KR20190134779A - 투명 도전막용 스퍼터링 타깃 - Google Patents

투명 도전막용 스퍼터링 타깃 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 구성 원소가 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이고, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 70.0질량％ 이상 85.0질량％ 미만이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 크고, 20.0질량％ 이하인 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃이며, 상기 스퍼터링 타깃의 X선 회절 측정에 있어서, Si가 모두 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물의 피크로서 나타나는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃. 본 발명의 도전막 형성용 스퍼터링 타깃은, 비저항이 낮고, DC 스퍼터링을 행하는 것이 가능해, 노듈이나 아킹의 발생이 적다. 또한, 스퍼터링에 의해, 높은 막 비저항 및 높은 에칭 가공성을 갖는 투명 도전막을 형성할 수 있다.

Description

투명 도전막용 스퍼터링 타깃
본 발명은, 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에 관한 것으로, 상세하게는, DC 스퍼터링이 가능하고, 높은 에칭 가공성을 갖는 투명 도전막을 성막할 수 있는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에 관한 것이다.
인셀형의 정전 용량형 터치 패널에 사용되는 투명 도전막에는, 저주파 노이즈에 의한 디스플레이 동작의 방해를 저지하기 위해, 고저항, 고투과율이 요구된다. 도전막이 저저항이면, 터치 감지에 사용되는 고주파 신호가 차단되어 버리기 때문이다.
이 도전성 막은, 통상 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써 형성된다.
고투과율 재료로서, ITO가 주로 사용되고 있지만, ITO는 저항이 낮으므로, 인셀형의 정전 용량형 터치 패널의 도전성 막에는 사용할 수 없다.
고저항 재료를 얻는 기술로서 ITO에 절연 산화물을 첨가하는 기술이 있다. 그러나, ITO에 절연 산화물을 첨가하면 에칭 가공성이 낮아진다는 결점이 있어, 도전막에 대하여 에칭을 실시하는 용도 등에 있어서, 사용이 곤란해진다.
예를 들어, 특허문헌 1에, ITO를 주원료로 하여, 7.2 내지 11.2원자％의 규소를 함유하고, 비저항이 100 내지 103Ω㎝인 투명 도전막이 개시되어 있다. 특허문헌 2에, 산화인듐과 산화주석과 산화규소로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 스퍼터링하여 얻어진 저항률 0.8 내지 10×10-3Ω㎝의 투명 도전막이 개시되어 있다. 그러나, 어느 도전막이든 에칭 가공성이 낮다.
기타, 고저항막이 많이 보고되어 있지만, 그 막의 성막에 사용되는 타깃의 저항도 높아진다. 타깃의 저항이 높으면, DC 전원으로 스퍼터링할 수 없어, RF 전원으로 고저항의 막을 제작해야만 하므로, 생산성이 나쁘다.
일본 특허 제5855948호 공보 일본 특허 제4424889호 공보
본 발명은 DC 스퍼터링을 행하는 것이 가능하고, 노듈이나 아킹의 발생이 적고, 또한 비저항이 높고, 에칭 가공성이 높은 투명 도전막을 형성할 수 있는 스퍼터링 타깃을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 구성 원소가 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이고, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 70.0질량％ 이상 85.0질량％ 미만이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 크고, 20.0질량％ 이하인 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에 있어서,
상기 스퍼터링 타깃의 X선 회절 측정에 있어서, Si가 모두 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물의 피크로서 나타난다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 비저항이 2×102Ω㎝ 이하인 것이 바람직하다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 상대 밀도가 98.0％ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 투명 도전막은, 구성 원소가 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이고, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 73.0질량％ 이상 87.0질량％ 이하이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 9.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 13.0질량％ 이상 18.0질량％ 이하이다.
상기 투명 도전막은, 막 비저항이 1.0×100Ω㎝ 이상인 것이 바람직하고, 에칭 레이트가 11.0Å/sec보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 투명 도전막의 제조 방법은, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써 성막을 행한다.
상기 투명 도전막의 제조 방법에 있어서, 상기 투명 도전막의 막 비저항이 1.0×100Ω㎝ 이상인 것이 바람직하고, 상기 투명 도전막의 에칭 레이트가 11.0Å/sec보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 도전막 형성용 스퍼터링 타깃은, 비저항이 낮고, DC 스퍼터링을 행하는 것이 가능하고, 노듈이나 아킹의 발생이 적다. 또한, 스퍼터링에 의해, 높은 막 비저항 및 높은 에칭 가공성을 갖는 투명 도전막을 형성할 수 있다. 본 발명의 투명 도전막의 제조 방법은, 높은 비저항 및 높은 에칭 가공성을 갖는 투명 도전막을 제조할 수 있다.
