KR20230053774A - 몰리브덴 산화물계 소결체, 이를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 산화물 박막 - Google Patents

몰리브덴 산화물계 소결체, 이를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 산화물 박막 Download PDF

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KR20230053774A
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장봉중
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박재성
양승호
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Abstract

본 발명은 몰리브덴 산화물을 주(主)성분으로 하는 산화물 소결체, 상기 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막을 제공한다.
본 발명에서는 난(難)소결성 몰리브덴 산화물과 니오븀 산화물에 특정 (준)금속산화물을 소정 범위로 첨가함으로써, 무가압 소결을 실시하더라도 소결성 개선과 고밀도 특성을 동시에 확보할 수 있다.

Description

몰리브덴 산화물계 소결체, 이를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 산화물 박막{MOLYBDENUM OXIDE SINTERED BODY, SPUTTERING TARGET AND OXIDE THIN FILM}
본 발명은 몰리브덴 산화물을 주(主)성분으로 하는 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 (준)금속산화물을 소정 범위로 첨가하여 소결성 및 밀도 특성이 동반 개선된 몰리브덴 산화물계 소결체, 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(flat panel display; "FPD"), 터치 스크린 패널, 태양 전지, 발광 다이오드(light emitting diode; "LED"), 유기 발광다이오드(organic light emitting diode; "OLED")에 저반사율의 도전성 박막이 사용되고 있다.
이에 대한 소재로서 산화인듐-산화주석(In2O3-SnO2)("ITO")이 대표적이며 ITO 조성물은 가시광선 투과도와 전기 전도율이 높은 도전성 박막을 형성하는 데 사용된다. 이러한 ITO 조성물은 우수한 저반사율 성능을 가지기는 하지만, 경제성이 떨어지기 때문에 산화인듐의 전부 또는 일부를 대체하는 소재들에 대한 연구가 계속되고 있다.
하지만 이러한 연구들에서 관심이 있는 부분은 타겟 재료를 통해 형성된 박막의 저반사율로서, 장시간 사용에 대한 박막의 신뢰도를 높일 수 있는 내화학성, 내열성의 특성에 대한 고려가 필요하다.
한편 몰리브덴 산화물은 소결 자체가 어려운 난소결(難燒結)성 물질이다. 이와 같이 소결이 어렵고 밀도가 낮은 몰리브덴 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.
대한민국 공개특허 제10-2020-0069314호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주원료인 난(難) 소결성 몰리브덴 산화물에 특정 (준)금속산화물을 소정 범위로 첨가함으로써 무가압 상태에서 소결하더라도 소결성이 개선되고 고밀도를 확보할 수 있는 신규 몰리브덴 산화물계 소결체, 상기 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 설명될 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 MoO2 및 MoO3 중 적어도 하나를 포함하는 몰리브덴 산화물(M1); 니오븀 산화물(M2); 및 Co, Si, Y 및 Ga으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 함유하는 금속산화물(M3);을 포함하며, 당해 소결체의 총 중량 대비 적어도 70 중량% 이상의 몰리브덴 산화물(M1)을 함유하는 산화물 소결체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 금속산화물(M3)은 Co3O4, SiO2, Y2O3, 및 Ga2O3로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 금속산화물(M3)은 CaCO3, 및 MgO로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 금속산화물(M3)은 당해 소결체 100 중량%를 기준으로 0 중량% 초과, 10.0 중량% 이하로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 몰리브덴 산화물(M1)과 상기 니오븀 산화물(M2)은 당해 산화물 소결체 100 중량%를 기준으로 90.0 중량% 이상, 100 중량% 미만으로 포함되며, 상기 몰리브덴 산화물(M1)과 상기 니오븀 산화물(M2)의 함량 비율은 50 : 50 내지 90 : 10 중량비일 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 산화물 소결체는, 몰리브덴 산화물(M1); 니오븀 산화물(M2); 및 금속산화물(M3)을 혼합하여 성형한 후 무가압 소결된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 산화물 소결체는 비저항이 1×10-2 Ωcm 이하이며, 상대밀도가 80% 이상일 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 무가압 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟을 제공한다.
아울러 본 발명은 상기 스퍼터링 타겟으로부터 형성된 산화물 박막을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 난(難) 소결성 몰리브덴 산화물에 특정 원소를 함유하는 (준)금속산화물을 소정 범위로 첨가함으로써, 무가압 하에서도 몰리브덴 산화물 소결체의 소결성을 개선하고 고밀도를 확보할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 몰리브덴 산화물계 소결체 및 스퍼터링 타겟은 LCD 및 OLED의 TFT 구조에 사용되는 전극 또는 배선 형성에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 보다 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 금속산화물(M3)이 첨가된 실시예 3의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
도 2는 금속산화물(M3)이 첨가된 실시예 4의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
도 3는 금속산화물(M3)이 첨가된 실시예 6의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
도 4는 금속산화물(M3)이 첨가된 실시예 7의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
도 5는 금속산화물(M3)이 첨가된 실시예 8의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
도 6는 금속산화물(M3)이 비첨가된 비교예 1의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
도 7은 혼합된 원재료의 분말 조직, 실시예 6에서 제조된 무가압 소결체의 조직, 및 비교예 5에서 제조된 가압 소결체의 조직의 파단된 면을 각각 나타내는 SEM 사진이다.
