TWI819205B

TWI819205B - 製造含氧化鉬層的濺鍍靶

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Publication number: TWI819205B
Application number: TW109109436A
Authority: TW
Inventors: 麥可歐蘇利凡; 傑格溫克勒; 安瑞克法蘭斯格; 克里斯汀林克; 托馬士薛惹
Original assignee: 奧地利商攀時歐洲公司
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2023-10-21
Also published as: TW202104623A; EP3715496A1; WO2020200605A1; KR20210145172A; CN113614278A; CN113614278B; JP2022526163A

Abstract

本發明係關於一種濺鍍靶，其包含導電氧化性靶材，其中該靶材含有至少一種鉬（Mo）之金屬氧化物作為金屬主要組分以及至少一種由鉭（Ta）、鈮（Nb）、釩（V）及鈦（Ti）組成之群之摻雜元素M。基於靶材之拋光部分，該靶材包含由混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 組成之基質相，其中0.01≤x≤0.13，其中該混合氧化物中之M為一或多種由鉭（Ta）、鈮（Nb）、釩（V）及鈦（Ti）組成之群之元素。該濺鍍靶用於製造含氧化鉬層。

Description

製造含氧化鉬層的濺鍍靶

本發明係關於一種用於製造含氧化鉬層之濺鍍靶，以及此種濺鍍靶用於氣相沉積含氧化鉬層之用途。

含氧化鉬層（特別是基於氧化鉬）具有令人感興趣之光學性質，因此尤其使用於光學及光電應用（諸如電子顯示器）之層結構中。其經常與例如由鋁（Al）、銅（Cu）、鈦（Ti）或（金屬）鉬（Mo）所構成之金屬層組合使用或直接鄰接使用，此等金屬層起例如導電體軌跡之作用。JP 2013020347 A描述使用氧化鉬層之一個實例，其中在電容式觸摸螢幕之顯示器內之金屬導體軌跡被由MoO_x 所構成之光吸收層覆蓋，從而抑制金屬導體軌跡之非所欲的反射。

重要性質，諸如光吸收度、光反射度及光透射度、蝕刻速率、熱穩定性以及對製造過程中使用之其他化學品（例如光阻顯影劑或去除劑）之穩定性取決於所沉積之含氧化鉬層之精確化學計量組成以及所添加之摻雜元素（例如Ta、Nb等）。蝕刻速率與隨後藉由光刻與濕化學蝕刻製程組合使用以結構化沉積層期間是有關的。因此，諸如上述電容式觸摸螢幕之許多應用需要含氧化鉬層，其中氧化物（氧化鉬及/或含鉬之混合氧化物）以亞化學計量組成存在，即該氧化物具有未佔據之氧價且在所沉積之含氧化鉬層中存在氧缺陷。在此種亞化學計量之含氧化鉬層（尤其是基於氧化鉬）中，可能實現令人感興趣之電光性質，諸如在可見光波長範圍中，特別是在550 nm之參考波長下之高光吸收率（相應地，低光反射率），同時具有令人滿意之導電性（特別是＜20 kΩ/□或＜20 kΩ/平方之薄層電阻）。儘管純氧化鉬層具有吸引人之電光性質，但在常規溼蝕刻介質（例如用於將鋁金屬化結構化之基於磷酸、硝酸及乙酸之PAN蝕刻槽，用於將Cu結構化之基於H₂ O₂ 之蝕刻槽）中其蝕刻速率通常過高，致使蝕刻結果不穩定。藉由將摻雜元素，例如Ta及/或Nb，添加至亞化學計量之含氧化鉬層中（並且相應添加至濺鍍靶之靶材），可將蝕刻速率降低至可接受之程度，而電光性質沒有任何實質性之改變。

此種含氧化鉬層（特別是基於氧化鉬之層）是在塗佈製程中藉由陰極霧化（“濺鍍”）以工業方式所製造。儘管原則上可能藉由例如在適當設定之氬氣及氧氣製程氣體氛圍中反應濺鍍金屬靶材之反應濺鍍來製造此種含氧化鉬層，然而僅在塗佈製程期間靶材之金屬原子會與來自製程氣體之氧氣大量反應，以致於由於磁滯效應（hysteresis effect）（由於氧分壓中之變化，層沉積速率、放電電流及/或靶電壓中之不連續變化）及靶表面中毒致使實施該製程變得困難。相比之下，在工業條件下，自包含氧化性靶材之濺鍍靶進行沉積是有利的，因為可用純惰性氣體製程氣體（通常為氬氣）或包含惰性氣體（通常為氬氣）為主要組分之製程氣體（其添加少量其他氣體，例如氧氣）來實施塗佈製程。尤其，當使用氧化性靶材時，可實現更高的塗佈速率及更高的製程穩定性以及簡化的製程程序。此外，迄今為止已安裝之許多塗佈設備僅被設計用於自金屬濺鍍靶沉積金屬層，因此不允許將氧氣添加至濺鍍氣體中。可藉由使用氧化性靶材來增加所使用之此種濺鍍設備之多功能性。

DE 10 2012 112 739 A1描述一種亞化學計量之靶材，其中氧缺乏是藉由還原之氧化物相單獨地或藉由還原之氧化物相與金屬添加劑一起使用所建立，該還原之氧化物相是由基於Nb₂ O_5-y 、TiO_2-y 、MoO_3-y 、WO_3-y 、V₂ O_5-y （y＞0）或其混合物之亞化學計量且因此為導電的氧化物或氮氧化物所構成。US 2001/0020586 A1描述一種具有化學組成MO_y 之亞化學計量之靶材，其中M為由Ti、Nb、Ta、Mo、W、Zr及Hf組成之群之至少一種金屬。

與上述關於含氧化鉬層及相應靶材之挑戰及邊界條件不同，科學文獻已描述在實驗室規模（即幾克之產物量）下製造粉狀、含鉬之混合氧化物化合物之方法，該方法在高溫下保持時間為一或多個星期。因此，例如，Ekström及Nygren（Thommy Ekström及Mats Nygren，Acta Chemica Scandinavica 26 (1972) 1836-1842）描述藉由將Ta₂ O₅ 粉末與MoO₃ 及MoO₂ 混合在0.06≤x≤0.08之均質性範圍中合成（Mo_1-x Ta_x ）₅ O₁₄ ，將粉末混合物引入至熔融二氧化矽安瓿瓶中，抽空熔融二氧化矽安瓿瓶，並且將其加熱至640-750°C持續一或多個星期。該同一文獻描述在0.07≤x≤0.12之均質性範圍中合成（Mo_1-x Nb_x ）₅ O₁₄ 。起始粉末為Nb₂ O₅ 、MoO₃ 及MoO₂ ，合成條件類似於（Mo_1-x Ta_x ）₅ O₁₄ 之合成條件，但在600-750°C溫度範圍內獲得混合氧化物。在其他文獻（Thommy Ekström及Mats Nygren，Acta Chemica Scandinavica 26 (1972) 1827-1835）中，Ekström及Nygren亦描述了（Mo_1-x V_x ）₅ O₁₄ 之合成，其為由V₂ O₅ 與MoO₃ 及MoO₂ 之粉末混合物藉由類似於前述混合氧化物之方法所製造，觀察到在加熱至640°C之情況下其具有0.02≤x≤0.11之寬均質性範圍或加熱至750°C之情況下其具有0.05≤x≤0.11之寬均質性範圍。Ekström（Thommy Ekström，Acta Chemica Scandinavica 26 (1972) 1843-1846）亦已描述均質性範圍為0.03≤x≤0.05之（Mo_1-x Ti_x ）₅ O₁₄ 之合成，其由TiO₂ 、MoO₂ 及MoO₃ 之粉末混合物藉由實施類似於前述混合氧化物之方法在加熱至600-750℃之溫度下所製造。在所有合成中，僅以少量（克級）之鬆散粉末形式，而非以固體巨觀主體來獲得產物。

