KR20190062155A - Izo target and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인듐 아연 산화물(IZO) 타깃 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 인듐 아연 산화물(IZO) 타깃 및 그것을 이용한 성막(成膜) 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an indium zinc oxide (IZO) target and a method of manufacturing the same. The present invention also relates to an indium zinc oxide (IZO) target and a film forming method using the same.
인듐 아연 산화물(In2O3-ZnO: 일반적으로 IZO로 불리고 있다)의 소결체를 재료로 하는 스퍼터링 타깃은 액정표시장치의 투명 도전성 박막이나 가스센서 등 다수의 전자 부품에 널리 사용되고 있다. IZO 막은 대표적인 투명 도전성 박막인 ITO 막보다 에칭 속도가 크고, 미립자의 발생이 적으며, 비정질 막을 얻을 수 있는 등의 이점이 있다. 그러나 IZO는 ITO보다 벌크 저항율이 높고, 또한 막 저항에 편차를 보인다는 문제가 있었다. 이 때문에, 특히 DC 마그네트론 스퍼터링 과정에서는, 스퍼터링 중의 방전이 불안정하게 되는 경우가 있었다.A sputtering target made of a sintered body of indium zinc oxide (In 2 O 3 -ZnO: generally referred to as IZO) is widely used in many electronic parts such as a transparent conductive thin film and a gas sensor of a liquid crystal display. The IZO film has an advantage in that an etching rate is larger than that of a typical transparent conductive thin film, the generation of fine particles is less, and an amorphous film can be obtained. However, IZO has a problem that the bulk resistivity is higher than that of ITO and also shows a variation in the film resistance. Therefore, in the DC magnetron sputtering process, the discharge during sputtering sometimes becomes unstable.
특허문헌 1(일본 공개특허공보 평6-234565호)에는, IZO에 Sn등 3가 이상의 원자가를 가지는 원소를 도핑함으로써 도전성이 뛰어난 투명 도전막을 얻을 수 있는 점이 기재되어 있다.Patent Document 1 (JP-A-6-234565) discloses that a transparent conductive film having excellent conductivity can be obtained by doping IZO with an element having a valence of 3 or more such as Sn.
특허문헌 2(국제공개 제2000/68456호)에는, 매우 적은 양의 Sn을 첨가함에 따라, 벌크 저항치를 낮추고, 스퍼터링에서 안정적으로 방전이 가능한 투명 도전막 형성용 IZO 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 목적으로 한 발명이 기재되어 있다. 구체적으로는, 100∼2000ppm의 Sn을 함유하는 것을 특징으로 하는 In 및 Zn 산화물을 주성분으로 하는 투명 도전막 형성용 IZO 스퍼터링 타깃이 기재되어 있다.Patent Document 2 (International Publication No. 2000/68456) discloses an IZO sputtering target for forming a transparent conductive film capable of stably discharging by sputtering while lowering the bulk resistance value by adding a very small amount of Sn One invention is described. Specifically, an IZO sputtering target for forming a transparent conductive film containing In and Zn oxides as main components, which contains Sn in an amount of 100 to 2000 ppm, is disclosed.
특허문헌 3(일본 공개특허공보 2017-014534호)에는, 특허문헌 2에 기재된 스퍼터링 타깃에서는, 타깃 표면에 얼룩이 생기기 쉽고, 얼룩이 없어질 때까지 표면을 연마할 필요가 있었다고 기재되어 있다. 그리고 얼룩을 없애기 위해서, Sn의 함유량을 2000ppm보다 많게 20000ppm 이하(2000ppm 초과∼20000ppm)로 하는 것이 제안되어 있다.Patent Document 3 (JP-A-2017-014534) discloses that in the sputtering target described in Patent Document 2, it is necessary to polish the surface until the surface of the target tends to be uneven and unevenness is removed. In order to eliminate the stain, it has been proposed to set the Sn content to more than 2000 ppm and less than 20000 ppm (more than 2000 ppm to 20000 ppm).
그러나 특허문헌 1∼3에 기재한 IZO 타깃을 이용하면, 스퍼터 막의 막 저항이 스퍼터링 시의 분위기 중의 산소 농도에 의존하기 쉽다는 점이 판명되었다. 보다 상세하게는, 이들 IZO 타깃을 이용해서 스퍼터링 하면, 스퍼터링 시의 분위기 중의 산소 농도가 낮아짐에 따라, 스퍼터 막의 막 저항이 의미 있게 높아지는 경향이 있다는 것을 알았다. 또, Sn을 첨가해도 반드시 벌크 저항이 감소한다고 할 수는 없다는 것도 알았다. 애플리케이션에 따라서는 저산소 농도, 나아가서는 무산소 조건에서의 스퍼터가 요구되는 점에서, 막 저항의 산소 농도 의존성을 경감할 수 있는 것이 바람직하다. 특히, 최근 주목을 받고 있는 유기 EL은 산소에 약하기 때문에, 산소 도입이 없는 상태에서의 성막이 요구되는 점에서, 저산소 농도 하에서도, 막 저항이 낮은 스퍼터 막을 얻을 수 있는 것이 유리하다.However, when the IZO target described in Patent Documents 1 to 3 is used, it has been found that the film resistance of the sputter film tends to depend on the oxygen concentration in the atmosphere at the time of sputtering. More specifically, it was found that the sputtering using these IZO targets tends to significantly increase the film resistance of the sputter film as the oxygen concentration in the atmosphere at the time of sputtering becomes lower. It has also been found that the addition of Sn does not necessarily reduce the bulk resistance. It is desirable that sputtering at a low oxygen concentration and an oxygen-free condition is required depending on an application, so that it is possible to reduce the oxygen concentration dependency of the film resistance. Particularly, since the organic EL, which has recently received attention, is weak against oxygen, it is advantageous to obtain a sputter film having a low film resistance even under a low oxygen concentration, since deposition is required in a state in which oxygen is not introduced.
본 발명은 이러한 사정에 비추어 창작된 것으로서, 스퍼터 시의 산소 농도에 스퍼터 막의 막 저항이 잘 영향을 받지 않는 IZO 타깃을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명은 그러한 IZO 타깃의 제조 방법을 제공하는 것을 다른 과제의 하나로 한다. 본 발명은 본 발명과 관련된 IZO 타깃을 이용한 성막 방법을 제공하는 것을 또 다른 과제의 하나로 한다.An object of the present invention is to provide an IZO target that is not affected by the film resistance of the sputter film to the oxygen concentration at the time of sputtering. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing such an IZO target. Another object of the present invention is to provide a film forming method using an IZO target related to the present invention.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 열심히 검토한 바, IZO의 모상(母相) 중에 In 및 Sn을 함유하는 Sn 편석립이 분산된 소결체 조직을 가지는 IZO 타깃이 유효하다는 것을 알았다. 이러한 IZO 타깃은 IZO 타깃의 원료 분말에 ITO 분말을 첨가함으로써 제조할 수 있다. 상기 조직을 가지는 IZO 타깃을 스퍼터링 타깃으로 이용해 성막한 결과, 스퍼터 분위기 중의 산소 농도의 변화에 대해서 막 저항율이 잘 변동하지 않는다는 것을 알았다. 사용되는 용도에 따라서 스퍼터 중의 산소 농도는 다른 경우가 많지만, 막 저항율이 스퍼터 분위기 중의 산소 농도에 잘 의존하지 않는 점은 안정된 품질의 스퍼터 막을 얻는데 있어서 유리하다.The present inventors have conducted extensive studies to solve the above problems and found that an IZO target having a sintered body structure in which Sn flakes containing In and Sn are dispersed in the mother phase of IZO is effective. Such an IZO target can be produced by adding ITO powder to the raw material powder of the IZO target. As a result of film formation using an IZO target having the above-described structure as a sputtering target, it was found that the film resistivity did not fluctuate with a change in the oxygen concentration in the sputter atmosphere. The oxygen concentration in the sputter is often different depending on the intended use, but the fact that the film resistivity does not depend on the oxygen concentration in the sputter atmosphere is advantageous in obtaining a stable quality sputter film.