도 8는 실시예 7에서 제조된 무가압 소결체의 조직, 및 비교예 5에서 제조된 가압 소결체의 조직의 폴리싱된 면을 각각 나타내는 SEM 사진이다.
도 9는 실시예 1 내지 4에서 제조된 무가압 소결체의 소결온도에 따른 상대밀도를 나타내는 그래프이다.
도 10는 실시예 5 내지 8에서 제조된 무가압 소결체의 소결온도에 따른 상대밀도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 비교예 1 내지 4에서 제조된 소결체의 소결온도에 따른 상대밀도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 1 내지 4에서 제조된 무가압 소결체의 소결온도에 따른 수축률 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예 5 내지 8에서 제조된 무가압 소결체의 소결온도에 따른 수축률 변화를 나타내는 그래프이다.
도 14은 비교예 1 내지 4에서 제조된 소결체의 소결온도에 따른 수축률 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
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.
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.
종래 n-type 반도체 박막으로 사용되는 MoO2-Nb2O5 재료는 가압 소결법을 통해 제조되는 것이 일반적이다. 그러나 가압 소결법을 적용할 경우, 설비 가액에 따른 제조 공정 비용이 상승함에 따라 양산성 면에서 적합하지 못하다. 또한 고압을 인가하는 제조공정 상 소결체의 크기를 대형화하는데 한계가 있었다.
전술한 문제점을 해결하고자, MoO2-Nb2O5 재료를 무가압 소결할 경우 소결 밀도의 상승에 한계가 있어 적용하기 어려웠으며, 또한 소결온도를 상승할 경우 용융 및 휘발되는 양이 증가하여 오히려 밀도가 떨어지는 현상이 발생된다. 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.
이에, 본 발명은 몰리브덴 산화물과 니오븀 산화물을 기본 조성으로 하는 난(難)소결성 재료에, 소결성을 보조하는 특정 (준)금속산화물계 도펀트(M3)를 소량 사용함으로써 소결성 개선 및 고밀도 확보를 동시에 구현할 수 있는 몰리브덴 산화물계 소결체 및 이를 이용하는 스퍼터링 타겟을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 사용하는 특정 (준)금속산화물계 도펀트(M3)는 난소결성 재료인 MoO2/MoO3-Nb2O5의 소결 구동력을 확보하도록 보조함으로써, 무가압 소결을 실시하더라도 온도 강하 효과에 따른 소결 밀도를 향상시킬 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 몰리브덴 산화물 소결체는 특정 금속산화물(M3)을 비포함하는 소결체에 비해, 우수한 밀도 및 비저항 특성을 가질 수 있으며, 특히 가압 없이 열처리만으로 무가압 소결체(pressureless sintered body)를 구성하더라도, 종래 가압소결(예, HP, HIP 등)을 거친 산화물 소결체 대비 동등 수준 이상의 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.
또한 본 발명의 산화물 소결체를 구성하는 결정립의 입자 크기는, 소정의 압력과 열처리를 동시에 인가하여 가압소결된 몰리브덴 산화물 소결체의 입자보다 더 크기 때문에, 반응 측면에서 보다 유리하다. 일례로 도 3~4에서 볼 수 있듯이, 가압 소결체는 고압에 의해 초기 원재료를 강제로 뭉쳐 놓은 형태이므로 입자들의 크기가 거의 증가하지 않은 것에 비해, 본 발명에 따른 소결체는 반응에 의해 입자의 크기가 증가한 것을 볼 수 있으며, 특히 이종(異種) 원소 간의 상호 반응에 있어서 입자가 복합화하여 합쳐진 형태이므로 반응 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있다.
또한 첨가되는 원소가 없을 경우 몰리브덴 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 몰리브덴 산화물 타겟은 도펀트(Dopant) 첨가에 의한 소결성을 확보하여, 무가압 소결에 의해서도 스퍼터링이 가능한 수준의 고밀도 소결체 타겟을 제공할 수 있다.
<산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟>
본 발명의 일 예는, 몰리브덴 산화물을 주(主)성분으로 하는 스퍼터링용 타겟을 제작하기 위한 금속산화물 소결체이다. 이러한 소결체는 Co, Si, Y 및 Ga으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 함유하는 금속산화물(M3)을 필수성분으로 포함한다는 점에서, 종래 소결체와 구별된다.