因此，本發明之目的是提供一種經摻雜之含氧化鉬之濺鍍靶，在此種情況下，可設定穩定的濺鍍製程以製造高品質的層，並且可以工業規模之製程廉價及可靠地製造該濺鍍靶。

該目的是藉由如請求項1之濺鍍靶及藉由如請求項15之濺鍍靶之用途來實現。在附屬請求項中指出本發明之有利的具體實例。

本發明提供一種濺鍍靶，其包含導電之氧化性靶材。該靶材含有至少一種以下金屬氧化物 - 鉬（Mo）作為金屬主要組分之金屬氧化物，以及 - 由鉭（Ta）、鈮（Nb）、釩（V）及鈦（Ti）組成之群之至少一種摻雜元素M之金屬氧化物。該靶材基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量包含由混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 所構成之基質相，其中0.01≤x≤0.13，其中該混合氧化物中之M為一或多種由鉭（Ta）、鈮（Nb）、釩（V）及鈦（Ti）組成之群之元素。

本發明是基於以下認知：就濺鍍製程之製程穩定性而言，靶材之氧含量與欲製造之層之氧含量相同或實質上相同是有利的。靶材之氧含量（重量%）與欲製造之層之氧含量（重量%）較佳彼此相差不大於±2重量%。因此，藉由製程氣體引入氧氣為不必要的或僅在很小程度上為必要的，從而可抑制磁滯效應並且簡化製程程序。

此外，必須記住，原則上可能存在經摻雜之含氧化鉬之靶材之許多相組成。首先，鉬可以各種氧化態存在，尤其以MoO₂ 、MoO₃ 形式存在，亦可以複數種亞化學計量之氧化物MoO_y 形式存在，諸如例如Mo₄ O₁₁ （y=2.75）、Mo₁₇ O₄₇ （y=2.76）、Mo₅ O₁₄ （y=2.8）、Mo₈ O₂₃ （y=2.875）、Mo₉ O₂₆ （y=2.89）及Mo₁₈ O₅₂ （y=2.89），其中Mo₉ O₂₆ 產生高溫修飾，且Mo₁₈ O₅₂ 產生低溫修飾。根據本發明，至少一種摻雜元素M存在於靶材中。關於靶材之可能的相組成，由於至少一種摻雜元素M原則上可以元素形式存在於靶中（即以金屬形式，例如Ta、Nb、V、Ti），可以氧化物形式存在（例如Ta₂ O₅ 、V₂ O₅ 、Nb₂ O₅ 、TiO₂ ），可以亞化學計量形式存在，亦可與一或多種上述氧化鉬及/或至少一種其他摻雜元素M之一或多種氧化物形成混合氧化物，因此存在其他自由度。關於許多可能的相組成，本發明是基於以下認知：靶材之不同相，特別是當其部分絕緣或介電時，會藉由在濺鍍期間形成電弧而致使形成粒子。結果，可能會發生層缺陷或對濺鍍靶之損壞。此外，氧化性靶之強度相當低，特別是當微結構具有複數個不同、不均勻分佈、粗糙及/或多孔的相時。當相具有不同的密度或CTE（CTE：熱膨脹係數（coefficient of thermal expansion））及/或相鄰的相由於例如擴散孔、不同的晶格類型等而無法充分牢固地彼此結合時，對於強度而言是尤其關鍵的。有時不同的相亦具有不同的濺射速率，從而在靶材之複數個不均勻分佈、粗糙及多孔的相之情況下，所製造之層之層均質性及層化學計量可能不令人滿意。該等相（例如MoO₃ ）有時在水中具有一定的溶解度，從而在製造過程（例如機械加工、清潔）期間，可能會改變表面區域之化學計量及/或引入殘留的水分，反而可能會對濺鍍製程及所製造之層產生不利影響（例如，損害真空、H₂ O摻入層中）。

反之，已發現在靶材中提供根據本發明之具有0.01≤x≤0.13之（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 混合氧化物相是特別有利的，因為其為導電的，在水中沒有溶解性，並且在環境條件下穩定。此外，結果摻雜元素M亦（至少部分地）結合在該基質相中，從而在導電相中，並且均勻地分佈在靶材上。由於形成此混合氧化物相，根據本發明，可摻入其中存在任何第二相（較佳細分）之基質相，其構成靶材之相當大的比例，該比例直接穿過濺射靶，為整個靶材提供了此等有利的性質。例如，由於基質不會因此受到侵蝕，確保了整個靶材之導電性，並且與水之接觸相對不那麼嚴格。如上所述，此等性質在均勻的濺鍍速率、避免電弧及粒子形成、均勻的層組成及均勻的層厚度、濺鍍程序期間之穩定製程以及濺鍍靶之簡單製造、儲存及處理上是有利的。同樣有利地，本發明之濺鍍靶可在工業規模上以具有高相對密度及高相純度之壓實組件（例如，每個靶段至少1 kg之壓實靶材）在短製程時間（例如，保持時間典型地＜12小時）內製造，將在以下詳述。

“濺鍍”，亦稱為陰極霧化，是一種物理過程，其中藉由用高能離子（例如製程氣體之惰性氣體離子）轟擊而將原子或分子自固體（靶材）脫離進入氣相。為了產生薄層，將經霧化之靶材沉積至基板上，並且立即形成固體層。該塗佈製程有時亦稱為濺鍍沉積，為PVD製程（PVD：物理氣相沉積（physical vapour deposition））中之一者，並且在下文中亦將被稱為“濺鍍”。術語「靶材」是指以固體形式存在於濺鍍靶中並且被提供用於在濺鍍製程期間進行霧化及形成層（視需要與來自製程氣體及/或來自其他濺鍍靶之其他材料一起）之材料。濺鍍靶可僅由靶材形成，或可另外具有與靶材直接或間接地（即，經由至少一個其他組件）連接之其他組件，例如背板、支撐管、連接件、插件。可以各種幾何形狀來提供濺鍍靶（以及相應的靶材），特別是呈具有不同基礎形狀（例如正方形、矩形、圓形等）之平面濺鍍靶形式，或亦可呈管狀濺鍍靶形式。靶材尤其形成巨觀固體，該巨觀固體在空間中沿著至少一個方向之尺寸為至少0.03 m（米）。

