TWI606133B - 濺射靶 - Google Patents

Description

濺射靶

本發明之一實施型態關於一種濺射靶（sputtering target），特別是關於藉由金屬材料製成之接合材接合靶材及基材。

用於藉由濺射而形成薄膜之濺射靶材，以貼附於支撐此濺射靶材之基材上之狀態裝設於濺射裝置。代表的濺射靶所具有的形態，是將形成為板狀之靶材貼附於同樣為板狀之支撐基材（亦稱之為「支承板（backing plate）」）。

裝設於濺射裝置之濺射靶，於藉由濺射而成膜時維持於減壓狀態下，受到藉由氬氣等之輝光（glow）放電電漿（plasma）中所生成之離子照射而被濺射。因藉由靶材受到離子照射而使溫度上升，故於濺射裝置設置濺射靶之冷卻機構。使用者大多採用於支撐基材之背側流通冷卻水之構造做為冷卻機構。

因靶材與支撐基材之材質通常是相異的，故會使用為了接合二者用之接合材。使用者會使用低於銦（indium）或錫等之熔點之金屬材料做為接合材。

藉由濺射而製作薄膜之技術中，以磁控管（magnetron）濺射法為主流。用於磁控管濺射裝置之平板形的濺射靶，因藉由濺射而導致靶材消耗之侵蝕（erosion）區域狹窄，故靶材之有效使用率為20%至30%之程度。對此，使用者將靶材之形狀製成圓筒形而開發出圓筒形濺射靶。

圓筒形濺射靶具有於圓筒狀之基材之外側表面裝設有圓筒形之靶材之構造。藉由旋轉如此之圓筒形濺射靶以進行濺射成膜，使靶材消耗之侵蝕區域變寬，以企圖改善靶材之使用率（例如參照專利文獻一：日本專利公開案第2010-018883號公報）。

濺射靶中，藉由接合材貼合靶材與基材。此時，設置於靶材與基材之間之接合材未均勻填充而出現空隙時，接合強度會下降。而且，於接合材存在有空隙時，由於此部位之靶材之熱難以經由基材擴散，故此部位恐會發生因熱變形而導致靶材破損之故障。

圓筒形濺射靶所具有之構造，為圓筒形基材及與此同軸配置之圓筒形濺射靶材之間設置有間隙部，接合材填充於此間隙部且固定二者。接合材並未完整地填充於圓筒形基材與圓筒形濺射靶材之間之間隙部，出現空隙時變得接合不良，於濺射成膜中圓筒形濺射靶材空轉時，會發生因產生變形而破裂之故障。

記載於專利文獻一中之圓筒形濺射靶中，記載著於填充接合材之後，從圓筒軸向之一端開始冷卻且朝向另一端依序冷卻，因於冷卻中進一步供給熔融狀態之接合材，而能夠將空隙之比例減少至一定的水準。

雖然裝設於濺射裝置內之平板型之濺射靶是以靜止狀態使用，但因圓筒形濺射靶是以自體旋轉使用，而特別要求接合材耐用於濺射靶之接合強度。而且，圓筒形濺射靶因根據圓筒形基材而維持一軸狀，必須在即使受到因自體重量撓曲或熱的或機械的變形之作用，也要簡單地維持靶材不破裂。然而，單純地僅將接合材以不出現空隙之方式填充於圓筒形基材與圓筒形濺射靶材之間，也無法滿足此些要求而仍有問題存在。

有鑑於上述問題，本發明目的之一在於提供一種濺射靶，係防止圓筒形濺射靶材之破裂，且穩定地維持於圓筒形基材上。

根據本發明之一實施型態，提供一種濺射靶，包含以金屬製成之基材、設置於基材之一表面之濺射靶材及設置於基材與前述濺射靶材之間之接合材。接合材至少包含第一金屬元素及第二金屬元素。第二金屬元素相對於第一金屬元素具有10 ppm以上5000 ppm以下之濃度。

根據本發明之一實施型態，提供一種濺射靶，包含以金屬製成之圓筒形基材、同軸地設置於圓筒形基材之外側表面之圓筒形濺射靶材及設置於圓筒形基材與前述圓筒形濺射靶材之間之接合材，接合材至少包括第一金屬元素及第二金屬元素。第二金屬元素相對於第一金屬元素具有10 ppm以上5000 ppm以下之濃度

本發明之一實施型態中，第一金屬元素亦可為銦（In），第二金屬元素亦可為選自銅（Cu）、鈦（Ti）及鎳（Ni）之其中一者。

本發明之一實施型態中，第一金屬元素亦可為銦（In），第二金屬元素亦可為銅（Cu），做為第二金屬元素之銅（Cu）相對於做為第一金屬元素之銦（In）亦可具有2000 ppm以上5000 ppm以下之濃度。