일 구체예를 들면, 상기 산화물 소결체는 MoO2 및 MoO3 중 적어도 하나를 포함하는 몰리브덴 산화물(M1); 니오븀 산화물(M2); 및 Co, Si, Y 및 Ga으로 구성된 군에서 선택된 적어도 1종의 금속을 함유하는 금속산화물(M3);을 포함하며, 당해 소결체의 총 중량 대비 적어도 70 중량% 이상의 몰리브덴 산화물(M1)을 포함한다.
전술한 조성으로 이루어진 금속산화물 소결체를 타겟 재료로 사용하여 박막을 형성하는 경우, 형성된 박막은 저반사 특성을 가지는 것과 동시에 몰리브덴 산화물의 비율과 조성의 최적화를 통해 내열성 및 내화학성이 향상된다. 또한 소량의 특정 도펀트(dopant, M3) 첨가에 의한 밀도 향상이 구현되므로 가압소결을 사용하지 않아도 되며, 또한 난소결 물질인 Mo-Nb-O계 스퍼터링 타겟을 제작 가능하다.
이하, 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 산화물 소결체에 포함되는 몰리브덴 산화물은, 소결체를 구성하는 주(主) 성분이다.
몰리브덴 산화물(M1)은 예를 들면 MoO2, MoO3, MoO4와 같이 몰리브덴에 산소가 결합된 형태를 가지는 성분이다. 본 발명에서는 몰리브덴 산화물(M1)로서 MoO2, MoO3, 또는 MoO2와 MoO3의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때 몰리브덴 산화물로서 MoO2 및 MoO3의 혼합물을 사용할 경우, 이들 간의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며 당 분야에 공지된 통상의 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 한편 MoO3의 융점은 약 800℃이므로, 1000℃ 이상의 고온에서는 휘발하게 된다. 이에 따라, 본 발명에서는 몰리브덴 산화물로서 MoO2를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 산화물 소결체에 포함되는 첨가성분 중 하나는 니오븀 산화물(M2)이다.
이러한 니오븀 산화물(M2)은 내화학성 및 내열성 특성을 개선하는 산화물 도펀트로서, 상기 금속산화물 첨가에 의해 몰리브덴 산화물의 내화학성 및 내열성 특성을 높일 수 있다. 상기 니오븀 산화물은 니오븀에 산소가 결합된 형태를 가지는 성분이라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 Nb2O5일 수 있다. 이하의 설명에서는 니오븀 산화물 성분을 기호화 하여 M2로 표시한다.
본 발명에 따른 산화물 소결체에 포함되는 첨가성분 중 다른 하나는 Co, Si, Y 및 Ga 중 적어도 1종의 금속(A)을 함유하는 금속산화물(M3)이다.
상기 금속산화물(M3)은 난(難)소결성 몰리브덴 산화물의 소결성을 보조하여 밀도 상승 효과를 나타내는 도펀트 역할을 한다. 이러한 금속산화물 첨가에 의해 몰리브덴 산화물의 내화학성 및 내열성 특성을 높일 수 있다. 본 발명에서, 상기 금속산화물(M3)은 Co, Si, Y 및 Ga 중 적어도 하나의 원소(A)에 산소가 결합된 형태를 가지는 성분이라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 Co3O4, SiO2, Y2O3, 및 Ga2O3로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
필요에 따라, 상기 금속산화물(M3)은 CaCO3, 및 MgO로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토금속을 함유하는 금속산화물을 더 포함할 수 있다. 이때 금속산화물(M3)로서, Co, Si, Y 및 Ga 중 적어도 1종을 함유하는 금속산화물과 알칼리토금속 산화물을 혼용하는 경우 이들의 혼합 비율은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 1 : 0.3 ~ 2.5 중량비이며, 보다 구체적으로 1 : 0.5 ~ 2.0 중량비일 수 있다.
전술한 몰리브덴 산화물(M1), 니오븀 산화물(M2), 및 (준)금속산화물(M3)을 포함하는 금속산화물 소결체는, 당해 소결체 100 중량%를 기준으로 몰리브덴 산화물(M1)과 니오븀 산화물(M2)을 90 중량% 이상, 100 중량% 미만으로 포함하며, (준)금속산화물(M3)을 0 중량% 초과, 10 중량% 이하로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 몰리브덴 산화물(M1)과 니오븀 산화물(M2) 95.0 내지 99.5 중량%; 및 (준)금속산화물(M3) 0.5 내지 5.0 중량%로 이루어진 조성을 가질 수 있다. 여기서, 몰리브덴 산화물(M1)과 니오븀 산화물(M2)의 함량 비율은 50 : 50 내지 90 : 10 중량비이며, 구체적으로 70 : 30 내지 90 : 10 중량비, 보다 구체적으로 75 : 25 내지 90 : 10 중량비로 구성될 수 있다. 본 발명에서 몰리브덴 산화물의 비율이 당해 금속산화물 소결체 전체에서 70 중량% 이상을 차지할 경우 박막으로 증착시 저반사 특성을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 산화물 소결체는, 무가압 소결을 하더라도 상대밀도가 80% 이상이며, 구체적으로 90% 이상일 수 있다. 이때 그 상한치는 특별히 제한되지 않는다. 또한 산화물 소결체의 비저항이 1×10-2 Ωcm 이하이며, 그 하한치는 특별히 제한되지 않는다.