出於本發明之目的，關於“氧化性”靶材是指存在於靶材中之金屬基本上完全以氧化物形式存在。尤其，基於靶材之拋光部分，金屬相在靶材中之比例小於1體積%。尤其，以於此使用並且在下面更詳細描述之拉曼測量法測量，靶材中金屬相之比例低於檢測極限。當藉由使用四點測量方法之電阻測量裝置（Ulvac ZEM3）測量靶材之導電率為至少80 S/m時，靶材被稱為是“導電的”。靶材之術語「相」是用於指靶材之空間區域，在該空間區域內具有均勻的化學組成及均勻的晶體結構，其中相內個別晶粒之定向可不同。“混合氧化物”為具有晶體結構之氧化物，其中晶格由複數種元素（在本例中尤其為Mo及至少一種摻雜元素M）之氧離子及陽離子所構成。出於本發明之目的，“基質相”為在連續之滲透網絡中滲透靶材者，其中存在之任何其他相（“第二相”）皆被嵌入為島狀區域（使用拉曼顯微鏡藉由拉曼光譜法在拋光部分中觀察到）。

在樣品之代表性截面上測定靶材之各種相及其體積比例以及密度，並且由於可假定各向同性之微結構，因此體積比例由在切割表面上所測量之面積比例得出（即，體積比例對應於所測量之面積比例）。出於此目的，藉由乾法製造樣品之金相拋光部分，採用拉曼光譜法，使用拉曼顯微鏡對各種金屬氧化物相進行位置解析測定。如以下詳細描述，拉曼光譜法是藉由利用雷射束以點方式掃描欲分析之靶材之樣品表面並且為每個測量點測量完整的拉曼光譜（“拉曼映射”）來進行。將每個測量點所得之拉曼光譜與受質疑之各種金屬氧化物之參考光譜進行比較，並且將相應的相分配給每個測量點，以產生樣品相組成之二維描述，然後自其中可計算出各相之面積比例（及體積比例）。可藉由拉曼光譜法無歧義地鑑定（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 基質相。圖1顯示（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 相之參考拉曼光譜。可自國際繞射數據中心（International Centre for Diffraction Data（ICDD）；PDF第01-070-0952號）獲得粉末繞射數據。各種金屬氧化物相之體積比例（及與之相同的面積比例）是以基於靶材中材料之粒子（晶粒）所佔據之總體積（或總面積）之標準化及相關的圖式來描述。自該總體積（或該總面積）中排除靶材之孔所佔據之體積（以及與之相同的面積）。因此，個別金屬氧化物相之體積比例（以及與之相同的面積比例）在沒有孔體積之情況下自身總計達到100%。

根據本發明，靶材可由一或複數種化學組成不同（然後形成不同相）之金屬氧化物形成。於此，各個金屬氧化物可為精確地一種金屬或替代地複數種金屬（即在後一種情況下為混合氧化物）之化學計量或亞化學計量之金屬氧化物。根據本發明，在靶材中，Mo形成為存在金屬（以陽離子形式存在）中之主要組分，即Mo（Mo；以at.%計）相對於包括Mo比例（Mo；以at.%計）之所有存在金屬之總量（Me；以at.%計）之比例，即Mo/（Me+Mo），為至少50%。尤其為至少80%，更佳至少84%。原則上，靶材中亦可存在除Mo及至少一種摻雜元素M之外之其他金屬。然而，除存在的任何雜質之外，靶材中除Mo之外亦存在之其他金屬較佳僅由至少一種摻雜元素M所形成。原則上，由Ta、Nb、V及Ti組成之群之二或多種摻雜元素M可存在於靶材中。然而，特別較佳在靶材中僅精確地存在來自該群之一種摻雜元素M。此精確地一種摻雜元素M較佳為Ta或替代地為Nb。添加Ta及/或Nb作為摻雜元素可使常規鋁蝕刻劑（磷酸、硝酸、乙酸及水之混合物）之濕蝕刻速率降低至可接受的程度。Ta或Nb之添加亦可能影響基於過氧化氫之銅蝕刻劑之濕蝕刻速率。Ta或Ta氧化物粉末為起始原料，可大量使用，然而價格波動很大。Nb或Nb氧化物粉末通常可以較低的價格獲得。

如上所述，靶材中可存在與製造有關之“雜質”（金屬以及非金屬），例如鎢（W）、鈉（Na）、鉀（K）、銻（Sb）、釩（V）、鉻（Cr）、鐵（Fe）、碳（C）及氮（N）。此等雜質之總含量典型地＜1000 µg/g。

根據本發明，在混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 中原則上可存在由Ta、Nb、V及Ti組成之群之二或多種摻雜元素M。然而，特別較佳在混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 中僅存在來自該群之一個摻雜元素M。此外，根據本發明，原則上可能使用複數種不同的混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ ，在各種情況下M作為由Ta、Nb、V及Ti組成之群之一或多種元素存在於靶材中，且隨後此等混合氧化物中之一者精確地形成上述基質相。然而，特別較佳僅精確地存在一種此混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 。尤其，基質相之混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 中之x之範圍為0.02≤x≤0.12。

在一個具體實例中，靶材是由至少一種以下金屬氧化物所形成； - 作為金屬主要組分之鉬（Mo）之金屬氧化物及 - 由鉭（Ta）、鈮（Nb）、釩（V）及鈦（Ti）組成之群之至少一種摻雜元素M之金屬氧化物。因此，除存在任何雜質（對於“雜質”之定義，參見上文）之外，不存在其他金屬，並且所有金屬皆被氧化性結合（並且不以例如氮化物、硼化物等形式存在）。以此種方式實現氧化鉬之有利性質以及至少一種摻雜元素M之效果（例如，影響濕蝕刻速率），而不會發生其他可能的不利相互作用。

在一個具體實例中，基於靶材之拋光部分且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量，由混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 所構成之基質相在靶材中之比例為≥60%體積，即在靶材中該比例在60-100體積%範圍內。尤其，該比例為≥75體積%，即在75-100體積%範圍內，並且該比例更佳≥90體積%，即在90-100體積%範圍內。混合氧化物相之比例越高，靶材就越強烈地顯示出該基質相之上述有利的性質。僅當靶材之組成接近混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 中有關元素之比例時，才能實現很高的比例。在一個具體實例中，該比例為100體積%（即，沒有檢測到第二相）。為了實現100體積%，靶材之組成必須在很大程度上對應於混合氧化物中元素之比例。關於體積百分比之測定，就樣品製備及拉曼光譜法而言，可參考上面的一般描述及下面的詳細描述。

