TWI564250B - Oxide sintered body, sputtering target and oxide film - Google Patents

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TWI564250B TW104124233A TW104124233A TWI564250B TW I564250 B TWI564250 B TW I564250B TW 104124233 A TW104124233 A TW 104124233A TW 104124233 A TW104124233 A TW 104124233A TW I564250 B TWI564250 B TW I564250B
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Hideto Seki
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Description

氧化物燒結體、濺鍍靶及氧化物薄膜
本發明係關於一種氧化物燒結體、濺鍍靶及氧化物薄膜，尤其是關於一種可進行直流濺鍍之氧化物濺鍍靶以及具備所欲特性之薄膜。
於有機EL、液晶顯示器與觸控面板等各種光裝置利用可見光之情形時，使用之材料必須為透明，尤其宜於可見光區域之全區擁有高透射率。又，於各種光裝置存在因所構成之膜材料或與基板間之界面的折射率差而產生光損失的情況。存在有此種為了高透射率與降低光損失、防止反射而導入光學調整層(膜)的方法。
先前主要以折射率及消光係數(高透射率)作為光學調整層必要之特性，近年來，為了更加高性能化，除了折射率及消光係數(高透射率)以外，也要求導電性與蝕刻性(可蝕刻)、耐水性、非晶質膜等複數特性之共存。為了使此種複數特性共存，以單體之氧化物膜而言較難，需要混合了複數種氧化物之複合氧化物膜。尤其以混合了三元系以上之氧化物的複合氧化物膜為有效。
一般而言，作為透明而具導電性之材料，已知有ITO(氧化銦-氧化錫)、IZO(氧化銦-氧化鋅)、GZO(氧化鎵-氧化鋅)、AZO(氧化鋁-氧化鋅)等(專利文獻1~3)。然而，此等之材料有於短波長區具有吸收、易結晶化與無法充分控制前述複數之特性的問題。
於專利文獻4記載有藉由在IZO進一步添加其他元素而提升膜之遷移率與載體密度。又於專利文獻5揭示含有方鐵錳礦(bixbyite)結構與尖晶石(spinel)結構之IGZO(氧化銦-氧化鎵-氧化鋅)其電阻率低、成膜穩定性優良。然而任一者主要皆為企圖提升導電性，而非同時控制上述之複數特性者。
又，於專利文獻6揭示有著力於製造方法而製造緻密之AZO與GZO的技術，專利文獻7為本發明人所完成者，揭示有用以獲得具備良好透射率與導電率之透明導電膜的氧化物燒結體。然而，於任一技術皆有難以同時調整複數之特性的問題。
再者，上述技術皆為被使用作為透明導電膜(電極)者，與相鄰配置於電極，用於控制光學特性等之膜(光學調整膜、保護膜等)的用途亦不同。
又，本發明人之前進行了與由鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)構成之濺鍍靶及自該靶製作之薄膜有關的發明(專利文獻8)。該薄膜顯示所欲之光學特性與導電性，以及良好的蝕刻性與耐候性(耐高溫高濕性)，但有易溶於利用影印石版術(photo lithography)進行圖案化時所使用之鹼溶液(耐鹼性低)的問題。相對於此，若調整組成元素之比例，則存在損及其他特性，難以同時控制耐鹼性與其他多個特性之問題。
[專利文獻1]日本特開2007-008780號公報
[專利文獻2]日本特開2009-184876號公報
[專利文獻3]日本特開2007-238375號公報
