TW202315852A - 氧化鉬基燒結體、濺鍍靶材、使用燒結體的氧化物薄膜、包含薄膜的薄膜電晶體及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明關於低反射、耐化學性及耐熱性優秀的氧化鉬基燒結體、使用該燒結體的薄膜、包含該薄膜的薄膜電晶體及顯示裝置。

Description

氧化鉬基燒結體、濺鍍靶材、使用燒結體的氧化物薄膜、包含薄膜的薄膜電晶體及顯示裝置
本發明關於低反射、耐化學性及耐熱性優秀的氧化鉬基燒結體、使用該燒結體的薄膜、包含該薄膜的薄膜電晶體及顯示裝置。
通常，平板顯示器（FPD，flat panel display）、觸控式螢幕面板、太陽能電池、發光二極體（LED，light emitting diode）、有機發光二極體（OLED，organic light emitting diode）使用低反射率的導電薄膜。
作為代表性的材料有氧化銦錫（ITO，In 2O 3-SnO 2），氧化銦錫組合物用於形成可視光線透射度及導電率較高的導電薄膜。雖然，這種氧化銦錫組合物具備優秀的低反射性能，但是，存在其經濟性低下的問題，因此，正持續研究代替所有氧化銦或部分氧化銦的材料。
然而，在這種研究中，所關注的部分主要關於由靶材形成的薄膜的低反射率，除此之外，當長時間使用時，實際上需要考慮耐化學性、耐熱性等特性，以便增加薄膜的可靠性。
現有技術文獻 專利文獻 專利文獻0001：韓國公開專利第10-2008-0058390號
技術問題
另一方面，本發明人注意到，現有的氧化鉬靶材表現出低反射特性，但耐熱性及耐化學性相對較差。
為此，本發明的技術目的在於，提供藉由向作為主要材料的氧化鉬混合添加規定範圍的用於提高耐化學性的至少兩種摻雜氧化物M2、M3及特定金屬摻雜物M4形成的低反射特性、耐熱性、耐化學性優秀的濺鍍靶材用燒結體、由此形成的金屬氧化物薄膜及形成有上述金屬氧化物薄膜的薄膜電晶體和顯示裝置。
本發明的其他目的及優點可藉由以下詳細說明及發明要求保護範圍變得更加明確。
技術方案
為了實現上述技術目的，本發明提供的氧化物燒結體包含：氧化鉬M1，包含MoO 2和MoO 3，在上述MoO 2及MoO 3中，MoO 2的含量為50重量百分比至90重量百分比；第一金屬氧化物M2，包含選自由Nb、Ta、Zr、Ti、Sn及W組成的群組中的一種以上的第一元素；第二金屬氧化物M3，包含選自由In、Ga、Si及Zn組成的群組中的一種以上的第二元素；以及選自由Mo、Ti、Cr、W及Cu組成的群組中的一種以上的金屬M4，相對於相應燒結體的總重量，至少包含60重量百分比以上的氧化鉬M1。
根據本發明一實施例，相對於100重量百分比的相應氧化物燒結體，可包含1.0重量百分比至5.0重量百分比的上述金屬M4。
根據本發明一實施例，上述第一金屬氧化物M2可包含選自由Nb 2O 5、Ta 2O 5、ZrO 2、TiO 2、SnO 2及WO 3組成的群組中的一種以上。
根據本發明一實施例，相對於100重量百分比的相應氧化物燒結體，可包含滿足100重量百分比的相應燒結體的餘量範圍的上述第一金屬氧化物M2。
根據本發明一實施例，上述第二金屬氧化物M3可包含選自由In 2O 3、Ga 2O 3、SiO 2及ZnO組成的群組中的一種以上。
根據本發明一實施例，相對於100重量百分比的相應氧化物燒結體，包含60重量百分比至70重量百分比的上述氧化鉬M1和上述第二金屬氧化物M3，上述氧化鉬M1與上述第二金屬氧化物M3的含量比例可以為92：8至95：8的重量比。
根據本發明一實施例，上述氧化物燒結體的電阻率為1×10 -2Ωcm以下，相對密度可以為95％以上。
並且，本發明提供包括上述燒結體的濺鍍靶材。
並且，本發明提供由上述濺鍍靶材製成的氧化物薄膜。
根據本發明一實施例，上述氧化物薄膜可用於閘極層、源極層及汲極層中的一個。
並且，本發明提供包括上述氧化物薄膜的顯示裝置。
發明的效果
根據本發明實施例，可藉由將氧化鉬M1作為主要成分向其混合添加規定範圍的至少兩種金屬氧化摻雜物M2、M3和特定金屬摻雜物M4來改善氧化鉬基燒結體的燒結性並確保高密度。