도 1은 실시예 3에서 얻어진 스퍼터링 타깃의 X선 회절 패턴이다.
본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 구성 원소가 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이고, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 70.0질량％ 이상 85.0질량％ 미만이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 크고, 20.0질량％ 이하인 산화물 소결체로 이루어진다. 본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃과 같은 산화물 소결체로 이루어지는 타깃에는 원료 등에서 유래하는 불가피적 불순물이 포함될 수 있음은 당연하고, 본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에도 불가피적 불순물이 포함되는 경우는 있다. 본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에 있어서의 불가피적 불순물의 함유량은 통상 100ppm 이하이다.
또한, 본 발명에 있어서 구성 원소란, 스퍼터링 타깃 또는 투명 도전막에 있어서의 불가피적 불순물을 제외한 구성 원소를 의미하고, 각 구성 원소의 함유 비율은 스퍼터링 타깃 또는 투명 도전막 전체에서 차지하는 각 구성 원소의 함유 비율을 의미한다.
본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 통상의 ITO 스퍼터링 타깃에 비교하여 Sn의 함유 비율이 낮거나 또는 Sn을 함유하지 않고, 또한 비교적 고농도의 Si를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 산화물 소결체의 구성 원소는, In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이다. 상기 산화물 소결체에 있어서, In의 함유 비율은 In2O3 환산으로 70.0질량％ 이상 85.0질량％ 미만, 바람직하게는 73.0질량％ 이상 84.0질량％ 이하, 보다 바람직하게는 76.0질량％ 이상 84.0질량％ 이하이고, Sn의 함유 비율은 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하, 바람직하게는 0질량％ 이상 7.0질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0질량％ 이상 5.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율은 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 크고, 20.0질량％ 이하, 바람직하게는 16.0질량％ 이상 20.0질량％ 이하, 보다 바람직하게는 16.0질량％ 이상 19.0질량％ 이하이다. 또한, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 조성은 상기 산화물 소결체의 조성과 동일하다.
상기 조성을 갖는 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 비저항이 낮으므로, DC 스퍼터링을 행하는 것이 가능하다. 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 비저항은 2.0×102Ω㎝ 이하인 것이 바람직하고, 1.5×102Ω㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0×102Ω㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 통상, 타깃의 비저항이 102Ω㎝대 이하이면 DC 스퍼터링을 행하는 것이 가능하다.
상기 조성을 갖는 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 스퍼터링에 의해, 막 비저항이 높은 투명 도전막을 형성할 수 있다. 이 때문에, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃으로부터 얻어지는 투명 도전막을 인셀형의 정전 용량형 터치 패널에 사용하면, 저주파 노이즈에 의한 디스플레이 동작의 방해를 저지할 수 있다. 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 사용하면, 1.0×100Ω㎝ 이상의 막 비저항을 갖는 투명 도전막을 얻을 수 있다. 상기 투명 도전막의 막 비저항은, 바람직하게는 1.1×100Ω㎝ 이상, 보다 바람직하게는 1.2×100Ω㎝ 이상이다. 상기 투명 도전막의 막 비저항의 상한은 특별히 정하는 것은 아니지만, 통상 5.0×105Ω㎝이다.
상기 조성을 갖는 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 스퍼터링에 의해, 에칭 가공성이 높은 투명 도전막을 형성할 수 있다. 높은 에칭 가공성은 에칭 레이트가 빠른 것으로 평가할 수 있다. 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃으로부터 얻어지는 투명 도전막은 에칭 레이트가 11.0Å/sec보다 큰 것이 바람직하고, 11.3Å/sec 이상인 것이 보다 바람직하고 15.0Å/sec 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20.0Å/sec 이상인 것이 한층 바람직하다. 상기 투명 도전막의 에칭 레이트는, 40℃로 가열한 투명 도전막 에칭액(간토 가가쿠사제 ITO-07N) 속에, 상기 투명 도전막의 일부를 6분간 침지함으로써 에칭을 실시하고, 에칭을 실시한 개소와 실시하지 않은 개소의 막 두께 차(단차)와 에칭 시간으로부터 산출할 수 있다.