本發明之一實施型態中，第一金屬元素亦可為銦（In），第二金屬元素亦可為鈦（Ti），做為第二金屬元素之鈦（Ti）相對於做為第一金屬元素之銦（In）亦可具有18 ppm以上120 ppm以下之濃度。

本發明之一實施型態中，第一金屬元素亦可為銦（In），第二金屬元素亦可為鎳（Ni），做為第二金屬元素之鎳（Ni）相對於做為第一金屬元素之銦（In）亦可具有44 ppm以上480 ppm以下之濃度。

接合材亦可具有1.1以上1.7以下之蕭氏（Shore）硬度，相對於ITO表面之接觸角亦可為15度以上未滿25.0度。

濺射靶材亦可以一陶瓷燒結體製成，陶瓷燒結體例如亦可包含氧化銦。圓筒形基材之外側表面之表面粗糙度（Ra）之值亦可為1.8 μm以上。

根據本發明之一實施型態，為了將濺射靶材接合於基材而使用接合材，此接合材至少含有第一金屬元素及第二金屬元素，且第二金屬元素相對於第一金屬元素含有百分之一以下之濃度，藉此能夠得到一種濺射靶，其能防止濺射靶材之破裂，且穩定地維持於基材上。

以下，將一邊參照圖式說明本發明之實施型態。然而，本發明能夠以多種不同的態樣實施，而並非限定解釋成以下所例示之實施型態之記載內容。而且，圖式為了使說明變得更加明確，相較於實際的態樣，關於各部位之寬度、厚度、形狀等雖然有以模式的方式表示之場合，但皆屬一範例，而並非限定本發明之解釋。另外，於本說明書及各個圖式中，與關於已出現之圖式及先前已描述之內容相同之要素將附上相同符號，且將適當省略詳細的說明。

＜圓筒形濺射靶＞

圖1繪示用以說明關於本實施型態之圓筒形濺射靶之構造之立體圖。圖2繪示關於本實施型態之濺射靶之構造之剖面圖。

圓筒形濺射靶100包含圓筒形濺射靶材102及支撐此圓筒形濺射靶材102之圓筒形基材104。圓筒形濺射靶材102藉由接合材106固定於圓筒形基材104。間隙部設置於圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104之間，接合材106以填充於間隙部之方式設置。

圓筒形濺射靶材102以圍繞於圓筒形基材104之外側表面之方式設置。圓筒形濺射靶材102亦可以相對於圓筒形基材104之中心軸同軸或大致同軸之方式設置。藉由如此之構造，圓筒形濺射靶100裝設於濺射裝置，且以圓筒形基材104之中心旋轉時，圓筒形濺射靶材102與被成膜表面（試料基板）之間能夠保持一定的間隔。

圓筒形濺射靶100亦可配置成對於圓筒形基材104裝設多個圓筒形濺射靶材102。於圓筒形基材104裝設多個圓筒形濺射靶材102時，亦可於各個圓筒形濺射靶材102之間配置有間隙。舉例而言，間隙以1毫米（mm）以下為佳，亦可為0.2毫米至0.5毫米。藉由於如此之多個圓筒形濺射靶材102之間配置有間隙，而能夠防止其破損。

根據本實施型態，藉由以接合材106將多個圓筒形濺射靶材102接合於圓筒形基材104，而能夠提供長度為100毫米以上之圓筒形濺射靶100。

＜圓筒形濺射靶材＞

如圖1及圖2所示，圓筒形濺射靶材102形成為中空的形狀，而具有圓筒形狀。圓筒形濺射靶材102具有至少數毫米至數十毫米之厚度，且能夠利用此厚度部分整體做為靶材。圓筒形基材104插進圓筒形濺射靶材102之中空部分，且藉由接合材106予以接合。圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104並非設置成緊密接觸，而是於二者之間配置有間隙部，且以填充於此間隙部之方式設置接合材106。為了穩定地維持圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104，優選為於此間隙部中以無空隙之方式設置接合材106。

圓筒形濺射靶材102以圓筒之外側表面做為靶表面，圓筒之內側表面做為面向圓筒形基材104且與接合材106接觸之表面。因此於製造時，亦可於圓筒形濺射靶材102之外側表面進行平滑成形加工，而於圓筒之內側表面亦可進行用以提升黏著性之粗糙化加工。

