KR20220081691A - Tungsten oxide sintered body, sputtering target and oxide thin film - Google Patents

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Abstract

본 발명은 텅스텐 산화물 소결체, 상기 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막을 제공한다.
본 발명에서는 난(難)소결성 텅스텐 산화물에 특정 (준)금속 산화물을 소정 범위로 첨가함으로써, 무가압 소결을 실시하더라도 소결성 개선과 고밀도 특성을 동시에 확보할 수 있다.
The present invention provides a tungsten oxide sintered body, a sputtering target including the sintered body, and an oxide thin film formed therefrom.
In the present invention, by adding a specific (semi)metal oxide to the non-sintering tungsten oxide in a predetermined range, it is possible to simultaneously secure improved sinterability and high density characteristics even when sintering without pressure is performed.

Description

텅스텐 산화물 소결체, 스퍼터링 타겟 및 산화물 박막{TUNGSTEN OXIDE SINTERED BODY, SPUTTERING TARGET AND OXIDE THIN FILM}Tungsten oxide sintered body, sputtering target and oxide thin film

본 발명은 텅스텐 산화물 소결체, 상기 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LCD 및 OLED의 TFT 구조에 사용되는 스퍼터링용 타겟 제작시, 특정 원소를 소정 범위로 첨가하여 소결성 및 밀도 특성이 동반 개선된 텅스텐 산화물계 산화물 소결체, 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막에 관한 것이다.The present invention relates to a tungsten oxide sintered body, a sputtering target including the sintered body, and an oxide thin film formed therefrom. The present invention relates to a tungsten oxide-based oxide sintered compact with improved sinterability and density characteristics, a sputtering target, and an oxide thin film formed therefrom.

최근, LSI의 고집적화에 수반하여 전기 저항값이 보다 낮은 재료를 전극재나 배선 재료로서 사용하는 검토가 이루어지고 있다. 이중에서 저항값이 낮고, 열 및 화학적으로 안정된 고순도 텅스텐이 전극재나 배선 재료로서 사용되고 있다. In recent years, the use of a material with a lower electrical resistance value as an electrode material or a wiring material is made|formed with high integration of LSI. Among them, high-purity tungsten, which has a low resistance value and is thermally and chemically stable, is used as an electrode material or a wiring material.

이러한 전극재나 배선 재료는 일반적으로 스퍼터링법과 CVD 법에 의해 제조되고 있는데, 스퍼터링법은 장치의 구조 및 조작이 비교적 단순하고, 용이하게 성막할 수 있으며, 또한 저비용이라는 점에서 CVD 법보다 널리 사용되고 있다. 이때 전극재나 배선재를 스퍼터링법에 의해 성막할 때에 사용되는 텅스텐 타겟은 고순도 및 고밀도가 요구된다. 종래 텅스텐계 타겟의 제작 방법으로는, 전자빔 용해를 이용하여 잉곳을 제작한 후 이를 열간 압연하는 방법, 텅스텐 분말을 가압 소결한 후 압연하는 방법, 및/또는 CVD 법에 의해 텅스텐 바닥판의 일면에 텅스텐층을 적층하는, 이른바 CVD-W 법이 알려져 있다.These electrode materials and wiring materials are generally manufactured by sputtering and CVD. The sputtering method is more widely used than the CVD method in that the structure and operation of the apparatus are relatively simple, can be easily formed, and is low cost. At this time, the tungsten target used when forming an electrode material or a wiring material into a film by the sputtering method is required to have high purity and high density. As a conventional method of manufacturing a tungsten-based target, a method of manufacturing an ingot using electron beam melting and then hot rolling it, a method of pressing and sintering tungsten powder and then rolling, and/or a CVD method on one surface of a tungsten bottom plate A so-called CVD-W method of laminating a tungsten layer is known.

한편 도 1의 텅스텐-산소(W-O)간 상태도에 나타난 바와 같이, 텅스텐 산화물(WOx)의 경우 중간 상(phase) 등이 많이 존재할 뿐만 아니라 산소(oxygen) 결핍이 심하므로, 소결 자체가 어려운 난소결(難燒結)성 물질이다. 이와 같이 소결이 어렵고 밀도가 낮은 텅스텐 산화물계 세라믹 재료를 이용할 경우 고밀도(예, 90% 이상의 상대밀도) 타겟을 구성하기가 어려울 뿐만 아니라, 제조된 타겟을 이용하여 스퍼터링을 진행할 경우 back depo. 및 노듈(nodule) 발생 등으로 인해 이물이 발생하여 박막의 물성 저하가 필수적으로 초래된다. On the other hand, as shown in the tungsten-oxygen (W-O) phase diagram of FIG. 1, in the case of tungsten oxide (WOx), not only a lot of intermediate phases exist but also oxygen deficiency is severe, so that sintering itself is difficult. (難燒結) is a substance. When using a tungsten oxide-based ceramic material that is difficult to sinter and has a low density, it is difficult to construct a high-density (eg, relative density of 90% or more) target, and when sputtering is performed using the manufactured target, back depo. And foreign matter is generated due to the generation of nodules, etc., which inevitably causes deterioration of the physical properties of the thin film.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주원료인 난(難) 소결성 텅스텐 산화물에 특정 원소를 소정 범위로 첨가함으로써 소결성이 개선되고 고밀도를 확보할 수 있는 신규 텅스텐 산화물 소결체, 상기 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and by adding a specific element to a non-sinterable tungsten oxide, which is a main raw material, in a predetermined range, a novel tungsten oxide sintered body capable of improving sinterability and ensuring high density, the sintered body It is a technical task to provide a sputtering target comprising and an oxide thin film formed therefrom.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 설명될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention may be more clearly explained by the following detailed description and claims.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 텅스텐; 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A);를 포함하는 텅스텐 산화물 소결체를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is tungsten; And Co, Al, Y, and at least one element (A) selected from the group consisting of Si; provides a tungsten oxide sintered body containing.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 산화물 소결체에 존재하는 텅스텐과, 적어도 1종의 원소(A)의 원자비는 0.9~0.99 : 0.1 ~0.01 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, an atomic ratio of tungsten and at least one element (A) present in the oxide sintered body may be 0.9 to 0.99: 0.1 to 0.01.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 소결체는 상대밀도가 90%를 초과할 수 있다. For one embodiment of the present invention, the relative density of the sintered body may exceed 90%.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 소결체에 존재하는 총 원자량을 기준으로, 텅스텐의 원자량은 90 내지 99.0 원자%이고, 적어도 1종의 원소(A)의 원자량은 0.1 내지 10 원자%일 수 있다. For one embodiment of the present invention, based on the total atomic weight present in the sintered body, the atomic weight of tungsten may be 90 to 99.0 atomic%, and the atomic weight of at least one element (A) may be 0.1 to 10 atomic% .

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 산화물 소결체는, 텅스텐 산화물, 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A)를 함유하는 (준)금속 산화물을 포함하고, 상기 적어도 1종의 원소를 함유하는 (준)금속 산화물(A)은 당해 소결체의 전체 중량을 기준으로 1.0 내지 7.0 중량%로 포함될 수 있다. For one embodiment of the present invention, the oxide sintered body includes a (semi)metal oxide containing at least one element (A) selected from the group consisting of tungsten oxide and Co, Al, Y and Si, The (semi)metal oxide (A) containing the at least one element may be included in an amount of 1.0 to 7.0 wt% based on the total weight of the sintered body.