In, Sn 및 Si를 함유하는 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써 얻어지는 투명 도전막의 막 비저항은, 해당 타깃의 Sn 및 Si 함유량이 많을수록 높아진다. 그러나, 투명 도전막의 에칭 가공성은, Sn 함유량이 많으면 높아지지 않는다. 이 때문에, 투명 도전막의 충분한 에칭 가공성을 얻기 위해서는, 상기 타깃의 Sn 함유량을 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하로 하는 것이 필요하다. 상기 타깃의 Sn 함유량을 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하로 한 경우, 막 비저항은 낮아지므로, 높은 막 비저항을 얻기 위해서는, 그만큼 Si 함유량을 많게 할 필요가 있다. 이 때문에, Si 함유량은 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 많을 필요가 있다. 한편, 높은 막 비저항을 얻기 위해서는, Si 함유량은 SiO2 환산으로 20.0질량％이면 충분하고, 그것보다 많게는 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명의 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하인 Sn 함유량과 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 많고, 20.0질량％ 이하인 Si 함유량을 조합함으로써, DC 스퍼터링을 행하는 것이 가능해지고, 또한 그 조합에 의해, 성막한 투명 도전막의 높은 막 비저항과 높은 에칭 가공성을 양립시킬 수 있었던 것이다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 상대 밀도는, 바람직하게는 98.0％ 이상이고, 보다 바람직하게는 98.5％ 이상, 더욱 바람직하게는 99.0％ 이상이다. 상대 밀도가 98.0％ 이상이면, 노듈이나 아킹의 발생이 적은, 효율적인 스퍼터링이 가능하다. 상대 밀도의 상한은 특별히 제한은 없고, 100％를 초과해도 된다. 상기 상대 밀도는 아르키메데스법에 기초하여 측정된 수치다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, X선 회절 측정에 있어서, Si가 모두 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물의 피크로서 나타나는 것이 바람직하다. 즉, 해당 타깃에는 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물이 포함되어 있고, 해당 타깃을 X선 회절 측정한 경우에, Si가 모두 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물의 피크로서 나타나고, 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물 이외의 Si 화합물의 피크로서는 나타나지 않는 것이 바람직하다. 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물이란, 예를 들어 In2Si2O7로 대표되는 화합물이다. 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물 이외의 Si 화합물이란, 예를 들어 SiO2를 들 수 있다. 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃이 이 조건을 만족시키면, 부분적인 절연물의 편석이 없기 때문에, 아킹이나 노듈의 발생이 적어진다.
또한, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에는, 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물상 외에, 예를 들어 In2O3상, In4Sn3O12상 등이 포함된다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 예를 들어 이하에 나타내는 방법에 의해 제조할 수 있다.
먼저, 원료 분말을 혼합한다. 원료 분말은, 통상 In2O3 분말, SnO2 분말 및 SiO2 분말이다. In2O3 분말, SnO2 분말 및 SiO2 분말은, 얻어지는 소결체에 있어서의 In, Sn 및 Si의 함유량이 각각 상기 범위 내로 되도록 혼합된다. 또한, 원료 분말을 혼합하여 얻어진 혼합 분말에 있어서의 In2O3 분말, SnO2 분말 및 SiO2 분말의 함유비는 상기 산화물 소결체에 있어서의 In2O3 환산의 In 함유비, SnO2 환산의 Sn 함유비 및 SiO2 환산의 Si 함유비와 각각 일치하는 것이 확인되어 있다.
각 원료 분말은, 통상은 입자가 응집되어 있기 때문에, 사전에 분쇄하여 혼합하거나, 혹은 혼합하면서 분쇄를 행하는 것이 바람직하다.
원료 분말의 분쇄 방법이나 혼합 방법에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 원료 분말을 포트에 넣고, 볼 밀에 의해 분쇄 또는 혼합을 행할 수 있다.
얻어진 혼합 분말은 그대로 성형하여 성형체로 하고, 이것을 소결할 수도 있지만, 필요에 따라 혼합 분말에 바인더를 더하여 성형하여 성형체로 해도 된다. 이 바인더로서는, 공지의 분말 야금법에 있어서 성형체를 얻을 때 사용되는 바인더, 예를 들어 폴리비닐알코올, 아크릴에멀젼 바인더 등을 사용할 수 있다. 또한, 혼합 분말에 분산매를 더하여 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 스프레이 드라이하여 과립을 제작하고, 이 과립을 성형해도 된다.