이상의 지견을 기초로 하여 완성한 본 발명은 일 측면에 있어서, In, Sn 및 Zn을 원자비로 Zn/(In+Sn+Zn)=0.030∼0.250, Sn/(In+Sn+Zn)=0.002∼0.080을 만족하도록 함유하고, 잔부가 O 및 불가피한 불순물로 구성되는 전체 조성을 가지는 IZO 타깃이며, FE-EPMA에서 특정되는 In, Sn 및 O를 함유하는 입자지름 200nm 이상의 Sn 편석립이 분산된 타깃 조직을 가지는 IZO 타깃이다.(In + Sn + Zn) = 0.030 to 0.250 and Sn / (In + Sn + Zn) = 0.002 to 0.25 in terms of atomic ratios of In, Sn and Zn in one aspect. 0.080, and the remainder is O and inevitable impurities. The target structure is an IZO target having a total composition composed of O and inevitable impurities. The target structure containing In, Sn, and O specified in FE-EPMA and having a grain size of 200 nm or more The branch is the IZO target.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 일 실시형태에 있어서, In, Sn 및 Zn을 원자비로 Sn/(In+Sn+Zn)=0.010∼0.030을 만족하도록 함유한다.In one embodiment, the IZO target related to the present invention contains In, Sn and Zn so as to satisfy Sn / (In + Sn + Zn) = 0.010 to 0.030 in atomic ratio.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 다른 일 실시형태에 있어서, In, Sn 및 Zn을 원자비로 Zn/(In+Sn+Zn)=0.040∼0.200을 만족하도록 함유한다.In another embodiment, the IZO target related to the present invention contains In, Sn and Zn so as to satisfy Zn / (In + Sn + Zn) = 0.040 to 0.200 in atomic ratio.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, 타깃 조직 중에 입자지름 200nm 이상의 Sn 편석립이 0.003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 존재한다.In another embodiment of the IZO target related to the present invention, Sn flakes having a grain diameter of 200 nm or more exist in the target structure at a number density of 0.003 / mu m or more.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, 타깃 조직 중에 입자지름 1000nm 이상의 Sn 편석립이 0.0003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 존재한다.In another embodiment of the IZO target related to the present invention, Sn flakes having a grain diameter of 1000 nm or more exist in the target structure at a number density of 0.0003 / mu m or more.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상대 밀도가 90% 이상이다.The IZO target associated with the present invention is, in another embodiment, a relative density of at least 90%.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, 벌크 저항이 0.3mΩ·cm 이상 7.0mΩ·cm 미만이다.In another embodiment of the IZO target related to the present invention, the bulk resistance is not less than 0.3 m? · Cm and less than 7.0 m? · Cm.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 Sn 편석립의 평균 입자지름이 450nm 이상 9000nm 이하이다.In another embodiment of the IZO target related to the present invention, the average grain size of the Sn flakes is 450 nm or more and 9000 nm or less.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, 타깃 조직 중에 입자지름 10000nm 이상의 Sn 편석립이 0.0002개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 존재한다.In another embodiment of the IZO target related to the present invention, Sn flakes having a particle diameter of 10000 nm or more exist in the target structure at a number density of 0.0002 pieces / 占 퐉 or less.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 또 다른 일 실시형태에 있어서, B를 원자비로 B/(In+Sn+Zn+B)=0.036 이하를 만족하도록 추가로 함유한다.In another embodiment, the IZO target related to the present invention further contains B so as to satisfy B / (In + Sn + Zn + B) = 0.036 or less in atomic ratio.
본 발명은 다른 일 측면에 있어서, ITO 분말, In2O3 분말 및 ZnO 분말의 혼합물을 소결하는 공정을 포함하는 본 발명과 관련된 IZO 타깃의 제조 방법이다.In another aspect, the present invention is a method of manufacturing an IZO target according to the present invention, which comprises a step of sintering a mixture of ITO powder, In 2 O 3 powder and ZnO powder.
본 발명과 관련된 IZO 타깃의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서, ITO 분말을 구성하는 각 입자는 원자비로 6≤In/Sn≤36을 만족하도록 In 및 Sn을 함유한다.In one embodiment of the IZO target production method related to the present invention, each particle constituting the ITO powder contains In and Sn so as to satisfy 6? In / Sn? 36 in atomic ratio.
본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, ITO 분말, In2O3 분말, ZnO 분말 및 B2O3 분말의 혼합물을 소결하는 공정을 포함하는 본 발명과 관련된 IZO 타깃의 제조 방법이다.In another aspect, the present invention is a method for manufacturing an IZO target according to the present invention, which comprises a step of sintering a mixture of ITO powder, In 2 O 3 powder, ZnO powder and B 2 O 3 powder.
본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명과 관련된 IZO 타깃을 이용하여 스퍼터링 하는 공정을 포함하는 성막 방법이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a film forming method including a step of sputtering using an IZO target related to the present invention.
본 발명과 관련된 성막 방법의 일 실시형태에 있어서는, 스퍼터링 하는 공정을 산소 농도가 0.1vol% 이하인 분위기 가스 중에서 실시한다.In one embodiment of the film forming method related to the present invention, the sputtering process is performed in an atmosphere gas having an oxygen concentration of 0.1 vol% or less.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은, 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대해서 얻어지는 막 저항의 변동이 작다고 하는 특성이 있다. 이 때문에, 산소 농도에 상관없이 안정된 품질의 스퍼터 막을 얻을 수 있다. 본 발명은 유기 EL과 같이, 산소 도입 없는 성막이 요구되는 애플리케이션에 특히 유용하다.The IZO target related to the present invention has a characteristic that variation in film resistance obtained with respect to change in oxygen concentration in the sputter atmosphere is small. Therefore, a sputter film of stable quality can be obtained irrespective of the oxygen concentration. The present invention is particularly useful for applications in which film formation without oxygen introduction is required, such as organic EL.
도 1은 실시예 3의 원소 맵핑상을 나타낸다.
도 2는 비교예 2의 원소 맵핑상을 나타낸다.
도 3은 실시예 3의 Sn면 분석 결과의 스무딩 후의 원소 맵핑상을 나타낸다.
도 4는 실시예 3의 Sn면 분석 결과의 2치화(2値化) 후의 원소 맵핑상을 나타낸다.Fig. 1 shows an element mapping image of Example 3. Fig.
Fig. 2 shows an element mapping image of Comparative Example 2. Fig.
Fig. 3 shows an element mapping image after smoothing of the Sn plane analysis result of Example 3. Fig.
Fig. 4 shows an element mapping image after binarization (binarization) of the Sn plane analysis result of Example 3. Fig.
(1. 전체 조성)(Total composition)
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 일 실시형태에 있어서, In, Sn 및 Zn을 원자비로 Zn/(In+Sn+Zn)=0.030∼0.250, Sn/(In+Sn+Zn)=0.002∼0.080을 만족하도록 함유하고, 잔부가 O 및 불가피한 불순물로 구성되는 전체 조성을 가진다. 전체 조성이란, 소결체의 조직 중에 분산된 Sn 편석립을 포함하는 소결체의 전체 조성을 가리킨다.The IZO target related to the present invention is an IZO target according to an embodiment wherein In, Sn and Zn are atomic ratios of Zn / (In + Sn + Zn) = 0.030 to 0.250 and Sn / (In + Sn + Zn) = 0.002 to 0.080 Satisfactorily, and the remainder is composed of O and inevitable impurities. The total composition refers to the total composition of the sintered body including Sn flakes dispersed in the structure of the sintered body.
Zn/(In+Sn+Zn)를 0.030 이상으로 한 것은, Zn의 양을 적정한 범위로 함으로써 도전성이 양호한 스퍼터 막을 얻을 수 있기 때문이다. Zn/(In+Sn+Zn)는 바람직하게는 0.030 이상이고, 보다 바람직하게는 0.040 이상이다. 또, Zn/(In+Sn+Zn)를 0.250 이하로 한 것도 Zn의 양이 너무 많으면 스퍼터 막의 도전성이 나빠지기 때문이다. Zn/(In+Sn+Zn)는 바람직하게는 0.250 이하이고, 보다 바람직하게는 0.200 이하이다.The reason why Zn / (In + Sn + Zn) is set to 0.030 or more is that the amount of Zn is in the proper range to obtain a sputter film with good conductivity. Zn / (In + Sn + Zn) is preferably 0.030 or more, and more preferably 0.040 or more. Also, even if Zn / (In + Sn + Zn) is set to 0.250 or less, too much Zn will deteriorate the conductivity of the sputter film. Zn / (In + Sn + Zn) is preferably 0.250 or less, and more preferably 0.200 or less.
Sn/(In+Sn+Zn)를 0.002 이상으로 한 것은, 벌크 저항의 감소와 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대한 막 저항의 변동을 억제하는 효과를 의미 있게 발휘시키기 때문이다. Sn/(In+Sn+Zn)는 바람직하게는 0.002 이상이고, 보다 바람직하게는 0.005 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.010 이상이다. 또, Sn/(In+Sn+Zn)를 0.080 이하로 한 것은, 그 이상 첨가하면, 소결체 밀도가 너무 낮아지기 때문에, 벌크 저항이 높아지기 쉽고, 또 미립자의 증가 등 스퍼터에 대한 악영향이 우려되기 때문이다. Sn/(In+Sn+Zn)는 바람직하게는 0.065 이하이고, 보다 바람직하게는 0.060 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.030 이하이다.The reason for setting Sn / (In + Sn + Zn) to 0.002 or more is that the effect of suppressing the variation of the film resistance against the change of the oxygen concentration in the sputter atmosphere and the decrease of the bulk resistance is exhibited. Sn / (In + Sn + Zn) is preferably 0.002 or more, more preferably 0.005 or more, and further preferably 0.010 or more. The reason why Sn / (In + Sn + Zn) is set to 0.080 or less is that when the amount is more than the above value, the density of the sintered body becomes too low and the bulk resistance tends to be high and adverse effects on the sputter . Sn / (In + Sn + Zn) is preferably 0.065 or less, more preferably 0.060 or less, and further preferably 0.030 or less.
불가피한 불순물이란, 원료 중에 존재하거나, 제조 공정에서 불가피하게 혼입하는 것으로서, 원래는 불필요한 것이지만, 미량이고 소결체의 특성에 의미 있는 영향을 미치지 않기 때문에, 허용되는 불순물이다.Unavoidable impurities are those which are present in raw materials or are inevitably incorporated in the production process and are unnecessary in the beginning, but are trace amounts and allowable impurities because they have no significant effect on the properties of the sintered body.
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 일 실시형태에 있어서, B를 B/(In+Sn+Zn+B)가 원자비로 0.036 이하가 되도록 추가로 함유한다. B는 예를 들면 B2O3에 유래한다. B2O3는 융점이 450℃로 낮기 때문에 소결 중에 소결체 내에서 액상이 생성되어, 소결성을 향상시키고 밀도를 높일 수 있다. 우월한 소결성 향상 효과를 발휘시키기 위해서, B/(In+Sn+Zn+B)는 0.004 이상이 바람직하지만, 너무 첨가하면 벌크 저항이 크게 상승하는 점에서B/(In+Sn+Zn+B)=0.036 이하로 하는 것이 바람직하다.In one embodiment, the IZO target related to the present invention further contains B such that B / (In + Sn + Zn + B) is 0.036 or less in atomic ratio. B is derived, for example, from B 2 O 3 . Since B 2 O 3 has a low melting point of 450 ° C, a liquid phase is generated in the sintered body during sintering, so that the sinterability can be improved and the density can be increased. B / (In + Sn + Zn + B) = (B + In + Sn + Zn + B) is preferably 0.004 or more in order to exhibit superior sinterability- 0.036 or less.