在一個具體實例中，靶材含有 a. MoO₂ 及/或Mo₄ O₁₁ 以及 b. 視需要選用之一或多種由以下組成之群之化合物： - MoO₃ ， - 由Mo₁₇ O₄₇ 、Mo₅ O₁₄ 、Mo₈ O₂₃ 、Mo₉ O₂₆ 及Mo₁₈ O₅₂ 組成之群之其他亞化學計量之氧化鉬， - 化學計量（例如Ta₂ O₅ ）及/或亞化學計量（例如Ta₂ O_5-1 ；0 ＜ l ＜1）之氧化鉭， - 化學計量（例如Nb₂ O₅ ）及/或亞化學計量（例如Nb₂ O_5-m ；0 ＜ m ＜1）之氧化鈮， - 化學計量（例如V₂ O₅ ）及/或亞化學計量（例如V₂ O_5-n ；0 ＜n ＜1）之氧化釩，及 - 化學計量（例如TiO₂ ）及/或亞化學計量（例如TiO_2-o ；0 ＜ o ＜1）之氧化鈦，上述化合物是作為以島狀分佈在基質相中之一或多個第二相，基於靶材之拋光部分並且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量，此等第二相之總比例為≤40體積%，即該比例在0.1-40體積%範圍內。特別是當靶材之組成偏離混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 中元素之比例時，第二相會增加。例如，若摻雜元素M之比例相對較低，從而限制混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 之形成，則會產生氧化鉬相。在上述第二相中，於此較佳為上述相MoO₂ 及Mo₄ O₁₁ ，因為其具有高的（幾乎金屬的）導電率（MoO₂ ：1.25×10⁶ S/m；單斜晶Mo₄ O₁₁ ：1.25×10⁶ S/m）及相對低的蒸氣壓，此對於塗佈製程之穩定性是有利的。原則上，大部分相似的優點亦適用於視需要選用之相Mo₁₇ O₄₇ 、Mo₅ O₁₄ 、Mo₈ O₂₃ 、Mo₉ O₂₆ 及Mo₁₈ O₅₂ ，但在此處考量之製造過程中，此等相典型地不會出現或僅以很小的比例出現。在a.及b.下所提及之第二相之比例較佳為≤25體積%（即在0.1-25體積%範圍內），更佳為≤10體積%（即在0.1-10體積%範圍內），使得剩餘體積比例在各種情況下皆是由特別有利的混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 所形成。

在一個具體實例中，靶材中第二相MoO₃ 之比例基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量在0-2體積%範圍內，即該比例≤2體積%。由於MoO₃ 為電絕緣的（導電率小於1x10^-5 S/m），因此第二相MoO₃ 之比例應保持盡可能低，此可能致使在塗佈製程中形成粒子。此外，MoO₃ 為水溶性的，此在靶之機械加工及儲存上是不利的。較佳藉由拉曼光譜法完全無法在靶材中檢測到第二相MoO₃ （即所測量之比例為0體積%），或者，若不能完全避免，則將其比例保持在0.1-1.0體積%範圍內。

在一個具體實例中，靶材中之氧含量（以重量%計）在26至32重量%範圍內。沉積層中之氧含量會影響光學反射，從而較佳在靶材中設定典型地在上述範圍內之大部分對應的氧含量。此外，在該範圍內實現令人滿意的導電率，從而使得可能進行DC（直流（direct current））濺鍍製程（而必須使用RF（射頻（radio frequency）；即高頻）濺鍍製程（即交流電）來濺鍍電絕緣靶），此與增加的成本有關（特別是在濺鍍設備組態方面上）。如下文更詳細描述，可在製造過程期間藉由稱量適當的含氧化物粉末來設定氧含量，以便將稱量的氧比例（相對於稱量的金屬比例）對應於靶材所需的氧含量。同時，所提及之氧含量對於燒結行為及製造期間混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 之形成是有利的。由於金屬氧化物相中各種晶格位點之精確佔據亦可能與溫度有關，僅考量靶材中之總氧含量會達到目的。在本例中，靶材中之總氧含量是藉由載體氣體熱萃取儀器（藉由紅外線量測單元，例如使用LECO RO300或LECO 836，來檢測作為CO及CO₂ 之氧）所測定。

在一個具體實例中，靶材中之（至少一種）摻雜元素M（以at.%計）之比例相對於Mo及摻雜元素M之總含量（以at.%計），即M/（Mo+M），在0.02-0.15範圍內。為了能夠在靶材中形成作為基質相之混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ ，（至少一種）摻雜元素M之含量必須最小。由於在基質相（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 內摻雜元素M之比例x可變化至一定程度，因而亦容易減少，因此於此具有一定的寬容度。此外，摻雜元素M之含量必須最小，以便存在所製造之層之所欲的比例（特別是關於濕蝕刻行為方面）。另一方面，由於之後基質相中無法再被摻雜元素M佔據，隨後致使摻雜元素之氧化物（例如Ta₂ O₅ 、Nb₂ O₅ 、V₂ O₅ 、TiO₂ ）呈第二相形式之比例增加，因此摻雜元素M之含量過高是不利的。此外，在摻雜元素M之含量增加之情況下（例如在Ta之情況下），有時所製造之層之反射再次增加，並且蝕刻速率亦不再對應於所欲範圍。鑑於此，對於比例M/（Mo+M），其特別較佳在0.05-0.12範圍內。可在製造過程中經由適當的粉末重量來設定所欲的M/（Mo+M）比例，因為在下文所述之製造路線中此在很大程度上會保持不變。在靶材本身中，存在之金屬比例以及M/（Mo+M）比例可藉由化學分析，特別是藉由ICP-MS（感應耦合電漿質譜法（inductively coupled plasma mass spectroscopy））或使用ICP-OES（感應耦合電漿放射光譜法（inductively coupled plasma optical emission spectrometry））所測定。

在一個具體實例中，靶材中之摻雜元素M是由Ta所形成，且混合氧化物之基質相是由（Mo_1-x Ta_x ）₅ O₁₄ 所形成，其中0.06≤x≤0.08。基質相（Mo_1-x Ta_x ）₅ O₁₄ 中Ta之比例x典型地取值為0.07。取決於製造期間用於形成基質相之Ta之可用性（即，尤其取決於起始粉末之組成及比例），x通常在0.06≤x≤0.08範圍內，該基質相在此範圍內為穩定的。如上所述，就影響濕蝕刻速率及可用性而言，Ta為特別較佳的。在實踐中亦發現基質相（Mo_1-x Ta_x ）₅ O₁₄ 是特別有利的。

較佳將所添加之非常高比例之摻雜元素M（於此為Ta）併入至由混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 所構成之基質相中，若摻雜元素M（於此為Ta）未完全併入，則其較佳以金屬氧化物（例如混合氧化物，Ta₂ O₅ ）形式存在，而不以金屬元素形式存在。Ta作為金屬相將致使明顯不同的性質。由於Ta₂ O₅ 為介電的，因而可能為濺鍍中之粒子及層缺陷之原因，因此Ta₂ O₅ 之比例亦較佳相對較低。此外，在所製造之層中作為薄次層之Ta₂ O₅ 將為光學透明的，因此將損害該層之光學性質。因此，根據一個具體實例，在靶材中，Ta（較佳以唯一摻雜元素M存在）完全以金屬氧化物（例如，混合氧化物，Ta₂ O₅ ）（即，不作為金屬元素）存在，並且基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量，靶材中Ta₂ O₅ 相之比例為≤3體積%（即0-3體積%比例），較佳≤1體積%（即0-1體積%比例）。此尤其適用於摻雜元素Ta（以at%計）之比例相對於Mo及Ta之總含量（以at%計），即M/（Mo+M），在0.02-0.15範圍內，較佳在0.05-0.12範圍內。