並且，由上述燒結體制成的薄膜具有低反射特性，而且，具有優秀的耐熱性及耐化學性。由此，可確保由上述薄膜製成的薄膜電晶體或顯示裝置的工作可靠性。
除此之外，本發明所屬技術領域具有通常知識者可藉由以下記載的具體內容或在實施本發明的過程中明確理解本發明的其他效果。
以下，詳細說明本發明。
在本說明書中使用的所有術語（包括技術術語及科學術語）的含義與本發明所屬技術領域具有通常知識者通常理解的含義相同。並且，通常使用的詞典中定義的術語應解釋成含義與相關技術在文脈上所具有的含義相同，除非在本說明書中明確定義，否則不應以理想化或過於形式化的含義加以解釋。
並且，在說明書的全文內容中，當表示某部分「包括」其他結構要素時，除非存在特別相反的記載，否則意味著還包括其他結構要素，並不排除其他結構要素。並且，在整個說明書中，「上方」或「上」等不僅意味著位於物件部分的上方或下方的情況，而且，還包括在其中間存在其他部分的情況，這並不意味著位於以重力方向為基準的上方。而且，在本說明書中，「第一」、「第二」等術語僅用於區分結構要素，並不表示任意順序或重要程度。
燒結體及濺鍍靶材
在本發明的一例中，金屬氧化物燒結體用於製備將氧化鉬作為主要成分的濺鍍靶材。
根據一具體例，上述燒結體包含：（i）氧化鉬M1，包含MoO 2和MoO 3，在上述MoO 2及MoO 3中，MoO 2的含量為50重量百分比至90重量百分比；（ii）第一金屬氧化物M2，包含選自由Nb、Ta、Zr、Ti、Sn及W組成的群組中的一種以上的第一元素；（iii）第二金屬氧化物M3，包含選自由In、Ga、Si及Zn組成的群組中的一種以上的第二元素；以及（iv）選自由Mo、Ti、Cr、W及Cu組成的群組中的一種以上的金屬M4，在所提供的氧化物燒結體中，相對於相應燒結體的總重量，至少包含60重量百分比以上的氧化鉬M1。
在將上述金屬氧化物燒結體用作靶材形成薄膜的情況下，所形成的薄膜具有低反射特性，同時，藉由最佳化氧化鉬的比例及組成成分來提高耐熱性及耐化學性。
以下，詳細說明各個組成成分。
本發明的氧化物燒結體所包含的氧化鉬M1為構成燒結體的主要成分。
氧化鉬M1作為鉬與氧相結合的成分，例如有MoO 2、MoO 3、MoO 4等。作為必要成分，本發明中的氧化鉬包含MoO 2、MoO 3。
對於構成上述氧化鉬的MoO 2和MoO 3的含量，MoO 2為50重量百分比至90重量百分比，MoO 3為10重量百分比至50重量百分比。在MoO 2含量小於50重量百分比的情況下，因MoO 3含量的增加而導致燒結密度的降低，因此，當蒸鍍薄膜時，化學穩定性並不理想。另一方面，在MoO 2含量大於90重量百分比的情況下，燒結密度可因MoO 2含量的增加而增加，但是，隨著靶材強度的降低，可導致靶材內產生龜裂。另一方面，若按照MoO 2/MoO 3重量百分比顯示，則其比例為1～16。
在本發明的氧化物燒結體所包含的添加成分中的一個為第一金屬氧化物M2，上述第一金屬氧化物M2包含選自由Nb、Ta、Zr、Ti、Sn及W組成的群組中的一種以上的第一元素。
上述第一金屬氧化物M2作為氧化摻雜物，用於改善耐化學性及耐熱性等特性，可藉由添加上述第一金屬氧化物來提高氧化鉬M1的耐化學性及耐熱性。對於上述第一金屬氧化物M2並沒有特別限制，只要是氧與Nb、Ta、Zr、Ti、Sn及W中的至少一個元素A1結合的成分即可，作為一例，可包含選自由Nb 2O 5、Ta 2O 5、ZrO 2、TiO 2、SnO 2及WO 3組成的群組中的一種以上。在以下說明中，將以元件符號M2表示第一金屬氧化物成分。
在本發明的氧化物燒結體所包含的添加成分中的另一個為第二金屬氧化物M3，上述第二金屬氧化物M3包含選自由In、Ga、Si及Zn組成的群組中的一種以上的第二元素。
上述第二金屬氧化物M3作為氧化摻雜物，用於改善耐化學性、蝕刻特性，可藉由添加上述第二金屬氧化物M3來提高氧化鉬M1的耐化學性及蝕刻特性等特性。對於上述第二金屬氧化物M3並沒有特別限制，只要是氧與In、Ga、Si及Zn中的至少一個元素A2結合的成分即可，作為一例，可包含選自由In 2O 3、Ga 2O 3、SiO 2及ZnO組成的群組中的一種以上。在以下說明中，將以元件符號M3表示第二金屬氧化物成分。