圓筒形濺射靶材102以能夠濺射成膜之各種材料製成。舉例而言，圓筒形濺射靶材102亦可為陶瓷（ceramics）。能夠適當使用金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物之燒結體等材料做為陶瓷。能夠適當使用氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化鎵等屬於典型元素之金屬氧化物做為金屬氧化物。具體而言，能夠適用含有氧化錫之氧化銦之燒結體（氧化銦錫，Indium Tin Oxide，ITO）、氧化鋅之燒結體（氧化鋅，Zinc Oxide，ZnO）、氧化銦・氧化鋅（氧化銦鋅，Indium Zinc Oxide，IZO）、氧化銦・氧化鋅・氧化鎵（氧化銦鎵鋅，Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）之燒結體等之材料做為圓筒形濺射靶材102。其中，上述之例示為一範例，關於本發明之濺射靶，能夠適當使用各種濺射材料做為靶材。

＜圓筒形基材＞

圓筒形基材104亦可沿著具有中空構造之圓筒形濺射靶材102之內側表面而具有外表面形狀。圓筒形基材104之外徑稍小於圓筒形濺射靶材102之內徑，且調整為二者同軸重疊時出現間隙部。於此間隙部設置有接合材料106。

因藉由濺射而成膜時之離子之照射，圓筒形濺射靶材102會受到加熱而使溫度上升。濺射成膜時為了抑制圓筒形濺射靶材102之溫度上升，於圓筒形基材104中亦可具有圓筒形濺射靶材102之冷卻功能。舉例而言，圓筒形基材104亦可做成中空構造，而建構成使冷媒能夠流通。因此，圓筒形基材104做為圓筒形濺射靶100之構成元件，亦可具有良好的導電性及熱傳導性。

圓筒形基材104亦可為與接合材106之潤濕性佳而得到高接合強度之金屬。舉例而言，亦可由銅（Cu）或鈦（Ti）製成，亦可由銅合金或鈦合金製成。能夠適當使用如鉻銅等之以銅（Cu）為主成分之合金做為銅合金。另外，若使用鈦（Ti）做為圓筒形基材104，則能夠成為於減輕重量下仍具剛性之基材。

圓筒形基材104並非僅限於以單體金屬或金屬合金製成，亦可於金屬基材之表面以其他金屬設置覆膜。舉例而言，亦可形成含有鈦（Ti）、銅（Cu）、銀（Ag）、鎳（Ni）等之金屬覆膜。

圓筒形濺射靶100於濺射時，並非於圓筒形濺射靶材102之整面受到離子照射，因於旋轉的同時離子僅照射一部分表面，而會於圓筒形濺射靶材102之離子之照射表面及其背側表面產生溫度差。然而，藉由圓筒形基材104具有冷卻功能，而能夠抑制位於其外側之圓筒形濺射靶材102之溫度上升，進而能夠抑制因溫度差而造成之熱變形之影響。

圓筒形基材104與接合材106接觸之表面位置亦可進行粗糙化加工。藉由圓筒形基材104之外側表面進行粗糙化加工，而能夠增加與接合材106接觸之表面積。舉例而言，亦可於圓筒形基材104之外側表面藉由噴砂（sand blast）處理而進行粗糙化加工，而具有表面粗糙度（Ra）之值為1.8 μm以上之值。

＜接合材＞

接合材106設置於圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104之間。接合材106雖然接合圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104，此外也要求良好的耐熱性及熱傳導性。而且，也要求於真空中具有氣體放出量少之特性。而且，從製造上的觀點來看，接合材106接合圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104時亦可具有流動性。為了滿足此些特性，可使用熔點為攝氏300度以下之低熔點金屬材料做為接合材106。舉例而言，可適當使用銦、錫等金屬或含有這些金屬中任何一種元素之金屬合金材料做為接合材106。具體而言，可使用銦或錫之單體、銦與錫之合金、以錫為主成分之焊料合金等材料做為接合材106。

於本實施型態中，接合材106可由含有多種金屬元素之方式構成。此多種金屬元素中，於接合材106中含有以第一金屬元素為主之構成元素，且所含有之第二金屬元素具有遠低於第一金屬元素之濃度。於此，雖然區別出構成接合材106之主要金屬元素為「第一金屬元素」，含量比此第一金屬元素更為微量之次要金屬元素為「第二金屬元素」，但第一金屬元素及第二金屬元素並非限定成各為一種金屬元素，亦可以各群分別含有多種金屬元素之構成方式做為第一金屬元素群及第二金屬元素群。

於本實施型態中，所含有做為主成分之第一金屬元素（或第一金屬元素群）為佔據整體之比例為99重量%（重量百分比）以上但佔據未滿100重量%之金屬元素，所含有之第二金屬元素（或第二金屬元素群）比第一金屬元素更低濃度，且為所含有之比例為0.001