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 (준)금속 산화물은 Co3O4, Al2O3, Y2O3, 및 SiO2로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For one embodiment of the present invention, the (semi) metal oxide may include at least one selected from the group consisting of Co 3 O 4 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and SiO 2 .

본 발명의 일 구체예를 들면, 상기 산화물 소결체는, 텅스텐 산화물; 및 적어도 1종의 (준)금속 산화물을 혼합하여 성형한 후 무가압 소결하여 제조된 것일 수 있다. For one embodiment of the present invention, the oxide sintered body, tungsten oxide; And at least one (semi) metal oxide may be mixed and molded, and then produced by sintering without pressure.

또한 본 발명은 전술한 텅스텐 산화물 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟을 제공한다.In addition, the present invention provides a sputtering target comprising the above-described tungsten oxide sintered body.

아울러, 본 발명은 전술한 스퍼터링 타겟으로부터 형성된 산화물 박막을 제공한다. In addition, the present invention provides an oxide thin film formed from the sputtering target described above.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 난(難) 소결성 텅스텐 산화물에 특정 원소를 함유하는 (준)금속산화물을 소정 범위로 첨가함으로써 텅스텐 산화물 소결체의 소결성을 개선하고 고밀도를 확보할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sinterability of the tungsten oxide sintered body can be improved and high density can be secured by adding a (semi)metal oxide containing a specific element to the non-sinterable tungsten oxide in a predetermined range.

이에 따라, 본 발명에 따른 텅스텐 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟은 LCD 및 OLED의 TFT 구조에 사용되는 전극 또는 배선 형성에 유용하게 적용될 수 있다.Accordingly, the tungsten oxide sintered body and sputtering target according to the present invention can be usefully applied to the formation of electrodes or wirings used in TFT structures of LCDs and OLEDs.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 보다 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 텅스텐-산소 (W-O) 간의 상태도이다.
도 2는 실시예 1 내지 4에서 제조된 성형체의 상대밀도 그래프이다.
도 3은 비교예 1 내지 3에서 제조된 산화물 소결체의 상대밀도 그래프이다.
도 4는 실시예 1 내지 4에서 제조된 성형체 및 산화물 소결체 간의 수축률 평가 그래프이다.
도 5는 비교예 1 내지 3에서 제조된 성형체 및 산화물 소결체 간의 수축률 평가 그래프이다.
1 is a phase diagram of tungsten-oxygen (WO).
Figure 2 is a graph of the relative density of the molded article prepared in Examples 1 to 4.
3 is a graph showing the relative density of the oxide sintered body prepared in Comparative Examples 1 to 3;
4 is a graph for evaluating shrinkage between the molded body and the oxide sintered body prepared in Examples 1 to 4;
5 is a graph showing the evaluation of shrinkage between the molded body and the oxide sintered body prepared in Comparative Examples 1 to 3;

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.All terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "위에" 또는 "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 위쪽에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 그리고, 본원 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라 구성요소들을 서로 구별하고자 사용된 것이다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary. In addition, throughout the specification, "on" or "on" means that it includes not only the case located above or below the target part, but also the case where there is another part in the middle, and the direction of gravity must be It does not mean that it is positioned above the reference. And, in the present specification, terms such as “first” and “second” do not indicate any order or importance, but are used to distinguish components from each other.

본 발명은 난(難)소결성 재료인 텅스텐 산화물(WO3)을 기반으로 하는 고밀도 소결체 및 스퍼터링 타겟에 관한 것으로, 보다 구체적으로 텅스텐 산화물의 소결성을 보조하는 특정 도펀트를 소량 사용함에 따라 무가압 소결법에 의해서도 소결성 개선 및 고밀도 확보를 동시에 구현할 수 있는 소결체 및 스퍼터링 타겟을 제공하고자 한다. The present invention relates to a high-density sintered body and a sputtering target based on tungsten oxide (WO 3 ), which is a non-sintering material, and more specifically, to a pressure-free sintering method by using a small amount of a specific dopant that aids in the sinterability of tungsten oxide. An object of the present invention is to provide a sintered body and a sputtering target that can simultaneously improve sinterability and secure high density.

하기 도 1에 나타난 바와 같이, 종래 텅스텐 산화물(WOx)은 중간 상(phase) 등이 많이 존재할 뿐만 아니라 산소(oxygen) 결핍이 심하므로, 소결 자체가 어려운 난소결(難燒結)성 물질이다. 이러한 텅스텐 산화물(WO3)를 이용하여 가압이 없는 상태로 소결할 경우 소결 밀도의 상승에 한계가 있으며, 온도를 올릴 경우 휘발되는 양이 증가하여 오히려 밀도가 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 즉, 소결시 구동력으로 열이 필요하게 되는데, 일반적으로는 열이 높을수록 소결성 확보(치밀화) 면에서 유리한 반면, 일부 원소재의 경우 오히려 휘발 등의 문제가 발생하여 밀도가 낮아지게 된다. 전술한 현상을 억제하고자 Hot press (HP)나 Hot isostatic press (HIP)를 사용하여 비교적 낮은 온도에서 압력을 인가하여 소결성을 일부 향상시킬 수 있으나, 이 경우 설비 가액에 따른 제조 공정 비용이 상승하게 됨에 따라 양산성 면에서 적합하지 않으며, 높은 압력을 인가하는 제조공정 상 소결체의 크기를 대형화하는데 한계가 있었다. As shown in FIG. 1 below, conventional tungsten oxide (WOx) is a non-sintering material that is difficult to sinter because there are many intermediate phases and the like as well as oxygen deficiency is severe. In the case of sintering without pressurization using such tungsten oxide (WO 3 ), there is a limit to the increase of the sintering density, and when the temperature is raised, the amount of volatilization increases and the density decreases rather. That is, heat is required as a driving force during sintering. In general, the higher the heat, the more advantageous in securing sinterability (densification), but in the case of some raw materials, problems such as volatilization occur and the density is lowered. In order to suppress the above-mentioned phenomenon, the sinterability can be partially improved by applying pressure at a relatively low temperature using a hot press (HP) or a hot isostatic press (HIP). Therefore, it is not suitable in terms of mass production, and there is a limit in increasing the size of the sintered body in the manufacturing process that applies a high pressure.

이에, 본 발명에서는 텅스텐 산화물의 소결성을 보조하는 특정 도펀트를 소정 범위로 첨가함으로써, 무가압 소결을 실시하더라도 온도 강하 효과에 따른 소결 밀도를 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 무가압 소결된 텅스텐 산화물 소결체는 종래 가압소결(예, HP, HIP 등)을 거친 산화물 소결체 대비 동등 수준의 밀도 특성 및 비저항 특성을 확보할 수 있다. 그리고 가압소결된 산화물 소결체에 비하여, 소결체의 대형화 및 대량 생산 면에서 매우 우수하며, 설비 단가도 낮다는 장점이 있다.Accordingly, in the present invention, by adding a specific dopant that aids in the sinterability of tungsten oxide in a predetermined range, it is possible to improve the sintering density according to the temperature drop effect even when sintering without pressure is performed. In particular, the tungsten oxide sintered compact sintered without pressure according to the present invention can secure equivalent density characteristics and resistivity characteristics compared to the oxide sintered compact that has undergone conventional pressure sintering (eg, HP, HIP, etc.). And, compared to the pressure-sintered oxide sintered body, it is very excellent in terms of enlargement and mass production of the sintered body, and has the advantage of low equipment cost.