성형 방법은 종래 분말 야금법에 있어서 채용되어 있는 방법, 예를 들어 콜드 프레스나 CIP(냉간 등방압 성형) 등을 사용할 수 있다.
또한, 혼합 분말을 일단 가프레스하여 가성형체를 제작하고, 이것을 분쇄하여 얻어진 분쇄 분말을 본프레스함으로써 성형체를 제작해도 된다.
또한, 슬립 캐스트법 등의 습식 성형법을 사용하여 성형체를 제작해도 된다.
성형체의 상대 밀도는 통상 50 내지 75％이다.
얻어진 성형체를 소성함으로써 소결체를 얻을 수 있다. 소성에 사용하는 소성로로서는, 냉각 시에 냉각 속도를 컨트롤할 수 있으면 특별히 제한은 없고, 분말 야금에 일반적으로 사용되는 소성로여도 지장이 없다. 소성 분위기로서는 산소 함유 분위기가 적합하다.
승온 속도는 고밀도화 및 균열 방지의 관점에서, 통상 100 내지 500℃/h이다. 소성 온도는 1300 내지 1600℃이고, 바람직하게는 1400 내지 1600℃이다. 소성 온도가 상기 범위 내이면, 고밀도의 소결체를 얻을 수 있다. 상기 소성 온도에서의 유지 시간은 통상 3 내지 30h, 바람직하게는 5 내지 20h이다. 유지 시간이 상기 범위 내이면, 고밀도의 소결체를 얻기 쉽다.
상기 온도에서의 유지가 완료된 후, 소성로 내의 온도를 통상 300℃/hr 이하, 바람직하게는 100℃/hr 이하로 강하시켜 냉각을 행한다.
이와 같이 하여 얻어진 소결체를, 필요에 따라 원하는 형상으로 잘라내어, 연삭하거나 함으로써 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 얻을 수 있다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 형상은 평판형 및 원통형 등 특별히 제한은 없다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은, 통상 기재에 본딩하여 사용된다. 기재는, 통상 Cu, Al, Ti 또는 스테인리스제이다. 본딩재는, 종래의 ITO 타깃재의 본딩에 사용되는 본딩재, 예를 들어 In 메탈을 사용할 수 있다. 본딩 방법도, 종래의 ITO 타깃재의 본딩 방법과 마찬가지이다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써 투명 도전막을 성막할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃은 비저항이 낮으므로, RF 스퍼터링뿐만 아니라, DC 스퍼터링을 행하는 것도 가능하다.
상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써, 구성 원소로서 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O를 갖는 투명 도전막을 얻을 수 있다. 얻어지는 투명 도전막의 Sn의 함유 비율 및 Si의 함유 비율은, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 Sn의 함유 비율 및 Si의 함유 비율보다도 낮아지는 경향이 있다. 그 때문에 상기 투명 도전막은, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 73.0질량％ 이상 87.0질량％ 이하, 바람직하게는 74.0질량％ 이상 87.0질량％ 이하이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 9.0질량％ 이하, 바람직하게는 0질량％ 이상 8.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 13.0질량％ 이상 18.0질량％ 이하, 바람직하게는 13.0질량％ 이상 16.0질량％ 이하이다. 얻어진 투명 도전막은, 전술한 바와 같이, 막 비저항 및 에칭 가공성이 높다. 또한, 상기 투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 경우와 마찬가지로, 상기 투명 도전막에도 불가피적 불순물이 포함되는 경우는 있다. 상기 투명 도전막에 있어서의 불가피적 불순물의 함유량은, 통상 100ppm 이하이다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에 있어서 사용한 측정 방법을 이하에 나타낸다.
1. 타깃의 상대 밀도
투명 도전막용 스퍼터링 타깃의 상대 밀도는 아르키메데스법에 기초하여 측정했다. 구체적으로는, 타깃재의 공중 질량을 체적(타깃재의 수중 질량/계측 온도에 있어서의 물 비중)으로 나누고, 하기 식 (X)에 기초하는 이론 밀도 ρ(g/㎤)에 대한 백분율의 값을 상대 밀도(단위: ％)라고 했다.
