WO2001073154A1 - Cible de pulverisation cathodique pour formation d'un film ito - Google Patents

Cible de pulverisation cathodique pour formation d'un film ito Download PDF

Info

Publication number
WO2001073154A1
WO2001073154A1 PCT/JP2001/000405 JP0100405W WO0173154A1 WO 2001073154 A1 WO2001073154 A1 WO 2001073154A1 JP 0100405 W JP0100405 W JP 0100405W WO 0173154 A1 WO0173154 A1 WO 0173154A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
target
sputtering
composition
range
ito
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/000405
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tateo Ohhashi
Yoshikazu Kumahara
Original Assignee
Nikko Materials Company, Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikko Materials Company, Limited filed Critical Nikko Materials Company, Limited
Priority to KR1020017014788A priority Critical patent/KR20020040666A/ko
Priority to JP2001570864A priority patent/JP3782355B2/ja
Publication of WO2001073154A1 publication Critical patent/WO2001073154A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/086—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to an ITO sputtering target which has little change over time in characteristics during sputtering.
  • ITO (indium-tin-tin composite oxide) films are widely used as transparent electrodes (films) for display devices, mainly liquid crystal displays.
  • the method for forming the ITo film is generally performed by a means generally called a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method.
  • the magnetron sputtering method is widely used as a method for forming an ITO film because the film deposition rate (deposition rate) is higher than that of a normal sputtering method without forming a magnetic field.
  • positive ions such as Ar ions physically collide with a target placed on the cathode, and the material constituting the target is released by the collision energy, and the target is faced. This is performed by laminating a film having almost the same composition as the target material on the substrate on the anode side.
  • the coating method by the sputtering method has a characteristic that a thin film having a thickness of several nm and a film having a thickness of several tens of m / m can be formed at a stable film forming rate by adjusting the processing time, supplied power, and the like.
  • magnetron sputtering using a DC power supply is widely used industrially for sputtering of IT ⁇ .
  • a device that detects arc discharge with this DC power supply has been developed, and the arc discharge can be monitored. Spattering is being performed.
  • the detected arc is called a hard arc, which emits a large amount of energy and has a long duration.
  • micro arcs a large number of arcs (generally called “micro arcs”) smaller than the hard arc are generated, and this has a great effect on the quality of the film. I understood. For this reason, in a recent process for increasing the definition of a device, it has been regarded as important to monitor the micro arc in addition to the hard arc and to suppress the occurrence thereof.
  • Nodules increase rapidly with an increase in the integrated power of sputtering, which is one of the causes of a decrease in deposition rate. If the deposition rate is reduced, the productivity naturally decreases, and in such a case, the input sputtering power is increased to prevent the deposition rate from decreasing. However, it is not desirable to significantly change the sputtering conditions (input sputtering rate) because the film quality may be changed.
  • a method of sintering a powder obtained by mixing a tin oxide powder and an indium oxide powder at a predetermined ratio is used for the I ⁇ sputtering target.
  • the data one Getting bets to be produced is that the S Ita_ ⁇ 2 has 1 0 wt% about free are often used. This is mainly for the purpose of improving the conductivity of the transparent conductive film (reducing the specific resistance).
  • Such an IT sputtering target not only generates abnormal discharge and nodules, but also stops the sputtering operation once the nodules are excessively increased, and cleans the target. Is necessary, and this is the cause of productivity decline.
  • the present invention suppresses micro-arcs generated during sputtering, reduces nodules generated on the target surface, and enables the sputtering operation to be stably performed under constant conditions over the entire target life.
  • composition of the S N_ ⁇ 2 contained in the target is 8.80 to 9.40 IT_ ⁇ sputtering Li Ngutage' bets, characterized in that in the wt% range
  • composition of S N_ ⁇ 2 contained in the target is 8. 90 ⁇ 9. 30 I TO sputtering coater Getting bets, characterized in that in the wt% range
  • composition of S N_ ⁇ 2 contained in the target is 9. 00 ⁇ 9. 20 I TO sputtering data one Getting bets, characterized in that in the wt% range
  • Figure 1 shows that the composition of Sn ⁇ 2 in the ITO target is 8.95 ⁇ : 10.8
  • FIG. 6 is a graph showing the number of occurrences of microphone opening arcs at an integrated power amount of 80 WH r / cm 2 when changed to (wt%).
  • FIG. 6 is a graph showing the number of occurrences of a mic opening arc at an integrated power amount of 120 WH r / cm 2 when changed to (wt%).
  • an indium oxide powder having an average particle diameter of 1 / m or less and a tin oxide powder having almost the same particle diameter are used as raw materials. They were uniformly mixed in a predetermined S N_ ⁇ 2 content, filled into a mold and adding molding binder thereto.
  • the mixed powder as the raw material filled in the mold is applied with a pressure of 50 to 200 MPa by a cold press to obtain a press-formed body.
  • the compact thus obtained was sintered at a temperature of 150 to 1650 ° C for 3 to 7 hours in a pure oxygen atmosphere of 100 kPa (absolute pressure), and the ITO Manufactures puttering target sintered bodies.
  • the composition of Sn 2 contained in the target is in the range of 8.80 to 9.40 wt%. It is preferably in the range of 8.9 to 9.30 wt%, and more preferably in the range of 9.0 to 9.20 wt%. It is better to be in the range of / 0 .
  • the S range of the composition of N_ ⁇ 2 can be easily achieved by adjusting the sintering conditions such as mixing ratio and sintering temperature of the raw material tin oxide powder.
  • changing the input sputter power substantially means changing the sputtering conditions. If the rate of change increases, the problem of affecting the film characteristics (changing the film characteristics) arises. Will occur.
  • the present invention can significantly reduce such a change in input sputter power density, and can perform a sputtering operation under almost constant conditions stably over the entire target life.
  • the density of the ITO sputtering target is set to 7.0 cm 3 or more
  • the center line average roughness Ra of the target is 0.5 m or less
  • the average crystal grain size of the target is 4 ⁇ m. Desirably less than.
  • tin oxide powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m or less and tin oxide powder having the same particle diameter were used, and the mixing ratio of the tin oxide powder was uniformly mixed at a predetermined ratio.
  • the molded body thus obtained was subjected to a pressure of 1,640 kPa (absolute pressure) in a pure oxygen atmosphere. Sintered at a temperature of C for 4 hours. The surface of the sintered body thus obtained was ground with a surface grinder using a No. 400 diamond grindstone, and the side was further cut with a diamond cutter to obtain an ITO target material.
  • the mixing ratio of tin oxide was adjusted to 9.0 to 1
  • Example 1 TO sputtering target was obtained.
  • Example 1-5 things S nO 2 composition in the target is within the scope of the present invention, as a comparative Example 1 to 3 out of the scope shown in Table 1.
  • the condition for determining the microphone opening arc is that the detection voltage is 100 V or more and the emission energy (sputtering voltage X sputter current X generation time when arc discharge occurs) is 10 mJ or less.
  • the nodule coverage is a value obtained by dividing the area of the generated nodules by the erosion area. Note that nodules coverage only to widen the corresponding S N_ ⁇ 2 composition range indicates to Comparative Example 4-6. In the corresponding diagrams described later, the range of the Sn ⁇ 2 composition range is further expanded.
  • the sputtering conditions are as follows.
  • Target Tosaizu 1 2 7 X 5 0 8 X 6. 3 5 mm Sputtering gas: A r + 0 2
  • Oxygen concentration in sputtering gas l v o l%
  • Input sputter density Sputtering starts at 0.5 WZ cm 2 and rises to keep the deposition rate constant
  • Example 2 9.1 9 0. 0 2 0. 0 3 0. 0 3 0.04
  • Example 3 9. 0 9 0. 0 2 0. 0 2 0. 0 2 0. 0 3
  • Example 4 9. 0 2 0.0 2 0 .0 3 0 .04 0 .05
  • Example 5 8.95 5 .04 0 .6 8 2.6 5 9.89 9 Sputtering power density (W / cm 2 )
  • S N_ ⁇ composition 2 8. 90 ⁇ 9. 30 wt% range, more S N_ ⁇ composition 2 9. 00 ⁇ 9. 20 wt% of the range (Example 2 In Fig. 4), it can be seen that the increase in the number of microarc occurrences is significantly suppressed.
  • the composition of Sn 2 is in the range of 8.80 to 9.40 wt%): In the case of Sn ⁇ 2 8.95 to 9.30 wt%, the nodule coverage does not increase so much even if the accumulated electric energy increases.
  • the density of the ITO sputtering target was set to 7.00 gcm 3 or more, the target centerline average roughness Ra was 0.5 / xm or less, and the average grain size of the target was Good results were obtained under the conditions where the diameter was less than 4 ⁇ m.
  • Examples 6 and 7 are equivalent to Comparative Examples 7 and 8. It has the above low resistivity and high transmittance characteristics, and is comparable to a transparent conductive film.
  • a suitable amount of Sn ⁇ 2 is contained in an ITO target to obtain a sputtering target suitable for forming an ITO transparent conductive film or the like.
  • nodules generated on the surface of the target are reduced, and the sputtering operation can be stably performed under a constant condition over the entire life of the target.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