(2. Sn 편석립)(2. Sn abrasive)
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 일 실시형태에 있어서, 주로 산화 인듐(In2O3)과 인듐과 아연의 복합 산화물(ZnkIn2Ok +3, k=2∼7(k는 정수))로 구성되는 모상 중에, In, Sn 및 O를 함유하고, 입자지름이 200nm 이상인 Sn 편석립이 분산된 소결체 조직을 가진다. 모상 중에는 산화 인듐 및 산화 아연 중 어느 일방 또는 양방의 산화물이 포함되어 있어도 좋다. 입자지름이 200nm 이상인 Sn 편석립이 모상 중에 분산한 소결체 조직을 가지는 스퍼터링 타깃을 이용하면, 스퍼터 막의 스퍼터 분위기 중의 산소 농도에 대한 의존성이 낮아진다. 그렇기 때문에, 용도에 따라서 스퍼터 분위기 중의 산소 농도가 변화해도 안정된 막 저항율의 스퍼터 막을 얻을 수 있다.An IZO target related to the present invention is a composite oxide of indium oxide (In 2 O 3 ) and indium and zinc (Zn k In 2 O k +3 , k = 2 to 7 (k is an integer)), And a Sn sintered body containing In, Sn and O and having a grain diameter of 200 nm or more dispersed therein. One or both oxides of indium oxide and zinc oxide may be contained in the parent phase. When the sputtering target having the sintered body structure in which the Sn flakes having a particle size of 200 nm or more is dispersed in the mother phase is used, the dependence of the sputter film on the oxygen concentration in the sputter atmosphere is lowered. Therefore, a sputter film having a stable film resistivity can be obtained even if the oxygen concentration in the sputter atmosphere changes depending on the application.
도전성 향상 효과 및 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대한 막 저항의 변동을 억제하는 효과를 의미 있게 발휘시키기 위해서, 입자지름 200nm 이상의 Sn 편석립이 0.003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하고, 0.0045개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하며, 0.01개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 보다 바람직하다. 단, 입자지름 200nm 이상의 Sn 편석립의 개수밀도가 너무 높으면, 타깃 중의 Sn 원자 농도가 동일한 경우에 비교했을 때, 개개의 Sn 편석립의 Sn 농도가 저하하기 때문에, SnO2로서 첨가하여 Sn가 확산하는 상태에 가까워지고, 본래의 스퍼터 특성을 잘 얻지 못할 가능성이 있다. 여기서, 입자지름 200nm 이상의 Sn 편석립은 0.1개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하고, 0.08개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 보다 바람직하며, 0.04개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 더욱 바람직하다.In order to exhibit the effect of improving the conductivity and suppressing the fluctuation of the film resistance against the oxygen concentration change in the sputter atmosphere, it is preferable that the Sn flakes having a grain diameter of 200 nm or more exist in the sintered body structure at a number density of 0.003 / Preferably, it is present in the sintered body structure with a number density of 0.0045 / mu m < 2 > or more, more preferably in the sintered body structure with a number density of 0.01 / mu m or more. However, the number density of the particle size of Sn piece seokrip than 200nm is too high, as compared to when a Sn atom concentration of target are the same, because the Sn concentration of the individual Sn piece seokrip decreased, Sn is diffused by the addition as SnO 2 , And there is a possibility that the original sputter characteristics may not be obtained well. Here, the Sn flakes having a grain diameter of 200 nm or more are preferably present in the sintered body structure at a number density of 0.1 / mu m < 2 > or less, more preferably 0.08 / It is more preferable that the sintered body exists in the sintered body structure at a number density of not more than 1 / mu m < 2 >.
또, 도전성 향상 효과 및 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대한 막 저항의 변동을 억제하는 효과를 의미 있게 발휘시키기 위해서, 입자지름 1000nm 이상의 Sn 편석립이 0.0003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하고, 0.001개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하며, 0.003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 보다 바람직하다. 단, 입자지름 1000nm 이상의 Sn 편석립의 개수밀도가 너무 높아지면, 소결성이 떨어지고, 소결체 밀도가 저하되어, 벌크 저항이 상승하거나 미립자의 원인이 될 우려가 있다. 여기서, 입자지름 1000nm 이상의 Sn 편석립은 0.03개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하고, 0.026개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 보다 바람직하며, 0.02개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 더욱 바람직하다.In order to exhibit the effect of improving the conductivity and suppressing the fluctuation of the film resistance against the oxygen concentration change in the sputter atmosphere, the Sn flakes having a particle diameter of 1000 nm or more are present in the sintered body structure at a number density of 0.0003 / And is preferably present in the sintered body structure at a number density of not less than 0.001 per square micrometer, more preferably in the sintered body structure with a number density of not less than 0.003 per square micrometer. However, if the number density of the Sn flakes having a grain diameter of 1000 nm or more is too high, the sinterability is lowered and the density of the sintered body is lowered, which may increase the bulk resistance or cause fine particles. Here, the Sn flakes having a grain diameter of 1000 nm or more are preferably present in the sintered body structure with a number density of 0.03 / mu m < 2 > or less, more preferably present in the sintered body structure with a number density of 0.026 / It is more preferable that the sintered body exists in the sintered body structure at a number density of not more than 1 / mu m < 2 >.
또한, 과대한 Sn 편석립은 아크 방전의 원인이 될 우려가 있는 점에서, 입자지름 10000nm 이상의 Sn 편석립이 0.0002개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하고, 0.0001개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 바람직하며, 0.00005개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 소결체 조직 중에 존재하는 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the Sn flakes having a particle diameter of 10000 nm or more exist in the sintered body structure at a number density of 0.0002 / mu m < 2 > or less in view of the possibility of causing an arc discharge in an excessive Sn flakes, mu] m < 2 > or less, more preferably in the sintered body structure with a number density of 0.00005 / mu m < 2 > or less.
Sn 편석립의 평균 입자지름은 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대한 막 저항의 변동을 억제하는 효과를 의미 있게 발휘시키기 위해서, 450nm 이상인 것이 바람직하고, 800nm 이상인 것이 보다 바람직하며, 900nm 이상인 것이 더욱 바람직하다. Sn 편석립의 평균 크기는, 너무 크면 벌크 저항이 증대하고, 또 아크 방전의 원인이 될 가능성이 있기 때문에, 9000nm 이하인 것이 바람직하며, 6000nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 3000nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.The average particle diameter of Sn flakes is preferably 450 nm or more, more preferably 800 nm or more, and more preferably 900 nm or more in order to exhibit the effect of suppressing the fluctuation of the film resistance against the oxygen concentration change in the sputter atmosphere . The average size of the Sn flakes is preferably 9000 nm or less, more preferably 6000 nm or less, and more preferably 3,000 nm or less because the bulk resistance may increase and may cause arc discharge.
본 발명에서 Sn 편석립의 입자지름 및 개수밀도는 이하의 방법으로 측정한다. 측정 기기로는, FE-EPMA(전계 방출형 전자 프로브 마이크로 분석기)를 이용한다. 실시예에서는 JXA-8500 F(일본 전자제 FE-EPMA)를 이용했다.In the present invention, the particle diameter and the number density of the Sn flakes are measured by the following methods. As the measuring instrument, FE-EPMA (Field Emission Electron Probe Micro Analyzer) is used. In the examples, JXA-8500 F (FE-EPMA manufactured by Japan Electronics) was used.
측정 샘플: 스퍼터링 타깃을 스퍼터면과 수직에 절단해서 단면을 경면 연마하고, 1/2의 두께 부분을 관찰한다.Measurement sample: The sputtering target is cut vertically to the sputter surface to polish the end face by mirror-polishing, and a half thickness portion is observed.
관찰 방법: FE-EPMA에 부속하는 면 분석 기능을 사용하여, 이하의 조건으로 면 분석을 실시한다.Observation method: Using the surface analysis function attached to the FE-EPMA, the surface analysis is performed under the following conditions.