重量%以上0.5重量%以下（10 ppm以上5000 ppm以下）之金屬元素。換言之，第二金屬元素相對於第一金屬元素含有百分之一以下之濃度。

而且，不可避免地存在，且除了前述之主要金屬元素及微量金屬元素以外含有1 ppm以下濃度之元素，稱之為雜質元素。換言之，接合材106含有第二金屬元素（或第二金屬元素群）為0.001重量%以上0.5重量%以下（10 ppm以上5000 ppm以下）之比例，此外由第一金屬元素（或第一金屬元素群）及不可避免之雜質製成。

換言之，第二金屬元素（或第二金屬元素群）在與第一金屬元素（或第一金屬元素群）及不可避免之雜質元素合計時不超過100重量%之範圍中，亦可含有0.001重量%以上0.5重量%以下（10 ppm以上5000 ppm以下）之濃度。

接合材106中所含有做為主成分之第一金屬元素（或第一金屬元素群），亦可為與圓筒形濺射靶材102所含有之至少一種金屬元素相同種類之金屬元素。接合材106因以含有與圓筒形濺射靶材102相同種類之金屬元素之方式構成，例如將多個圓筒形濺射靶材102裝設於圓筒形基材104之圓筒形濺射靶100中，即使於圓筒形濺射靶材102之接縫區域露出接合材106，也能夠防止對於因濺射而附著之覆膜之雜質污染。

接合材106可選擇銦（In）或錫（Sn）等金屬做為第一金屬元素。由於此些金屬之熔點為攝氏300度以下，而能夠以熔融狀態流入圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104之間隙部108。而且，接合材106亦可理解為含有銦（In）及錫（Sn）二者做為第一元素金屬群。

圓筒形濺射靶材為含有氧化銦之陶瓷的場合中，能夠適當使用銦做為於接合材106中身為主成分而含有之第一金屬元素。另外，圓筒形濺射靶材為含有氧化銦及氧化錫之陶瓷的場合中，能夠使用銦或錫或者銦與錫之合金做為於接合材106中身為主成分而含有之第一金屬元素。

如此之接合材106所含有之第二金屬元素為與第一金屬元素相異種類之金屬元素，例如亦可為過渡元素。此外，接合材106中所含有之第二金屬元素，亦可為與構成圓筒形基材104之金屬相同種類之金屬元素。能夠適當使用鈦（Ti）、銅（Cu）、銀（Ag）、鎳（Ni）做為如此之第二金屬元素。

接合材106與圓筒形濺射靶材102之潤濕性高時，容易充滿圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104之間隙部，而難以殘留會變得黏著不良之空隙。

再者，接合材106除了於濺射時必要之導電性及熱傳導性以外，亦可具有衝擊吸收性（緩衝材效果）。圓筒形濺射靶材102為陶瓷之場合中，容易受到外力作用而破裂。此時接合材106若是具有與圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104相同程度之硬度，則無法吸收衝擊。但若硬度低於圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104，則設置於二者之間之接合材106可當作緩衝材，而能夠緩和衝擊。

於本實施型態中，接合材106所含有之第二金屬元素（或第二金屬元素群）含有之濃度，亦可為能夠於一定之範圍內至少調整接合材106之潤濕性及硬度之濃度。舉例而言，第二金屬元素（或第二金屬元素群）含有0.001重量%以上0.5重量%以下（10 ppm以上5000 ppm以下）之比例，此外為第一金屬元素（或第一金屬元素群）及不可避免之雜質，藉此能夠於指定之範圍內控制接合材106之潤濕性及硬度。舉例而言，第二金屬元素為銅（Cu）之場合，亦可於接合材106中含有0.2重量%以上0.5重量%以下（2000 ppm以上5000 ppm以下）之範圍。此外，第二金屬元素為鈦（Ti）之場合，亦可於接合材106中含有0.0018重量%以上0.012重量%以下（18 ppm以上120 ppm以下）之範圍。再者，第二金屬元素為鎳（Ni）之場合，亦可於接合材106中含有0.0044重量%以上0.048重量%以下（44 ppm以上480 ppm以下）之範圍。

因接合材106為金屬材料，故若與至少由金屬氧化物等之相異種類材料形成之圓筒形濺射靶材102之潤濕性差，則會於圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104之間進行填充時容易出現空隙。接合材106之潤濕性，能夠以接合材106對於圓筒形濺射靶材102之接觸角進行評價。也就是說，潤濕性高之場合則接觸角小，反之潤濕性差之場合則接觸角大。於本實施型態中，接合材106所含有之第二金屬元素，與未含有此第二金屬元素之場合相比，第二金屬元素含有之濃度範圍冀求能夠令接觸角改善（變小）40%。亦即，接觸角可為15度以上25度以下。若為如此之數值範圍，接合材106能夠不含空隙地填充於圓筒形濺射靶材102與圓筒形基材104之間之間隙部。