在本發明的氧化物燒結體所包含的添加成分中的又一個為選自由Mo、Ti、Cr、W、及Cu組成的群組中的一種以上的金屬M4。
上述金屬M4作為金屬摻雜物，具有輔助氧化鉬的燒結性並提高密度的效果，可藉由添加上述金屬來提高氧化鉬的耐化學性及耐熱性等特性。在以下說明中，將以元件符號M4表示Mo、Ti、Cr、W及Cu中的一種以上成分。
在包含上述氧化鉬M1、第一金屬氧化物M2第二金屬氧化物M3及金屬M4的金屬氧化物燒結體中，相對於100重量百分比的相應燒結體，包含60.0重量百分比至70.0重量百分比的氧化鉬M1和第二金屬氧化物M3；包含1.0重量百分比至5.0重量百分比的金屬M4；包含滿足100重量百分比的相應燒結體的餘量範圍的第一金屬氧化物M2。其中，上述氧化鉬M1和上述第二金屬氧化物M3的含量比例可以為92：8至95：5重量比。在本發明中，相對於相應金屬氧化物燒結體的總重量，當氧化鉬的比例佔據60重量百分比以上時，在蒸鍍薄膜的情況下，可獲得低反射特性。並且，第一金屬氧化物M2的含量可以為15.0重量百分比至30.0重量百分比。
以上述方式形成的本發明氧化物燒結體的相對密度為95％以上，其上限值並沒有限制。並且，氧化物燒結體的電阻率為1×10 -2Ωcm以下，其下限值並沒有限制。而且，對於氧化物燒結體所包含的晶粒尺寸並沒有限制，作為一例，可以為1μm至20μm，具體地，可以為1μm至10μm。
並且，本發明再一實施例的濺鍍靶材包括：氧化物燒結體，作為主要成分包含上述氧化鉬；以及墊板，與上述燒結體的一面相接合，用於支撐上述燒結體。
其中，墊板作為支撐濺鍍靶材用燒結體的基板，可無限制地使用在本領域中通常使用的墊板。在此情況下，對於構成墊板的材料及其形狀並沒有特別限制。
氧化物燒結體及濺鍍靶材的製備方法
以下，說明本發明一實施方式的氧化物燒結體及濺鍍靶材的製備方法。但是，並不限定於下述製備方法，也可根據需求改變各個製程的步驟或選擇性地混合執行。
作為較佳一實施例，上述製備方法可包括：第一步驟（i），混合氧化鉬M1、第一金屬氧化物M2、用於提高化學穩定性（蝕刻特性）等的第二金屬氧化物M3及至少一種金屬M4；第二步驟（ii），對混合而成的原料粉末進行燒結；第三步驟（iii），對由材料粉末燒結而成的燒結體進行加工；以及第四步驟（iv），向墊板焊接燒結體來完成靶材。
以下，按照各個製程說明上述製備方法。
首先，在第一步驟中，按照所期望的化學成分對由MoO 2和MoO 3組成的氧化鉬粉末M1；Nb 2O 5、Ta 2O 5、ZrO 2、TiO 2、SnO 2及WO 3中的一種以上的第一金屬氧化物M2粉末；In 2O 3、Ga 2O 3、SiO 2及ZnO中的一種以上的第二金屬氧化物M3粉末；以及Mo、Ti、Cr、W及Cu中的一種以上的金屬M4進行稱量並混合。
具體地，相對於100重量百分比的上述原料粉末，包含60.0重量百分比至70.0重量百分比的氧化鉬M1和第二金屬氧化物M3；1.0重量百分比至5.0重量百分比的金屬M4；滿足100重量百分比的相應燒結體的餘量範圍的第一金屬氧化物M2，上述氧化鉬和上述第二金屬氧化物M3的含量比例可以為92：8至95：5重量比。在此情況下，在氧化鉬粉末中，MoO 2的比例可以為50重量百分比～90重量百分比。
根據一具體例，在上述第一步驟中，稱量氧化鉬和第一金屬氧化物，以使得氧化鉬（M1＝MoO 2＋MoO 3）與第一金屬氧化物M2粉末的（MoO 2＋MoO 3＋M2）/（MoO 2＋MoO 3）重量百分比的比例變為1.23％至1.38％。
並且，稱量氧化鉬M1和第二金屬氧化物M3粉末，以使得氧化鉬M1和第二金屬氧化物M3粉末的（MoO 2＋MoO 3＋M3）/（MoO 2＋MoO 3）重量百分比的比例變為1.01％至1.08％。