또한 첨가되는 원소가 없을 경우 텅스텐 산화물 타겟의 밀도가 매우 낮고, 비저항은 높게 된다. 이와 같이 타겟의 저항이 높을 경우 DC 스퍼터링 진행시 플라즈마가 형성되지 않는 문제가 초래된다. 이에 비해, 본 발명에 따른 텅스텐 산화물 타겟은 도펀트(Dopant) 첨가에 의한 소결성을 확보하여, 무가압 소결에 의해서도 스퍼터링이 가능한 수준의 고밀도 소결체 타겟을 제공할 수 있다. In addition, when there is no added element, the density of the tungsten oxide target is very low, and the specific resistance is high. As such, when the resistance of the target is high, there is a problem in that plasma is not formed during DC sputtering. In contrast, the tungsten oxide target according to the present invention can provide a high-density sintered target at a level capable of sputtering even by pressureless sintering by securing sinterability by adding a dopant.

<산화물 소결체><Oxide Sintered Body>

본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 소결체는, 텅스텐 산화물(WOX)을 주성분으로 하는 스퍼터링용 타겟을 제작하기 위한 것으로, 금속(예, W) 또는 세라믹(예, WO3)의 원료 분말을 열처리하여 하나의 덩어리로 만드는 것이다.The oxide sintered body according to an embodiment of the present invention is for manufacturing a sputtering target having a tungsten oxide (WO X ) as a main component, and heat treatment of raw material powder of a metal (eg, W) or ceramic (eg, WO 3 ) to make it into one lump.

일 구체예를 들면, 상기 산화물 소결체는, 텅스텐; 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A);를 포함하며, 상기 소결체에 존재하는 텅스텐 원자와, 적어도 1종의 원소(A)의 원자비가 0.9~0.99 : 0.1~0.01를 만족한다. For example, the oxide sintered body may include tungsten; and at least one element (A) selected from the group consisting of Co, Al, Y and Si; 0.1~0.01 is satisfied.

이때, 적어도 1종의 원소(A) 또는 상기 원소(A)를 함유하는 화합물(예, (준)금속산화물)은 난(難)소결성 텅스텐 산화물의 소결성을 보조하여 밀도 상승 효과를 나타내게 하는 도펀트(dopant) 역할을 한다.At this time, at least one element (A) or a compound containing the element (A) (eg, a (semi) metal oxide) is a dopant ( acts as a dopant).

본 발명에 따른 산화물 소결체는 텅스텐(W) 원자와, 적어도 1종의 (준)금속 원자의 원자비가 전술한 수치를 만족하기 때문에, 소량의 소결조제(dopant) 첨가에 따른 소결성 개선 및 밀도 향상을 도모할 수 있다. 이에 따라, 종래 높은 압력을 인가하는 가압 소결을 실시하지 않더라도, 난(難)소결성 물질인 텅스텐 산화물(WO3)을 사용하여 고밀도 스퍼터링 타겟을 제작할 수 있다. In the oxide sintered body according to the present invention, since the atomic ratio of tungsten (W) atoms and at least one (semi) metal atom satisfies the above-mentioned values, sinterability improvement and density improvement according to the addition of a small amount of sintering aid (dopant) can be promoted Accordingly, a high-density sputtering target can be manufactured using tungsten oxide (WO 3 ), which is a difficult-to-sinter material, even if the conventional pressure sintering by applying a high pressure is not performed.

상기와 같이 적어도 1종의 원소를 함유하는 (준)금속 산화물을 포함하는 소결체에 있어서, 소결체에 존재하는 총 원자량을 기준으로, 텅스텐의 원자량은 90 내지 99.0 원자%이며, 적어도 1종의 원소(A)의 원자량은 0.1 내지 10 원자%일 수 있다. 적어도 1종의 원소(A)의 구체적인 일례를 들면, 코발트(Co)의 원자량은 0.5 내지 1.5 원자%일 수 있으며, 알루미늄(Al)의 원자량은 0.01 내지 0.1 원자%일 수 있다. 또한 이트륨(Y)의 원자량은 0.01 내지 0.3 원자%일 수 있으며, 실리콘(Si)의 원자량은 0.01 내지 0.1 원자%일 수 있다.In the sintered compact containing the (semi)metal oxide containing at least one element as described above, based on the total atomic weight present in the sintered compact, the atomic weight of tungsten is 90 to 99.0 atomic%, and at least one element ( The atomic weight of A) may be 0.1 to 10 atomic%. For a specific example of the at least one element (A), the atomic weight of cobalt (Co) may be 0.5 to 1.5 atomic%, and the atomic weight of aluminum (Al) may be 0.01 to 0.1 atomic%. In addition, the atomic weight of yttrium (Y) may be 0.01 to 0.3 atomic%, and the atomic weight of silicon (Si) may be 0.01 to 0.1 atomic%.

여기서, 산화물 소결체에 포함되는 텅스텐과 적어도 1종의 원소(A)는 전술한 원자비 수치를 만족한다면, 그 화합물 형태 등에 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 텅스텐과 적어도 1종의 원소(A)는 각각 금속 성분으로 단독 포함될 수 있으며, 또는 해당 원소가 함유된 당 업계에 공지된 통상의 화합물 형태를 모두 포함한다. 바람직하게는 텅스텐, 또는 적어도 1종의 원소(A)를 각각 함유하는 산화물(oxide)일 수 있다. Here, tungsten and at least one element (A) contained in the oxide sintered body are not particularly limited, as long as they satisfy the above-mentioned atomic ratio values. For example, tungsten and at least one element (A) may each be included alone as a metal component, or include all conventional compound forms known in the art containing the element. Preferably, it may be tungsten or an oxide each containing at least one element (A).

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 산화물 소결체는 텅스텐 산화물(WO3)을 모재로 하고, 적어도 1종의 특정 원소를 추가로 첨가하여 구성되며, 구체적으로 텅스텐 산화물, 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A)를 함유하는 (준)금속 산화물을 포함한다. More specifically, the oxide sintered body according to the present invention is composed of tungsten oxide (WO 3 ) as a base material, and by additionally adding at least one specific element, specifically tungsten oxide, and Co, Al, Y and Si and a (semi)metal oxide containing at least one element (A) selected from the group consisting of.

상기 (준)금속 산화물은 적어도 1종의 원소(A)를 포함하는 산화물 형태라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 Co3O4, Al2O3, Y2O3, 및 SiO2로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The (semi) metal oxide is not particularly limited as long as it is in the form of an oxide containing at least one element (A), for example, Co 3 O 4 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and SiO 2 From the group consisting of It may include one or more selected types.