明 細 書
I T oスパッタリングターゲッ ト
技術分野
この発明は、 スパッタリング時における特性経時変化の少ない I T Oス パッタリングタ一ゲッ トに関する。
背景技術
I T O (インジウム一錫の複合酸化物） 膜は液晶ディスプレーを中心と する表示デバイスの透明電極 （膜） として広く使用されている。 この I T o膜を形成する方法と して、 真空蒸着法やスパッタリング法など、 一般に 物理蒸着法と言われている手段によって行われるのが普通である。
特に、 マグネトロンスパッタ リ ング法は、 磁場形成のない通常のスパッ タリング法に比べ、 膜の堆積速度 （成膜速度） が速いので、 I T O膜を形 成する方法として多く採用されている。
スパッタリング法による膜の形成は、 陰極に設置したタ一ゲッ トに A r イオンなどの正イオンを物理的に衝突させ、 その衝突エネルギーでター ゲッ トを構成する材料を放出させて、 対面している陽極側の基板にター ゲッ ト材料とほぼ同組成の膜を積層することによって行われる。
スパッタリング法による被覆法は処理時間や供給電力等を調節すること によって、 安定した成膜速度で数 n mの薄い膜から数十/ / mの厚い膜まで 形成できるという特徴を有している。
上記のように、 I T〇のスパッタリングは工業的に D C電源を用いたマ グネトロンスパッタリングが広く用いられているが、 近年この D C電源で アーク放電を検知する装置が開発され、 アーク放電を監視しながらスパッ タリングが行われている。 この場合、 検知するアークは、 放出されるエネルギーが大きく継続時間 が長い、 ハードアークと呼ばれているものである。
ところが、 実際のスパッタリングにおいては、 前記ハードアークよりも 小規模なアーク （一般に 「マイクロアーク」 と呼ばれている。 ） が多数発 生しており、 これが膜の品質に大きな影響を与えていることが分かった。 そのため、 最近のデバイスの高精細化プロセスにおいて、 前記ハードア一 ク以外にこのマイクロアークを監視し、 発生を抑制することが重要視され てきている。
また、 一般にスパッタリングターゲッ トを使用して I T O膜を形成する 場合、 このようなマイクロアークの発生以外に、 スパッタ リ ング操作中に ターゲッ トエロ一ジョン面に発生するノジュール （黒色のィンジゥムの低 級酸化物） が問題となっている。
ノジュールは、 スパッタリング積算電力量の増加とともに急速に増加し、 これが成膜速度の低下を招く一因となっている。 成膜速度が遅くなると、 当然生産性が低下することから、 こう した場合、 投入スパッタパワーを上 昇させて、 成膜速度の低下を防止している。 しかし、 スパッタ条件 （投入 スパッタパヮ一） を大幅に変更することは、 膜質を変化する惧れがあるた め、 望ましくない。
したがって、 マイクロア一クゃノジュールの発生防止が、 スパッタリン グ I T O膜の性質を良好にするために特に必要なことである。
一般に、 I τ〇スパッタ リ ングターゲッ トは、 酸化錫粉末と酸化インジ ゥム粉末とを所定の割合に混合した粉末を焼結して製造する方法が用いら れている。
このようにして製造されるタ一ゲッ トは、 S η〇2を 1 0 w t %程度含 有したものが多く使用されている。 これは、 主として透明導電膜の導電率 を向上させる （比抵抗を下げる） ことが目的である。 このような、 I T〇スパッタリングターゲッ トは異常放電ゃノジュール の発生があるばかりでなく、 ノジュールが過度に増大してきた段階で、 一 旦スパッタリング操作を停止し、 タ一ゲッ トをク リーユングするという作 業が必要となり、 生産性低下の原因となっているのが現状である。
そしてこのような従来の I T Oスパッタリングターゲッ トでは、 スパッ タリング時に発生するマイクロアークやターゲッ ト表面に形成するノ ジュールを顕著に低減させることは難しく、 根本的な解決に至っていない。
この他、 I τ〇スパッタリング膜の形成に際して、 ターゲッ トの密度が 低い場合、 ターゲッ トの粗さ （R a ) が大きい場合、 あるいはターゲッ ト の粒径が粗大である場合には、 特に I T〇ターゲッ トのエロージョン面に ノジュール （突起物） が多発し、 これが不規則なスパッタリングを誘発し て、 異常放電やクラスタ一状 （固まりになった） の皮膜が形成され表示デ バイスの不良の原因になる問題があった。 発明の開示
本発明は、 スパッタリング時に発生するマイクロア一クを抑制すると共 に、 ターゲッ ト表面に発生するノジュールを低減し、 ターゲッ ト寿命全体 に亘つて安定的に一定条件でスパッタリング操業を行うことができる I Τ Ο膜形成用スパッタリングターゲッ トを提供することを目的としたもので ある。
上記問題点を解決するための技術的な手段は、 I T Oタ一ゲッ ト中の S n〇2組成を限定した範囲に調製するものであり、 これによつて I T O透 明導電膜等の形成に好適なスパッタリングターゲッ トを得ることができる との知見を得た。 この知見に基づき、 本発明は