그리고 산화물 소결체에 포함된 결정립의 크기(D50)는 특별히 제한되지 않으며, 일례로 1 내지 50 ㎛일 수 있다. 구체적으로, 가압 조건 하에서 제조된 소결체의 결정립 크기는 1 내지 3 ㎛일 수 있으며, 무가압 조건 하에서 제조된 소결체의 결정립 크기는 3 내지 50 ㎛일 수 있다. 특히 본 발명의 산화물 소결체를 구성하는 결정립의 입자 크기는, HP 또는 HIP 등에 의해 인위적으로 분말을 눌러 가압소결된 몰리브덴 산화물 소결체의 입자보다 더 크다. 이에 따라, 반응 측면에서 보다 유리하다는 장점이 있다.
일 구체예를 들면, 본 발명의 무가압 소결체를 구성하는 평균 그레인 입경(D50)은 하기 식 1의 조건을 만족할 수 있다.
[식 1]
GN / GP ≥ 7.0
상기 식에서,
GN은 1,400±200℃에서 2시간 동안 무가압 열처리된 산화물 소결체의 평균 그레인 입경(D50)이며,
GP는 30 MPa 및 830℃의 조건 하에서 2시간 동안 가압 열처리된 산화물 소결체의 평균 그레인 입경(D50)이다.
구체적으로, 상기 식 1에 따른 무가압 소결체를 구성하는 평균 그레인 입경(D50)은 10.0 이상, 구체적으로 15.0 이상, 보다 구체적으로 20.0 이상일 수 있다. 일례로, 무가압 열처리된 산화물 소결체의 평균 그레인 입경(D50)는 3 내지 50 ㎛이며, 가압 열처리된 산화물 소결체의 평균 그레인 입경(D50)은 1 내지 3 ㎛일 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스퍼터링 타겟은, 전술한 몰리브덴 산화물을 주(主)성분으로 하는 산화물 소결체; 및 상기 소결체의 일면에 접합되어 상기 소결체를 지지하는 백킹 플레이트를 포함한다.
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.
<산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟의 제조방법>
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 산화물 소결체 및 스퍼터링 타겟의 제조방법에 대해 설명한다. 그러나 하기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
상기 제조방법의 일 실시예를 들면, (i) 몰리브덴 산화물(M1); 니오븀 산화물(M2); Co, Si, Y 및 Ga으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속(A)을 함유하는 금속산화물(M3);을 포함하는 원료분말을 준비하는 단계; (ii) 상기 원료 분말을 이용하여 성형체를 제조하는 단계('S20 단계'); (iii) 상기 성형체를 1,200 내지 1,600℃에서 1 내지 20 시간 동안 무가압 소결하여 소결체를 제조하는 단계('S30 단계');를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 상기 제조방법을 각 공정 단계별로 나누어 설명하면 다음과 같다.
(i) 원료분말 준비('S10 단계')
상기 S10 단계에서는, 몰리브덴 산화물(M1), 니오븀 산화물(M2), 적어도 1종의 알칼리토금속(A)을 함유하는 (준)금속산화물(M3)을 포함하는 원료 분말을 준비하는 단계이다. 구체적으로, 몰리브덴 산화물(M1), 니오븀 산화물(M2), Co3O4, SiO2, Y2O3, 및 Ga2O3로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물(M3) 분말을 목적 조성에 맞게 칭량한 후, 각 분말을 혼합기에 투입하고 분쇄 및 혼합하여 혼합물을 제조한다.
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.
원료분말의 혼합 및 분쇄는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 통상의 볼밀, 어트릭션밀, 비즈밀 등을 사용하여 실시될 수 있다. 일례로, 혼합된 원료분말은 지르코니아 볼을 이용하여 건식 볼밀 공정을 수행할 수 있다. 여기서, 지르코니아 볼은 분말량의 1~3배로 칭량할 수 있고, 볼밀은 100~300 rpm의 속도로 10 ~ 36 시간 동안 수행할 수 있다.
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.
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.
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.