투입되는 (준)금속 산화물의 중량을 기준으로 할 경우, 적어도 1종의 원소를 함유하는 (준)금속 산화물(A)은 당해 소결체의 전체 중량(예, 100 중량%)기준으로 1.0 내지 7.0 중량%로 포함될 수 있다. 상기 (준)금속산화물의 구체적인 일례를 들면, 코발트 산화물(Co3O4)의 첨가량은 2 내지 5 중량%일 수 있으며, 알루미늄 산화물(Al2O3)의 첨가량은 0.5 내지 3 중량%일 수 있다. 또한 이트륨 산화물(Y2O3)의 첨가량은 2 내지 7 중량%일 수 있으며, 실리콘 산화물(SiO2)의 첨가량은 0.5 내지 3 중량%일 수 있다. 또한 텅스텐 산화물의 함량은 전술한 (준)금속 산화물을 제외한 잔량일 수 있으며, 일례로 93 내지 99.0 중량%일 수 있으며, 구체적으로 95 내지 99.0 중량%일 수 있다. Based on the weight of the input (semi) metal oxide, the (semi) metal oxide (A) containing at least one element is 1.0 to 7.0 weight based on the total weight (eg, 100 wt %) of the sintered body % may be included. As a specific example of the (semi) metal oxide, the amount of cobalt oxide (Co 3 O 4 ) may be 2 to 5 wt%, and the amount of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) may be 0.5 to 3 wt%. have. In addition, the amount of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) may be 2 to 7 wt%, and the amount of silicon oxide (SiO 2 ) added may be 0.5 to 3 wt%. In addition, the content of tungsten oxide may be the remaining amount excluding the aforementioned (semi) metal oxide, for example, may be 93 to 99.0 wt%, specifically, may be 95 to 99.0 wt%.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 텅스텐 산화물 소결체는, 상대밀도가 90%를 초과할 수 있으며, 그 상한치는 특별히 제한되지 않는다. 또한 소결체에 포함된 결정립의 크기는 특별히 제한되지 않으며, 일례로 1 내지 20 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 1 내지 10 ㎛일 수 있다. The tungsten oxide sintered body according to the present invention configured as described above may have a relative density of more than 90%, and the upper limit thereof is not particularly limited. In addition, the size of the crystal grains included in the sintered body is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 20 μm, specifically 1 to 10 μm.

또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스퍼터링 타겟은, 전술한 텅스텐 산화물 소결체; 및 상기 소결체의 일면에 접합되어 상기 소결체를 지지하는 백킹 플레이트를 포함한다. In addition, the sputtering target according to another embodiment of the present invention, the above-described tungsten oxide sintered body; and a backing plate joined to one surface of the sintered body to support the sintered body.

여기서, 백킹 플레이트는 스퍼터링 타겟용 소결체를 지지하는 기판으로서, 당 분야에 알려진 통상적인 백킹 플레이트를 제한 없이 사용할 수 있다. 이때 백킹 플레이트를 구성하는 재료 및 이의 형상은 특별히 제한되지 않는다.Here, the backing plate is a substrate for supporting the sintered body for the sputtering target, and a conventional backing plate known in the art may be used without limitation. At this time, the material constituting the backing plate and the shape thereof are not particularly limited.

<산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟의 제조방법><Method for manufacturing oxide sintered compact and sputtering target>

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 산화물 소결체의 제조방법에 대해 설명한다. 그러나 하기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다. Hereinafter, a method for manufacturing an oxide sintered body according to an embodiment of the present invention will be described. However, it is not limited only by the following manufacturing method, and the steps of each process may be modified or selectively mixed as needed.

상기 제조방법의 바람직한 일 실시예를 들면, (i) 텅스텐 산화물 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A)를 함유하는 (준)금속 산화물을 포함하는 원료 분말을 준비하는 단계('S10 단계'); (ii) 상기 원료 분말을 이용하여 성형체를 제조하는 단계('S20 단계'); 및 (iii) 상기 성형체를 900 내지 1200℃에서 0.5 내지 3 시간 동안 무가압 소결하여 소결체를 제조하는 단계('S30 단계');를 포함하여 구성될 수 있다. For a preferred embodiment of the manufacturing method, (i) raw material powder comprising tungsten oxide and a (semi)metal oxide containing at least one element (A) selected from the group consisting of Co, Al, Y and Si preparing ('S10 step'); (ii) manufacturing a molded body using the raw material powder ('S20 step'); and (iii) sintering the molded body at 900 to 1200° C. for 0.5 to 3 hours without pressure to prepare a sintered body ('S30 step'); may be configured to include.

이하, 상기 제조방법을 각 공정 단계별로 나누어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing method is divided into each process step and described as follows.

(i) 원료분말 준비('S10 단계')(i) Preparation of raw material powder ('Step S10')

상기 S10 단계에서는, 텅스텐 산화물, 적어도 1종의 원소(A)를 함유하는 (준)금속산화물을 포함하는 원료 분말을 준비하는 단계로서, 구체적으로, 텅스텐 산화물 분말과, Co3O4, Al2O3, Y2O3, 및 SiO2로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 (준)금속 산화물 분말을 목적 조성에 맞게 칭량한 후 각 분말을 혼합기에 투입하고 분쇄 및 혼합하여 혼합물을 제조한다. In the step S10, as a step of preparing a raw material powder including tungsten oxide, a (semi) metal oxide containing at least one element (A), specifically, a tungsten oxide powder, Co 3 O 4 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and SiO 2 After weighing one or more (semi)metal oxide powders selected from the group consisting of a target composition, each powder is put into a mixer, pulverized and mixed to prepare a mixture.

전술한 원료 분말들을 혼합시, 필요에 따라 당 업계에 알려진 통상적인 첨가제, 예컨대 바인더, 분산제, 소포제 등을 추가로 포함할 수 있다. 이때 첨가제의 사용량은 당 분야에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 슬러리 내 분말 전체중량(예, 100 중량%) 대비 0.01 내지 10 중량% 사용될 수 있다. When mixing the above-mentioned raw powders, if necessary, conventional additives known in the art, such as binders, dispersants, antifoaming agents, etc. may be further included. In this case, the amount of the additive may be appropriately adjusted within a conventional range known in the art, and for example, 0.01 to 10% by weight relative to the total weight of the powder in the slurry (eg, 100% by weight) may be used.

분산제는 분쇄된 원료입자가 용액 내에서 장시간 동안 고르게 안정된 분산을 유지하면서 동시에 입자가 미세하게 분쇄되기 위한 목적을 만족시키기 위해 첨가된다. 사용 가능한 분산제의 비제한적인 예로는, 시트르산 등의 카르복실기가 붙은 유기산 계열, 폴리아크릴산 (PAA) 또는 그의 염, 공중합체, 또는 이들의 조합 등이 있다. The dispersant is added to satisfy the purpose of finely pulverizing the pulverized raw material particles while maintaining an even and stable dispersion of the pulverized raw material particles in a solution for a long time. Non-limiting examples of the dispersing agent that can be used include an organic acid series with a carboxyl group, such as citric acid, polyacrylic acid (PAA) or a salt, copolymer, or a combination thereof.

또한 바인더는 슬러리를 분말로 건조시킨 후 성형하는 과정에서 성형체의 성형강도를 유지하기 위하여 첨가되는 것이다. 이들의 비제한적인 예로는, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜 등의 고분자 등이 있다. In addition, the binder is added to maintain the molding strength of the molded body during the molding process after drying the slurry into powder. Non-limiting examples thereof include polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene glycol.