在一個具體實例中，靶材中之摻雜元素M是由Nb所形成，且由混合氧化物所構成之基質相是由（Mo_1-x Nb_x ）₅ O₁₄ 所形成，其中0.07≤x≤0.12。取決於製造過程期間形成基質相之Nb之可用性（即，尤其取決於起始粉末之組成及比例），x通常在0.07≤x≤0.12範圍內，該基質相在此範圍內為穩定的。如上所述，就影響濕蝕刻速率及廉價可用性而言，Nb為有利的，亦因為基質相在0.07≤x≤0.12之相對較寬範圍內為穩定的。

如以上關於Ta之解釋，較佳地將所添加之非常高比例之摻雜元素M（於此為Nb）併入至由混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 及摻雜元素M（於此為Nb）所構成之基質相中，若該所添加之非常高比例之摻雜元素M（於此為Nb）未完全併入，則其較佳以金屬氧化物（例如混合氧化物，Nb₂ O₅ ）形式存在，而不以金屬元素形式存在。因此，根據一個具體實例，在靶材中，Nb（較佳以唯一摻雜元素M存在）完全以金屬氧化物（例如，混合氧化物，Nb₂ O₅ ）（即，不作為金屬元素）存在，並且基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量，靶材中Nb₂ O₅ 相之比例為≤3體積%（即0-3體積%比例），較佳≤1體積%（即0-1體積%比例）。此尤其適用於摻雜元素Nb（以at%計）之比例相對於Mo及Nb之總含量（以at%計），即M/（Mo+M），在0.02-0.15範圍內，較佳在0.05-0.12範圍內。

在一個具體實例中，靶材之相對密度為≥95%（即在95-99.9%範圍內），特別≥97%（即在97-99.9%範圍內），較佳≥98%（即，在98-99.9%範圍內）。由於具有相對低密度之靶材會致使電弧放電（“電弧”）並且在濺鍍期間形成粒子，因此具有高相對密度之壓實靶材對於沉積層之品質至關重要。相對密度之測定是借助於靶材之金相拋光部分之光學顯微照片藉由數位影像分析來進行，其中評估孔之相對面積比例“PA”（PA：孔相對於所測定之總面積之面積比例）。相對密度則對應於值（1-PA），並且作為三個此等孔隙率測量值之算術平均值來進行計算。該程序將在下面詳細描述。

在一個具體實例中，靶材在25℃下之導電率為≥100 S/m。此使得DC濺鍍成為可能，此外在所製造之層中實現令人滿意的導電率。於此，藉由使用電阻測量裝置（例如Ulvac ZEM3）藉由四點測量方法來測量導電率。

在一個具體實例中，靶材是以動力冶金製造之（巨觀）固體存在。動力冶金製造路線允許在短時間內（例如保持時間典型地＜12小時）以高相對密度及高相純度之壓實組件（壓實靶材，例如每個靶段至少1 kg）在工業規模上廉價地製造靶材。於此，粉末冶金製造是指藉由施加壓力及/或熱來使適當的起始粉末（其在複數種粉末之情況下預先經適當地混合）緻密化。粉末冶金製造獲得了靶材之特徵微結構，特別是多相及細粒度之微結構。在光學顯微鏡下，在掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope；REM）上或藉由拉曼顯微鏡，借助於拋光部分，本領域技術者可容易地在靶材上識別粉末冶金製造方法。

形成MoO₂ 、MoO₃ 之粉末混合物，其視需要含有小比例之亞化學計量之氧化鉬，諸如尤其Mo₄ O₁₁ ，以及一或多種摻雜元素M之氧化物（Ta₂ O₅ 、V₂ O₅ 、Nb₂ O₅ 、TiO₂ ）作為起始粉末。稱量各種粉末之比例，以便建立元素Mo、M及O所需的比例。MoO₂ 及MoO₃ 為容易獲得、廉價、易於處理的原料，其在環境條件下為熱力學穩定的。可藉由在適當的氛圍（諸如H₂ ）中還原MoO₃ 粉末來製造亞化學計量之氧化物。

為了在隨後緻密化步驟期間以所需的高比例形成由混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 所構成之所需的基質相，首先應注意確保適當比例之稱量粉末接近混合氧化物。此外，重要的是所使用之粉末為非常精細的（d₅₀ 值典型地＜10 µm），並且在緻密化步驟之前被很好的混合。如亦將借助於製造實施例所解釋，藉由適當的篩分步驟（例如篩孔為63 µm之篩網），自MoO₂ 粉末及摻雜元素M之氧化物粉末（以及亦視需要選用之亞化學計量之氧化鉬）中篩分出大於63 µm之粗材料之比例。在MoO₃ 粉末之情況下，亦使用特別精細的粉末（例如，d₅₀ 為3 µm，藉由雷射散射，例如藉由Malvern儀器測量粒度）。粉末之混合較佳在高強度混合器中或藉由犁頭混合器來進行，要注意確保非常良好地混合粉末。

尤其可藉由熱壓、熱等靜壓、火花電漿燒結（spark plasma sintering；SPS）或壓製燒結來進行緻密化。尤其在600至800℃範圍內之溫度及15至110 MPa範圍內之壓製壓力下進行緻密化。尤其在設定高溫時，較佳在減壓下或在保護性氣體氛圍（即氬氣）中進行緻密化。在SPS之情況下，藉由施加壓力及熱來實現緻密化，其中熱是藉由流過粉末混合物之電流在內部所產生。在熱壓之情況下，同樣藉由施加壓力及熱來實現緻密化，其中熱是藉由加熱模具自外部所提供。在熱等靜壓中，起始粉末存在於密閉的膠囊中，並且藉由向膠囊施加壓力及熱來進行緻密化。在藉由壓製燒結之緻密化中，將起始粉末壓製成生坯，隨後藉由低於熔點之熱處理將其燒結。

在緻密化過程期間，以固態反應或根據化學組成及製程條件，亦根據液相反應或多相反應（即固-液）將起始粉末轉化為靶材。於此發生之反應類似於歸一反應（comproportionation）：MoO₃ 被還原成可能的各種亞化學計量之氧化物（例如Mo₁₈ O₅₂ 、MoO₄ O₁₁ 等），而MoO₂ 至少部分被氧化成可能的各種亞化學計量之氧化物。此外，摻雜元素M之至少一種氧化物（Ta₂ O₅ 、V₂ O₅ 、Nb₂ O₅ 、TiO₂ ）在很大程度上進入混合氧化物（Mo_1-x M_x ）₅ O₁₄ 中以形成基質相。在緻密化之後，可進行機械後處理（例如藉由切削加工工具），以給出所需的最終幾何形狀或進行表面處理（設定所需的表面粗糙度）。可視需要施加其他組件，諸如背板、支撐管、連接件、插件，以完成濺鍍靶。