·가속 전압: 15.0kVAcceleration voltage: 15.0 kV
·조사 전류: 1.0∼2.5×10-7ARadiation current: 1.0 to 2.5 × 10 -7 A
·배율: 2000배· Magnification: 2000 times
·측정 방식: 빔 스캔· Measurement method: Beam scan
·빔 지름(㎛): 0· Beam diameter (㎛): 0
·측정 시간(ms): 5· Measurement time (ms): 5
·총 합계: 1· Total: 1
·측정 원소 및 분광 결정: In(PETH), Zn(LIFH), Sn(PETH), O(LDE1)· Measurement elements and spectroscopic crystals: In (PETH), Zn (LIFH), Sn (PETH), O (LDE1)
·측정 시야(1시야당): 50㎛×50㎛Measurement field (per field of view): 50 탆 x 50 탆
·픽셀: 256×256· Pixels: 256 × 256
상기 순서로 면 분석을 실시하고, 원소 맵핑상을 그레이 스케일 표시하면, 도 1(실시예 3)이나 도 2(비교예 2)의 측정 데이터를 얻을 수 있다. Lv는 수동으로 조작할 수도 있지만, 기계적으로 자동으로 산출되는 Lv를 그대로 사용한다. 실시예 3에서는, Sn이 조립(粗粒) 모양으로 편석하는 개소(Sn의 원소 맵핑상에서 가장 옅은 부분)를 볼 수 있는데 반해서, 비교예 4에서는 조립 모양의 편석을 볼 수 없다. 비교예 4에 있어서, Sn 편석립을 볼 수 없는 것은, SnO2 분말을 원료로 투입한 경우, Sn이 In2O3 입자 중에 확산하여 FE-EPMA의 검출 하한 이하의 농도가 되기 때문이라고 생각된다. 한편, 본 발명이 한정되는 것을 의도하지는 않지만, 조대한 ITO 분말을 첨가한 경우, Sn이 확산하지 않는 원인에 대해서는 예상이기는 하지만, 확산의 구동력이 농도 구배에 의존한다고 생각하고 있고, SnO2 분말과 ITO 분말 중에서는, ITO 분말이 Sn 농도가 낮기 때문에 ITO 분말이 Sn이 주위로 잘 확산되지 않기 때문이라고 생각할 수 있다.The surface analysis is performed in the above order, and the element mapping image is displayed in gray scale to obtain measurement data of FIG. 1 (Example 3) or FIG. 2 (Comparative Example 2). The Lv can be operated manually, but the Lv that is calculated automatically by the machine is used as it is. In Example 3, the portion where Sn is segregated in the form of coarse grains (the lightest portion on the element mapping of Sn) can be seen, whereas in Comparative Example 4, segregation of the assembled shape can not be seen. In Comparative Example 4, it is considered that the reason why Sn flakes are not observed is that when SnO 2 powder is added as a raw material, Sn is diffused into the In 2 O 3 particles to have a concentration lower than the detection limit of FE-EPMA . On the other hand, although not intended that the invention be limited, and considering that the tank for the addition of ITO powder, Sn win estimated for the cause it does not spread, but depends on the driving force of the diffusion gradient, SnO 2 powder and In the ITO powder, it can be considered that since the Sn concentration of ITO powder is low, Sn does not diffuse well around the ITO powder.
얻어진 Sn의 그레이 스케일상으로부터, 입자 계측 기능을 사용하여 Sn 편석립의 각 입자지름과 Sn 편석립의 개수밀도를 측정한다. 이하는, JXA-8500F에 부속하는 분석 소프트웨어에서의 실시 순서이지만, 동일한 화상 처리 소프트를 이용해도 좋다. 우선, 필터 항목으로부터 스무딩 필터를 실행한다. 실시예 3의 예를 도 3에 나타낸다. 그 다음, 2치화를 실시한다. 2치화에서의 역치는, 면 분석중의 Sn 편석립 형상을 과부족 없이 포함할 수 있도록 역치를 수동으로 설정하지만, 그레이 스케일상 내에서 비교적 큰 Sn 편석립에 맞추어 형상이 과부족 없이 포함할 수 있도록 역치를 설정한다. 실시예 3의 예를 도 4에 나타낸다.From the grayscale phase of the obtained Sn, the grain size of the Sn flakes and the number density of the Sn flakes are measured using the particle measuring function. The following is the procedure of the analysis software attached to JXA-8500F, but the same image processing software may be used. First, a smoothing filter is executed from the filter item. An example of Embodiment 3 is shown in Fig. Then, binarization is performed. The threshold value in the binarization is manually set as a threshold value so that the shape of the Sn flakes in the surface analysis can be included in an adequate manner. However, in order to accommodate relatively large Sn flakes in the grayscale phase, . An example of Embodiment 3 is shown in Fig.
그 후, 2치화상의 레이블링을 실시한다. 본 소프트 내에서 레이블링 처리의 선택 항목은, “3연결”, “외주 입자는 레이블링 하지 않는다”를 선택한다. 계속해서, 레이블링상을 계측하고, 각 Sn 편석립의 원 상당 지름을 기계적으로 산출한다. 각 Sn 편석립의 원 상당 지름을 Sn 편석립의 입자지름으로서, 입자지름 200nm 이상, 1000nm 이상 및 10000nm 이상의 입자 개수를 각각 세어서, 측정 시야인 2500μ㎡에 존재하는 입자 개수를 구하고, 개수를 측정 시야 면적으로 나누어서 개수밀도(개/μ㎡)를 얻는다. 또, Sn 편석립의 평균 입자지름은 기계적으로 산출된 각 Sn 편석립의 원 상당 지름으로부터 구한다. 상기 순서를 5 이상의 측정 시야에서 실시하고, 그 평균치를 측정 결과로 한다.Thereafter, labeling of the binary image is performed. In the software, the selection items of the labeling process are "3 connection" and "do not label outer particles". Subsequently, the labeling phase is measured, and the circle equivalent diameter of each Sn flakes is mechanically calculated. The number of particles present in the measurement field of 2500 mu m was determined by counting the number of particles having a particle diameter of 200 nm or more, 1000 nm or more, and 10000 nm or more as the particle diameter of the Sn flakes as the circle equivalent diameter of each Sn flakes, Obtain the number density (탆 / ㎡) by dividing by visual field area. The average particle diameter of the Sn flakes is obtained from the mechanically calculated diameter of the circle equivalent of each Sn flakes. The above procedure is carried out in a measurement visual field of 5 or more, and the average value is used as a measurement result.
(3. 벌크 저항율)(3. Bulk resistivity)
본 발명의 일 실시형태와 관련된 IZO 타깃은 Sn 편석립이 조직 중에 분산되어 있는 덕분에 종래의 IZO 타깃에 비해서 벌크 저항율을 큰 폭으로 낮출 수 있다. 구체적으로는, 본 발명과 관련된 IZO 타깃은 일 실시형태에 있어서, 7.0mΩ·cm 미만의 벌크 저항율을 가질 수 있다. 본 발명과 관련된 IZO 타깃의 벌크 저항율은 바람직하게는 3.0mΩ·cm 이하이고, 보다 바람직하게는 2.0mΩ·cm 이하이다. 벌크 저항율의 하한에는 제약은 없지만, IZO의 물질적인 한계로 보아, 본 발명과 관련된 IZO 타깃의 벌크 저항율은 통상은 0.3mΩ·cm 이상이고, 전형적으로는 0.5mΩ·cm 이상이다.The IZO target associated with one embodiment of the present invention can significantly reduce the bulk resistivity as compared to the conventional IZO target due to the fact that the Sn flakes are dispersed throughout the structure. Specifically, the IZO target associated with the present invention, in one embodiment, may have a bulk resistivity of less than 7.0 m? · Cm. The bulk resistivity of the IZO target related to the present invention is preferably 3.0 m? · Cm or less, and more preferably 2.0 m? · Cm or less. There is no limitation on the lower limit of the bulk resistivity, but from the material limit of IZO, the bulk resistivity of the IZO target related to the present invention is generally 0.3 m? · Cm or more, and typically 0.5 m? · Cm or more.
본 발명에 있어서, 타깃의 벌크 저항율은 저항율 측정기를 이용하여 4탐침법에 의해 측정한다. 소결체의 표면에는, Zn 양이 적은 변질층이 존재하기 때문에, 0.5mm 연삭하고, 연마지로 #400까지 마무리한다. 실시예에서는 이하의 장치로 측정했다.In the present invention, the bulk resistivity of the target is measured by a four-probe method using a resistivity meter. On the surface of the sintered body, there is a denatured layer having a small amount of Zn. Therefore, the sintered body is ground to 0.5 mm and finishing up to # 400 with a polishing paper. In the examples, the following devices were used.
저항율 측정기: 형식 FELL-TC-100-SB-Σ5+(엔피에스 주식회사제)Resistivity meter: Model FELL-TC-100-SB-Σ5 + (manufactured by NIPPO SES Co., Ltd.)
측정 지그 RG-5Measuring jig RG-5
(4. 상대 밀도)(4. Relative density)
타깃의 상대 밀도가 높은 것이, 아크 방전이 적은 안정적인 스퍼터링을 실시하는데 바람직하다. 본 발명과 관련된 IZO 타깃은 일 실시형태에 있어서, 상대 밀도가 90% 이상이다. 상대 밀도는 바람직하게는 92% 이상이고, 보다 바람직하게는 95% 이상이며, 더욱 바람직하게는 96% 이상이고, 예를 들면 90∼99%로 할 수 있다. 상대 밀도는 조성에 의해 정해지는 기준 밀도에 대한 아르키메데스 밀도의 비로 구할 수 있다.The higher relative density of the target is preferable for carrying out stable sputtering with less arc discharge. The IZO target associated with the present invention, in one embodiment, has a relative density of at least 90%. The relative density is preferably 92% or more, more preferably 95% or more, and further preferably 96% or more, for example, 90 to 99%. The relative density can be determined by the ratio of the Archimedes density to the reference density determined by the composition.