소포제는 슬러리 내의 거품을 제거하기 위한 것으로, 통상적으로 실리콘유, 옥틸알콜, 붕초 등을 사용할 수 있다. The antifoaming agent is to remove the foam in the slurry, and silicone oil, octyl alcohol, boric acid, and the like can be used in general.

원료분말의 혼합 및 분쇄는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 통상의 볼밀, 어트릭션밀, 비즈밀 등을 사용하여 실시될 수 있다. 이때 분쇄 및 혼합 조건은 특별히 한정되지 않으며, 일례로 볼밀의 속도는 약 150 내지 300 rpm일 수 있으며, 혼합 시간은 8 내지 15시간일 수 있다. Mixing and pulverizing of the raw material powder is not particularly limited, and may be performed using a conventional ball mill, an attraction mill, a bead mill, etc. known in the art. At this time, grinding and mixing conditions are not particularly limited, and for example, the speed of the ball mill may be about 150 to 300 rpm, and the mixing time may be 8 to 15 hours.

상기 S10 단계의 구체적인 일례를 들면, 습식 볼밀을 통하여 원료분말의 혼합 및 분쇄를 진행하고자, 준비된 PE통을 이용하여 사전에 계측된 원소 분말을 투입하고 원소재의 약 2 내지 4배, 바람직하게는 3배에 해당되는 중량의 지르코니아볼을 투입한다 이후 증류수 또는 순수를 원소재의 대략 1.5배 수준으로 투입하여 볼밀을 진행한다.As a specific example of step S10, in order to proceed with mixing and pulverizing the raw material powder through a wet ball mill, a pre-measured element powder is put in using a prepared PE barrel, and about 2 to 4 times the raw material, preferably Three times the weight of zirconia balls is added, and then, distilled water or pure water is added at an approximate level of 1.5 times the raw material to perform ball milling.

이후 습식 분쇄된 혼합물을 드라이 오븐에서 건조하고, 다시 볼밀을 진행하여 건식된 원료분말을 습득한다. 이때 건조 조건은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 드라이 오븐에서 대략 90 내지 110℃에서 약 10 내지 15시간 건조를 실시할 수 있다. Thereafter, the wet-pulverized mixture is dried in a dry oven, and a ball mill is performed again to obtain a dried raw material powder. In this case, the drying conditions are not particularly limited, and for example, drying may be carried out in a dry oven at about 90 to 110° C. for about 10 to 15 hours.

이어서, 건조된 혼합물은 다시 볼밀을 진행하여 건식 원료분말을 수득하게 된다. 필요에 따라 대략 90 내지 110 메쉬, 구체적으로 100 메쉬의 망으로 걸러내어 지르코니아볼과 분말을 분리한다. Then, the dried mixture is again ball milled to obtain a dry raw material powder. If necessary, the zirconia balls and powder are separated by filtering through a mesh of about 90 to 110 mesh, specifically 100 mesh.

(ii) 성형체 제조('S20 단계')(ii) Formed body manufacturing ('S20 step')

상기 S0 단계에서는 준비된 원료 분말로 성형체를 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로 원료 분말을 성형기에 투입하고 성형하는 과정을 거쳐 소정 규격의 성형체를 제조한다. The step S0 is a step of manufacturing a molded body from the prepared raw material powder. More specifically, the raw material powder is put into a molding machine and molded through a process to manufacture a molded body of a predetermined standard.

성형체의 밀도를 높이기 위해, 성형 과정은 2차에 걸쳐 이루어질 수 있다. 일례로, 1차 성형과정은 일축 성형기를 이용하고, 2차 성형과정은 등방압 성형기를 이용할 수 있다. In order to increase the density of the molded body, the molding process may be performed in two steps. For example, the primary molding process may use a uniaxial molding machine, and the secondary molding process may use an isostatic molding machine.

상기 1차 성형 및 2차 성형과정에서의 조건은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 통상의 조건 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 원료분말을 일축 성형기에 투입한 후 1차 성형 시 압력은 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로 단위 면적당 10 MPa 이상일 수 있다. 또한 1차 성형된 성형체를 등방압 성형기에 투입한 후 2차 성형시 압력은 특별히 한정되지 않으며, 일례로 단위 면적당 2000 MPa 이상일 수 있으며, 바람직하게는 2000 내지 3000 MPa 범위일 수 있다.Conditions in the primary and secondary molding processes are not particularly limited, and may be appropriately adjusted within common conditions known in the art. For example, the pressure at the time of primary molding after inputting the raw material powder into the uniaxial molding machine is not particularly limited, and may specifically be 10 MPa or more per unit area. In addition, after the primary molded article is put into the isostatic pressure molding machine, the pressure during secondary molding is not particularly limited, and may be, for example, 2000 MPa or more per unit area, preferably in the range of 2000 to 3000 MPa.

상기 S20 단계의 구체적인 일례를 들면, 정해진 분말의 중량에 따라 20Φ 규격의 STS재 금형을 이용하여 1차 성형체를 제조한다. 이때 압력은 형상을 구성할 있는 최소한의 압력 조건 하에서 진행될 수 있으며, 일례로 약 10Mpa, 시간은 1분 유지 수준으로 진행할 수 있다. 이후 2차 성형은 정수압 성형 (CIP)을 이용하여 200 Mpa 조건 하에서 유지시간은 수 시간으로 진행하였다. 이때 2차 정수압 진행시 물을 포함한 유기용매와 함께 진행하므로, 아크릴 계열의 밀봉재(예, 봉투)에 투입한 상태에서 진행할 수 있다.To give a specific example of the step S20, a primary molded body is manufactured using an STS material mold having a size of 20 Φ according to the determined weight of the powder. At this time, the pressure may be conducted under the minimum pressure conditions constituting the shape, for example, about 10 Mpa, and the time may proceed at a maintenance level of 1 minute. Thereafter, the secondary molding was carried out using hydrostatic pressure molding (CIP), and the holding time was carried out for several hours under 200 Mpa conditions. At this time, since the second hydrostatic pressure proceeds with an organic solvent including water, it can be carried out while being put in an acrylic-based sealing material (eg, an envelope).

(iii) 소결체 제조('S30 단계')(iii) sintered body manufacturing ('S30 step')

상기 S30 단계에서는, 제조된 성형체를 소정 조건 하에서 소결하여 소결체를 제조한다. In step S30, the produced compact is sintered under predetermined conditions to prepare a sintered compact.

이때 소결 조건은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 통상의 조건 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 900 내지 1200℃에서 0.5 내지 3 시간 동안 무가압 소결할 수 있다. 상기 소결은 산소 분위기 하에 이루어지거나, 또는 비활성 조건 하에서 실시될 수 있다. At this time, the sintering conditions are not particularly limited, and may be appropriately adjusted within common conditions known in the art. For example, it may be sintered without pressure at 900 to 1200 ℃ for 0.5 to 3 hours. The sintering may be performed under an oxygen atmosphere or under an inert condition.