1. ターゲッ ト中に含有される S n〇 2の組成が 8. 80〜9. 40 w t %の範囲にあることを特徴とする I T〇スパッタ リ ングターゲッ ト
2. ターゲッ ト中に含有される S n〇 2の組成が 8. 90〜9. 30 w t %の範囲にあることを特徴とする I TOスパッタリングターゲッ ト
3. ターゲッ ト中に含有される S n〇 2の組成が 9. 00〜9. 20 w t %の範囲にあることを特徴とする I TOスパッタリングタ一ゲッ ト
4. 7. 00 g Z c m3以上の密度を備えていることを特徴とする上記 1〜 3のそれぞれに記載の I TOスパッタリングターゲッ ト
5. ターゲッ トの中心線平均粗さ R aが 0. 5 m以下であることを特 徴とする上記 1〜 4のそれぞれに記載の I T〇スパッタリングタ一ゲッ ト
6. タ一ゲッ トの平均結晶粒径が 4 μ m未満であることを特徴とする上 記 1〜 5のそれぞれに記載の I TOスパッタリングタ一ゲッ ト
を提供する。 図面の簡単な説明
図 1は、 I TOターゲッ トにおける S n〇2組成を 8. 9 5〜： 1 0. 8
3 (w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 40 WH r Z c m2におけ るマイクロア一ク発生回数を示すグラフである。
図 2は、 I T〇ターゲッ トにおける S n O 2組成を 8. 95〜： 1 0. 83
(w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 80 WH r / c m2における マイク口アーク発生回数を示すグラフである。
図 3は、 I T〇ターゲッ トにおける S n〇2組成を 8. 95〜： 1 0. 83
(w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 1 20 WH r / c m2におけ るマイク口アーク発生回数を示すグラフである。
図 4は、 I TOターゲッ トにおける S n〇 2組成を 8. 9 5〜 1 0. 83
(w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 1 60 WH r Z c m2におけ るマイク口アーク発生回数を示すグラフである。 図 5は、 I T〇ターゲッ トにおける S n 02組成を 8. 9 5〜 1 0. 8 3 (w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 4 OWH r / c m2におけ るノジュール被覆率を示すグラフである。
図 6は、 I TOターゲッ トにおける S n〇2組成を 8. 95〜： 0. 8 3 (w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 80 WH r / c m2におけ るノジュール被覆率を示すグラフである。
図 7は、 I TOターゲッ トにおける S n〇2組成を 8. 95〜： 1 0. 8 3 (w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 1 20 WH r / c m2にお けるノジュール被覆率を示すグラフである。
図 8は、 I TOターゲッ トにおける S n〇2組成を 8. 95〜 1 0. 8 3 (w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 1 60 WH r / c m2にお けるノジュール被覆率を示すグラフである。
図 9は、 I TOターゲッ トにおける S n〇 2組成を 8. 95〜： 1 0. 8 3 (w t %) に変化させた場合の、 積算電力量 80WH r/c m2、 積算 電力量 1 20 WH r Z c m2、 積算電力量 1 60 WH r / c m2における投 入スパッタパワー密度 （W/c m2) を示すグラフである。 発明の実施の形態
本発明の I TOスパッタリングタ一ゲッ トを製造するには、 原材料とし て、 例えば平均粒径が 1 / m以下の酸化インジウム粉末及ぴほぼ同粒度の 酸化錫粉末を使用し、 ターゲッ ト中で所定の S n〇2含有量となるように 均一に混合し、 これに成形用バインダーを加えてから金型に充填する。
そして、 この金型に充填した前記原料となる混合粉を、 冷間プレスで 5 0〜 200MP aの圧力を加えて加圧成形体を得る。
次に、 このようにして得られた成形体を 1 00 k P a (絶対圧） の純酸 素雰囲気下 1 5 50〜 1 650° Cの温度で 3〜 7時間焼結し、 I TOス パッタリングターゲッ ト焼結体を製造する。 本発明においては、 ターゲッ ト中に含有される S n〇2の組成を 8 . 8 0〜 9 . 4 0 w t %の範囲とする。 好ましくは 8 . 9 0〜 9 . 3 0 w t % の範囲であり、 さらに好ましくは 9 . 0 0〜 9 . 2 0 w t。/0の範囲にある ようにするのが良い。