(ii) 성형체 제조('S20 단계')
상기 S0 단계에서는 준비된 원료 분말로 성형체를 제조하는 단계로서, 보다 구체적으로 원료 분말을 성형기에 투입하고 성형하는 과정을 거쳐 소정 규격의 성형체를 제조한다.
성형체의 밀도를 높이기 위해, 성형 과정은 2차에 걸쳐 이루어질 수 있다. 일례로, 1차 성형과정은 일축 성형기를 이용하고, 2차 성형과정은 등방압 성형기를 이용할 수 있다.
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 200 MPa 이상일 수 있으며, 바람직하게는 200 내지 300 MPa 범위일 수 있다.
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.
(iii) 소결체 제조('S30 단계')
상기 S30 단계에서는, 제조된 성형체를 소정 조건 하에서 소결하여 소결체를 제조한다.
이때 소결 조건은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 통상의 조건 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 1,200 내지 1,600℃에서 1 내지 20 시간 동안 무가압 소결할 수 있으며, 구체적으로 1 내지 4시간 일 수 있다. 상기 소결은 산소 분위기 하에 이루어지거나, 또는 비활성 조건 하에서 실시될 수 있다.
상기 S30 단계의 구체적인 일례를 들면, 준비된 성형체를 일정 규격의 알루미나 도가니에 넣고 소결을 진행한다. 본 실험에서는 열처리 전의 성형체와 열처리 후의 무가압 소결체 간의 특성 차이를 확인하기 위하여 해당 성형체와 소결체의 중량 및 직경, 높이 등을 측정하여 각 물성을 비교하였다(하기 표 2 및 도 12 내지 14 참조).
이러한 과정을 거쳐 제조된 무가압 소결체는 상대 밀도가 80% 이상일 수 있으며, 구체적으로 90% 이상일 수 있다. 이때 상한치는 특별히 제한되지 않는다.
(iv) 스퍼터링 타겟 제조
다음으로 소결이 완료된 소결체를 취출하여 가공한다. 일례로, 소결체를 꺼낸 후에 타겟의 표면을 연마가공하기 위해, 타겟 상하부에 각 1mm 이상 가공할 수 있다.
이후 당 업계에 통상적으로 알려진 확산본딩 및 최종가공을 통해 제품화된 스퍼터링 타겟을 제조한다.
구체적으로, 상기 S30 단계에서 수득된 소결체를 백킹 플레이트(Backing Plate)에 본딩한다. 이때 접착제로는 인듐을 사용할 수 있고, 본딩율은 95% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이어서, 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.
전술한 과정을 통해 금속 산화물 타겟을 제조할 수 있다. 제조된 타겟의 타겟밀도는 90% 이상이고, 구체적으로 95% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
<산화물 박막>
본 발명의 다른 일 예는, 전술한 몰리브덴 산화물계 타겟을 사용하여 증착된 금속산화물 박막이다. 이러한 금속산화물 박막은 전술한 소결체를 타겟 재료로 하여 스퍼터링을 수행함으로써 형성될 수 있다.
상기 산화물 박막은 증착 분위기에 따라 성분의 미차가 발생할 수는 있으나, 전술한 산화물 타겟을 스퍼터링하여 제조된 것이므로, 상기 타겟과 조성이 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 상대밀도 90% 이상의 밀도 특성과 1×10-2 Ωcm 이하의 우수한 비저항 특성을 갖는 산화물 박막이 형성될 수 있다. 또한 주(主)원료인 몰리브덴 산화물에 특정 금속 산화물과 금속을 소정 범위로 첨가하되, 몰리브덴 산화물 비율과 조성 최적화를 통해 내화학성, 및 내열성 특성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 금속산화물 박막은, 당 분야에 알려진 통상적인 스퍼터링법을 이용하여 형성(증착)될 수 있다. 상기 제조방법의 일 실시예를 들면, 전술한 몰리브덴 산화물 무가압 소결체 스퍼터링 타겟을 장착한 후, 진공조 내에서 산소 및/또는 아르곤 분위기 하에서 상온으로 증착하는 단계를 포함한다. 이때 스퍼터링은 DC 스퍼터(Sputter)를 이용하여 수행할 수 있다.
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. 또한 DC 스퍼터의 전력밀도(Power density)를 1.0 ~ 2.0 W/cm2 일 수 있으며, 금속 산화물 박막의 두께는 300 내지 500Å으로 할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.
상기와 같이 수득되는 산화물 박막은 반도체 소자 제조시 다양하게 사용될 수 있으며, 일례로 반도체 제조시 배선 형성용 또는 전극 형성용으로 적용될 수 있다. 특히 상기 금속산화물 박막은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트층, 소스층 및 드레인층 중 적어도 하나로 이용될 수 있다. 이와 같이 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.