상기 S30 단계의 구체적인 일례를 들면, 준비된 성형체를 일정 규격의 알루미나 도가니에 넣고 소결을 진행한다. 본 실험에서는 텅스텐 산화물 내 일부 산소의 결핍에 의한 전기전도도 향상 목적으로 질소 분위기에서 진행하였다. 열처리 전의 성형체와 열처리 후의 소결체 간의 특성 차이를 확인하기 위하여 해당 성형체 및 소결체의 중량 및 직경, 높이 등을 측정하였다(하기 표 1 및 도 1~4 참조). To give a specific example of the step S30, the prepared molded body is put into an alumina crucible of a certain standard and sintering is performed. In this experiment, it was conducted in a nitrogen atmosphere for the purpose of improving electrical conductivity due to the lack of some oxygen in tungsten oxide. In order to confirm the difference in characteristics between the molded body before heat treatment and the sintered body after heat treatment, the weight, diameter, and height of the green body and the sintered body were measured (see Table 1 and FIGS. 1 to 4 below).

이러한 과정을 거쳐 제조된 소결체는 상대 밀도가 90%를 초과하며, 그 상한치는 특별히 제한되지 않는다.The sintered compact manufactured through this process has a relative density exceeding 90%, and the upper limit thereof is not particularly limited.

(iv) 스퍼터링 타겟 제조(iv) sputtering target manufacturing

이후 당 업계에 통상적으로 알려진 확산본딩 및 최종가공을 통해 제품화된 스퍼터링 타겟을 제조하게 된다. Thereafter, a commercialized sputtering target is manufactured through diffusion bonding and final processing known in the art.

구체적으로, 상기 S30 단계에서 수득된 소결체를 백킹 플레이트(Backing Plate)와 본딩을 진행하여 본딩율을 99.5% 이상 확보한 후 가공 장비를 이용하여 최종 목적 두께까지 가공을 실시하고, 백킹 플레이트 면에 비드 및/또는 아크 스프레이(Arc spray) 처리를 실시함으로써 최종 스퍼터팅 타겟을 얻을 수 있다.Specifically, after bonding the sintered compact obtained in step S30 with a backing plate to secure a bonding rate of 99.5% or more, processing is performed to the final desired thickness using processing equipment, and a bead is placed on the backing plate surface And/or it is possible to obtain a final sputtering target by performing an arc spray (Arc spray) treatment.

<산화물 박막><Oxide thin film>

본 발명은 전술한 텅스텐 산화물 타겟을 사용하여 증착된 산화물 박막을 제공한다. The present invention provides an oxide thin film deposited using the aforementioned tungsten oxide target.

상기 산화물 박막은 증착 분위기에 따라 성분의 미차가 발생할 수는 있으나, 전술한 텅스텐 산화물 타겟을 스퍼터링하여 제조된 것이므로, 상기 타겟과 조성이 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 상대밀도 90%를 초과하는 고밀도 특성과 우수한 비저항 특성을 갖는 산화물 박막이 형성될 수 있다. Although differences in components may occur depending on the deposition atmosphere, the oxide thin film is prepared by sputtering the above-described tungsten oxide target, and thus has substantially the same composition as the target. Accordingly, an oxide thin film having high density characteristics exceeding 90% relative density and excellent resistivity characteristics may be formed.

일 구체예를 들면, 상기 산화물 박막은 텅스텐; 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A);를 포함하며, 당해 산화물 박막에 존재하는 텅스텐과, 적어도 1종의 원소(A)의 원자비는 0.9~0.99 : 0.1~0.01일 수 있다. In one embodiment, the oxide thin film is tungsten; and at least one element (A) selected from the group consisting of Co, Al, Y and Si; : It can be 0.1~0.01.

상기 텅스텐 산화물 타겟을 사용하여 형성되는 산화물 박막은 비정질 형태이거나, 또는 결정형일 수 있다. 비정질 형태의 산화물 박막은 성막 이후 200 내지 350℃ 범위의 온도로 열처리를 행함으로써 결정화할 수 있다.The oxide thin film formed using the tungsten oxide target may be in an amorphous form or a crystalline form. The amorphous oxide thin film may be crystallized by performing heat treatment at a temperature in the range of 200 to 350° C. after forming the film.

본 발명에 따른 투명 전도성 박막은, 당 분야에 알려진 통상적인 스퍼터링법을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 제조방법의 일 실시예를 들면, 전술한 텅스텐 산화물 소결체 스퍼터링 타겟을 장착한 후, 진공조 내에서 산소 및/또는 아르곤 분위기 하에서 상온으로 증착하는 단계를 포함한다. The transparent conductive thin film according to the present invention may be manufactured using a conventional sputtering method known in the art. For one embodiment of the manufacturing method, after mounting the above-described tungsten oxide sintered body sputtering target, it includes the step of depositing at room temperature in an oxygen and/or argon atmosphere in a vacuum chamber.

사용되는 기판 및 스퍼터링 장치는 당 업계에 알려진 통상적인 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로, 진공조 내에 산소 또는 산소와 고순도 아르곤 가스를 80~110 sccm(standard cubic centimeters per minute)의 속도로 공급하면서 형성할 수 있으며, 구체적으로 95~105 sccm의 속도로 공급하며, 막을 형성하는 기판에 온도를 가하지 않고 상온(RT)에서 증착할 수 있다.As the substrate and sputtering apparatus used, conventional ones known in the art may be used without limitation. Specifically, it can be formed while supplying oxygen or oxygen and high-purity argon gas in a vacuum chamber at a rate of 80 to 110 sccm (standard cubic centimeters per minute), specifically, supplying at a rate of 95 to 105 sccm, to form a film It can be deposited at room temperature (RT) without applying a temperature to the substrate.

상기와 같이 수득되는 산화물 박막은 반도체 소자 제조시 다양하게 사용될 수 있으며, 일례로 반도체 제조시 배선 형성용 또는 전극 형성용으로 적용될 수 있다. 특히 박막 트랜지스터 제조시 전극의 베리어층에 유용하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 박막을 박막 트랜지스터에 포함되는 소스 및 드레인 전극의 베리어층에 사용할 경우 접촉저항을 낮출 수 있으며, 투명성이 우수하고 낮은 굴절률을 가져 박막 트랜지스터의 물성을 향상시킬 수 있다.The oxide thin film obtained as described above can be used in various ways when manufacturing a semiconductor device, and for example, it can be applied to form a wiring or an electrode when manufacturing a semiconductor. In particular, it can be usefully used as a barrier layer of an electrode when manufacturing a thin film transistor. Specifically, when the thin film of the present invention is used for the barrier layers of the source and drain electrodes included in the thin film transistor, the contact resistance can be lowered, and the properties of the thin film transistor can be improved by having excellent transparency and a low refractive index.