另外，接合材106為了將圓筒形濺射靶材102接合於且維持於圓筒形基材104，而必須具有指定之硬度。但若接合材106過硬時，則其做為緩衝材之功能會降低。於本實施例中，接合材106之硬度以蕭氏硬度表示，可具有1.0以上之硬度，且更以具有1.0以上1.5以下之蕭氏硬度為佳。因蕭氏硬度位於此範圍內，而能夠防止濺射靶之破裂。

其中，本實施型態中雖然以蕭氏硬度表示接合材106之硬度，但亦可為換算成洛氏（Rockwell）硬度、布氏（Brinell）硬度及維氏（Vickers）硬度等之其他硬度時之相同程度之硬度範圍。

另外，不可避免含有之雜質元素可為鉛（Pb）、鎘（Cd）、鐵（Fe）、鋁（Al）、矽（Si）、砷（As）、鉍（Bi）、磷（P）、硫（S）等元素，由於此些元素可含有10 ppm或更甚至1 ppm以下之濃度，而能夠不至於影響接合材106之特性。

圖3繪示圓筒形濺射靶材102接合於圓筒形基材104之方法。以中心軸為同軸或大致同軸之方式將圓筒形基材104插進圓筒形濺射靶材102。圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104係以此二者之間設置有間隙部108之方式配置。為了令接合材106流進此間隙部108，此間隙部108亦可至少維持於減壓狀態。或者，於間隙部108亦可流通氮氣或惰性氣體以與空氣置換。無論如何，亦可預先防止以熔融狀態供給之接合材106之氧化。

於令圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104直立之狀態下，可從間隙部108之下側供給接合材106。圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104之周圍可設置加熱器110。填充接合材106時，圓筒形濺射靶材102及圓筒形基材104附近之溫度可加熱至接合材106之熔點以上之溫度。為了企圖使溫度均勻，亦可於圓筒形基材104之內側，也就是中空部分，發送熱風以從內部加熱。

加熱器110亦可分成多個加熱區，亦可個別地控制各加熱區之溫度。舉例而言，接合材106填充於間隙部108後進行冷卻時，亦可沿著圓筒形濺射靶材102之縱向方向，從一側朝向另一側冷卻。藉由如此之溫度控制，能夠防止於接合材106殘留空隙（氣泡），且能夠防止熔融固化區域交疊之焊接部分（weld）之生成。

而且，填充接合材106之際，亦可於圓筒形濺射靶材102之內表面及圓筒形基材104之外表面設置與接合材106相同或類似之覆膜。此覆膜能夠藉由焊機（welder）處理之方式設置。

用於將圓筒形濺射靶材102固定於圓筒形基材104之接合材106，不僅空隙會影響接合強度，接合材106其本身之物性數值也會影響接合強度。接合材106之潤濕性高時被認為黏著強度會提高。隨著本實施型態中所述之第二金屬元素（或第二金屬元素群）之含量增加而會提升接合材106之潤濕性，但其含量過多時則會硬化而使耐衝擊性劣化。如本實施型態所示，第二金屬元素可至少從鈦（Ti）、銅（Cu）、銀（Ag）及鎳（Ni）中選擇，此些金屬元素之濃度高於所含有之不可避免的雜質元素。如本實施型態所示，第二金屬元素（或第二金屬元素群）相對於第一金屬元素（或第一金屬元素群）亦可含有0.001重量%以上0.5重量%以下（10 ppm以上5000 ppm以下）之濃度。

接合材106所含有之第二金屬元素，亦可含有與構成圓筒形基材104之金屬相同種類之金屬。藉由含有與圓筒形基材104相同種類之金屬元素，而能夠提升濕潤性。因此，能夠提升接合材106之黏著強度。

於本實施型態中，接合材106係於其所含有做為主成分之第一金屬元素（或第一金屬元素群）中添加以含有第二金屬元素（或第二金屬元素群），其為與構成圓筒形基材104相同種類之金屬元素。藉此能夠提升潤濕性，且能夠防止空隙出現。

＜平板形濺射靶＞

上述雖已說明關於圓筒形濺射靶材102，但本發明並非限定於此，亦能夠適用於平板形濺射靶材。也就是說，將平板形濺射靶接合於平板形之基材（支承板）時，能夠使用本實施型態中之接合材。

平板形濺射靶材能夠適當使用金屬及陶瓷等能夠濺射之各種材料。能夠適當使用金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物之燒結體等材料做為陶瓷。金屬氧化物可為氧化銦錫（ITO）、氧化鋅（ZnO）、氧化銦鋅（IZO）、氧化銦鎵鋅（IGZO）等燒結體以做為平板形濺射靶材。