接著，向混合的原料粉末添加金屬粉末M4，稱量上述金屬M4粉末，以使得上述金屬M4粉末的（MoO 2＋MoO 3＋M2＋M3＋M4）/（MoO 2＋MoO 3＋M2＋M3）重量百分比的比例變為1.04％至1.08％。其中，MoO 2的含量和MoO 3的含量在分子和分母中分別相同。對於混合的粉末可利用氧化鋯球執行乾式球磨製程。
氧化鋯球可被稱量為粉末量的1倍～3倍，球磨能夠以100rpm～300rpm的速度執行7小時～9小時。完成乾式球磨後，可藉由過篩（Sieve）完成粉末混合。
隨後，在第二步驟中，為了燒結混合粉末，可向碳模具內部和下部沖床纏繞0.1mm～0.5mm的碳片並裝入100g～300g的混合粉末。裝入粉末後，覆蓋碳片並設置上部沖床。
若藉由如上所述的過程完成燒結模具的準備，則可向熱壓機裝入燒結模具來執行燒結過程。當燒結時，升溫速度為2℃～10℃/分鐘，最高熱處理溫度為800℃至1100℃，可維持1小時至3小時。在升溫及維持溫度的過程中，壓力可維持在10Mpa至30Mpa。
然後，在第三步驟中，取出完成燒結的燒結體進行加工。具體地，取出燒結體後，取出靶材上下部的碳片後，對靶材的表面進行研磨加工。為了去除碳片，可分別在上下部加工1mm以上。
接著，在第四步驟中，向墊板焊接經加工的燒結體。
較佳地，可使用銦作為黏結劑，使得焊接率達到95％以上。
可藉由上述過程製造金屬氧化物靶材。較佳地，所製造的靶材相關目標密度為95％以上，具體為98.0％以上。
氧化物薄膜
在本發明的另一例中，金屬氧化物薄膜由上述氧化鉬基靶材蒸鍍而成。可將上述燒結體用作靶材執行濺鍍來形成上述金屬氧化物薄膜。
上述氧化物薄膜的成分可隨著蒸鍍氣體產生細微變化，上述氧化物靶材藉由濺鍍製造而成，因此，實際組成成分與上述靶材相同。由此，可形成相對密度大於95％且具備高密度特性及1×10 -2Ωcm以下的優秀電阻特性的氧化物薄膜。並且，可藉由向作為主要材料的氧化鉬添加規定範圍的特定金屬氧化物和金屬，實現氧化鉬比例及成分最佳化來提高耐化學性、蝕刻特性及耐熱性等特性。
根據一具體例，在熱處理前，上述氧化物薄膜在550nm波長處的反射率R 1為12.0％以下，在以350℃的溫度條件熱處理30分鐘以上後，在550nm波長處的光反射率R 2可以為12.0％以下。更具體地，在熱處理前，上述氧化物薄膜在550nm波長的反射率R 1為11.8％以下，在熱處理後，在550nm波長的光反射率R 2可以為11.5％以下。
根據再一具體例，在以350℃的溫度條件熱處理30分鐘以上後的光反射率R 2與熱處理前的光反射率R 1之差（R 2－R 1）小於0.2％，具體為0.15％以下，更具體地，可以為0.14％以下。
上述光反射率R 1、R 2及光反射率變化率（△R＝R 2－R 1）的下限值並沒有特別限制。並且，本發明的光反射率是指以360nm～740nm的平均波長和/或550nm波長為基準測定的，並不限定於此。
本發明的金屬氧化物薄膜可藉由所屬領域中通常使用的濺鍍法蒸鍍而成。在此情況下，可利用直流式濺鍍機（DC Sputter）執行濺鍍。
上述金屬氧化物薄膜可用於薄膜電晶體（TFT）的閘極層、源極層及汲極層中的至少一個。並且，上述薄膜電晶體可用於有機發光二極體電視（OLED TV）、便攜式手機、平板電腦等顯示裝置。
作為具體例，本發明實施例的金屬氧化物薄膜可用於閘極層下部的低反射層。具有上述用途的薄膜不僅降低基板的反射率，而且提高閘電極的黏結性。
其中，基板可以為通常用於顯示裝置製程中的多種基板的一個，例如，玻璃板、金屬板、塑膠板、塑膠膜等。具體地，基板可以為用於有機發光二極體電視、便攜式手機或平板電腦的透明前面板。另一方面，閘電極可由銅、銀等普通電極物質製成。
薄膜蒸鍍可藉由將直流式濺鍍機的功率密度（Power density）設為1.0w/cm 2～2.0w/cm 2並在氬氣（Ar Gas）氣體中的常溫條件下執行。此時，金屬氧化物薄膜的厚度可以為300Å至500Å，但並不限定於此。並且，可在金屬氧化物薄膜上方蒸鍍銅（Cu）薄膜。在此情況下，銅薄膜可被蒸鍍為3000Å至6000Å的厚度。