在本發明之一個具體實例中，基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡（藉由拉曼光譜法）測量，一或多個第二相是以精細且均勻分佈之小島形式存在於靶材之基質相中。尤其，第二相之至少95%之島具有在各種情況下≤60 µm之等效圓直徑（在各種情況下根據島之相應面積計算，以具有相同面積及“等效圓直徑”之圓之形式描繪）。於此，測定相對於代表性選擇之1000 μm×1000 μm之分析區域之島之總數“具有在各種情況下≤60 µm之等效圓直徑之小島”之數量。在拋光部分之拉曼圖像中可看到第二相之此種精細島結構，並且可藉由定量圖像分析對島之面積及尺寸進行適當評估。

本發明進一步提供根據本發明之濺鍍靶之用途，該濺鍍靶可額外地根據一或多個上述具體實例及變型所組態，其用於氣相沉積含氧化鉬層，其中濺鍍製程是在沒有氧氣或在引入不大於20體積%之氧氣作為反應氣體之惰性氣體氛圍中以DC濺鍍製程或脈衝DC濺鍍製程來進行。在直流濺鍍或DC濺鍍中，在作為陰極連接之濺鍍靶與陽極（通常為塗佈設備之殼體及/或真空室中之屏蔽板）之間施加DC電壓。DC濺鍍製程或脈衝DC濺鍍製程在惰性氣體氛圍中，特別是氬氣氛圍中進行，較佳無反應地進行，無需另外引入氧氣。由於塗佈製程中氧氣消耗很少（經由排出之製程氣體所形成之氧氣向外輸送），因此於此沉積之層之氧含量可能會比所使用之靶材之氧含量稍微低，此取決於塗佈設備及操作模式而可些微變化。為了製造氧含量高於靶材氧含量之含氧化鉬層，亦可藉由引入不大於20體積%，較佳＜10體積%，更佳＜5體積%之氧氣（基於反應氣體之組成）對靶材進行反應濺鍍，並且藉由使用氧化性靶材可將所引入之氧氣量保持相對較低。因此，反應濺鍍之缺點（磁滯效應、沉積層中潛在的不均質性）不是很明顯。

本發明之其他優點及有用的態樣可參考所附圖式自以下工作實施例之描述中得出。在顯示拉曼光譜之圖式中，分別以強度（以數量或計數為單位）相對於拉曼位移（以cm^-1 為單位）（Raman shift）來繪製。

實施例1

將MoO₂ 粉末（Plansee SE；d₅₀ 為約6 µm）在篩孔為63 µm之篩網中進行篩分，其中不再使用＞63 µm之粗部分。將以此方式獲得之40 mol%之MoO₂ 粉末與57 mol%之MoO₃ 粉末（Molymet，在本例中d₅₀ 為約3 µm）及3 mol%之五氧化二鉭粉末（HC Starck，d₅₀ 為約2 µm；篩分至＜63 µm；Ta₂ O₅ ）在犁頭混合器（Lödige）中混合20分鐘，以便在粉末成分之間得到均勻分佈。將所獲得之粉末混合物引入至尺寸為Ø250 mm（即直徑為250 mm）及高度為50 mm之石墨模具中，並且在熱壓機中在30 MPa之壓製壓力、800°C之溫度及480分鐘之保持時間下在減壓下進行緻密化。壓實成分之相對密度為97.5%。所獲得之靶材之主要比例是由基質相所組成，該基質相是以79.4體積%比例之混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 所構成。靶材額外包含8.5體積%比例之MoO₂ 相及12.1體積%比例之Mo₄ O₁₁ 相。實施例2

將MoO₂ 粉末（Plansee SE；d₅₀ 為約6 µm）在篩孔為63 µm之篩網中進行篩分，其中不再使用＞63 µm之粗部分。將以此方式獲得之40 mol%之MoO₂ 粉末與57 mol%之MoO₃ 粉末（Molymet，在本例中d₅₀ 為約3 µm）及3 mol%之五氧化二鉭粉末（HC Starck，d₅₀ 為約2 µm；篩分至＜63 µm；Ta₂ O₅ ）在高強度混合器（Eirich）中混合10分鐘，以便在粉末成分之間得到均勻分佈。將所獲得之粉末混合物引入至尺寸為Ø250 mm（即直徑為250 mm）及高度為50 mm之石墨模具中，並且在熱壓機中在30 MPa之壓製壓力、800°C之溫度及360分鐘之保持時間下在減壓下進行緻密化。壓實成分之相對密度為99.5%。所獲得之靶材之主要比例是由基質相所組成，該基質相是以94.3體積%比例之混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 所構成。靶材額外包含2.6體積%比例之MoO₂ 相、3.0體積%比例之Mo₄ O₁₁ 相及0.1體積%比例之Ta₂ O₅ 相。

圖7顯示藉由以此方式製造之靶材之拉曼映射所測定之微結構。在微結構中，可識別出對應於上述相比例之包含MoO₂ 相之區域、包含Mo₄ O₁₁ 相之區域及包含Ta₂ O₅ 相之區域。此等不同的相被嵌入至由（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 相所形成之基質中。

相比之下，圖8顯示作為比較實施例之不包含由混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 所構成之任何基質相之靶材之拉曼映射。（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 相是以24.0體積%比例存在。Mo₄ O₁₁ 相佔50.3體積%比例，MoO₂ 相佔12.5體積%比例，Mo₁₈ O₅₂ 相佔5.0體積%比例，Ta₂ O₅ 相佔2.4體積%比例，且MoO₃ 相佔5.8體積%比例。自圖8亦可看出，與圖7中根據本發明之靶材相比，比較實施例之靶材內之相明顯更粗粒且分佈較不均勻。實施例3

將MoO₂ 粉末（Plansee SE；d₅₀ 為約6 µm）在篩孔為63 µm之篩網中進行篩分，其中不再使用＞63 µm之粗部分。將以此方式獲得之52 mol%之MoO₂ 粉末與42 mol%之MoO₃ 粉末（Molymet，在本例中d₅₀ 為約3 µm）及6 mol%之五氧化二鉭粉末（HC Starck，d₅₀ 為約2 µm；篩分至＜63 µm；Ta₂ O₅ ）在犁頭混合器（Lödige）中混合20分鐘，以便在粉末成分之間得到均勻分佈。將所獲得之粉末混合物引入至尺寸為Ø250 mm（即直徑為250 mm）及高度為50 mm之石墨模具中，並且在熱壓機中在30 MPa之壓製壓力、800°C之溫度及480分鐘之保持時間下在減壓下進行緻密化。壓實成分之相對密度為97.5%。所獲得之靶材之主要比例是由基質相所組成，該基質相是以80.3體積%比例之混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 所構成。所獲得之靶材包含18.9體積%比例之MoO₂ 相、0.2體積%比例之Mo₄ O₁₁ 相及0.6體積%比例之Ta₂ O₅ 相。實施例4