上記 S n〇2の組成の範囲は原料酸化錫粉末の混合比率と焼結温度等の 焼結条件を調節することによって容易に達成することができる。
このように I T Oスパッタリングターゲッ ト中の S n〇2組成を一定範 囲に調整することにより、 スパッタリング時にターゲッ ト表面に発生する マイク口アーク及びノジュールを低減する効果を生じた。
ターゲッ トを使い込んでいった場合、 前記ノジュール等の発生により、 同一のスパッタパワーでは成膜速度が使用開始時よりも低下する現象が見 られるが、 この場合レートが低下した分だけ投入パワーを上げて成膜速度 を一定に保つ必要がある。
しかし、 投入スパッタパワーを変えるということは実質的にスパッタリ ング条件を変えることを意味するものであり、 この変化率が大きくなると、 膜特性にも影響を与える （膜特性が変化する） という問題を生ずるように なる。
したがって、 当然のことながら、 投入スパッタパワー密度が一定であり、 変化率が低い方がターゲッ トとしての機能が優れており、 重要なターゲッ ト評価項目の一つである。
すなわち、 スパッタリング操作を通じて、 I τ〇膜特性を良好に維持す るにはこの投入スパッタパワー密度の変化が小さいことが必要となる。
上記の通り、 本発明はこのような投入スパッタパヮ一密度の変化を著し く低減できるものであり、 ターゲッ トライフ全般に亘つて安定的にほぼ一 定条件下でスパッタリング操業を行うことが可能となる。 本発明においては、 さらに I T Oスパッタリ ングターゲッ トの密度を 7. 0 0 c m3以上とし、 ターゲッ トの中心線平均粗さ R aが 0. 5 m 以下、 ターゲッ トの平均結晶粒径が 4 μ m未満であることが望ましい。
これによつて、 マイクロアークの発生ゃノジュールを、 より効果的に低 減させることができ、 また投入スパッタパワー密度をより長期に亘つて安 定させることが可能となった。 実施例及び比較例
次に、 本発明の実施例について説明する。 なお、 本実施例はあくまで一 例であり、 この例に制限されるものではない。 すなわち、 本発明の技術思 想の範囲内で、 実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。
(実施例 1〜 5及び比較例：！〜 6 )
I T Oスパッタリングターゲッ トの原材料として、 平均粒径 1 μ m以下 の酸化ィンジゥム粉末と同粒径の酸化錫粉末を使用し、 酸化錫粉末の混合 比率を所定の割合で均一に混合した。
次に、 上記の酸化インジウム一酸化錫混合粉末を金型へ均一充填し、 冷 間油圧プレスで 8 O MP aの圧力を加えて加圧成形体を得た。
このようにして得られた成形体を 1 0 0 k P a (絶対圧） の純酸素雰囲 気下で 1 6 4 0。 Cの温度で 4時間焼結した。 このようにして得られた焼 結体の表面を、 平面研削盤で 4 0 0番ダイヤモンド砥石を使用して研削し、 さらに側辺をダイヤモンドカッターで切断して、 I T Oターゲッ ト素材と した。
上記ターゲッ ト製造工程において、 酸化錫の混合比率を 9. 0 0〜 1
0. 9 0 w t %とすることにより、 ターゲッ ト中の S n〇2組成 8. 9 5 - 1 0. 8 3 w t %、 密度 7. 0 8〜 7. 1 2 g / c m 中心線平均粗 さ R a O . 3 0〜0. 3 9 m、 平均結晶粒径 3. 1 5〜 3. 7 4 mの
1 T Oスパッタリングターゲッ トを得た。 ターゲッ ト中の S nO 2組成が本発明の範囲内のものを実施例 1〜 5、 範囲外のものを比較例 1〜 3として表 1に示した。
そして、 上記実施例 1〜 5及び比較例 1〜 3 (—部比較例 4〜6) で得 られたスパッタリングタ一ゲッ トを用いてスパッタリングし、 タ一ゲッ ト 中に含有される S η〇 2の組成毎に、 各スパッタ積算電力量におけるマイ クロアーク発生回数 （回） 、 ノジュール被覆率 （％) 、 投入スパッタパ ヮー密度 （WZc m2) を測定した。 測定結果をそれぞれ表 2〜4に示し た。
なお、 マイク口アークと判定した条件は、 検出電圧 1 00 V以上、 放出 エネルギー （アーク放電が発生している時のスパッタ電圧 Xスパッタ電流 X発生時間） が 1 0m J以下の場合であり、 またノジュール被覆率は、 発 生したノジュールの面積をエロージョン面積で除した値である。 なお、 ノ ジュール被覆率のみ、 対応する S n〇2組成範囲の幅を広げて比較例 4〜 6までを示した。 また、 後述する対応図においては、 さらに S n〇2組成 範囲の幅を広げて表示した。
同様に、 この結果を表 2〜表 4に示す。 また、 表 2〜表 4に対応するグ ラフを図 1〜図 9に示す。
スパッタリング条件は次の通りである。
ターゲッ トサイズ ： 1 2 7 X 5 0 8 X 6. 3 5 mm スパッタガス ： A r + 02
スパッタガス圧 ： 0. 5 P a
スパッタガス流量 ： 300 S CCM
スパッタガス中の酸素濃度 ： l v o l %
漏洩磁束密度 ： 0. 1 T
投入スパッタパヮ一密度 ： 0. 5WZ c m2でスパッタ開 始して成膜速度を一定に保つように上昇