여기서, 기준 밀도는 스퍼터링 타깃의 성분 분석을 실시하고, 그로 인해 얻어지는 In과 Zn와 Sn와 B의 합계 100 at%에 대한 In과 Zn와 Sn와 B의 각각의 원자비(at%)로부터 환산해서 구한 산화물 중량비(중량%), 및 In2O3, ZnO, SnO2 및 B2O3의 단체(單體) 밀도를 이용하여 산출한다. 구체적으로는, In2O3의 단체 밀도를 7.18(g/㎤), ZnO의 단체 밀도를 5.61(g/㎤), SnO2의 단체 밀도를 6.95(g/㎤), B2O3의 단체 밀도를 1.85, In2O3의 중량비를 WIn2O3(중량%), ZnO의 중량비를 WZnO(중량%), SnO2의 중량비를 WSnO2(중량%), B2O3의 중량비를 WB2O3로 하여 기준 밀도(g/㎤)=(7.18×WIn2O3+5.61×WZnO+6.95×WSnO2+1.85×WB2O3)/100으로 산출된다. 다만, B를 첨가하지 않는 경우는, WB2O3를 0으로 하여 계산한다.Here, the reference density is obtained by analyzing the components of the sputtering target, converting the atomic ratios (At%) of In and Zn and Sn and B to the total of 100 at% of In and Zn, Sn and B thus obtained (Weight%), and the single density of In 2 O 3 , ZnO, SnO 2, and B 2 O 3 . Specifically, the group density of the collective density of In 2 O 3 7.18 (g / ㎤), ZnO 5.61 (g / ㎤), the collective density of SnO 2 6.95 (g / ㎤) , B 2 O 3 groups density of 1.85, a weight ratio of in 2 O 3 W In2O3 (% by weight), the weight ratio of ZnO W ZnO (% by weight), the weight ratio of SnO 2 W SnO2 (% by weight), B 2 O 3 weight ratio of the W B2O3 of And the reference density (g / cm 3) is calculated as (7.18 x W In 2 O 3 + 5.61 x W ZnO + 6.95 x W SnO 2 + 1.85 x W B 2 O 3 ) / 100. However, when B is not added, W B2O3 is set to 0 and it is calculated.
또한, 이 상대 밀도는 스퍼터링 타깃을 In2O3와 ZnO와 SnO2의 혼합물로 가정해서 계산되는 기준 밀도를 기준으로 하는 것으로서, 대상으로 하는 스퍼터링 타깃의 밀도의 실제 수치는 상기 기준 밀도보다 높아질 수도 있는 점에서, 여기서 말하는 상대 밀도는 100%를 넘는 경우도 있을 수 있다.This relative density is based on a reference density calculated on the assumption that the sputtering target is a mixture of In 2 O 3 and ZnO and SnO 2. The actual value of the density of the target sputtering target may be higher than the reference density In this regard, the relative density referred to herein may exceed 100%.
(5. 제조법)(Recipe 5)
그 다음, 본 발명과 관련된 IZO 타깃의 제조 방법의 바람직한 예를 순서에 따라서 설명한다.Next, preferred examples of a method of manufacturing an IZO target related to the present invention will be described in order.
(5-1 ITO 분말 준비)(5-1 Preparation of ITO powder)
우선, Sn, In, O 및 불가피한 불순물로 구성된 산화물 소결체의 분말(ITO 분말)을 준비한다. ITO 분말은 공지의 방법에 의해서 ITO 소결체를 제조하고, 이를 분쇄하여 얻을 수 있다. 혹은, 분쇄를 쉽게 하기 위해서, In2O3와 SnO2의 혼합 분말을 소결하고(하소(calcination)라고 칭한다), 분쇄함으로써 만들 수도 있다.First, a powder of an oxide sintered body (ITO powder) composed of Sn, In, O and unavoidable impurities is prepared. The ITO powder can be obtained by preparing an ITO sintered body by a known method and pulverizing the ITO sintered body. Alternatively, a powder mixture of In 2 O 3 and SnO 2 may be sintered (referred to as calcination) and pulverized to facilitate pulverization.
ITO 분말은 최종적으로 소결체 중에서 상술한 Sn 편석립의 원료이다. ITO 분말을 구성하는 각 입자의 조성에 대해서는, 도전성을 향상시킨다는 이유로 인해, In과 Sn의 원자비가 6≤In/Sn인 것이 바람직하고, 7≤In/Sn인 것이 보다 바람직하며, 9≤In/Sn인 것이 더욱 바람직하다. 또, ITO 분말은 Sn의 양이 너무 적어도 도전성이 저하하는 점에서, In과 Sn의 원자비가 In/Sn≤36인 것이 바람직하고, In/Sn≤25인 것이 보다 바람직하며, In/Sn≤15인 것이 더욱 바람직하다.The ITO powder is finally the raw material of the Sn flakes described above in the sintered body. As to the composition of each particle constituting the ITO powder, the atomic ratio of In and Sn is preferably 6? In / Sn, more preferably 7? In / Sn, and more preferably 9? In / Sn is more preferred. The ITO powder preferably has an In / Sn? Atomic ratio of In / Sn? 25, more preferably an In / Sn? 25 atomic ratio of In and Sn? Is more preferable.
ITO 소결체는 SnO2 분말 및 In2O3 분말을 소정의 배합비로 분쇄 혼합한 후에 소결함으로써 제조 가능하다. 원료가 되는 SnO2 분말 및 In2O3 분말은 고순도의 것, 예를 들면 순도 99질량% 이상, 나아가서 99.9질량% 이상의 것을 사용하는 것이 예측할 수 없는 불량을 방지하는 관점에서 바람직하다. 원료 분말의 평균 입자지름은 예를 들면 0.5㎛∼2.5㎛로 할 수 있다. 여기서, 본 명세서에서 분말의 평균 입자지름에 대해 언급할 때는, 레이저 회절·산란법에 따라서 부피 기준으로 입도의 누적 분포를 구했을 때의, 중앙지름(D50)을 가리킨다. 분쇄 혼합 방법에는 다양한 방법이 있지만, 비드밀 등의 습식 매체 교반 밀을 사용하는 습식 분쇄 혼합을 바람직하게 사용할 수 있다. 습식 분쇄 혼합의 경우, 적당히 분산제를 첨가함으로써 슬러리의 균일성을 높일 수도 있다. 그 외의 방법으로도 원료의 균일한 혼합이라고 하는 취지를 실현할 수 있는 방법이면 상관없다.The ITO sintered body can be manufactured by pulverizing and mixing SnO 2 powder and In 2 O 3 powder at a predetermined blending ratio and then sintering. It is preferable that the SnO 2 powder and the In 2 O 3 powder to be used as raw materials have a high purity, for example, a purity of 99 mass% or more, and more preferably 99.9 mass% or more, from the viewpoint of preventing unexpected failure. The average particle diameter of the raw material powder may be, for example, 0.5 to 2.5 占 퐉. Here, when referring to the average particle diameter of the powder in the present specification, it refers to the median diameter (D50) when the cumulative distribution of particle sizes is obtained on the basis of volume by the laser diffraction / scattering method. There are various methods of grinding and mixing, but wet grinding mixing using a wet medium stirring mill such as a bead mill can be preferably used. In the case of wet grinding mixing, the uniformity of the slurry may be increased by adding a dispersant as appropriate. It may be a method capable of realizing the effect of uniform mixing of the raw materials by any other method.
분쇄 혼합 후에 얻어진 혼합 분말에 대해서는, 프레스 성형을 실시한다. 프레스 성형은, 혼합 분말을 금형에 충전하여, 예를 들면 30∼60MPa의 압력을 1∼3분간 유지함으로써 실시한다. 프레스 성형 전에, 필요에 따라서 조립(造粒)을 실시해도 좋다. 조립에 의해서 분체의 유동성을 향상시켜서, 다음 공정의 프레스 성형시에 분체를 균일하게 금형에 충전하여, 균질의 성형체를 얻을 수 있다. 조립에는 여러 가지 방식이 있지만, 프레스 성형에 적절한 조립 분말을 얻는 방법 중 하나로써, 분무식 건조 장치(스프레이 드라이어)를 이용하는 방법이 있다. 또, 슬러리 중에 폴리 비닐 알코올(PVA) 등의 바인더를 첨가하여 조립분말 중에 함유시켜서, 성형체의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 프레스 성형 후에 냉간 정수압 가압 성형(CIP)을 할 수도 있다.The mixed powder obtained after the pulverization and mixing is subjected to press forming. The press molding is carried out by filling the mixed powder into a mold and holding the pressure of 30 to 60 MPa for 1 to 3 minutes, for example. Prior to press forming, granulation may be carried out as necessary. By improving the fluidity of the powder by assembly, the powder can be homogeneously filled into the mold at the time of press molding in the next step to obtain a homogeneous molded body. There are various methods of assembling, but there is a method using a spray dryer (spray dryer) as one of methods for obtaining granulated powder suitable for press forming. Further, a binder such as polyvinyl alcohol (PVA) may be added to the slurry to be contained in the granulated powder to improve the strength of the molded product. Alternatively, cold isostatic pressing (CIP) may be performed after press forming.
성형체의 소결은, 전기로를 사용해서 산소 분위기 중에서 실시할 수 있다. 소결 온도는 1300∼1600℃으로 하여 소결하는 것이 바람직하다. 고밀도의 소결체를 얻는데는 소결 온도가 1300℃ 이상인 것이 바람직하다. 또, 산화 주석의 휘발에 의해서, 소결 밀도의 저하나 조성에 차이가 생기는 것을 예방하는 관점에서, 소결 온도는 1600℃ 이하인 것이 바람직하다. 성형체가 바인더를 포함하는 경우, 소결온도까지의 승온 도중에 필요에 따라서 탈바인더 공정을 도입해도 좋다.The sintering of the molded body can be carried out in an oxygen atmosphere using an electric furnace. The sintering temperature is preferably 1300 to 1600 占 폚. In order to obtain a high-density sintered body, it is preferable that the sintering temperature is 1300 DEG C or higher. From the viewpoint of preventing the sintering density from being lowered due to the volatilization of tin oxide or the difference in the composition thereof, the sintering temperature is preferably 1600 캜 or lower. When the molded article contains a binder, the binder removal step may be introduced as necessary during the temperature increase to the sintering temperature.
소결 온도에서의 유지 시간은 성형체 크기에 따라서 적당히 선택되지만, 일반적으로 5시간보다 짧으면 소결이 충분히 진행되지 않고, 소결체의 밀도가 충분히 높지 않게 되거나, 소결체가 휘어지게 된다. 유지 시간이 30시간을 넘어도 불필요한 에너지와 시간을 필요로 하는 낭비가 생겨서 생산상 바람직하지 않다.The holding time at the sintering temperature is appropriately selected according to the size of the compact, but if the time is shorter than 5 hours, the sintering does not proceed sufficiently and the density of the sintered body is not sufficiently high or the sintered body is warped. Even if the retention time exceeds 30 hours, waste that requires unnecessary energy and time is generated, which is not preferable for production.