[專利文獻4]日本特開2013-001919號公報
[專利文獻5]國際公開WO2011/040028
[專利文獻6]國際公開WO2008/018402
[專利文獻7]日本專利第5550768號
[專利文獻8]日本特願2014-184377
本發明之課題在於提供可獲得具備所欲光學特性與電特性，進而具備良好化學特性之導電性氧化物薄膜的燒結體。此薄膜之透射率高，且具有所欲之折射率，更具有良好的導電性與蝕刻性、耐鹼性等，作為有機EL、液晶顯示器、觸控面板等光裝置用之薄膜，尤其是光學調整用薄膜有用。又，本發明之課題在於提供體電阻低、可進行直流濺鍍之濺鍍靶。本發明之目的在於提升光裝置之特性、減少生產成本、大幅改善成膜特性。
為了解決上述課題，本發明人努力研究之結果，得到下述見解：藉由採用下述材料系統，可獲得具備所欲光學特性與電特性以及優異化學特性之薄膜，並且可藉由直流濺鍍進行穩定之成膜，可改善使用該薄膜之光裝置的特性、提升生產性。
本發明人基於此見解而提供下述發明。
1)一種氧化物燒結體，其特徵在於：由鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)構成，以ZnO換算，Zn含量為40~80mol%，以In2O3換算，In含量為3~25mol%，以TiO2換算，Ti含量為2~15mol%，以SnO2換算，Sn含量為5~35mol%，以Ga2O3換算，Ga含量為0.5~10mol%，以GeO2換算，Ge含量為0.5~10mol%。
2)如前述1)之氧化物燒結體，其滿足以下關係式：相對於Ti之In含量以原子數比計，為3.0≦In/Ti≦5.0，相對於Ge之Ga含量以原子數比計，為1.2≦Ga/Ge≦3.0，相對於In與Ti與Sn與Ga與Ge之Zn含量以原子數比計，為0.5≦Zn/(In+Ti+Sn+Ga+Ge)≦3.0，相對於Ga與Ge之Sn與In與Ti的含量以原子數比計，為1.0≦(Sn+In+Ti)/(Ga+Ge)。
3)如前述1)或2)之氧化物燒結體，其相對密度為90%以上。
4)如前述1)~3)任一項之氧化物燒結體，其體電阻為10Ω‧cm以下。
5)一種濺鍍靶，其使用前述1)~4)中任一項之氧化物燒結體。
6)一種薄膜，其由鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)構成，以ZnO換算，Zn含量為40~80mol%，以In2O3換算，In含量為3~25mol%，以TiO2換算，Ti含量為2~15mol%，以SnO2換算，Sn含量為5~35mol%，以Ga2O3換算，Ga含量為0.5~10mol%，以GeO2換算，Ge含量為0.5~10mol%。
7)如前述6)之薄膜，其滿足以下關係式：相對於Ti之In含量以原子數比計，為3.0≦In/Ti≦5.0，相對於Ge之Ga含量以原子數比計，為1.2≦Ga/Ge≦3.0，相對於In與Ti與Sn與Ga與Ge之Zn含量以原子數比計，為0.5≦Zn/(In+Ti+Sn+Ga+Ge)≦3.0，相對於Ga與Ge之Sn與In與Ti的含量以原子數比計，為1.0≦(Sn+In+Ti)/(Ga+Ge)。
8)如前述6)或7)之薄膜，其於波長550nm之折射率為1.95~2.10。
9)如前述6)~8)中任一項之薄膜，其於波長405nm之消光係數為0.05以下。
10)如前述6)~9)任一項之薄膜，其體積電阻率為1kΩ．cm以下。
根據本發明，藉由採用上述所示之材料系統，可調整電阻率與折射率，可確保良好的光學特性與導電性，且可確保良好的化學特性(蝕刻特性、耐候性、耐鹼性共存)。並且，本發明可藉由直流濺鍍進行穩定之成膜，藉此可提升生產性。