スパッタ積算電力量 ： 〜 1 60WH r Zc m2 S η〇 2組成 表面粗さ R a 平均結晶 径
(w t %) ( g Z c m ( μ m)
比較例 1 1 0. 8 3 7. 1 1 0. 3 9 3. 5 3 比較例 2 1 0. 4 6 7. 1 2 0. 3 0 3. 2 7 比較例 3 9 - 9 7 7. 1 0 0. 3 2 3. 74 実施例 1 y . 3 o 1 . 1 1 ϋ . ό Ό 3. 4 1 実施例 2 9. 1 9 7. 1 2 0. 3 5 3 - 1 5 実施例 3 9. 0 9 7. 1 0 0. 3 6 3. 24 実施例 4 9. 0 2 7. 0 9 0. 3 3 3. 6 8 実施例 5 8. 9 5 7. 0 8 0. 3 7 3. 2 5 表 2
マイクロアーク発生回数 （回）
S η Ο 2 積算電力量 （WH r Zc m2) 組成（wt%) 40 8 0 1 2 0 1 60 比較例 1 1 0. 8 3 1 6回 1 04 5 3 8 3 3 5 9 比較例 2 1 0. 4 6 1 3 6 0 4 04 1 7 6 1 比較例 3 9. 9 7 2 24 1 6 3 8 04 実施例 1 9. 3 0 0 1 7 6 9 64 7 実施例 2 9. 1 9 2 1 7 3 2 1 44 実施例 3 9. 0 9 0 1 3 2 7 1 2 1 実施例 4 9. 0 2 1 2 0 3 3 1 6 9 実施例 5 8. 9 5 1 2 2 5 2 4 7 3 表 3
ノジュール被覆率 （％)
n (J 2 積算電力量 （WH τ / c m2) 斧且成 Wt7o 4 0 8 0 1 2 0 1 6 0 比 例 1 1 0. 8 3 0. 3 3 % 3. 4 2 2 3. 7 1 7 8. 3 7 比权例 2 1 0. 4 6 0. 24 2. 7 1 2 0. 0 8 4 0. 2 9 比較例 3 9. 9 7 0. 0 6 1. 2 1 4. 5 8 1 8. 7 7 比牧例 4 9 - 6 0 0. 1 3 0. 44 1. 9 3 5 - 8 0 比牧例 5 9. 5 5 0. 0 7 0. 1 6 1. 0 5 3. 0 2 比較例 6 7. 8 9 0. 0 0 0. 0 6 0. 1 6 0. 3 5 実施例 1 9. 3 0 0. 0 5 0. 6 4 2. 4 9 9. 3 1 実施例 2 9. 1 9 0. 0 2 0. 0 3 0. 0 3 0. 04 実施例 3 9. 0 9 0. 0 2 0. 0 2 0. 0 2 0. 0 3 実施例 4 9. 0 2 0. 0 2 0. 0 3 0. 04 0. 0 5 実施例 5 8. 9 5 0. 04 0. 6 8 2. 6 5 9. 8 9 投入スパッタパワー密度 （W/ c m2)
S n O 2 積算電力量 （WH r / c m2) 組成（wt%) 4 0 8 0 1 2 0 1 6 0 比較例 1 1 0. 8 3 0. 5 0 0. 5 4 0. 5 7 0. 6 4 比較例 2 1 0. 4 6 0. 5 0 0. 5 2 0. 5 5 0. 5 8 比較例 3 9. 9 7 0. 5 0 0. 5 2 0. 5 4 0. 5 6 実施例 1 9. 3 0 0. 5 0 0. 5 2 0. 5 3 0. 5 3 実施例 2 9. 1 9 0. 5 0 0. 5 0 0. 5 0 0. 5 3 実施例 3 9. 0 9 0. 5 0 0. 5 0 0. 5 0 0. 5 2 実施例 4 9. 0 2 0. 5 0 0. 5 0 0. 5 2 0. 5 3 実施例 5 8. 9 5 0. 5 0 0. 5 2 0. 5 4 0. 5 5 上記の表 2及び図 1〜図 4に、 I T〇ターゲッ トにおける S η〇2組成 を 8. 9 5〜 1 0. 83 (w t %) に変化させた場合の、 スパッタ積算電 力量 40、 80、 1 20、 1 60 WH r Z c m2におけるマイクロアーク 発生回数を示す。
本発明の範囲 （S nO2の組成が 8. 80〜9. 40w t %の範囲） に ある実施例：！〜 5の S n 028. 95〜9. 30 w t %では、 積算電力量 が増加してもマイク口アークの発生回数はそれほど増加しない。
しかし、 本発明の範囲外である S n 029. 40 w t %を超える範囲 (比較例 1〜 3) では、 マイクロアーク発生回数が急速に増加しているの が分かる。
特に本発明の場合、 S n〇2の組成が 8. 90〜9. 30 w t %の範囲、 さらには S n〇2の組成が 9. 00〜9. 20 w t %の範囲 （実施例 2〜 4) では、 マイクロアーク発生回数の増加は著しく抑制されていることが 分かる。
実施例 1〜 5に示すように、 I TOターゲッ トにおける本発明の範囲の S n〇2組成の存在は、 マイク口アークの抑制に極めて有効であることが 分かる。
上記の表 3及び図 5〜図 8に、 I TOタ一ゲッ トにおける S η〇2組成 を 8. 9 5〜 1 0. 83 (w t %) に変化させた場合の、 スパッタ積算電 力量 40、 80、 1 20、 1 60 WH r Z c m2におけるノジュール被覆 率を示す。