얻어진 ITO 소결체를 분쇄하여 ITO 분말을 얻을 수 있다. 분쇄 방법으로는, 예를 들면, 막자 및 막자사발의 편성, 해머 밀 및 포트 밀을 들 수 있고, 이 중에서도 생산성의 관점에서 포트 밀이 바람직하다. 또, 습식 비드밀 등으로, 더욱 세심하게 하는 것이 보다 바람직하다. ITO 분말의 조대 입자를 없애기 위해서 체로 거른다. 체는 예를 들면, 체눈의 크기 150㎛ 이하의 물건을 이용할 수 있다. 체로 거른 후의 ITO 분말의 평균 입자지름(D50)은, 10㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 5㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, In2O3 분말 및 ZnO 분말과 혼합하기 전의 ITO 분말의 평균 입자지름은 0.4㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.9㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.The obtained ITO sintered body is pulverized to obtain an ITO powder. Examples of the pulverizing method include kneading a mortar and a mortar, a hammer mill and a pot mill, and among them, a pot mill is preferable from the viewpoint of productivity. In addition, it is more preferable to use a wet bead mill or the like more carefully. Sieve to remove coarse particles of ITO powder. For example, a sieve having a sieve size of 150 mu m or less can be used. The average particle diameter (D50) of the ITO powder after being sieved is preferably 10 mu m or less, more preferably 5 mu m or less. The average particle diameter of the ITO powder before mixing with the In 2 O 3 powder and the ZnO powder is preferably 0.4 μm or more, and more preferably 0.9 μm or more.
(5-2 IZO 타깃의 제조)(5-2 Production of IZO target)
본 발명과 관련된 IZO 타깃은 In2O3 분말, ZnO 분말 및 상기에서 얻어진 ITO 분말을 상술한 Zn/(In+Sn+Zn) 및 Sn/(In+Sn+Zn)가 소정의 원자비가 되도록 분쇄 혼합한 후에, 소결함으로써 제조 가능하다. 또, 필요에 따라서 B2O3 분말을 첨가해도 좋다. 소결함으로써 제조 가능하다. 구체적인 순서에 대해서 예시적으로 설명한다. 우선, In2O3 분말, ZnO 분말, 및 필요에 따라서 B2O3 분말을 소정의 배합비로 칭량한 후에 미분쇄 혼합한다. ITO 분말은 가능한 한 미분쇄 하지 않고 균일하게 혼합시키기 위해서, In2O3 분말, ZnO 분말, 및 필요에 따라서 B2O3 분말의 미분쇄 혼합 정지 5∼10분 전에, 슬러리 그대로 혼합하는 것이 바람직하다. 원료가 되는 In2O3 분말, ZnO 분말 및 필요에 따라서 첨가되는 B2O3 분말은 고순도의 것, 예를 들면 순도 99질량% 이상, 나아가서 99.9질량% 이상의 것을 사용하는 것을 예측하지 못하는 불량을 방지하는 관점에서 바람직하다. 혼합 방법으로는, 비드밀 등의 습식 매체 교반 밀을 이용한 습식 분쇄 혼합을 실시하는 방법을 들 수 있다. 습식 분쇄 혼합의 경우, 적당히 분산제를 첨가하여 슬러리의 균일성을 높일 수도 있다. 그 밖의 방법으로도 원료의 균일한 혼합이라는 취지를 실현할 수 있는 방법이면 상관없다.The IZO targets related to the present invention are obtained by grinding the In 2 O 3 powder, the ZnO powder and the ITO powder obtained above in such a manner that the Zn / (In + Sn + Zn) and Sn / (In + Sn + Zn) Mixing, and sintering. If necessary, a B 2 O 3 powder may be added. Lt; / RTI > The specific sequence will be described as an example. First, In 2 O 3 powder, ZnO powder, and B 2 O 3 powder as required are weighed at a predetermined blending ratio, followed by pulverizing and mixing. In order to uniformly mix the ITO powder as fine as possible without mixing, it is preferred to mix the In 2 O 3 powder, ZnO powder and B 2 O 3 powder as required, Do. The In 2 O 3 powder, the ZnO powder and the B 2 O 3 powder to be added as the raw material, which have high purity, for example, a purity of 99 mass% or more, and more than 99.9 mass% . As a mixing method, a wet grinding mixing method using a wet medium stirring mill such as a bead mill can be mentioned. In the case of wet pulverization and mixing, a dispersant may be appropriately added to increase the uniformity of the slurry. It may be a method capable of realizing the effect of uniform mixing of the raw materials by other methods.
미분쇄 혼합 후의 혼합 분말은, 소결성을 향상시키기 위해서, 평균 입자지름을 2㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.5㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 미분쇄 혼합 후의 혼합 분말의 평균 입자지름은, 너무 분쇄하면 비드 등으로부터 오염량이 증가하기 때문에, 0.3㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기는 ITO 분말을 포함하는 평균 입자지름이다.In order to improve the sinterability, the mixed powder after the fine pulverization and mixing preferably has an average particle diameter of 2 탆 or less, more preferably 1.5 탆 or less. The average particle diameter of the mixed powder after the pulverization and mixing is preferably 0.3 mu m or more, more preferably 0.5 mu m or more because the amount of contamination from beads and the like increases when crushed too much. The above is the average particle diameter including the ITO powder.
미분쇄 혼합 후의 혼합 분말에 대해서는 프레스 성형을 실시한다. 프레스 성형은, 혼합 분말을 금형에 충전하고, 예를 들면 30∼60MPa의 압력을 1∼3분간 유지하여 실시한다. 프레스 성형으로 얻어진 성형체는 더욱 정수압 가압 장치(CIP)에 의해 140∼200MPa로 가압해도 좋다. 이에 따라서, 더욱 균일하고 밀도가 높은 성형체를 얻을 수 있다.Press molding is performed on the mixed powder after the fine pulverization and mixing. The press molding is performed by filling the mixed powder into a metal mold and holding the pressure of 30 to 60 MPa for 1 to 3 minutes, for example. The compact obtained by press molding may be further pressurized to 140 to 200 MPa by a hydrostatic pressure device (CIP). As a result, a more uniform and dense molded body can be obtained.
프레스 성형 전에, 필요에 따라서 조립을 실시해도 좋다. 조립에 의해서 분체의 유동성을 향상시킴으로써, 다음 공정의 프레스 성형시에 분체를 균일하게 금형에 충전하여, 균질의 성형체를 얻을 수 있다. 조립에는 다양한 방식이 있지만, 프레스 성형에 적합한 조립 분말을 얻는 방법의 하나로써, 분무식 건조 장치(스프레이 드라이어)를 이용하는 방법이 있다. 또, 슬러리 중에 폴리 비닐 알코올(PVA) 등의 바인더를 첨가하여 조립 분말 중에 함유시켜서, 성형체의 강도를 향상시킬 수 있다.Prior to press forming, the assembly may be carried out if necessary. By improving the fluidity of the powder by assembly, the powder can be uniformly filled into the mold at the time of press molding in the next step, and a homogeneous molded body can be obtained. There are various methods of assembling, but there is a method using a spray dryer (spray dryer) as one of methods for obtaining granulated powder suitable for press forming. Further, a binder such as polyvinyl alcohol (PVA) may be added to the slurry to be contained in the granulated powder to improve the strength of the molded product.
성형체의 소결은, 전기로를 사용하여 산소 분위기 중에서 실시할 수 있다. 소결 온도는 1300∼1500℃로 하여 소결하는 것이 바람직하다. 고밀도의 소결체를 얻기 위해서는 소결 온도가 1300℃ 이상인 것이 바람직하다. 또, 산화 아연의 휘발로 인해, 소결 밀도의 저하나 조성의 차이가 생기는 것을 예방하는 관점에서, 소결 온도는 1500℃ 이하인 것이 바람직하다. 성형체가 바인더를 포함하는 경우, 소결 온도까지의 승온 도중에 필요에 따라서 탈바인더 공정을 도입해도 좋다.The sintering of the molded body can be carried out in an oxygen atmosphere using an electric furnace. The sintering temperature is preferably 1300 to 1500 占 폚. In order to obtain a high-density sintered body, it is preferable that the sintering temperature is 1300 DEG C or higher. From the viewpoint of preventing reduction in sintering density or difference in composition due to volatilization of zinc oxide, the sintering temperature is preferably 1500 캜 or lower. When the molded article contains a binder, the binder removal step may be introduced as necessary during the temperature increase to the sintering temperature.
소결 온도에서의 유지 시간은 성형체 크기에 따라서 적당히 선택되지만, 5시간보다 짧으면 소결이 충분히 진행되지 않고, 소결체의 밀도가 충분히 높아지지 않거나, 소결체가 젖혀지게 된다. 유지 시간이 30시간을 넘어도, 불필요한 에너지와 시간을 필요로 하는 낭비가 생겨서 생산상 바람직하지 않다.The holding time at the sintering temperature is appropriately selected according to the size of the compact, but if it is shorter than 5 hours, the sintering does not proceed sufficiently and the density of the sintered body does not become sufficiently high, or the sintered body is bent. Even if the holding time exceeds 30 hours, waste which requires unnecessary energy and time is generated, which is not preferable in production.