ρ＝((C1/100)/ρ1＋(C2/100)/ρ2＋…＋(Ci/100)/ρi)-1 (X)
(식 중 C1 내지 Ci는 각각 타깃재의 구성 물질의 함유량(질량％)을 나타내고, ρ1 내지 ρi는 C1 내지 Ci에 대응하는 각 구성 물질의 밀도(g/㎤)를 나타낸다.)
하기 실시예 및 비교예에 있어서 타깃재의 제조에 사용하는 물질(원료)은, In2O3, SnO2, SiO2이기 때문에, 예를 들어
C1: 타깃에 사용한 In2O3 원료의 질량％
ρ1: In2O3의 밀도(7.18g/㎤)
C2: 타깃에 사용한 SnO2 원료의 질량％
ρ2: SnO2의 밀도(6.95g/㎤)
C3: 타깃에 사용한 SiO2 원료의 질량％
ρ3: SiO2의 밀도(2.20g/㎤)
를 식 (X)에 적용함으로써 이론 밀도 ρ를 산출할 수 있다.
2. 타깃의 비저항
스퍼터링 타깃의 비저항은 미쯔비시 가가쿠사제, 로레스타(등록 상표) HP MCP-T410(직렬 4탐침 프로브 TYPE ESP)을 사용하여, 가공 후의 소결체 표면에 프로브를 대고, AUTO RANGE 모드에서 측정했다.
3. 스퍼터링 타깃 속의 Si의 존재 상태
스퍼터링 타깃 속의 Si의 존재 상태는 리가쿠사제 X선 회절 장치 SmartLab(등록 상표)을 사용하여 하기 조건에서 측정했다.
· 선원: CuKα선
· 관 전압: 40㎸
· 관 전류: 30㎃
· 스캔 속도: 5deg/min
· 스텝: 0.02deg
· 스캔 범위: 2θ＝20도 내지 80도
4. 투명 도전막의 막 비저항
투명 도전막의 막 비저항은 교와리켄사제, 4탐침 계측기 K-705RS를 사용하여 측정했다.
5. 투명 도전막의 에칭 레이트
투명 도전막의 에칭 레이트는 40℃로 가열한 투명 도전막 에칭액(간토 가가쿠사제 ITO-07N) 속에, 상기 투명 도전막의 일부를 6분간 침지함으로써 에칭을 실시하고, KLA-Tencor사제, 촉침식 표면 형상 측정기 P-15를 사용하여, 에칭을 실시한 개소와 실시하지 않은 개소의 단차를 측정하고, 그 단차를 에칭 시간으로 나눔으로써 산출했다.
6. 투명 도전막의 In, Sn, Si의 함유 비율
측정에는 구리박 상에 성막된 투명 도전막을 사용했다. In, Sn의 함유 비율은 Agilent Technologies사제 ICP 발광 분광 분석 장치 720 ICP-OES를 사용하여, 산 분해 ICP-OES법으로 측정하고, Si의 함유 비율은 히타치 세이사쿠쇼제 분광 광도계 U-2900을 사용하여, 몰리브덴 블루 흡광 광도법으로 측정했다.
[실시예 및 비교예]
(스퍼터링 타깃의 제조)
In2O3 분말과, SnO2 분말과, SiO2 분말을, 표 1에 나타낸 비율로, 볼 밀을 사용하여 혼합하고, 혼합 분말을 조제했다.
상기 혼합 분말에, 4질량％로 희석한 폴리비닐알코올을 혼합 분말에 대하여 6질량％ 첨가하고, 유발을 사용하여 폴리비닐알코올을 분말에 잘 섞이게 하여, 5.5메쉬의 체에 통과시켰다. 얻어진 분말을 200㎏/㎠의 조건에서 가프레스하고, 얻어진 가성형체를 유발에서 분쇄했다. 얻어진 분쇄분을 프레스용 몰드에 충전하고, 프레스압 1t/㎠로 60초간 성형하여 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를 소성로에 넣고, 노 내에 1L/h로 산소를 플로우시켜, 소성 분위기를 산소 플로우 분위기로 하고, 승온 속도를 350℃/h, 소결 온도를 1550℃, 소성 온도에서의 유지 시간을 9h로 하여 소성했다. 그 후, 강온 속도 100℃/h로 냉각했다. 또한, 비교예 7에서는 소성 온도를 1250℃로 했다.
이상과 같이 하여 산화물 소결체를 얻었다.