藉由使用關於本實施型態之接合材，即使於平板形濺射靶中，亦能夠提升接合材之潤濕性，也能夠令蕭氏硬度落入前述之指定的範圍內。藉此，於將平板狀之濺射靶材接合於平板形基材時，能夠抑制空隙出現於接合材，也能夠於接合後防止濺射靶破裂。

＜實施例1＞

顯示使用銦（In）做為接合材之場合中，對應於金屬成分含量而評價接觸角之結果。除了使用構成接合材之金屬元素之銦（In），還準備與所含有之成分相異之六種試料。

試料1為純度99.99%之銦（In），試料2為含有銅（Cu）2000 ppm之銦（In），試料3為含有銅（Cu）5000 ppm之銦（In），試料4為含有銅（Cu）7000 ppm之銦（In），試料5為含有銅（Cu）10000 ppm之銦（In），試料6為含有鈦（Ti）890 ppm之銦（In）。

於本實施例中，銦（In）相當於構成接合材之第一金屬元素，銅（Cu）及鈦（Ti）相當於第二金屬元素。

於底層表面，以將與各試料相同種類之金屬塗布於ITO表面之狀態進行評價。此底層表面假設為於靶之表面進行超音波焊機處理而塗布與接合材同種之金屬之狀態。

如圖4所示，試料接觸於各底層表面時之液滴之高度為a，至中心之距離為b／2，且藉由下列之公式1求得接觸角θ。

公式1：θ=2・tan^-1 (2a/b)。

評價各試料之結果如表1所示。試料1表示使用銦（In）做為接合材之場合之結果，而得到25.9度之接觸角。相對於此，分別得到含有銅（Cu）2000 ppm之試料2之接觸角為16.7度，含有銅（Cu）5000 ppm之試料3之接觸角為16.4度，含有銅（Cu）7000 ppm之試料4之接觸角為19.4度，含有銅（Cu）10000 ppm之試料5之接觸角為12.8度。另外，得到含有鈦（Ti）890 ppm之試料6之接觸角為24.4度。

表1

根據本實施例，於相當於第一金屬元素之銦（In）中含有相當於第二金屬元素之銅（Cu）或鈦（Ti）以做為接合材，而顯示出相對觀察到的接觸角狹小。根據本實施例，所得到之接觸角為10度以上25度以下之接觸角。相較於未含有第二金屬元素之場合，此數值範圍中之任何接合材皆具有較小之數值。

由表1之結果可知，若銅（Cu）於2000 ppm至10000 ppm之範圍中以及若鈦（Ti）為890 ppm，則相對於底層表面可得到接觸角為25度以下之值。也就是說，試料2至試料6之接觸角所得到之任何數值皆小於試料1，而教示著接合材所含有之相當於第二金屬元素之金屬元素之含有濃度亦可為20 ppm以上5000 ppm以下。

評價上述各試料之蕭氏硬度之結果如表2所示。相對於銦（In）為99.99%之試料1之蕭氏硬度為1.09 HS，可得到銅（Cu）含量為2000 ppm之試料2之蕭氏硬度為1.02 HS，銅（Cu）含量為5000 ppm之試料3之蕭氏硬度為1.49 HS，銅（Cu）含量為7000 ppm之試料4之蕭氏硬度為1.61 HS，銅（Cu）含量為10000 ppm之試料5之蕭氏硬度為1.72 HS，以及鈦（Ti）含量為890 ppm之試料6之蕭氏硬度為1.77 HS。其中，遵從日本工業規格所規定之蕭氏硬度試驗方法（JISZ2246）以測定蕭氏硬度。

表2

根據表2之結果，可知升高銅（Cu）或鈦（Ti）相對於銦（In）之含量，則蕭氏硬度也會升高。銦合金金屬之硬度具有影響靶發生破裂之可能性，而可將其調整至1.5以下。

根據本實施例，可顯示出於以第一金屬元素做為主成分之接合材中，身為接合材所含有之第二金屬元素，關於銅（Cu）至少為2000 ppm以上5000 ppm以下之範圍中，能夠令接觸角為15度以上25度以下，此場合中之蕭氏硬度能夠為1.1以上未滿1.5。

＜實施例2＞

使用ITO做為平板形濺射靶材，於接合材中使用銦（In）做為第一金屬元素，且改變第二金屬元素之含量時，評價靶材之破裂（crack）之發生。

由ITO製成之平板形濺射靶材之尺寸，為127 mm × 508 mm×6.35mm(長度×寬度×高度)，且使用與實施例1中用於試料2或試料3之接合材相同者做為接合材。