이와 같이 해서 얻어진 IZO 소결체를 평면 연삭기, 원통 연삭기, 기계가공 등의 가공기로 원하는 형상으로 가공함으로써, 스퍼터링 타깃을 제작할 수 있다. 스퍼터링 타깃의 형상에는 특별히 제약은 없다. 예를 들면, 원반 모양, 직사각형 모양, 원통형 등으로 할 수 있다. 스퍼터링 타깃은 필요에 따라서 배킹 플레이트와 본딩재로 접합해서 이용해도 좋다.The thus-obtained IZO sintered body can be processed into a desired shape by a processing machine such as a plane grinder, a cylindrical grinder, or a machining process to produce a sputtering target. The shape of the sputtering target is not particularly limited. For example, it may be a disk shape, a rectangular shape, a cylindrical shape, or the like. The sputtering target may be bonded to the backing plate and the bonding material as needed.
(6. 성막)(6th Tabernacle)
본 발명은 일 측면에 있어서, 본 발명과 관련된 IZO 타깃을 이용하여 스퍼터링 하는 공정을 포함하는 성막 방법을 제공한다. 본 발명과 관련된 IZO 타깃은, 스퍼터 분위기 중의 산소 농도의 변화에 대해서 얻어지는 막 저항의 변동이 작은 특성이 있다. 이 때문에, 본 발명과 관련된 IZO 타깃을 이용하면, 산소 농도에 상관없이 안정된 품질의 스퍼터 막을 얻을 수 있게 된다. 일 실시형태에 있어서는, 스퍼터링 시의 분위기 가스 중의 산소 농도가 2vol% 이하이다. 다른 일 실시형태에 있어서는, 스퍼터링 시의 분위기 가스 중의 산소 농도가 1vol% 이하이다. 또 다른 일 실시형태에 있어서는, 스퍼터링 시의 분위기 가스 중의 산소 농도가 0.5vol% 이하이다. 또 다른 일 실시형태에 있어서는, 스퍼터링 시의 분위기 가스 중의 산소 농도가 0.1vol% 이하이다. 또 다른 일 실시형태에 있어서는, 스퍼터링 시의 분위기 가스 중의 산소 농도가 0vol%이다. 스퍼터링 시의 분위기 가스로는 Ar와 산소의 혼합 가스를 들 수 있다.In one aspect, the present invention provides a deposition method comprising sputtering using an IZO target associated with the present invention. The IZO target related to the present invention has a characteristic that variation in film resistance obtained with respect to change in oxygen concentration in the sputter atmosphere is small. Therefore, by using the IZO target related to the present invention, it is possible to obtain a stable quality sputter film regardless of the oxygen concentration. In one embodiment, the oxygen concentration in the atmosphere gas at the time of sputtering is 2 vol% or less. In another embodiment, the oxygen concentration in the atmosphere gas at the time of sputtering is 1 vol% or less. In another embodiment, the oxygen concentration in the atmosphere gas at the time of sputtering is 0.5 vol% or less. In another embodiment, the oxygen concentration in the atmosphere gas at the time of sputtering is 0.1 vol% or less. In another embodiment, the oxygen concentration in the atmospheric gas at the time of sputtering is 0 vol%. As the atmospheric gas at the time of sputtering, a mixed gas of Ar and oxygen can be mentioned.
실시예Example
이하에 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 제시하지만, 이들 실시예는 본 발명 및 그 이점을 더욱 잘 이해하기 위해서 제공하는 것이고, 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.Embodiments of the present invention will now be described in conjunction with comparative examples, which are provided for a better understanding of the invention and its advantages and are not intended to be limiting.
<1. ITO 분말의 준비><1. Preparation of ITO powder>
SnO2 분말 및 In2O3 분말을 SnO2: In2O3=10:90(단, 실시예 16은 SnO2: In2O3=15:80, 실시예 17은 SnO2: In2O3=5:95)의 질량비로 배합한 후, 습식 미분쇄 혼합(ZrO2 비드 사용)하였다. 습식 미분쇄 혼합으로 얻어진 슬러리에 바인더로서 폴리 비닐 알코올(PVA)을 첨가하여 조립을 실시하고, 조립 분말을 얻었다. 조립 분말을 Φ280mm×20mmt에 30MPa로 프레스 성형하고, 산소 분위기의 전기로 내에서 1500℃에서 20시간 소결함으로써, ITO 소결체를 제조했다. 얻어진 ITO 소결체를 막자 및 막자사발로 분쇄하고, 포트 밀을 이용하여 분쇄하며, 추가로 볼 밀로 습식 미분쇄 하여, 체눈 크기 150㎛의 체로 걸러서 ITO 분말을 얻었다. 시험 번호에 따라서 ITO 분말의 평균 입자지름을 체로 걸러서 조정했다.SnO 2 powder and In 2 O 3 powder were mixed with SnO 2 : In 2 O 3 = 10: 90 (Example 16: SnO 2 : In 2 O 3 = 15: 80, Example 17: SnO 2 : In 2 O 3 = 5: 95), followed by wet milling (using ZrO 2 beads). Polyvinyl alcohol (PVA) was added as a binder to the slurry obtained by wet pulverization and mixing to obtain granulated powder. The granulated powder was press-molded at 280 MPa x 20 mmt at 30 MPa and sintered at 1500 DEG C for 20 hours in an electric furnace in an oxygen atmosphere to produce an ITO sintered body. The obtained ITO sintered body was pulverized with a mortar and pestle, pulverized using a pot mill, wet milled with a ball mill, and sieved to a size of 150 mu m to obtain an ITO powder. The average particle diameter of the ITO powder was adjusted by sieving according to the test number.
<2. 소결체의 제조><2. Preparation of sintered body >
In2O3 분말, ZnO 분말, SnO2 분말, B2O3 분말을 표 1-1에 기재한 시험 번호에 따라서 준비했다. 그 다음, 이것들을 습식 미분쇄(ZrO2 비드 사용)로 분쇄 혼합했다. 이 분쇄 혼합 정지 5분 전에 먼저 준비한 ITO 분말을, 최종적으로 표 1-1에 기재한 메탈 원자비가 되도록 첨가했다. 분쇄 혼합 후의 슬러리(혼합 분말)의 평균 입자지름은 어느 시험예도 0.3∼0.8㎛의 범위였다. 분쇄 혼합 후의 슬러리에 PVA를 첨가하여 조립을 실시하고, 조립 분말을 얻었다. 단, 표 중에 「가소」가 「있음」라고 되어 있는 시험예에 대해서는, In2O3 분말과 ZnO 분말와 ITO 분말을 표 1-1에 기재한 금속 원자비가 되도록, 미분쇄 전에 혼합하고, 1300℃에서 5시간 대기 중에서 가소결하여 얻어진 덩어리를 막자 및 막자사발로 해쇄하고, 볼 밀로 평균 입자지름이 0.3∼0.8㎛인 범위에 습식 미분쇄 하였다. 얻어진 슬러리에 PVA를 첨가하고, 조립해 조립 분말로 했다.In 2 O 3 powder, ZnO powder, SnO 2 powder and B 2 O 3 powder were prepared in accordance with the test numbers listed in Table 1-1. Then, these were pulverized and mixed by wet pulverization (using ZrO 2 beads). Five minutes before the stop of the pulverization and mixing, the ITO powder prepared in advance was added to the metal atomic ratio finally shown in Table 1-1. The average particle diameter of the slurry (mixed powder) after the pulverization and mixing was in the range of 0.3 to 0.8 mu m in any test example. PVA was added to the slurry after the pulverization and mixing, and the granulation was carried out to obtain granulated powder. In the test examples in which "Prestressing" is indicated in the table, the In 2 O 3 powder, the ZnO powder and the ITO powder were mixed before being pulverized so as to have the metal atom ratios shown in Table 1-1, At room temperature for 5 hours in air, and the mixture was wet milled in a ball mill to a range of 0.3 to 0.8 mu m in average particle size. PVA was added to the obtained slurry, and the mixture was assembled to obtain a granulated powder.
그 후, 각 시험예에서 조립 분말을 Φ280mm×20mmt에 30MPa로 프레스 성형하고, 140MPa로 냉간 정수압 가압하여 성형체로 한 후, 대기 분위기의 전기로 내에서 온도 1400℃에서 10시간 소결했다. 또한, 소결체의 성분 조성을 분석한 결과, 원료 분말의 배합비와 동등하게 되는 것을 확인했다.Thereafter, in each of the test examples, the granulated powder was press-molded at 30 MPa to 280 mm x 20 mmt, pressed with cold isostatic press at 140 MPa, and sintered at 1400 캜 for 10 hours in an atmospheric furnace. The analysis of the composition of the sintered body confirmed that the blending ratio of the raw powder was the same.
분말의 평균 입자지름은 주식회사 호리바 제작소제 LA-960을 이용하여 레이저 회절·산란법에 따라서 부피 기준으로 입도의 누적 분포를 구했을 때의 중앙지름(D50)을 가리킨다.The average particle diameter of the powder refers to the median diameter (D50) when the cumulative distribution of particle sizes is obtained on the basis of volume by laser diffraction / scattering method using LA-960 manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd.
<3. Sn 편석립의 평균 입자지름><3. Average grain diameter of Sn flakes>
상기 제조 방법으로 얻어진 각 시험예와 관련된 소결체에 대해서, 조직 중에 분산되어 있는 Sn 편석립의 평균 입자지름을 상술한 방법으로 측정했다. 결과를 표 1-2에 나타낸다.With respect to the sintered bodies relating to the respective test examples obtained by the above-mentioned production method, the average grain diameter of Sn flakes dispersed in the structure was measured by the above-mentioned method. The results are shown in Table 1-2.