이 산화물 소결체를 절삭 가공하여 스퍼터링 타깃을 제조했다. 이 스퍼터링 타깃의 상대 밀도, 비저항 및 스퍼터링 타깃 속의 Si의 존재 상태를 상기 방법에 의해 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1의 「Si의 존재 상태」에 있어서, 「In2Si2O7」이라는 표기는, X선 회절 측정에 있어서, 스퍼터링 타깃 속의 Si가 모두 In2Si2O7의 피크로서 나타나는 것을 나타내고, 「SiO2＋In2Si2O7」이라는 표기는, 스퍼터링 타깃 속의 Si가, SiO2의 피크 및 In2Si2O7의 피크로서 나타나는 것을 나타낸다.
또한, 실시예 3에서 얻어진 스퍼터링 타깃의 X선 회절 패턴을 도 1에 도시한다. 도 1 중, 흑색 원은 In2O3의 피크를 나타내고, 흑색 삼각은 In2Si2O7의 피크를 나타낸다. 도 1로부터, 실시예 3에서 얻어진 스퍼터링 타깃 속의 Si가 모두, 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물인 In2Si2O7 속의 Si로서 존재하고 있음이 확인되었다.
(투명 도전막의 제조)
상기 스퍼터링 타깃을 구리제 백킹 플레이트에 In 땜납에 의해 접합하고, 이하의 조건에서 스퍼터링을 행하여, 비저항 및 에칭 레이트 측정용으로서 유리 기판 상에 막 두께 1000Å의 투명 도전막을 성막하고, 또한 투명 도전막의 Sn 함유 비율 및 Si 함유 비율 측정용으로서 두께 1.1㎜의 구리박 상에 막 두께 15000Å의 투명 도전막을 성막했다. 또한, 비교예 6에서는, 타깃의 비저항이 높고, 방전이 일어나지 않았으므로, DC 스퍼터링은 행할 수 없었다. 또한, 비교예 7의 타깃은 아킹과 노듈이 다발하여, 안정적으로 성막을 행할 수 없었다. 그 때문에 성막 평가도 행할 수 없었다.
장치: DC 마그네트론 스퍼터 장치, 배기계 크라이오 펌프, 로터리 펌프
도달 진공도: 1×10-4㎩
스퍼터 압력: 0.4㎩
산소 유량: 0 내지 3.0sccm
얻어진 투명 도전막의 막 비저항, 에칭 레이트, In 함유 비율, Sn 함유 비율 및 Si 함유 비율을 상기 방법에 의해 측정했다. 산소 유량의 조건은 아몰퍼스의 투명 도전막이 얻어지는 조건이면서, 또한 막의 비저항이 가장 낮아지는 조건으로 적절히 조정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001

Claims (9)

  1. 구성 원소가 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이고, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 70.0질량％ 이상 85.0질량％ 미만이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 10.0질량％ 이하이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 15.0질량％보다 크고, 20.0질량％ 이하인 산화물 소결체로 이루어지는 투명 도전막용 스퍼터링 타깃에 있어서,
    상기 스퍼터링 타깃의 X선 회절 측정에 있어서, Si가 모두 토르트바이타이트형 구조를 갖는 규산 인듐 화합물의 피크로서 나타나는, 투명 도전막용 스퍼터링 타깃.
  2. 제1항에 있어서, 비저항이 2.0×102Ω㎝ 이하인, 투명 도전막용 스퍼터링 타깃.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상대 밀도가 98.0％ 이상인, 투명 도전막용 스퍼터링 타깃.
  4. 구성 원소가 In, Sn, Si 및 O, 또는 In, Si 및 O이고, In의 함유 비율이 In2O3 환산으로 73.0질량％ 이상 87.0질량％ 이하이고, Sn의 함유 비율이 SnO2 환산으로 0질량％ 이상 9.0질량％이고, Si의 함유 비율이 SiO2 환산으로 13.0질량％ 이상 18.0질량％ 이하인, 투명 도전막.
  5. 제4항에 있어서, 막 비저항이 1.0×100Ω㎝ 이상인, 투명 도전막.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 에칭 레이트가 11.0Å/sec보다 큰, 투명 도전막.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전막용 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써 성막을 행하는, 투명 도전막의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 투명 도전막의 막 비저항이 1.0×100Ω㎝ 이상인, 투명 도전막의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 투명 도전막의 에칭 레이트가 11.0Å/sec보다 큰, 투명 도전막의 제조 방법.
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