本発明の範囲 （S n〇2の組成が 8. 80〜9. 40w t %の範囲） に ある実施例：！〜 5の S n〇 28. 9 5〜9. 30 w t %では、 積算電力量 が増えてもノジュール被覆率はそれほど増加しない。
しかし、 本発明の範囲外である S n O 29. 40 w t %を超える範囲 (比較例 1〜6) では、 多少のばらつきはあるが、 ノジュール被覆率が急 速に増加している。 特に本発明の場合、 S n〇2の組成が 8. 9 0〜 9. 3 0 w t %の範囲、 さらには S n〇2の組成が 9. 0 0〜 9. 20 w t %の範囲 （実施例 2〜 4) では、 ノジュール被覆率は殆ど増加せず、 著しく抑制されていること が分かる。
実施例 1〜 5に示すように、 I TOターゲッ トにおける本発明の範囲の S n〇 2組成の存在は、 ノジュールの抑制に極めて有効であることが分か る。
上記の表 4及び図 9に、 I TOターゲッ トにおける S n〇2組成を 8. 9 5〜 1 0. 8 3 (w t %) に変化させた場合の、 スパッタ犢算電力量 8 0、 1 20、 1 6 OWH r / c m2における投入スパッタパヮ一密度 （W / c m2) を示す （なお、 スパッタ積算電力量 4 OWH r /c m2では差が ないので省略した） 。
本発明の範囲 （S n〇2の組成が 8. 8 0〜 9. 40 w t %の範囲） に ある実施例 1〜 5の S n〇 28. 9 5〜 9. 3 0 w t %では、 積算電力量 が増えても投入スパッタパワー密度をそれほど変化させる必要がない。
しかし、 本発明の範囲外にある S n〇 29. 40 w t %を超える範囲 (比較例 1〜 3) では、 成膜速度を一定とするために投入スパッタパワー 密度を変化 （上昇） させなければならないことが分かる。
特に本発明の場合、 S n〇2の組成が 8. 9 0〜 9. 3 0 w t %の範囲、 さらには S n〇2の組成が 9. 0 0〜 9. 2 0 w t %の範囲 （実施例 2〜 4) では、 投入スパッタパワー密度を殆ど変化させる必要がない。
実施例 1〜5に示すように、 I TOターゲッ トにおける本発明の範囲の S n〇2組成の存在は、 投入スパッタパワー密度の変化抑制に極めて有効 であることが分かる。 なお、 実施例においては S n 02の組成 8. 90〜 9. 3 0 w t %の範囲におけるマイクロアーク、 ノジュールの発生、 投入 スパッタパワー密度の変化を測定した結果を示しているが、 本発明の範囲、 すなわち S n〇2の組成が 8. 8 0〜 9. 40 w t %の範囲で、 同様に良 好な効果が得られた。 また、 表 1に示す通り、 I TOスパッタリングターゲッ トの密度を 7. 00 g c m3以上とし、 ターゲッ トの中心線平均粗さ R aが 0. 5 /x m 以下、 タ一ゲッ トの平均結晶粒径が 4 μ m未満とする条件でいずれも良好 な結果が得られた。
(実施例 6、 7及び比較例 7、 8)
次に、 S n〇2組成の異なるターゲッ トを用いて成膜を行い、 得られ た I TO膜の抵抗率及び可視光領域の透過率を測定して比較を行った。 この結果を表 5に示す。 本発明の範囲に含まれる S n 02組成のものが 実施例 6、 7、 範囲を外れるものが比較例 7、 8である。 スパッタ リ ング の成膜条件は、 基板温度 200° C、 3 0 0° C、 投入スパッタパワー密 度 2. 3WZc m2で、 その他は上記スパッタ条件と同一で実施した。 表 5
Figure imgf000014_0001
上記実施例 6、 7と比較例 7、 8 との対比から、 基板温度 20 0° C及 ぴ 300° Cいずれの場合も、 比較例 7、 8に比べて実施例 6、 7の方が 同等以上の低抵抗率、 高透過率特性を有しており、 透明導電膜として遜色 の無いものである。
なお、 実施例及び比較例では、 スパッタリングターゲッ トの密度、 中心 線平均粗さ R a及び平均結晶粒径が、 本発明の範囲を外れるものについて は特に示していないが、 これらはスパッタリング時に発生するマイク口 アークゃノジュールの発生を助長する傾向が見られた。 したがって、 本発明のスパッタ リ ングターゲッ トの密度、 中心線平均粗 さ R a及び平均結晶粒径の調整は、 スパッタリング時に発生するマイク口 アークゃノジュールの発生をさらに抑制し、 投入スパッタパワー密度の変 化を抑えることができることが確認できた。 発明の効果
本発明は、 S n〇2を I T Oターゲッ ト中に適度な量で含有させ、 これ によって I T O透明導電膜等の形成に好適なスパッタリングターゲッ トを 得るものであり、 スパッタリング時に発生するマイク口アークを抑制する と共に、 ターゲッ ト表面に発生するノジュールを低減し、 ターゲッ ト寿命 全体に亘つて安定的に一定条件でスパッタリング操業を行うことができる という優れた効果を有する