本發明之特徵在於由鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)構成，以ZnO換算，Zn含量為40~80mol%，以In2O3換算，In含量為3~25mol%，以TiO2換算，Ti含量為2~15mol%，以SnO2換算，Sn含量為5~35mol%，以Ga2O3換算，Ga含量為0.5~10mol%，以GeO2換算，Ge含量為0.5~10mol%。藉由使用由此種組成構成之氧化物燒結體濺鍍靶，可形成共存有所欲之光學特性(折射率、透射率)與電特性，以及良好的化學特性(蝕刻特性、耐候性、耐鹼性)之導電性氧化物薄膜。尤其藉由添加Sn，可在無損其他特性下，提升耐鹼性。
本發明將鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)作為組成元素，於該材料中亦含有不可避免之雜質。又，燒結體中之各金屬其部分或全部係以複合氧化物之形態存在。於本發明，以氧化物換算來規定燒結體中的各金屬含量，但這是由於為了以氧化物調整原料之摻合，以便說明其範圍與技術上之意義的緣故。再者，於一般之分析裝置，可特定各金屬元素之含量(重量%)而非氧化物。因此，想要對靶之各組成進行特定時，可以假定各氧化物然後換算各金屬元素含量所得之量(mol%)來加 以特定。
本發明中，Zn含量係以ZnO換算設為40~80mol%。若超過此範圍，則因無法獲得所欲之光學特性與電特性而欠佳。尤其若Zn含量以ZnO換算未達40mol%，則由於薄膜之電阻會變高而損害作為導電膜之功能，故欠佳。另一方面，若超過80mol%，則由於對折射率等光學特性之控制變得困難，並且蝕刻性及耐水性、耐鹼性會降低，故欠佳。
本發明中，In之含量係以In2O3換算設為3~25mol%。若超過此範圍，則因無法獲得所欲之光學特性與電特性而欠佳。尤其若In含量未達3mol%，則無法獲得以賦予導電性為目的之添加效果(即，因為會變成高電阻，故欠佳)，另一方面，若超過25mol%，則由於在可見光的短波長區之光吸收會變大，故欠佳。又，雖然In為3價之金屬元素，若置換成其他同價金屬(例如Al或B等)，則由於薄膜之電阻率上升，使耐水性降低，故欠佳。
本發明中，Ti含量係以TiO2換算設為2~15mol%。若超過此範圍，則因無法獲得所欲之光學特性與電特性而欠佳。尤其若Ti含量未達2mol%，則無法獲得以光學調整為目的之添加效果。另一方面，若超過15mol%，則因薄膜之電阻變高而損害作為導電膜之功能，故欠佳。又，已知Ti氧化物作為高折射率材料，但置換成其他具備同樣性能之金屬(例如Bi、Fe、Co等)，則因會於可見光短波長區發生吸收而欠佳。
本發明中，Sn含量係以SnO2換算設為5~35mol%。若超過此範圍，則因無法獲得所欲之化學特性(尤其是耐鹼性)而欠佳。尤其若Sn含量未達5mol%，則耐鹼性降低(溶於鹼)，另一方面，若超過35mol%，則 因其他特性(尤其是蝕刻性：蝕刻之容易程度)降低，故欠佳。又，除Sn氧化物以外，作為具有耐鹼性之氧化物，有Ti氧化物、In氧化物、Zr氧化物，但Ti氧化物、In氧化物原本便是組成成份，若為了提升耐鹼性而增加添加量，則變得難以與其他特性共存，故欠佳。關於對Zr氧化物之置換，由於薄膜之電阻率會上升而欠佳。
本發明中，Ga含量係以Ga2O3換算設為0.5~10mol%。若超過此範圍，則因無法獲得所欲之光學特性與電特性而欠佳。尤其若Ga含量未達0.5mol%，則無法獲得以光學調整及賦予導電性為目的之添加效果，另一方面，若超過10mol%，則因燒結體及膜之電阻變高而欠佳。又，雖然Ga為3價金屬元素，但置換成其他同價金屬(例如Al或B等)，電阻會上升，或使耐水性降低，故欠佳。