전술한 본 발명에 따른 텅스텐 산화물계 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막은 높은 밀도와 우수한 비저항 특성을 가지므로, LCD 및 OLED의 TFT 구조나, 유기전기발광소자의 전자 주입층과 접속 저항을 낮게 억제할 수 있다. 이에 따라, 전술한 산화물 박막은 액정 표시소자 또는 유기전기 발광표시소자 등의 각종 표시장치, LCD, PDP, OLED, LED 등의 평판디스플레이 등의 정보전달 장치; OLED, LED 등의 면광원 조명장치 터치패널; 및/또는 이를 이용하는 정보전달 장치에도 제한없이 적용될 수 있다.Since the above-described tungsten oxide-based sputtering target according to the present invention and an oxide thin film formed therefrom have high density and excellent resistivity, the TFT structure of LCD and OLED or the electron injection layer and the connection resistance of the organic electroluminescent device are low. can do. Accordingly, the above-mentioned oxide thin film may include various display devices such as a liquid crystal display device or an organic electroluminescent display device, an information delivery device such as a flat panel display such as LCD, PDP, OLED, and LED; Surface light source lighting device touch panel such as OLED and LED; and/or may be applied without limitation to an information delivery device using the same.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1] W-Co계 소결체의 제조[Example 1] Preparation of W-Co-based sintered compact

금속 W와 Co를 몰질량 기준 0.9 : 0.1의 비율로 혼합 및 성형하였으며, 투입된 산화물의 중량 비율을 기준으로 하여 WO3 : Co3O4가 96.3 : 3.7의 비율로 혼합한 후 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 질소 분위기 하에서 약 970~1200℃에서 2시간 동안 열처리하여 소결체를 제작하였다.Metals W and Co were mixed and molded in a ratio of 0.9: 0.1 based on molar mass, and WO 3 : Co 3 O 4 was mixed in a ratio of 96.3: 3.7 based on the weight ratio of the input oxide to prepare a molded body. Thereafter, a sintered body was manufactured by heat treatment at about 970 to 1200° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere using a heat treatment facility.

[실시예 2] W-Al계 소결체의 제조[Example 2] Preparation of W-Al-based sintered body

금속 W와 Al를 몰질량 기준 0.95 : 0.05의 비율로 혼합 및 성형하였으며, 투입된 산화물의 중량 비율을 기준으로 하여 WO3 : Al2O3가 98.8 : 1.2의 비율로 혼합한 후 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 질소 분위기에서 약 970~1200℃에서 2시간 동안 열처리하여 소결체를 제작하였다.Metal W and Al were mixed and molded in a ratio of 0.95:0.05 based on molar mass, and WO 3 : Al 2 O 3 was mixed in a ratio of 98.8:1.2 based on the weight ratio of the input oxide to prepare a molded body. Thereafter, a sintered body was fabricated by heat treatment at about 970 to 1200° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere using a heat treatment facility.

[실시예 3] W-Y계 소결체의 제조[Example 3] Preparation of W-Y-based sintered compact

금속 W와 Y를 몰질량 기준 0.9 : 0.1의 비율로 혼합 및 성형하였으며, 투입된 산화물의 중량 비율을 기준으로 하여 WO3 : Y2O3가 95.0 : 5.0의 비율로 혼합한 후 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 질소 분위기에서 약 970~1200℃에서 2시간 동안 열처리하여 소결체를 제작하였다.Metals W and Y were mixed and molded in a ratio of 0.9: 0.1 based on molar mass, and WO 3 : Y 2 O 3 was mixed in a ratio of 95.0: 5.0 based on the weight ratio of the input oxide to prepare a molded body. Thereafter, a sintered body was fabricated by heat treatment at about 970 to 1200° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere using a heat treatment facility.

[실시예 4] W-Si계 소결체의 제조[Example 4] Preparation of W-Si-based sintered body

금속 W와 Si를 몰질량 기준 0.95 : 0.05의 비율로 혼합 및 성형하였으며, 투입된 산화물의 중량 비율을 기준으로 하여 WO3 : SiO2가 98.6 : 1.4의 비율로 혼합한 후 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 질소 분위기에서 약 970~1200℃에서 2시간 동안 열처리하여 소결체를 제작하였다.Metal W and Si were mixed and molded at a ratio of 0.95: 0.05 based on molar mass, and WO 3 : SiO 2 was mixed at a ratio of 98.6: 1.4 based on the weight ratio of the input oxide to prepare a molded body. Thereafter, a sintered body was fabricated by heat treatment at about 970 to 1200° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere using a heat treatment facility.

[비교예 1] W계 소결체의 제조[Comparative Example 1] Preparation of W-based sintered compact

도펀트 사용 없이 WO3 분말을 단독 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 소결체를 제작하였다.A sintered body was manufactured in the same manner as in Example 1, except that WO 3 powder was used alone without using a dopant.

[비교예 2] W-Ta계 소결체의 제조[Comparative Example 2] Preparation of W-Ta-based sintered compact

금속 W와 Ta를 몰질량 기준 0.9 : 0.1의 비율로 혼합 및 성형하였으며, 투입된 산화물의 중량 비율을 기준으로 WO3 : Ta2O5가 90.4 : 9.6의 비율로 혼합한 후 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 질소 분위기 하에서 약 970~1200℃에서 2시간 동안 열처리하여 소결체를 제작하였다.Metal W and Ta were mixed and molded in a ratio of 0.9: 0.1 based on molar mass, and WO 3 : Ta 2 O 5 was mixed in a ratio of 90.4: 9.6 based on the weight ratio of the input oxide to prepare a molded body. Thereafter, a sintered body was manufactured by heat treatment at about 970 to 1200° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere using a heat treatment facility.

[비교예 3] Mo-Co계 소결체의 제조[Comparative Example 3] Preparation of Mo-Co-based sintered compact

금속 Mo와 Co를 몰질량 기준 0.97 : 0.03의 비율로 혼합 및 성형하였으며, 투입된 산화물의 중량 비율을 기준으로 MoOx : Co3O4 가 98 : 2 의 비율로 혼합한 후 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 질소 분위기 하에서 약 900~1050℃에서 2시간 동안 열처리하여 소결체를 제작하였다. Metal Mo and Co were mixed and molded in a ratio of 0.97: 0.03 based on molar mass, and MoO x : Co 3 O 4 was mixed in a ratio of 98: 2 based on the weight ratio of the input oxide to prepare a molded body. Thereafter, a sintered body was manufactured by heat treatment at about 900 to 1050° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere using a heat treatment facility.

이때 Mo가 투입된 비교예 3의 소결체의 경우, MoOx의 휘발 및 용융을 고려하여 WO3가 투입된 실시예의 소결체 대비 비교적 낮은 온도에서 열처리를 진행하였다. At this time, in the case of the sintered body of Comparative Example 3 in which Mo was added, heat treatment was performed at a relatively low temperature compared to the sintered body of the example in which WO 3 was added in consideration of the volatilization and melting of MoO x .

[실험예 1] 성형체의 물성 평가[Experimental Example 1] Evaluation of physical properties of a molded article

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 각 성형체의 물성을 하기와 같이 평가하였다. The physical properties of each molded article prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated as follows.

구체적으로, 각 성형체에 대해 직경(D) 및 높이(T)를 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정하였고, 중량(Mass)은 저울을 이용하여 칭량하였다. 또한 상대밀도는 각 중량의 투입량을 부피%로 환산하여 이론밀도 대비 수준을 백분율로 환산하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때 측정된 시료의 밀도는 중량/부피로 계산하였다.Specifically, for each molded article, the diameter (D) and height (T) were measured using a vernier caliper, and the weight (Mass) was measured using a scale. In addition, the relative density was converted into a percentage by converting the input amount of each weight into a volume %, and the level compared to the theoretical density was converted into a percentage, and the results are shown in Table 1 below. At this time, the density of the measured sample was calculated as weight/volume.