<4. Sn 편석립의 개수밀도><4. Numerical density of Sn flakes>
상기 제조 방법으로 얻어진 각 시험예와 관련된 소결체에 대해서, 조직 중에 분산되어 있는 Sn 편석립의 개수밀도를 상술한 방법으로 측정했다. 결과를 표 1-2에 나타낸다.With respect to the sintered bodies related to the respective test examples obtained by the above-mentioned production method, the number density of Sn flakes dispersed in the structure was measured by the above-mentioned method. The results are shown in Table 1-2.
<5. 벌크 저항율><5. Bulk resistivity>
상기 제조 방법으로 얻어진 각 시험예와 관련된 소결체에 대해서, 벌크 저항율을 이하의 장치로 4탐침법에 의해 실온에서 측정했다.With respect to the sintered bodies related to the respective test examples obtained by the above-mentioned production method, the bulk resistivity was measured at room temperature by the 4-probe method using the following apparatus.
저항율 측정기: 형식 FELL-TC-100-SB-Σ5+(엔피에스 주식회사제)Resistivity meter: Model FELL-TC-100-SB-Σ5 + (manufactured by NIPPO SES Co., Ltd.)
측정 지그: RG-5Measuring jig: RG-5
결과를 표 1-2에 나타낸다.The results are shown in Table 1-2.
<6. 상대 밀도><6. Relative density>
상기 제조 방법으로 얻어진 각 시험예와 관련된 소결체에 대해서, 아르키메데스법에 의해 밀도를 측정하고, 조성에 의해 정해지는 기준 밀도에 대한 비율(%)을 구하여 상대 밀도로 했다.The densities of the sintered bodies related to the respective test examples obtained by the above-mentioned production method were measured by the Archimedes method, and the ratio (%) to the reference density determined by the composition was determined to be the relative density.
<7. 스퍼터링 시험><7. Sputtering test>
상기 제조 방법으로 얻어진 각 시험예와 관련된 소결체를 기계 가공하여 직경 8인치, 두께 5mm의 원반 모양 스퍼터링 타깃으로 마무리했다. 원통 형상에 대해서는, 원통 연삭 가공 및 선반 가공에 의해 마무리했다. 그 다음, 이 스퍼터링 타깃을 사용해서, 스퍼터링을 실시했다. 스퍼터 조건은 이하로 하였다. 스퍼터링 시험은 분위기 중의 산소 농도를 변화시켜 두 번 실시했다. 또한, 스퍼터 시의 기판 가열이나 스퍼터 후의 어닐링은 실시하지 않았다.The sintered body related to each test example obtained by the above-mentioned manufacturing method was machined and finished with a disk-shaped sputtering target having a diameter of 8 inches and a thickness of 5 mm. The cylindrical shape was finished by cylindrical grinding and lathe machining. Then, using this sputtering target, sputtering was performed. The sputter conditions were set as follows. The sputtering test was carried out twice with varying oxygen concentration in the atmosphere. Further, substrate heating at the time of sputtering and annealing after sputtering were not performed.
스퍼터 파워: 1W/c㎡Sputter power: 1 W / c㎡
가스압: 0.5 Pa(abs)Gas pressure: 0.5 Pa (abs)
분위기: (1) 산소를 0vol% 함유하는 Ar: 가스압 0.5 Pa(abs)Atmosphere: (1) Ar: gas pressure of 0.5 Pa (abs) containing 0 vol% of oxygen
(2) 산소를 2vol% 함유하는 Ar: 가스압 0.5 Pa(abs)(2) Ar: gas pressure of 0.5 Pa (abs) containing 2 vol%
막 두께: 1000ÅThickness: 1000 Å
얻어진 스퍼터 막의 막 저항율을 엔피에스 주식회사제 형식 FELL-TC-100-SB-Σ5+박막 저항율 측정기를 이용하여 4탐침법에 의해 측정했다. 결과를 표 1-2에 나타낸다.The film resistivity of the resultant sputter film was measured by the 4-probe method using a FELL-TC-100-SB-Σ5 + thin film resistivity measuring instrument manufactured by NIPPON K.K. The results are shown in Table 1-2.
[표 1-1][Table 1-1]
[표 1-2][Table 1-2]
비교예 4 및 비교예 5는 원료 중에 SnO2 및 ITO 중 어느 것도 첨가하지 않는 예로서, 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대해서 막 저항이 크게 변동했다.Comparative Example 4 and Comparative Example 5 were examples in which neither SnO 2 nor ITO was added to the raw material, and the film resistance largely fluctuated with respect to oxygen concentration change in the sputter atmosphere.
비교예 1∼3은 원료 중에 SnO2를 첨가한 예이다. 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대한 막 저항의 변동이 크고, 벌크 저항율도 컸다. SnO2의 첨가는 벌크 저항의 저하에 직결되지 않는 것으로 나타났다.In Comparative Examples 1 to 3, SnO 2 was added to the raw material. The variation of the film resistance against the oxygen concentration change in the sputter atmosphere was large and the bulk resistivity was large. The addition of SnO 2 did not appear to directly affect the decrease in bulk resistance.
실시예 1∼21은 원료 중에 ITO를 첨가한 예이다. 조성 및 타깃의 조직 중에 분산하는 Sn 편석립의 크기가 적절한 점에서, 벌크 저항율이 저하했다. 또, 스퍼터 분위기 중의 산소 농도 변화에 대한 막 저항율의 변동도 적었다.Examples 1 to 21 are examples in which ITO is added to a raw material. The bulk resistivity was lowered in view of the fact that the size of the Sn flakes that were dispersed in the composition and the target structure was appropriate. Also, the variation of the membrane resistivity with respect to the oxygen concentration change in the sputter atmosphere was small.
또한, 실시예 18은 타깃의 조성 전체에서 차지하는 Sn의 비율이 크기 때문에, 다른 실시예에 비해서 상대 밀도가 낮고, 벌크 저항율이 컸다. 또, 실시예 19는 타깃의 조직 중에 분산하는 Sn 편석립의 평균 입자지름이 큰 점에서 볼 때, 다른 실시예에 비해 벌크 저항율이 컸다.In Example 18, the relative density was low and the bulk resistivity was large as compared with the other examples because the ratio of Sn occupying the entire composition of the target was large. In addition, the bulk resistivity of Example 19 was larger than that of the other Examples in view of the fact that the average grain size of Sn flakes dispersed in the target structure was large.
Claims (15)
In, Sn 및 Zn을 원자비로 Sn/(In+Sn+Zn)=0.010∼0.030을 만족하도록 함유하는 IZO 타깃.The method according to claim 1,
An IZO target containing In, Sn and Zn in an atomic ratio satisfying Sn / (In + Sn + Zn) = 0.010 to 0.030.
In, Sn 및 Zn을 원자비로 Zn/(In+Sn+Zn)=0.040∼0.200을 만족하도록 함유하는 IZO 타깃.3. The method according to claim 1 or 2,
An IZO target containing In, Sn and Zn in an atomic ratio satisfying Zn / (In + Sn + Zn) = 0.040 to 0.200.
타깃 조직 중에 입자지름 200nm 이상의 Sn 편석립이 0.003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 존재하는 IZO 타깃.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
An IZO target in which a Sn grain with a grain diameter of 200 nm or more is present in the target structure at a number density of 0.003 / μ m 2 or more.
타깃 조직 중에 입자지름 1000nm 이상의 Sn 편석립이 0.0003개/μ㎡ 이상의 개수밀도로 존재하는 IZO 타깃.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
An IZO target in which the Sn flakes having a particle diameter of 1000 nm or more are present in the target structure at a number density of 0.0003 / μ m 2 or more.
상대 밀도가 90% 이상인 IZO 타깃.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
IZO targets with relative densities of more than 90%.
벌크 저항이 0.3mΩ·cm 이상 7.0mΩ·cm 미만인 IZO 타깃.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
An IZO target with a bulk resistance of 0.3 mΩ · cm to 7.0 mΩ · cm.
상기 Sn 편석립의 평균 입자지름이 450nm 이상 9000nm 이하인 IZO 타깃.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein said Sn flakes have an average particle diameter of 450 nm or more and 9000 nm or less.
타깃 조직 중에 입자지름 10000nm 이상의 Sn 편석립이 0.0002개/μ㎡ 이하의 개수밀도로 존재하는 IZO 타깃.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
An IZO target in which Sn flakes having a particle diameter of 10000 nm or more are present in the target structure at a number density of 0.0002 / μ m 2 or less.
B를 원자비로 B/(In+Sn+Zn+B)=0.036 이하를 만족하도록 추가로 함유하는 IZO 타깃.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
B in an atomic ratio satisfying B / (In + Sn + Zn + B) = 0.036 or less.
ITO 분말, In2O3 분말 및 ZnO 분말의 혼합물을 소결하는 공정을 포함하는 본 발명과 관련된 IZO 타깃의 제조 방법.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
And sintering a mixture of ITO powder, In 2 O 3 powder and ZnO powder.
ITO 분말을 구성하는 각 입자는 원자비로 6≤In/Sn≤36을 만족하도록 In 및 Sn을 함유하는 IZO 타깃의 제조 방법.12. The method of claim 11,
Wherein each particle constituting the ITO powder contains In and Sn so as to satisfy an atomic ratio of 6? In / Sn? 36.
ITO 분말, In2O3 분말, ZnO 분말 및 B2O3 분말의 혼합물을 소결하는 공정을 포함하는 IZO 타깃의 제조 방법.11. The method of claim 10,
And sintering a mixture of ITO powder, In 2 O 3 powder, ZnO powder and B 2 O 3 powder.
스퍼터링 하는 공정을 산소 농도가 0.1vol% 이하인 분위기 가스 중에서 실시하는 성막 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of sputtering is performed in an atmospheric gas having an oxygen concentration of 0.1 vol% or less.
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