Claims

請 求 の 範 囲
1. ターゲッ ト中に含有される S n〇 2の組成が 8. 80〜9. 40 w t %の範囲にあることを特徴とする I TOスパッタリングターゲッ ト。
2. ターゲッ ト中に含有される S n O 2の組成が 8. 90〜9. 30 w t %の範囲にあることを特徴とする I TOスパッタリングターゲッ ト。
3. ターゲッ ト中に含有される S n O 2の組成が 9. 00〜9. 20 w t %の範囲にあることを特徴とする I TOスパッタリングターゲッ ト。
4. 7. 00 g/cm3以上の密度を備えていることを特徴とする請求の 範囲 1〜 3のそれぞれに記載の I TOスパッタリ ングターゲッ ト。
5. ターゲッ トの中心線平均粗さ R aが 0. 5 μ m以下であることを特徴 とする請求の範囲 1〜 4のそれぞれに記載の I TOスパッタリングター ゲッ 卜。
6. タ一ゲッ トの平均結晶粒径が 4 μ m未満であることを特徴とする請求 の範囲 1〜 5のそれぞれに記載の I TOスパッタリングタ一ゲッ ト。
PCT/JP2001/000405 2000-03-28 2001-01-23 Cible de pulverisation cathodique pour formation d'un film ito WO2001073154A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020017014788A KR20020040666A (ko) 2000-03-28 2001-01-23 아이티오 스퍼터링 타겟트
JP2001570864A JP3782355B2 (ja) 2000-03-28 2001-01-23 Ｉｔｏスパッタリングターゲット