使用氬(Ar)做為濺射氣體，濺射壓力為0.6Pa，濺射電力密度(直流電，DC)為2.3W/cm²等之濺射條件下進行濺射。

對濺射後之靶材之外觀進行評價時，確認並未發生破裂等問題。

<實施例3>

顯示於接合材中使用銦(In)做為第一金屬元素且使用鈦(Ti)做為第二金屬元素之場合中，評價接觸角之結果。於本實施例中，顯示評價相對於銦(In)改變鈦(Ti)含量之試料之結果。

與實施例1相同，試料1為純度99.99%之銦(In)。試料7為含有鈦(Ti)18ppm之銦(In)。試料8為含有鈦(Ti)60ppm之銦(In)。試料9為含有鈦(Ti)120ppm之銦(In)。與實施例1相同，試料6為含有鈦(Ti)890ppm之銦(In)。

於本實施例中，銦(In)相當於構成接合材之第一金屬元素，鈦(Ti)相當於第二金屬元素。

於底層表面，以將與各試料相同種類之金屬塗布於ITO表面之狀態進行評價。此底層表面具有於靶之表面進行超音波焊機處理而塗布與接合材同種之金屬之狀態。

評價各試料之結果如表3所示。分別得到含有鈦(Ti)18ppm之試料7之接觸角為24.8度，含有鈦(Ti)60ppm之試料8之接觸角為24.8度，含有鈦(Ti)120ppm之試料9之接觸角為24.5度。其中，以與實施例1相同之方法求得接觸角θ。

表3

根據本實施例，於相當於第一金屬元素之銦（In）中含有相當於第二金屬元素之鈦（Ti）以做為接合材，而顯示出接觸角狹小。具體而言，相對於銦（In）之鈦（Ti）含量為18 ppm以上890 以下之範圍內，可得到24度以上25度以下之接觸角。

由表3之結果可知，若鈦（Ti）為18 ppm至890 ppm，則相對於底層表面可得到接觸角為25度以下之接觸角。也就是說，試料6至試料9之接觸角所得到之任何數值皆小於試料1，而表示接合材所含有之相當於第二金屬元素之鈦（Ti）之含有濃度亦可為18 ppm以上890 ppm以下。

評價表3所示之各試料之蕭氏硬度之結果如表4所示。相對於銦（In）為99.99%之試料1之蕭氏硬度為1.09 HS，可得到鈦（Ti）含量為18 ppm之試料7之蕭氏硬度為1.28 HS，鈦（Ti）含量為60 ppm之試料8之蕭氏硬度為1.52 HS，鈦（Ti）含量為120 ppm之試料9之蕭氏硬度為1.70 HS。其中，與實施例1同樣地遵從日本工業規格所規定之蕭氏硬度試驗方法（JISZ2246）以測定蕭氏硬度。

表4

根據表4之結果，表示升高鈦（Ti）相對於銦（In）之含量時蕭氏硬度也會升高之傾向。做為接合材之銦（In）之硬度具有影響靶發生破裂之可能性，而可將其蕭氏硬度調整至1.7以下，更以調整至1.5以下為佳。

根據本實施例，可顯示出於以銦（In）做為主成分之接合材中，此接合材所含有之第二金屬元素，關於鈦（Ti）至少為18 ppm以上120 ppm以下之範圍中，能夠令接觸角為25度以下，此場合中之蕭氏硬度能夠為1.1以上1.7以下。

＜實施例4＞

如表4所示，顯示於接合材中使用銦（In）做為第一金屬元素且使用鎳（Ni）做為第二金屬元素之場合中，評價各試料之蕭氏硬度之結果。於本實施例中，顯示評價相對於銦（In）改變鎳（Ni）含量之試料之結果。

與實施例1相同，試料1為純度99.99%之銦（In）。試料10為含有鎳（Ni）44 ppm之銦（In）。試料11為含有鎳（Ni）250 ppm之銦（In）。試料12為含有鎳（Ni）480 ppm之銦（In）。

於本實施例中，銦（In）相當於構成接合材之第一金屬元素，鎳（Ni）相當於第二金屬元素。

於表5中，相對於銦（In）為99.99%之試料1之蕭氏硬度為1.09 HS，可得到鎳（Ni）含量為44 ppm之試料10之蕭氏硬度為1.12 HS，鎳（Ni）含量為250 ppm之試料11之蕭氏硬度為1.21 HS，鎳（Ni）含量為480 ppm之試料12之蕭氏硬度為1.46 HS。其中，與實施例1同樣地遵從日本工業規格所規定之蕭氏硬度試驗方法（JISZ2246）以測定蕭氏硬度。

表5

根據表5之結果，表示升高鎳（Ni）相對於銦（In）之含量時蕭氏硬度也會升高之傾向。做為接合材之銦（In）之硬度具有影響靶發生破裂之可能性，而可將其蕭氏硬度調整至1.7以下，更以調整至1.5以下為佳。