D (mm)D (mm) T (mm)T (mm) Mass (g)Mass (g) 상대밀도 (%)Relative density (%) 실시예 1Example 1 19.5219.52 6.266.26 7.92257.9225 59.559.5 실시예 2Example 2 19.5519.55 6.416.41 7.92087.9208 58.158.1 실시예 3Example 3 19.5219.52 6.316.31 7.87587.8758 59.659.6 실시예 4Example 4 19.7119.71 6.316.31 7.88937.8893 58.658.6 비교예 1Comparative Example 1 19.8219.82 5.855.85 7.86387.8638 60.960.9 비교예 2Comparative Example 2 19.3719.37 6.216.21 7.88357.8835 59.559.5 비교예 3Comparative Example 3 19.5419.54 6.486.48 7.91007.9100 66.066.0

[실험예 2] 소결체의 밀도 및 수축률 평가[Experimental Example 2] Evaluation of density and shrinkage of sintered compact

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 각 시료에 대해 열처리를 실시한 후, 각 소결체의 물성 변화를 측정하였다. After heat treatment was performed on each of the samples prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, changes in physical properties of each sintered body were measured.

열처리 후 소결체의 물성 평가는 전술한 실험예 1과 동일하게 측정되었으며, 일례로 소결체의 직경, 높이 및 중량을 측정하여 계산된 상대밀도의 결과는 하기 도 2 및 3에 나타내었다. The evaluation of the physical properties of the sintered body after the heat treatment was measured in the same manner as in Experimental Example 1 described above. As an example, the results of the relative density calculated by measuring the diameter, height and weight of the sintered body are shown in FIGS. 2 and 3 below.

실험 결과, 실시예 1 내지 4에서는 950℃에서 1150℃로 소결온도를 승온시킴에 따라 상대밀도 또한 유의적으로 상승한다는 것을 알 수 있었다(도 2 참조). 이에 비해, 비교예 1 내지 3의 경우 소결이 진행됨에 따라 성형체의 상대밀도 보다 저하되는 것을 알 수 있었다(도 3 참조).As a result of the experiment, in Examples 1 to 4, it was found that the relative density also significantly increased as the sintering temperature was increased from 950°C to 1150°C (see FIG. 2 ). On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 3, it was found that as sintering progressed, the relative density of the compact was lowered than that of the molded body (see FIG. 3 ).

또한 열처리 전 성형체와 열처리 후 소결체의 직경 및 높이를 측정하여 수축률을 계산하였으며, 그 결과를 하기 도 4 및 5에 나타내었다. In addition, the shrinkage was calculated by measuring the diameter and height of the molded body before heat treatment and the sintered body after heat treatment, and the results are shown in FIGS. 4 and 5 below.

[실험예 3] 소결체의 비저항 평가[Experimental Example 3] Evaluation of specific resistance of sintered compact

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 각 소결체 시료에 대해 비저항 특성을 평가하였다. Specific resistance characteristics were evaluated for each sintered body sample prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.

구체적으로, 소결체 시료로는 비교적 상대밀도가 높은 1150℃ 시료를 이용하였으며, Loresta-GX MCP-T700 제품(Mitsubishi chemical社)을 이용하여 시료의 비저항을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Specifically, as a sample of the sintered body, a sample having a relatively high relative density of 1150°C was used, and the specific resistance of the sample was measured using a Loresta-GX MCP-T700 product (Mitsubishi chemical). The results are shown in Table 2 below.

상면top view 하면if 단위 (Ωcm)Unit (Ωcm) 실시예 1Example 1 0.960.96 1.351.35 10^-110^-1 실시예 2Example 2 0.750.75 1.211.21 10^-110^-1 실시예 3Example 3 0.670.67 1.351.35 10^-110^-1 실시예 4Example 4 1.691.69 1.971.97 10^-110^-1 비교예 1Comparative Example 1 10.110.1 11.511.5 10^-110^-1 비교예 2Comparative Example 2 9.99.9 10.110.1 10^410^4 비교예 3Comparative Example 3 4.54.5 7.57.5 10^110^1

Claims (9)

텅스텐; 및
Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A);를 포함하는 텅스텐 산화물 소결체.
tungsten; and
At least one element (A) selected from the group consisting of Co, Al, Y and Si; A tungsten oxide sintered body comprising a.
제1항에 있어서,
상기 산화물 소결체에 존재하는 텅스텐과, 적어도 1종의 원소(A)의 원자비는 0.9~0.99 : 0.1~0.01인, 텅스텐 산화물 소결체.
According to claim 1,
The atomic ratio of tungsten present in the oxide sintered body and at least one element (A) is 0.9 to 0.99: 0.1 to 0.01, tungsten oxide sintered body.
제1항에 있어서,
상대밀도가 90%를 초과하는 텅스텐 산화물 소결체.
According to claim 1,
A tungsten oxide sintered body with a relative density exceeding 90%.
제1항에 있어서,
상기 산화물 소결체는,
텅스텐 산화물, 및
Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A)를 함유하는 (준)금속 산화물을 포함하고,
상기 적어도 1종의 원소를 함유하는 (준)금속 산화물(A)은 당해 소결체의 전체 중량을 기준으로 1.0 내지 7.0 중량%로 포함되는 텅스텐 산화물 소결체.
According to claim 1,
The oxide sintered body,
tungsten oxide, and
A (semi) metal oxide containing at least one element (A) selected from the group consisting of Co, Al, Y and Si,
The tungsten oxide sintered body containing the (semi)metal oxide (A) containing at least one element in an amount of 1.0 to 7.0 wt% based on the total weight of the sintered body.
제1항에 있어서,
상기 (준)금속 산화물은 Co3O4, Al2O3, Y2O3, 및 SiO2로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 텅스텐 산화물 소결체.
According to claim 1,
The (semi) metal oxide is a tungsten oxide sintered body comprising at least one selected from the group consisting of Co 3 O 4 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and SiO 2 .
제4항에 있어서,
상기 산화물 소결체는
텅스텐 산화물; 및 적어도 1종의 (준)금속 산화물을 혼합하여 성형한 후 무가압 소결하여 제조된 것인, 텅스텐 산화물 소결체.
5. The method of claim 4,
The oxide sintered body is
tungsten oxide; and at least one (semi) metal oxide mixed and molded and then sintered without pressure, a tungsten oxide sintered body.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 텅스텐 산화물 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟. The sputtering target containing the tungsten oxide sintered compact in any one of Claims 1-6. 제7항의 스퍼터링 타겟으로부터 형성된 산화물 박막. An oxide thin film formed from the sputtering target of claim 7. (i) 텅스텐 산화물 및 Co, Al, Y 및 Si로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 원소(A)를 함유하는 (준)금속 산화물을 포함하는 원료 분말을 준비하는 단계;
(ii) 상기 원료 분말을 이용하여 성형체를 제조하는 단계; 및
(iii) 상기 성형체를 900~1200℃에서 0.5~3 시간 동안 무가압 소결하여 소결체를 제조하는 단계;
를 포함하는 제1항의 텅스텐 산화물 소결체의 제조방법.
(i) preparing a raw material powder comprising tungsten oxide and a (semi) metal oxide containing at least one element (A) selected from the group consisting of Co, Al, Y and Si;
(ii) preparing a molded body using the raw material powder; and
(iii) preparing a sintered body by sintering the molded body at 900 to 1200° C. for 0.5 to 3 hours without pressure;
The method of claim 1 comprising a tungsten oxide sintered body.
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