另一方面，反射率的測定可藉由所屬領域的已知方法執行。作為一例，可在形成金屬氧化物薄膜的基板面進行測定，測定在360nm～740nm的平均波長和/或550nm波長處的光反射率。在此情況下，光反射率為12.0％以下，具體地，可以為11.8％以下，其下限值並沒有特別限制。
本發明實施例的金屬氧化物薄膜具有優秀的耐熱性、耐化學性。雖然，耐熱性、耐化學性評估可藉由如下方式執行，但並不限定於此。
為了評估耐熱性，可使用將以上述方式蒸鍍的薄膜在200℃～400℃的環境中熱處理30分鐘以上的方法。通常，熱處理可在真空熱處理爐和/或氫氣熱處理爐中執行。熱處理後，可藉由觀察薄膜的特性變化來評估耐熱性。作為耐熱性指標的一例，熱處理後的反射率R 2與熱處理前的反射率R 1之差（R 2－R 1）大致小於0.2％，具體為0.15％以下，更具體地，可以為0.14％以下。
並且，為了評估耐化學性，可使用光微影法在所形成的薄膜上形成微圖案並觀察形成的微圖案的截面。具體地，在上述本發明的由金屬氧化物和銅兩層形成的薄膜上塗敷1μm～2μm的光阻（Positive PR Strip）後，在60℃～80℃溫度條件下烘烤（Backing）1小時來固化光阻。隨後，對準遮罩（PRMask）進行曝光來形成具有規定線寬的圖案。可對這種圖案進行蝕刻（etching）來形成由金屬氧化物和銅組成的兩層微圖案。在以上述方式形成有微圖案的基板去除光阻後，可用FIB-SEM觀察微圖案中的金屬氧化物的截面。由此，即使在蝕刻後，本發明的薄膜也不會產生殘渣，因此，可評估耐化學性。
以下，藉由實施例詳細說明本發明。但是，以下實施例僅為本發明的示例，本發明並不限定於以下實施例。
實施例1
稱量粉末，使得MoO 2/MoO 3重量百分比的比例變為6.67、（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO＋Mo）/（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO）重量百分比的比例變為1.39。將稱量的粉末放入1L的塑膠筒，以上述粉末量的三倍投入氧化鋯球。使用3mm～10mm的氧化鋯球。若投入完所稱量的粉末和球，則利用球磨機器以170rpm～230rpm的速度實施8小時的乾式混合。隨後，利用熱壓機（Hot Press）對所獲得的乾式粉末進行加壓燒結。在此情況下，熱壓機的內部真空條件為10-1torr，升溫速度為3℃～7℃，最高溫度為800℃～1100℃，維持時間為1小時～3小時，待進行燒結後，執行爐內冷卻。
測定得出：以上述方式獲得的實施例1的金屬氧化物燒結體的燒結密度為98.8％，電阻率為2.546×10 -3Ωcm。
實施例2
如以下表1所示，除使用MoO 2/MoO 3的重量比變為6.7、（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO＋Mo）/（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO）的重量比變為1.39的稱量粉末外，藉由與上述實施例1相同的方式製備實施例2的金屬氧化物燒結體。
測定得出：以上述方式獲得的實施例2的金屬氧化物燒結體的燒結密度為99.0％，電阻率為1.922×10 -3Ωcm。
實施例3
如以下表1所示，除使用MoO 2/MoO 3的重量比變為6.7、（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO＋Mo）/（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO）的重量比變為1.43的稱量粉末外，藉由與上述實施例1相同的方式製備實施例3的金屬氧化物燒結體。
測定得出：以上述方式獲得的實施例3的金屬氧化物燒結體的燒結密度為98.8％，電阻率為2.414×10 -3Ωcm。
實施例4
如以下表1所示，除使用MoO 2/MoO 3的重量比變為6.66、（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO＋Mo）/（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO）的重量比變為1.43的稱量粉末外，藉由與上述實施例1相同的方式製備實施例4的金屬氧化物燒結體。