根據本實施例，可顯示出於以銦（In）做為主成分之接合材中，此接合材所含有之第二金屬元素，關於鎳（Ni）亦可至少為44 ppm以上，而至少為44 ppm以上120 ppm以下之範圍中，令蕭氏硬度能夠為1.1以上1.7以下。

＜比較例＞

使用於實施1中相當於試料4至試料6之接合材，進行與上述同樣之評價。對濺射後之靶材之外觀進行評價時，確認到發生破裂等問題。

根據本實施例，表示若使用潤濕性良好且硬度（蕭氏硬度）為指定範圍內之接合材，則能夠防止濺射靶材之破裂。

100‧‧‧圓筒形濺射靶
102‧‧‧圓筒形濺射靶材
104‧‧‧圓筒形基材
106‧‧‧接合材
108‧‧‧間隙部
110‧‧‧加熱器
a‧‧‧高度
b‧‧‧距離
θ‧‧‧接觸角

圖1繪示關於本發明之一實施型態之圓筒形濺射靶之構造之立體圖。 圖2繪示關於本發明之一實施型態之圓筒形濺射靶之構造之剖面圖。 圖3繪示說明關於本發明之一實施型態之圓筒形濺射靶之製造方法之剖面圖。 圖4繪示評價接合材之潤濕（Wetting）性之方法之圖式。

100‧‧‧圓筒形濺射靶

102‧‧‧圓筒形濺射靶材

104‧‧‧圓筒形基材

106‧‧‧接合材

Claims (20)

1. 一種濺射靶，包括：一基材，以金屬製成；一濺射靶材，設置於該基材之一表面；以及一接合材，設置於該基材與該濺射靶材之間，該接合材至少包括一銦元素(In)及一銅元素(Cu)，該銦元素佔據該接合材整體之比例為99重量%(重量百分比)以上，該銅元素相對於該銦元素具有2000ppm且以上5000ppm以下之濃度。
2. 如請求項1所述之濺射靶，其中該接合材相對於ITO表面之接觸角為16.4度以上且16.7度以下。
3. 如請求項1所述之濺射靶，其中該接合材具有1.20以上且1.49以下之蕭氏硬度。
4. 如請求項1所述之濺射靶，其中該基材為圓筒形基材，該濺射靶材為圓筒形濺射靶材。
5. 如請求項4所述之濺射靶，其中該圓筒形濺射靶材以一陶瓷燒結體製成。
6. 如請求項5所述之濺射靶，其中該陶瓷燒結體包括氧化銦。
7. 如請求項4所述之濺射靶，其中該圓筒形基材之外側表面之表面粗糙度(Ra)為1.8μm以上。
8. 一種濺射靶，包括：一基材，以金屬製成； 一濺射靶材，設置於該基材之一表面；以及一接合材，設置於該基材與該濺射靶材之間，該接合材至少包括一銦元素(In)及一鈦元素(Ti)，該銦元素佔據該接合材整體之比例為99重量%(重量百分比)以上，該鈦元素相對於該銦元素具有18ppm以上且60ppm以下之濃度。
9. 如請求項8所述之濺射靶，其中該接合材相對於ITO表面之接觸角為未滿25.0度。
10. 如請求項8所述之濺射靶，其中該接合材具有1.28以上1.70以下之蕭氏硬度。
11. 如請求項8所述之濺射靶，其中該基材為圓筒形基材，該濺射靶材為圓筒形濺射靶材。
12. 如請求項11所述之濺射靶，其中該圓筒形濺射靶材以一陶瓷燒結體製成。
13. 如請求項12所述之濺射靶，其中該陶瓷燒結體包括氧化銦。
14. 如請求項11所述之濺射靶，其中該圓筒形基材之外側表面之表面粗糙度(Ra)為1.8μm以上。
15. 一種濺射靶，包括：一基材，以金屬製成；一濺射靶材，設置於該基材之一表面；以及 一接合材，設置於該基材與該濺射靶材之間，該接合材至少包括一銦元素(In)及一鎳元素(Ni)，該鎳元素相對於該銦元素具有44ppm以上且480ppm以下之濃度。
16. 如請求項15所述之濺射靶，其中該接合材具有1.12以上1.46以下之蕭氏硬度。
17. 如請求項15所述之濺射靶，其中該基材為圓筒形基材，該濺射靶材為圓筒形濺射靶材。
18. 如請求項17所述之濺射靶，其中該圓筒形濺射靶材以一陶瓷燒結體製成。
19. 如請求項18所述之濺射靶，其中該陶瓷燒結體包括氧化銦。
20. 如請求項17所述之濺射靶，其中該圓筒形基材之外側表面之表面粗糙度(Ra)為1.8μm以上。