전술한 본 발명에 따른 몰리브덴 산화물계 스퍼터링 타겟 및 이로부터 형성된 산화물 박막은 무가압 하에서도 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; 모바일폰, 태블릿 및/또는 이를 이용하는 정보전달 장치에도 제한없이 적용될 수 있다.
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.
[실시예 1 - 8: MoO 2 -Nb 2 O 5 -α 소결체의 제조]
하기 표 1과 같은 조성의 비율로 몰리브덴 산화물(M1), 니오븀 산화물(M2) 및 (준)금속산화물(M3)을 혼합한 후 성형체를 제작하였다.
성형체 제작 시 대다수 샘플은 20Φ의 디스크(disc)로 제작하였으나 일부 조성의 경우 50Φ로도 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 약 1,200~1,600℃에서 2시간 동안 무가압 열처리하여 실시예 1~8의 산화물 소결체를 제작하였다.
구분 전체
Wt%		 MoO2
(M1)		 Nb2O5
(M2)		 기타 도펀트 금속산화물(M3)
GeO2 CuO TiO2 Co3O4 SiO2 Y2O3 Ga2O3 CaCO3 MgO
α조성
단독
첨가		 비교예 1 100 75.0 25.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
비교예 2 100 73.5 24.5 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
비교예 3 100 73.5 24.5 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
비교예 4 100 73.5 24.5 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
비교예 5 100 75.0 25.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
실시예 1 100 74.3 24.8 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
실시예 2 100 73.5 24.5 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
실시예 3 100 71.3 23.8 0.0 0.0 0.0 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
실시예 4 100 73.5 24.5 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0
실시예 5 100 73.5 24.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0
실시예 6 100 73.5 24.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0
α조성
복합
첨가		 실시예 7 100 72.8 24.3 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0
실시예 8 100 72.8 24.3 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0
[비교예 1 - 4: MoO 2 -Nb 2 O 5 및 α첨가 소결체의 제조]
상기 표 1과 같이 투입되는 산화물의 조성을 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일하게 수행하여 성형체를 제작하였다. 이후 열처리 설비를 이용하여 약 1200~1600℃에서 2시간 동안 열처리하여 비교예 1~4의 소결체를 각각 제작하였다.
[비교예 5: 소결체의 제조]
상기 표 1과 같은 조성의 비율로 몰리브덴 산화물(M1) 및 니오븀 산화물(M2)을 계량하였다. 계량된 분말을 1L 플라스틱 통에 넣고, 알루미나 볼을 상기 분말량의 3배수로 투입하였다. 알루미나 볼은 3~10mm 볼을 사용하였다. 계량된 분말과 볼의 투입이 완료되면, 볼밀 기계에서 170~230 rpm의 속도로 8시간 동안 건식 혼합을 실시하였다. 수득한 건식 분말을 핫프레스(Hot Press)로 가압 소결을 하였다. 이때 핫프레스의 내부 진공 조건은 30 Mpa에서 실시하며, 승온 속도는 3~7℃, 최고 온도는 830℃, 유지시간은 2시간 정도로 유지하여 소결을 진행한 후 노냉을 수행하였다. 상기와 같이 과정을 거쳐 비교예 5의 소결체를 제조하였다.
[실험예 1: 성형체의 열처리에 따른 조직변화 평가]
금속산화물이 첨가 및 비첨가된 성형체를 이용하여 열처리에 따른 소결체의 조직변화를 평가하였다.
도 1 내지 5는 각각 금속산화물(M3)이 첨가된 실시예 3 내지 8의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이며, 도 6은 금속산화물(M3)이 비첨가된 비교예 1의 성형체를 이용하여 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화를 나타내는 사진이다.
실험 결과, 소정의 금속산화물(M3)이 첨가된 본 발명의 성형체는 금속산화물이 비(非)첨가된 비교예 1의 성형체에 비해 열처리 온도에 따른 소결체의 조직 변화가 상대적으로 크다는 것을 확인할 수 있었다(하기 도 1 ~ 6 참조).
[실험예 2: 소결체의 평균 입경 평가]
가압 및 무가압 공정 조건 하에서 열처리된 소결체를 이용하여 이들의 조직 변화 및 평균 입경을 각각 평가하였다.
구체적으로, 시료로는 무가압 하에서 제조된 실시예 6 및 7의 소결체와 가압 하에서 제조된 비교예 5를 사용하였다. 이러한 두 종류의 시료를 10X10X10mm 규격으로 금속 재질의 블레이드를 이용하여 절단 후 폴리싱기를 이용하여 SiC paper #100부터 #2000까지 수 분간 연마한 후 최종적으로 1㎛ 페이스트 슬러리와 극세사 천을 이용하여 준비하였다. 이후 조직의 표면이 드러날 수 있도록 과산화수소수를 이용하여 약 200℃에서 1분간 시료를 담그고 열처리하였다.
