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료 내에서 ZnO-상의 부피분율은 20 내지 85%의 범위 내에 놓여 있는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.5. A sputtering target according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the volume fraction of ZnO-phase in the target material lies in the range of 20 to 85%. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료 내에서 Mo-상의 부피분율이 10 내지 30%의 범위 내에 놓여 있는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.6. The sputtering target according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the Mo-phase volume fraction in the target material lies in the range of 10 to 30%. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합 산화물 상의 부피분율이 적어도 7%이고, 바람직하게는 7 내지 60%의 범위 내에 놓여 있는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.7. The sputtering target according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the volume fraction of the mixed oxide phase is at least 7%, preferably in the range of 7 to 60%. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료에서 Zn3Nb2O8-x로 이루어진 혼합 산화물 상의 부피분율이 7 내지 60%의 범위 내에 놓여 있으며, 이 경우 x > 0.4인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the volume fraction of the mixed oxide phase composed of Zn 3 Nb 2 O 8 -x in the target material lies in the range of 7 to 60%, wherein x> 0.4 Wherein the sputtering target is a sputtering target. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료에서 ZnNb2O6-x로 이루어진 혼합 산화물 상의 부피분율이 0 내지 10%의 범위 내에 놓여 있으며, 이 경우 x > 0.3인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.The method according to any one of claims 1 to 8 wherein the ZnNb volume fraction of mixed oxide consisting of 2 O 6-x in the target material lies in the range of 0-10%, in this case, characterized in that x> 0.3 Sputtering target. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료에서 Zn2TiO4-x로 이루어진 혼합 산화물 상의 부피분율이 5 내지 60%의 범위 내에 놓여 있으며, 이 경우 x > 0.2인 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.The can according to any one of claims 1 to 9, wherein in the target material has a volume fraction of mixed oxide consisting of Zn 2 TiO 4-x lie within the range of 5 to 60%, in this case x> characterized in that 0.2 Sputtering target. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료가 화학식 NOn을 갖는 NbO2 또는 Nb2O5로 이루어진 단수의 산화니오븀-상 및 TiO2 또는 TiO 형태의 단수의 상을 총 10% 미만의 부피분율로 함유하며, 이 경우 N은 보조 성분인 니오븀(Nb) 및/또는 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the target material is a single niobium oxide phase consisting of NbO 2 or Nb 2 O 5 having the formula NO n and a phase of the single phase of the TiO 2 or TiO form in total 10 %, Wherein N represents at least one of niobium (Nb) and / or titanium (Ti) as auxiliary components. 제11항에 있어서, 타겟 재료가 NbO2 또는 Nb2O5로 이루어진 단수의 산화니오븀-상 및 TiO2 또는 TiO 형태의 단수의 산화티타늄-상을 10% 미만의 부피분율로 함유하는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.12. The method according to claim 11, characterized in that the target material contains a number of niobium oxide phases consisting of NbO 2 or Nb 2 O 5 and a number of titanium oxide phases in the form of TiO 2 or TiO in a fraction of less than 10% Sputtering target. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료 내의 MO-상이 25 ㎛ 미만의 최대 가로 치수를 갖는 상 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.13. The sputtering target according to any one of claims 1 to 12, wherein the MO-phase in the target material forms an image area having a maximum transverse dimension of less than 25 [mu] m. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 재료가 265 ㎚ 미만의 평균 결정자 크기를 갖는 결정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 타겟.14. The sputtering target according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the target material has a crystal structure having an average crystallite size of less than 265 nm.
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