本發明中，Ge含量係以GeO2換算設為0.5~10mol%。若超過此範圍，則因無法獲得所欲之光學特性與電特性而欠佳。尤其若Ge含量未達0.5mol%，則無法獲得以光學調整為目的之添加效果，另一方面，若超過10mol%，則因燒結體及膜之電阻變高而欠佳。又，Ge為低折射率且為構成玻璃成形氧化物之金屬元素，但置換成其他構成玻璃成形氧化物之金屬(例如Si或B等)，電阻會上升，或使耐水性降低，故欠佳。
本發明中，較佳滿足下述關係式：相對於Ti之In含量以原子數比計，為3.0≦In/Ti≦5.0，且相對於Ge之Ga含量以原子數比計，為1.2≦Ga/Ge≦3.0。若超過此範圍，則難以兼備所欲之光學特性以及電特性。進而，較佳滿足下述關係式：相對於In與Ti與Sn與Ga與Ge之Zn含量以原子數比計，為0.5≦Zn/(In+Ti+Sn+Ga+Ge)≦3.0。若超過此範圍， 則所欲之光學特性與電特性、良好的化學特性之共存變得困難，並且若超過3.0，則In、Ti、Sn、Ga、Ge之添加效果降低，有損耐候性(耐高溫高濕性)、蝕刻性、耐鹼性。又，未滿0.5，無法獲得所欲之導電性，有損作為導電膜之功能。進而，較佳滿足下述關係式：相對於Ga與Ge，Sn與In與Ti之含量以原子數比計，為1.0≦(Sn+In+Ti)/(Ga+Ge)。若超過此範圍，則耐鹼性降低，故欠佳。
本發明之燒結體於用作濺鍍靶之情形時，較佳將相對密度設為90%以上。提升密度，具有提高濺鍍膜之均一性，又可抑制濺鍍時產生顆粒(particle)的效果。90%以上之相對密度可藉由下述之本發明之燒結體製造方法實現。
又，本發明之燒結體於用作濺鍍靶之情形時，較佳將體電阻設為10Ω．cm以下。藉由降低體電阻，而可利用直流濺鍍進行成膜。與射頻濺鍍(RF sputter)相比，直流濺鍍之成膜速度快、濺鍍效率佳，可提升產量。
本發明之薄膜可使用上述燒結體濺鍍靶而成膜。確認到所獲得之薄膜成為與濺鍍靶(燒結體)之成份組成實質上相同。且說，一般為了防止反射及減低光損失，需要具有特定之折射率的材料，所需之折射率根據裝置結構(光學調整膜之周邊層的折射率)而不同。本發明中，可將薄膜之波長550nm的折射率n控制在1.95≦n≦2.10之範圍。又，光學調整膜本身較佳為高透射率(低消光係數)，本發明中，若波長405nm的消光係數為0.05以下，則可獲得於可見光之短波長區域吸收少之膜。並且，光學調整層用於輔助相鄰之電極層，故需要適當之導電性，本發明中，可將薄膜之體積電阻率控制在1kΩ．cm以下。進而，本發明之薄膜其特徵在於具備良好的 蝕刻特性、優異的耐候性(耐高溫高濕性)及耐鹼性。
本發明之燒結體可藉由以下方法製作：秤量、混合由各構成金屬之氧化物粉末組成的原料粉末後，將此混合粉末於非活性氣體環境或真空環境下進行加壓燒結(hot press)，或將原料粉末加壓成形後，對此成形體進行常壓燒結。此時，燒結溫度較佳為900℃以上，1500℃以下。若低於900℃則無法獲得高密度之燒結體。另一方面，若超過1500℃，則由於會發生因材料蒸發而導致之組成偏離及密度降低，故欠佳。又，加壓壓力較佳設為150~500kgf/cm2。
並且為了提升密度，在秤量、混合原料粉末後，將此混合粉末進行預燒(合成)，然後，將其微粉碎後之物用作燒結用粉末是有效的。藉由以此方式預先進行合成及微粉碎，可獲得均勻細微之原料粉末，可製作緻密之燒結體。關於微粉碎後之粒徑，平均粒徑為5μm以下，較佳將平均粒徑設為2μm以下。又，預燒溫度較佳設為800℃以上，1200℃以下。藉由設為此種範圍，燒結性變得良好，可進一步高密度化。
[實施例]
以下根據實施例以及比較例進行說明。再者，本實施例僅為一例，並不受到此例的任何限制。即，本發明僅受申請專利範圍之限制，包含本發明所含之實施例以外的各種變形。
實施例、比較例之評價方法等如下。
(關於成分組成)
裝置：SII公司製造之SPS3500DD
方法：ICP-OES(高頻感應耦合電漿發光分析法)
(關於密度測量)
尺寸測量(卡尺)、重量測量
(關於相對密度)