將MoO₂ 粉末（Plansee SE；d₅₀ 為約6 µm）在篩孔為63 µm之篩網中進行篩分，其中不再使用＞63 µm之粗部分。將以此方式獲得之45 mol%之MoO₂ 粉末與51 mol%之MoO₃ 粉末（Molymet，在本例中d₅₀ 為約3 µm）及4 mol%之五氧化二鈮粉末（HC Starck，d₅₀ 為約2 µm；篩分至＜63 µm；Nb₂ O₅ ）在犁頭混合器（Lödige）中混合20分鐘，以便在粉末成分之間得到均勻分佈。將所獲得之粉末混合物引入至尺寸為Ø250 mm（即直徑為250 mm）及高度為50 mm之石墨模具中，並且在熱壓機中在30 MPa之壓製壓力、800°C之溫度及360分鐘之保持時間下在減壓下進行緻密化。所獲得之靶材之主要比例是由基質相所組成，該基質相是以78.6體積%比例之混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 所構成。壓實成分之相對密度為98.2%。所獲得之靶材包含18.7體積%比例之MoO₂ 相、2.6體積%比例之Mo₄ O₁₁ 相及0.1體積%比例之Nb₂ O₅ 相。實施例5

將MoO₂ 粉末（Plansee SE；d₅₀ 為約6 µm）在篩孔為63 µm之篩網中進行篩分，其中不再使用＞63 µm之粗部分。將以此方式獲得之39 mol%之MoO₂ 粉末與52 mol%之MoO₃ 粉末（Molymet，在本例中d₅₀ 為約3 µm）及8 mol%之二氧化鈦粉末（rutile，d₅₀ ＜2 µm；篩分至＜63 µm；TiO₂ ）在球磨機中一起研磨10分鐘，隨後將其在高強度混合器（Eirich）中混合10分鐘，以便在粉末成分之間得到均勻分佈。將所獲得之粉末混合物引入至尺寸為Ø100 mm及高度為50 mm之石墨模具中，並且在熱壓機中在30 MPa之壓製壓力、800°C之溫度及120分鐘之保持時間下在減壓下進行緻密化。壓實成分之相對密度為91.2%。所獲得之靶材包含由混合氧化物（Mo_0.97 Ti_0.03 ）₅ O₁₄ 所構成之基質相。濺鍍測試：

在一系列實驗中，在規定的製程條件下，與非本發明之氧化鉬鉭靶材（參考）相比，將根據實施例1及實施例2所製造之氧化鉬鉭靶材進行非反應濺鍍，以測定層性質。用作參考之氧化鉬鉭靶材具有與實施例1及2相同的組成，但不存在由混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 所構成之基質相。於此使用100 W之濺鍍功率及5.0×10^-3 毫巴之氬氣之製程壓力（22 sccm；sscm：標準立方公分/分鐘）。所用之濺鍍靶之沉積速率顯示於圖9中，圖9左列對應於實施例1（Ex. 1）之靶材，中間列對應於實施例2（Ex. 2）之靶材，及右列對應於參考靶材。

將所製造之層之反射率用作評估標準。為了測定反射率，在玻璃基板（Corning Eagle XG，50×50×0.7 mm³ ）上塗佈氧化鉬鉭及200 nm之Al（鋁）覆蓋層。於此，在規定的製程條件下，與上述非本發明之氧化鉬鉭靶材（參考）相比，將上述根據實施例1及實施例2所製造之氧化鉬鉭靶材進行非反應濺鍍。使用Perkin Elmer Lambda 950分光光度計在所示波長範圍內通過玻璃基板測量反射率。為了獲得非常低的反射率，將氧化鉬鉭之層厚度在40至60 nm範圍內變化。氧化鉬鉭層厚度為50 nm之一系列測試結果如圖10所示，其以反射率（%）分別相對於波長（nm；奈米）所繪製。於此，除在相對較高波長區域中實施例1之反射率曲線略微升高以外，實施例1之反射率曲線（Ex. 1；虛曲線）及實施例2之反射率曲線（Ex. 2；斷曲線）實際上為一致的。該等曲線顯著位於非本發明之參考之實線反射率曲線之下方。

自圖9及圖10之比較可看出，在實施例1及2之靶材之情況下（參見圖10），在所測定之整個波長範圍內實現較低的反射率，並且此在相當的沉積速率下（見圖9）。此外，根據本發明之靶材具有上述其他優點。尤其，由於其之導電性及有利的相組成（基質相；第二相之精細分散），其具有較佳的濺鍍行為（均勻的濺鍍速率，避免電弧及粒子形成），其在層品質上具有有利的效果（均勻的層組成；均勻的層厚度）。樣品製備：

為了測定靶材中存在之相之體積比例及靶材之密度，藉由乾製備自代表性樣品部件中製備金相拋光部分，該方法為藉由乾切割（金剛石線鋸、帶鋸等）將面積為約10-15x10-15 mm² 之樣品切割成一定尺寸，用壓縮空氣清潔，然後將其熱及導電地（摻C）嵌入至酚醛樹脂中，並且進行研磨及拋光。由於至少MoO₃ 相可溶於水，因此乾製備至關重要。隨後藉由光學顯微鏡分析以此方式獲得之拋光部分。藉由拉曼光譜法測定相之比例：

使用拉曼顯微鏡（Horiba LabRAM HR800），其中將共焦光學顯微鏡（Olympus BX41）與拉曼光譜儀結合使用，以便對靶材中存在之相進行位置解析測定。藉由聚焦雷射束（He-Ne雷射，波長λ= 632.81 nm，總功率為15 mW）以1x1 mm² 之面積（將預測定之樣品表面固定在電動XYZ工作台上，然後移動後者）以步長為5 µm逐點掃描欲分析之表面。針對個別201x201測量點中之各者產生完整的拉曼光譜（“拉曼映射”）。拉曼光譜是自反向散射輻射中所獲得，該輻射藉由光柵（300線/mm；光譜解析度：2.6 cm^-1 ）以波長分散方式進行分離，並且藉由CCD檢測器（1024×256像素多通道CCD；光譜範圍：200-1050 nm）進行記錄。在放大100倍、數值孔徑NA為0.9之顯微鏡透鏡（該顯微鏡透鏡用於聚焦來自拉曼光譜儀之雷射束）之情況下，理論測量點尺寸可達到0.7 µm² 。選擇激發能量密度（5 mW/µm² ），使其足夠小以避免樣品中發生相變。在氧化鉬之情況下，激發輻射之穿透深度限制為幾微米（在純MoO₃ 之情況下，例如為約4 µm）。在每個測量點之1 s（s：秒）之採集時間內測定拉曼信號，從而給出足夠好的信噪比。藉由此等拉曼光譜之自動評估（評估軟體Horiba LabSpec 6），產生樣品表面組成之二維描繪，並且可自此二維描繪定量地測定各個相之域尺寸、面積比例等。為了精確識別氧化鉬相，在預先合成之參考樣品上記錄參考光譜，或者在相對較大的均質樣品區域上記錄參考光譜，並且注意確保參考光譜精確地對應於一個金屬氧化物相。（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ （圖1）、Ta₂ O₅ （圖2）、Mo₁₈ O₅₂ （圖3）、MoO₂ （圖4）、MoO₃ （圖5）、Mo₄ O₁₁ （圖6）之參考光譜顯示於圖1至圖6中（散射光之強度“計數”相對於拉曼位移（cm^-1 ）繪製於個別光譜中）。拉曼光譜之分析及分配是藉由CLS方法（經典最小平方擬合）借助於上述評估軟體之“多變量分析模塊”來進行。出於此目的，將樣品光譜S表示為個別標準化參考光譜R_i 之線性組合，其中c_i 為相應的加權因子，Δ為偏移值，S = ∑c_i R_i +Δ。隨後，將對應於金屬氧化物相之顏色分配給每個測量點，在各種情況下，僅將具有最高加權因子c_i 之相用於顏色分配。加權因子c_i 之量級（絕對值）測定測量點之亮度。由於通常可將一個測量點之光譜無歧義地分配給單一金屬氧化物相，因此此程序為合理的。