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-88358 2000-03-28
JP2000088358 2000-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001073154A1 true WO2001073154A1 (fr) 2001-10-04

Family

ID=18604247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/000405 WO2001073154A1 (fr) 2000-03-28 2001-01-23 Cible de pulverisation cathodique pour formation d'un film ito

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP3782355B2 (ja)
KR (1) KR20020040666A (ja)
CN (1) CN1365398A (ja)
TW (1) TWI229141B (ja)
WO (1) WO2001073154A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009221589A (ja) * 2008-03-19 2009-10-01 Tosoh Corp 酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100704273B1 (ko) * 2005-08-09 2007-04-06 희성금속 주식회사 아이티오 마이크로파 소결방법
KR100967218B1 (ko) * 2009-09-29 2010-07-05 박경수 관장 기저귀
US10138541B2 (en) * 2012-08-31 2018-11-27 Kaneka Corporation Method for producing substrate with transparent electrode, and substrate with transparent electrode
KR101920170B1 (ko) * 2014-07-03 2018-11-19 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 스퍼터링용 타깃재와 그 제조 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19621580A1 (de) * 1995-05-30 1996-12-05 Japan Energy Corp Sputtering-Targets und Verfahren zur Herstellung derselben
JPH11157924A (ja) * 1997-11-19 1999-06-15 Kobe Steel Ltd Ｉｔｏスパッタリングターゲット
US6033620A (en) * 1995-04-18 2000-03-07 Tosoh Corporation Process of preparing high-density sintered ITO compact and sputtering target

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6033620A (en) * 1995-04-18 2000-03-07 Tosoh Corporation Process of preparing high-density sintered ITO compact and sputtering target
DE19621580A1 (de) * 1995-05-30 1996-12-05 Japan Energy Corp Sputtering-Targets und Verfahren zur Herstellung derselben
JPH11157924A (ja) * 1997-11-19 1999-06-15 Kobe Steel Ltd Ｉｔｏスパッタリングターゲット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009221589A (ja) * 2008-03-19 2009-10-01 Tosoh Corp 酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット

Also Published As

Publication number Publication date
CN1365398A (zh) 2002-08-21
TWI229141B (en) 2005-03-11
KR20020040666A (ko) 2002-05-30
JP3782355B2 (ja) 2006-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4098345B2 (ja) 酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット、透明導電膜の形成方法及び透明導電膜
JP4054054B2 (ja) 酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット、透明導電膜の形成方法及び透明導電膜
JP4926977B2 (ja) 酸化ガリウム−酸化亜鉛系焼結体スパッタリングターゲット
WO2001073154A1 (fr) Cible de pulverisation cathodique pour formation d'un film ito
JP4813182B2 (ja) Ｉｔｏスパッタリングターゲット
JPH08218165A (ja) インジウム・スズ酸化物膜用ターゲット
JP4234483B2 (ja) Ｉｔｏスパッタリングターゲット及びその製造方法並びにｉｔｏ透明導電膜
JP4794757B2 (ja) 透明電極膜を形成するためのスパッタリングターゲット
US20080296149A1 (en) Mixed chromium oxide-chromium metal sputtering target
JP3775344B2 (ja) 酸化物焼結体
JP4370868B2 (ja) 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット、酸化物透明電極膜の製造方法
JP3030913B2 (ja) Ｉｔｏ焼結体の製造方法
JP3715504B2 (ja) 高密度ｉｔｏ焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP4642327B2 (ja) Ｉｔｏスパッタリングターゲット及びその製造方法
Eufinger et al. The dc magnetron sputtering behavior of TiO2− x targets with added Fe2O3 or Nd2O3
CN110073029A (zh) Al2O3溅射靶及其制造方法
JP2000178725A (ja) 酸化亜鉛系焼結体ターゲット
JP2001262326A (ja) 酸化インジウム−金属錫混合粉末及び同混合粉末を原料とするｉｔｏスパッタリングターゲット並びに同ターゲットの製造方法
WO2003008658A1 (en) Ito sintered body sputtering target for forming high-resistance film and its manufacturing method
JP5290350B2 (ja) 透明電極膜
JP3137803B2 (ja) Ｉｔｏターゲット
JP2012052239A (ja) 透明電極膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP2008248346A (ja) スパッタリングターゲット
JP2000144398A (ja) Ｉｔｏタ―ゲット

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 01800702.3

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2001 570864

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09937685

Country of ref document: US

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020017014788

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020017014788

Country of ref document: KR

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1020017014788

Country of ref document: KR