下述利用理論密度而算出。
相對密度(%)=尺寸密度/理論密度×100
理論密度係根據各金屬元素之氧化物換算摻合比來加以計算。
將Zn之ZnO換算重量設為a(wt%)，In之In2O3換算重量設為b%(wt%)，Ti之TiO2換算重量設為c(wt%)，Sn之SnO2換算重量設為d(wt%)，Ga之Ga2O3換算重量設為e(wt%)，Ge之GeO2換算重量設為f(wt%)時，理論密度=100/(a/5.61+b/7.18+c/4.26+d/7.00+e/5.95+f/4.70)
又，各金屬元素之氧化物換算密度使用下述值。
ZnO：5.61g/cm3、In2O3：7.18g/cm3、TiO2：4.26g/cm3、SnO2：7.00g/cm3、Ga2O3：5.95g/cm3、GeO2：4.70g/cm3
(關於體電阻率、體積電阻率)
裝置：NPS公司製造之電阻率測量器Σ-5+
方法：直流四探針法
(關於成膜方法、條件)
裝置：ANELVA SPL-500
基板：4inch
基板溫度：室溫
(關於折射率、消光係數)
裝置：島津製作所公司製造之分光光度計UV-2450
測量樣本：
膜厚500nm以上之玻璃基板上成膜樣本及未成膜玻璃基板
測量數據：
(成膜樣本)：自薄膜面之反射率及透射率以及自基板之反射率(均有背反射)
(玻璃基板)：有背反射之反射率及透射率、無背反射之反射率
計算方法：由測量數據根據以下資料算出(小檜山光信著，光學薄膜之基本理論，Optronics股份有限公司，(2006)，126-131)
(關於蝕刻性、耐高溫高濕性、耐鹼性)
蝕刻性試驗：將可藉各種酸進行蝕刻者判斷為○，無法進行蝕刻或過度溶解者判斷為×。
耐高溫高濕性(耐候性)試驗：於溫度80℃，濕度80%之條件下保管48小時後，實施光學常數及電阻之測量，於高溫高濕試驗前後之特性差未達10%之情形判斷為○，10%以上之情形判斷為×。
耐鹼性試驗：於將成膜樣本浸於鹼性溶液(3wt%KOH水溶液：pH13左右，35℃)5分鐘前後，實施光學常數及電阻之測量，特性差未達10%之情形判斷為○，10%以上之情形判斷為×。
(實施例1)
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著於大氣中，將此混合粉末以溫度1050℃預燒後，藉濕式微粉碎(使用ZrO2珠粒)粉碎至平均粒徑2μm 以下，將其乾燥後，以孔徑150μm之篩進行篩選。然後，將此微粉碎粉於Ar環境中以溫度1100℃、壓力250kgf/cm2之條件進行熱壓燒結。之後，藉機械加工將此燒結體精加工為濺鍍靶形狀。測量所獲得之靶的體電阻率與相對密度之結果，如表1所示，相對密度達到99.3%，體電阻成為0.10Ω．cm，可進行穩定之直流濺鍍。又，分析濺鍍靶之成分組成的結果，確認與原料粉末之摻合比相同。
使用上述經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件為直流濺鍍、濺鍍功率500W，將含有氧0.8vol%之Ar氣體壓力設為0.5Pa，成膜至膜厚5000~7000Å。測量成膜樣本之折射率(波長550nm)、消光係數(405nm)、體積電阻率。如表1所示，藉由濺鍍形成之薄膜之折射率為2.00，消光係數未達0.01，體積電阻率為1×103Ω．cm以下，可獲得所欲之光學特性以及導電性。又，蝕刻性、耐高溫高濕性(耐候性)、耐鹼性之化學特性均良好。
(實施例2~11)
關於實施例2~11，準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著，將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。測量所獲得之靶的體電阻與相對密度之結果，如表1所示，相對密度均為90%以上，體電阻均為10Ω．cm以下，可進行穩定之直流濺鍍。
繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件與實施例1相同。測量成膜樣本之折射率(波長550nm)、消光係數(波長405nm)、體積電阻率的結果如表1所示，藉由濺鍍形成之薄膜的折射率均為1.95~2.10，消光係數為0.05以下，體積電阻率為1×103Ω．cm以下，可獲得所欲之光學特性與導電性。又，蝕刻性、耐高溫高濕性(耐候性)、耐鹼性之化學特性均良好。
(比較例1)
比較例1係不含有Sn之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件設為與實施例1相同。針對成膜樣本之化學特性等進行確認之結果，如表1所示，成為耐鹼性差之結果。
(比較例2)
比較例2係Sn的含量少於本發明所規定之量之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件設為與實施例1相同。針對成膜樣本之化學特性等進行確認之結果，如表1所示，成為耐鹼性差之結果。
(比較例3)
比較例3係Sn的含量多於本發明所規定之量之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。但是，由於所獲得之靶如表1所示，體電阻超過500kΩ．cm，難以進行直流濺鍍，故進行射頻濺鍍。濺鍍條件為濺鍍功率500W、將含有氧0.8vol%之Ar氣體壓力設為0.5Pa，成膜至膜厚5000~7000Å。針對成膜樣本之化學特性等進行確認，結果如表1所示，膜成為高電阻，蝕刻性差。
(比較例4)
比較例4係Zn的含量多於本發明所規定之量之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件設為與實施例1相同。針對成膜樣本之化學特性等進行確認，結果如表1所示，蝕刻性(過渡溶解)、耐候性、耐鹼性均差。
(比較例5)
比較例5係Ge的含量多於本發明所規定之量(Ga/Ge之比小)之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。但是，由於所獲得之靶如表1所示，體電阻率超過500kΩ．cm，難以進行直流濺鍍，故進行射頻濺鍍。濺鍍條件設為與實施例3相同。針對成膜樣本之化學特性等進行確認，結果如表1所示，膜成為高電阻，耐鹼性差。
(比較例6)
比較例6係In的含量少於本發明所規定之量(In/Ti之比小)之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同 之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件設為與實施例1相同。針對成膜樣本之化學特性等進行確認，結果如表1所示，膜成為高電阻，耐鹼性差。
(比較例7)
比較例7係In的含量多於本發明所規定之量(In/Ti之比大)之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件設為與實施例1相同。針對成膜樣本之折射率(波長500nm)、消光係數(波長405nm)等進行測量，結果如表1所示，消光係數為0.06，無法獲得所欲之光學特性。
(比較例8)
比較例8係Zn的含量少於本發明所規定之量之例。
準備ZnO粉、In2O3粉、TiO2粉、SnO2粉、Ga2O3粉、GeO2粉，將該等粉末調合成表1所記載之摻合比，並將其混合。接著將此混合粉末與實施例1同樣地進行預燒、粉碎、乾燥、篩選後，將此微粉碎粉以與實施例1相同之條件進行熱壓燒結。其後，將此燒結體藉機械加工精加工為濺鍍靶形狀。繼而，使用經精加工之靶進行濺鍍。濺鍍條件設為與實施例1相同。測量成膜樣本之體積電阻率等，結果如表1所示，體積電阻率超過1×103Ω．cm以上，無法獲得所欲之導電性。