對於所使用之透鏡，即使在孔上進行測量，亦可自所有201×201個測量點獲得樣品光譜。在此種情況下，信號源自位於孔下面之較深的區域。若例如由於存在孔而沒有獲得個別測量點之拉曼光譜，在測定面積比例時可忽略不計，即，靶材之孔所佔據之體積不包括在總體積中。因此，個別氧化鉬相之體積比例本身合計為100%，不包含孔體積。

於此描述之分析方法非常適合測定於此要討論之相之相對比例。測定相對密度：

靶材之相對密度之測定是藉由金相拋光部分之光學顯微照片之數位圖像分析來進行，其中測定孔之相對面積比例“PA”。出於此目的，在製備樣品之後，製作三張尺寸為1×1 mm² ，放大100倍之明視野照片之圖像，盡可能避免明顯的拉出或其他損傷（諸如由乾製備所導致之刮痕）之區域。藉由在IMAGIC圖像數據庫中所實施之數位圖像處理軟體對所獲得之圖像進行評估。出於此目的，借助於直方圖在圖像上將孔隙比例標示為灰色（深色）。間隔之下限設置為0（=黑色）。另一方面，必須借助灰階強度直方圖（255=白色）主觀地估計上限。設置欲測量之圖像區域（ROI），以排除比例尺。結果，獲得孔之相對面積比例“PA”（百分比）及根據所選灰階間隔所著色之圖像（著色意指該像素被包括在測量中，因此計數為孔）。相對密度之值（1-PA）被測定為三個此等孔隙率測量之算術平均值。

無

圖式顯示： [圖1]：混合氧化物（Mo_0.93 Ta_0.07 ）₅ O₁₄ 之拉曼參考光譜； [圖2]：Ta₂ O₅ 之拉曼參考光譜； [圖3]：Mo₁₈ O₅₂ 之拉曼參考光譜； [圖4]：MoO₂ 之拉曼參考光譜； [圖5]：MoO₃ 之拉曼參考光譜； [圖6]：Mo₄ O₁₁ 之拉曼參考光譜； [圖7]：藉由拉曼映射所產生之根據本發明之工作實施例之微結構； [圖8]：藉由拉曼映射所產生之比較實施例之微結構； [圖9]：針對二個根據本發明之濺鍍靶（實施例1、實施例2）及比較實施例（參考）所繪製分別以（nm/min），即奈米/分鐘為單位之沉積速率之圖（在各種情況下均簡稱為MoO_z （2＜z＜3），具有合適的Ta₂ O₅ 莫耳比例，在各種情況下基於起始粉末）；及 [圖10]：針對已使用描繪於圖8中之本發明之二個濺鍍靶（實施例1、實施例2）及比較實施例（參考）所沉積之層系統所繪製反射率（%）對波長（nm）（奈米）之圖。

Claims

一種濺鍍靶，其包含導電之氧化性靶材，其中該靶材含有至少一種以下金屬氧化物- 鉬(Mo)作為金屬主要組分之金屬氧化物，以及- 由鉭(Ta)、鈮(Nb)、釩(V)及鈦(Ti)組成之群之至少一種摻雜元素M之金屬氧化物，其特徵在於該靶材基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量包含由混合氧化物(Mo_1-xM_x)₅O₁₄所構成之基質相，其中0.01
x
0.13，其中該混合氧化物中之M為一或多種由鉭(Ta)、鈮(Nb)、釩(V)及鈦(Ti)組成之群之元素，其特徵在於基於該靶材之拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量，由該混合氧化物所構成之該基質相在靶材中之比例為
60%體積，其特徵在於該靶材含有a. MoO₂及/或Mo₄O₁₁以及b. 視需要選用之一或多種由以下組成之群之化合物：- MoO₃，- 由Mo₁₇O₄₇、Mo₅O₁₄、Mo₈O₂₃、Mo₉O₂₆及Mo₁₈O₅₂組成之群之其他亞化學計量之氧化鉬，- 化學計量及/或亞化學計量之氧化鉭，- 化學計量及/或亞化學計量之氧化鈮，- 化學計量及/或亞化學計量之氧化釩，及- 化學計量及/或亞化學計量之氧化鈦，該等化合物是作為以島狀分佈在該基質相中之一或多個第二相，基於該靶材之拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量，該等第二相之總比例為
40體積%，其特徵在於基於該靶材之拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量，該靶材中之該第二相MoO₃之比例在0-2體積%範圍內，其特徵在於該靶材中之氧含量(以重量%計)在26至32重量%範圍內，且其特徵在於該靶材中之該摻雜元素M之比例(以at.%計)相對於Mo及該摻雜元素M之總含量(以at.%計)在0.02-0.15範圍內。
如請求項1之濺鍍靶，其特徵在於，在該靶材中，該摻雜元素M是由Ta所形成，且該基質相是由該混合氧化物(Mo_1-xTa_x)₅O₁₄所形成，其中0.06
x
0.08。
如請求項2之濺鍍靶，其特徵在於該摻雜元素Ta完全以金屬氧化物存在於該靶材中，其中基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量，該靶材中Ta₂O₅相之比例為
3體積%。
如請求項1之濺鍍靶，其特徵在於，在該靶材中，該摻雜元素M是由Nb所形成，且該基質相是由該混合氧化物(Mo_1-xNb_x)₅O₁₄所形成，其中0.07
x
0.12。
如請求項4之濺鍍靶，其特徵在於該摻雜元素Nb完全以金屬氧化物存在於該靶材中，其中基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量，該靶材中Nb₂O₅相之比例為
3體積%。
如請求項1至5中任一項之濺鍍靶，其特徵在於該靶材之相對密度為
95%及在25℃下之導電率為
100S/m。
如請求項1至5中任一項之濺鍍靶，其特徵在於該靶材是以動力冶金製造之固體存在。
如請求項1至5中任一項之濺鍍靶，其特徵在於基於其拋光部分並且使用拉曼顯微鏡測量，一或多個第二相是以精細且均勻分佈之小島形式存在於該靶材之該基質相中。
一種如請求項1至8中任一項之濺鍍靶之用途，其用於氣相沉積含氧化鉬層，其特徵在於濺鍍製程是在沒有氧氣或在引入不大於20體積%之氧氣作為反應氣體之惰性氣體氛圍中以DC濺鍍製程或脈衝DC濺鍍製程來進行。