測定得出：以上述方式獲得的實施例4的金屬氧化物燒結體的燒結密度為99.1％，電阻率為1.688×10 -3Ωcm。
比較例1
如以下表1所示，除未使用Mo金屬而使用（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO＋Mo）/（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO）重量百分比的比例為1的稱量粉末外，藉由與上述實施例1相同的方式製備比較例1的燒結體。
測定得出：以上述方式獲得的比較例1的燒結體的燒結密度為98.5％，電阻率為3.225×10 -3Ωcm。
比較例2
如以下表1所示，除未使用作為第二金屬氧化物的ZnO而使用（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO＋Mo）/（MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO）重量百分比的比例為1.43的稱量粉末外，藉由與上述實施例1相同的方式製備比較例2的燒結體。
測定得出：以上述方式獲得的比較例2的燒結體的燒結密度為98.4％，電阻率為1.468×10 -3Ωcm。
實驗例1：燒結體的物性評估
以下，表1示出實施例1至實施例4及比較例1至比較例2所製備的各個燒結體相關物性結果。
表1
  成分 金屬（M4） MoO 2/MoO 3 （MoO 2＋MoO 3＋M2＋M3＋M4）/（MoO 2＋MoO 3＋M2＋M3） 燒結密度（％） 電阻率（Ωcm）
實施例1 MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋3ZnO＋3Mo Mo 6.67 1.39 98.8 2.546×10 -3
實施例2 MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋5ZnO＋3Mo Mo 6.70 1.39 99.0 1.922×10 -3
實施例3 MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋3ZnO＋5Mo Mo 6.70 1.43 98.8 2.414×10 -3
實施例4 MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋5ZnO＋5Mo Mo 6.66 1.43 99.1 1.688×10 -3
比較例1 MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋ZnO - 6.69 1.33 98.5 3.225×10 -3
比較例2 MoO 2＋MoO 3＋Nb 2O 5＋Mo Mo 6.69 1.43 98.4 1.468×10 -3
如以上表1所示，在實施例和比較例中，電阻率均為基準值1×10 -2Ωcm以下，而目標密度均為95％以上。然而，在目標密度的層面上，可確認到實施例1至實施例4優於比較例1、比較例2。由此可知，當蒸鍍薄膜時，目標密度相對較高的實施例1至實施例4在電漿形成方面更加穩定。
實驗例2：薄膜的物性評估
將實施例1至實施例4及比較例1至比較例2所製備的燒結體用作靶材形成薄膜後，可藉由以下方式評估薄膜的耐熱性。
具體地，利用各個燒結體製備用作閘極層下部的低反射層的薄膜。這種薄膜用於提高低反射及閘電極在基板（玻璃）上的黏結性。
低反射薄膜藉由利用直流式濺鍍機以0.5w/cm 2～3.6w/cm 2的功率密度（Power density）在氬氣氣體下向透明玻璃基板蒸鍍包含實施例1至實施例4及比較例1至比較例2的燒結體的靶材來形成薄膜，蒸鍍的薄膜厚度為350Å。
隨後，在上述薄膜上形成電極。電極藉由銅靶材利用直流式濺鍍機以0.5w/cm 2～3.6w/cm 2的功率密度（Power density）在氬氣氣體下形成，薄膜厚度為6000Å。