本發明之燒結體可作為濺鍍靶，使用濺鍍靶形成之薄膜，具有下述效果：作為各種顯示裝置之透明導電膜或光碟之保護膜、光學調整用之膜，於透射率、折射率、導電性等，具有極為優良之特性。並且，可使良好蝕刻性、耐候性(耐水性)、耐鹼性等之化學特性共存。
又，由於本發明之濺鍍靶的體電阻值低、相對密度為90%以上之高密度，故可進行穩定之直流濺鍍。而且，具有下述顯著之效果：可使做為此直流濺鍍之特徵的濺鍍之控制性容易，提高成膜速度，提升濺鍍效率。又，可減少當成膜時於濺鍍時發生之顆粒(揚塵)或瘤塊(nodule)，品質之不一致少，而可提升量產性。

Claims (13)

  1. 一種氧化物燒結體，其由鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)構成，以ZnO換算，Zn含量為40~80mol%，以In2O3換算，In含量為3~25mol%，以TiO2換算，Ti含量為2~15mol%，以SnO2換算，Sn含量為5~35mol%，以Ga2O3換算，Ga含量為0.5~10mol%，以GeO2換算，Ge含量為0.5~10mol%。
  2. 如申請專利範圍第1項之氧化物燒結體，其滿足以下關係式：相對於Ti之In含量以原子數比計，為3.0≦In/Ti≦5.0，相對於Ge之Ga含量以原子數比計，為1.2≦Ga/Ge≦3.0，相對於In與Ti與Sn與Ga與Ge之Zn含量以原子數比計，為0.5≦Zn/(In+Ti+Sn+Ga+Ge)≦3.0，相對於Ga與Ge之Sn與In與Ti的含量以原子數比計，為1.0≦(Sn+In+Ti)/(Ga+Ge)。
  3. 如申請專利範圍第1項之氧化物燒結體，其相對密度為90%以上。
  4. 如申請專利範圍第2項之氧化物燒結體，其相對密度為90%以上。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之氧化物燒結體，其體電阻為10Ω‧cm以下。
  6. 一種濺鍍靶，其使用申請專利範圍第1~5項中任一項之氧化物燒結體。
  7. 一種薄膜，其由鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、及氧(O)構成，以ZnO換算，Zn含量為40~80mol%，以In2O3換算，In含量為3~25mol%，以TiO2換算，Ti含量為2~15mol%，以SnO2換算，Sn含量為5~35mol%，以Ga2O3換算，Ga含量為0.5~10mol%，以GeO2換算，Ge含量為0.5~10mol%。
  8. 如申請專利範圍第7項之薄膜，其滿足以下關係式：相對於Ti之In含量以原子數比計，為3.0≦In/Ti≦5.0，相對於Ge之Ga含量以原子數比計，為1.2≦Ga/Ge≦3.0，相對於In與Ti與Sn與Ga與Ge之Zn含量以原子數比計，為0.5≦Zn/(In+Ti+Sn+Ga+Ge)≦3.0，相對於Ga與Ge之Sn與In與Ti的含量以原子數比計，為1.0≦(Sn+In+Ti)/(Ga+Ge)。
  9. 如申請專利範圍第7項之薄膜，其於波長550nm之折射率為1.95~2.10。
  10. 如申請專利範圍第8項之薄膜，其於波長550nm之折射率為1.95~2.10。
  11. 如申請專利範圍第7~10項中任一項之薄膜，其於波長405nm之消光係數為0.05以下。
  12. 如申請專利範圍第7~10項中任一項之薄膜，其體積電阻率為1kΩ．cm以下。
  13. 如申請專利範圍第11項之薄膜，其體積電阻率為1kΩ．cm以下。
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