또한 소결체의 평균 입경 측정은 FE-SEM (Hitachi, S-4800)을 이용하여 각 시료에 대해 동일한 1,000 배율에서 관찰하였으며, 측정된 사진에 무작위로 5개의 선을 긋고 약 100개의 입자에 대해 하기 수학식 2에 따른 단선분석 (Linear intercept method) 방법을 이용하여 산출하였다.
[수학식 2]
D = 1.56 × C/MN
상기 식에서, D = 평균 입경, C = 선의 전체 길이, M = 배율, N = 선 위의 입자 개수이다.
도 7 및 8은 혼합된 원재료의 분말 조직, 실시예 6-7에서 제조된 무가압 소결체의 조직, 및 비교예 5에서 제조된 가압 소결체의 조직의 파단 면과 폴리싱 면을 각각 나타내는 SEM 사진이다.
하기 도 7~8에서 볼 수 있듯이, 비교예 5의 가압소결체는 초기 원재료를 고압에 의해 강제로 뭉쳐 놓은 형태이므로 입자들의 크기가 거의 증가하지 않은 것을 볼 수 있다. 이에 비해, 실시예 6-7의 무가압 소결체는 반응에 의해 입자의 크기(grain size)가 증가한 것을 볼 수 있으며, 특히 이종(異種) 원소 간의 상호 반응에 있어서 입자가 합쳐진 형태이므로 반응 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있다.
[실험예 3: 성형체의 물성 평가]
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 각 성형체의 물성을 하기와 같이 평가하였다.
구체적으로, 각 성형체에 대해 직경(D) 및 높이(T)를 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정하였고, 중량(Mass)은 저울을 이용하여 칭량하였다. 또한 상대밀도는 각중량의 투입량을 부피%로 환산하여 이론밀도 대비 수준을 백분율로 환산하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 측정된 시료의 밀도는 중량/부피로 계산하였으며, 동일 시료를 여러 개 제작하였을 경우 평균값으로 나타내었다.
참고로, 하기 표 2에서 각 시료는 소결을 미적용하여 상대밀도가 낮은 상태이며, 소결(열처리) 후 각 소결체의 상대밀도는 대략 80 ~ 96% 수준을 나타냈다.
구분 첨가제
(M3)		 D (㎜) T (㎜) Mass (g) 상대밀도 (%)
α조성
단독
첨가		 비교예 1 - 19.56 6.63 6.97 59.6
비교예 2 GeO2 19.60 6.13 7.16 66.5
비교예 3 CuO 19.60 5.87 6.99 67.1
비교예 4 TiO2 19.79 5.98 7.03 65.6
비교예 5 - - - - -
실시예 1 Co3O4 19.96 5.64 7.13 68.8
실시예 2 Co3O4 19.66 5.94 7.06 66.7
실시예 3 Co3O4 19.83 5.79 6.98 66.4
실시예 4 SiO2 19.94 5.68 7.07 69.5
실시예 5 Y2O3 19.91 5.50 7.10 70.9
실시예 6 Ga2O3 19.94 5.37 7.10 72.0
α조성
복합
첨가		 실시예 7 Co3O4 : MgO 19.90 5.84 7.17 68.1
실시예 8 Co3O4 : CaCO3 19.89 5.91 7.30 68.0
[실험예 4: 소결체의 밀도 및 수축률 평가]
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 각 시료에 대해 열처리를 실시한 후, 각 소결체의 물성 변화를 측정하였다.
(1) 열처리 후 밀도 평가
열처리 후 소결체의 밀도 평가는 전술한 실험예 3과 동일하게 측정되었다. 일례로, 열처리된 소결체의 직경, 높이 및 중량을 측정하여 계산된 상대밀도의 결과를 하기 도 9 내지 11에 각각 나타내었다.
실험 결과, 실시예 1 내지 8에서는 1200℃에서 1600℃로 소결온도를 승온시킴에 따라 상대밀도 또한 유의적으로 상승한다는 것을 알 수 있었다(도 9 및 10 참조). 이에 비해, 비교예 1 내지 4의 경우 소결온도에 따라 성형체의 상대밀도보다 낮거나 이와 유사하다는 것을 알 수 있었다. 게다가 온도 상승에 따른 기울기가 낮으며, 비교예 1의 경우 온도를 더 높여도 상대밀도가 더 이상 상승하지 않는 것을 알 수 있었다(도 11 참조).
(2) 열처리 전후의 수축률 평가
열처리 전 성형체와 열처리 후 소결체의 직경 및 높이를 각각 측정하여 그 수축률을 계산하였다. 산출된 수축률 결과를 하기 도 12 내지 14에 각각 나타내었다.
실험 결과, 비교예 1 내지 4의 경우 열처리에 따른 수축률 변화율이 크지 않았다(도 14 참조). 이에 비해, 실시예 1 내지 8의 경우 열처리에 따른 소결체의 수축률 변화율이 상대적으로 높다는 것을 알 수 있었다(도 12 내지 13 참조).