在這種狀態下，在玻璃基板面測定薄膜的初始反射率後，在真空熱處理爐以350℃的溫度熱處理30分鐘以上後，再次測定反射率來比較兩個反射率。其結果如以下表2所示。
表2
  低反射/Cu薄膜反射率（熱處理前，R 1）360nm～740nm平均基準 低反射/Cu薄膜反射率（熱處理後，R 2）360nm～740nm平均基準 熱處理前後的反射率變化值（R 2－R 1）
實施例1 11.57 11.43 0.14
實施例2 10.43 10.35 0.08
實施例3 10.07 10.01 0.06
實施例4 10.57 10.48 0.09
比較例1 13.5 13.3 0.2
比較例2 12.5 12.3 0.2
如表2所示，雖然比較例1的初始反射率相對優秀，但是，經熱處理後，其反射率會大幅增加。
與此相比，實施例1～實施例3的初始反射率均優秀，熱處理後的反射率變化也不大。尤其，在實施例的情況下，在氫熱處理爐中以350℃的溫度熱處理30分鐘以上後，反射率與初始反射率之間的變化在10％以內，由此可知，相比於比較例，具有更加優秀的薄膜特性。
M1:氧化鉬 M2:第一金屬氧化物 M3:第二金屬氧化物 M4:金屬
無。

Claims (13)

  1. 一種氧化物燒結體，包含： 氧化鉬，包含MoO 2和MoO 3，在MoO 2及MoO 3中，MoO 2的含量為50重量百分比至90重量百分比； 第一金屬氧化物，包含選自由Nb、Ta、Zr、Ti、Sn及W組成的群組中的一種以上的第一元素； 第二金屬氧化物，包含選自由In、Ga、Si及Zn組成的群組中的一種以上的第二元素；以及 選自由Mo、Ti、Cr、W及Cu組成的群組中的一種以上的金屬， 相對於該氧化物燒結體的總重量，至少包含60重量百分比以上的該氧化鉬。
  2. 如請求項1所述的氧化物燒結體，其中相對於100重量百分比的該氧化物燒結體，包含1.0重量百分比至5.0重量百分比的該金屬。
  3. 如請求項1所述的氧化物燒結體，其中該第一金屬氧化物包含選自由Nb 2O 5、Ta 2O 5、ZrO 2、TiO 2、SnO 2及WO 3組成的群組中的一種以上。
  4. 如請求項1所述的氧化物燒結體，其中相對於100重量百分比的該氧化物燒結體，包含15重量百分比以上的該第一金屬氧化物，為滿足100重量百分比的該氧化物燒結體的餘量範圍。
  5. 如請求項1所述的氧化物燒結體，其中該第二金屬氧化物包含選自由In 2O 3、Ga 2O 3、SiO 2及ZnO組成的群組中的一種以上。
  6. 如請求項1所述的氧化物燒結體，其中， 相對於100重量百分比的該氧化物燒結體，包含60重量百分比至70重量百分比的該氧化鉬和該第二金屬氧化物， 該氧化鉬與該第二金屬氧化物的含量比例為92：8至95：8的重量比。
  7. 如請求項1所述的氧化物燒結體，其中電阻率為1×10 -2Ωcm以下，相對密度為95％以上。
  8. 一種濺鍍靶材，包含如請求項1至7中任一項所述的氧化物燒結體。
  9. 一種氧化物薄膜，由如請求項8所述的濺鍍靶材製成。
  10. 如請求項9所述的氧化物薄膜，其中， 在熱處理前，在550nm波長處的光反射率R 1為12.0％以下， 在以350℃的溫度條件熱處理30分鐘以上後，在550nm波長處的光反射率R 2為12.0％以下。
  11. 如請求項9所述的氧化物薄膜，其中在以350℃的溫度條件熱處理30分鐘以上後的光反射率R 2與熱處理前的光反射率R 1之差R 2-R 1小於0.2％。
  12. 一種薄膜電晶體，其中將如請求項9所述的氧化物薄膜用作閘極層、源極層及汲極層中的一個。
  13. 一種顯示裝置，包括如請求項9所述的氧化物薄膜。
TW111134819A 2021-10-06 2022-09-15 氧化鉬基燒結體、濺鍍靶材、使用燒結體的氧化物薄膜、包含薄膜的薄膜電晶體及顯示裝置 TWI839845B (zh)

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