[실험예 5: 소결체 비저항 평가]
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 각 소결체 시료에 대해 비저항 특성을 평가하였다.
구체적으로, 소결체 시료로는 중간 온도대역인 1500℃ 시료를 이용하였다. Loresta-GX MCP-T700 제품 (Mitsubishi chemical社)을 이용하여 시료의 비저항을 측정한 후 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 첨가제
(M3)		 함량(wt%) 비저항 (10^-3 Ω㎝)
상 하 평균
α조성
단독첨가		 비교예 1 - 0.0 9.256 8.264 8.760
비교예 2 GeO2 2.0 8.526 7.863 8.195
비교예 3 CuO 2.0 8.547 7.861 8.204
비교예 4 TiO2 2.0 6.258 6.754 6.506
비교예 5 - 0.0 2.189 1.985 2.087
실시예 1 Co3O4 1.0 3.256 3.012 3.134
실시예 2 Co3O4 2.0 2.864 2.985 2.925
실시예 3 Co3O4 5.0 2.956 2.756 2.856
실시예 4 SiO2 2.0 4.256 4.568 4.412
실시예 5 Y2O3 2.0 5.326 5.321 5.324
실시예 6 Ga2O3 2.0 3.699 3.266 3.483
α조성
복합첨가		 실시예 7 Co3O4 : MgO 1.0 : 2.0 2.484 2.094 2.289
실시예 8 Co3O4 : CaCO3 2.0 : 1.0 3.393 2.048 2.721
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 소정의 금속산화물을 첨가제로 포함하는 실시예 1 내지 8의 소결체는 상술한 첨가제를 비포함하는 비교예 1~5의 소결체에 비해 우수한 비저항 특성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. MoO2 및 MoO3 중 적어도 하나를 포함하는 몰리브덴 산화물(M1);
    니오븀 산화물(M2); 및
    Co, Si, Y 및 Ga으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 함유하는 금속산화물(M3);을 포함하며,
    당해 소결체의 총 중량 대비 적어도 70 중량% 이상의 몰리브덴 산화물(M1)을 함유하는, 산화물 소결체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물(M3)은 Co3O4, SiO2, Y2O3, 및 Ga2O3로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 산화물 소결체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물(M3)은 CaCO3, 및 MgO로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는, 산화물 소결체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물(M3)은 당해 소결체 100 중량%를 기준으로 0 중량% 초과, 10.0 중량% 이하로 포함되는, 산화물 소결체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몰리브덴 산화물(M1)과 상기 니오븀 산화물(M2)은 당해 산화물 소결체 100 중량%를 기준으로 90.0 중량% 이상, 100 중량% 미만으로 포함되며,
    상기 몰리브덴 산화물(M1)과 상기 니오븀 산화물(M2)의 함량 비율은 50 : 50 내지 90 : 10 중량비인, 산화물 소결체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산화물 소결체는,
    몰리브덴 산화물(M1); 니오븀 산화물(M2); 및 금속산화물(M3)을 혼합하여 성형한 후 무가압 소결된 것인, 산화물 소결체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무가압 소결된 산화물 소결체를 구성하는 평균 그레인 입경(D50)은 하기 식 1의 조건을 만족하는, 산화물 소결체:
    [식 1]
    GN / GP ≥ 7.0
    상기 식에서,
    GN은 1,400±200℃에서 2시간 동안 무가압 열처리된 산화물 소결체의 평균 그레인 입경(D50)이며,
    GP는 30 MPa 및 830℃의 조건 하에서 2시간 동안 가압 열처리된 산화물 소결체의 평균 그레인 입경(D50)이다.
  8. 제1항에 있어서,
    비저항이 1×10-2 Ωcm 이하이며,
    상대밀도가 80% 이상인, 산화물 소결체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 산화물 소결체를 포함하는 스퍼터링 타겟.
  10. 제9항의 스퍼터링 타겟으로부터 형성된 산화물 박막.
  11. 제10항의 박막이 게이트층, 소스층 및 드레인층 중 어느 하나로 이용되는 박막 트랜지스터.
  12. 제10항의 산화물 박막을 포함하는 디스플레이 장치.
  13. (i) 몰리브덴 산화물(M1); 니오븀 산화물(M2); Co, Si, Y 및 Ga으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 함유하는 금속산화물(M3);을 포함하는 원료 분말을 준비하는 단계;
    (ii) 상기 원료 분말을 이용하여 성형체를 제조하는 단계; 및
    (iii) 상기 성형체를 1,200~1,600℃에서 1~20 시간 동안 무가압으로 열처리하여 소결체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 제1항의 산화물 소결체의 제조방법.
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