WO2007055231A1 - ＳｎＯ２系スパッタリングターゲットおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2007055231A1
WO2007055231A1 PCT/JP2006/322253 JP2006322253W WO2007055231A1 WO 2007055231 A1 WO2007055231 A1 WO 2007055231A1 JP 2006322253 W JP2006322253 W JP 2006322253W WO 2007055231 A1 WO2007055231 A1 WO 2007055231A1
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Taizo Morinaka
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Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a SnO-based sputtering target and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a SnO-based sputter target used for forming a transparent conductive film such as a flat panel display, a resistance touch panel, and a solar cell, and a manufacturing method thereof.
  • This SnO-based transparent conductive film is industrially
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-273622
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-281431
  • the sputtering target is sintered at 1500 ° C.
  • PDPs plasma display panels
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-273622
  • Patent Document 2 JP 2000-281431 A
  • the content mass ratio of Nb 2 O 3 / Ta 2 O is 0.15 to 0.90
  • the green compact By sintering the green compact at 1550 to 1650 ° C, it has a high relative density and prevents abnormal discharge and particle generation, while at a high film formation rate, low specific resistance and high High-performance SnO capable of forming sputtered films with both transmittance
  • the present invention has a high and relative density, and prevents the occurrence of abnormal discharge and particles, and at the same time, has a high resistivity and a low resistivity and a high transmittance.
  • a green compact with an NbO / TaO content mass ratio of 0.15 to 0.90 is prepared.
  • the SnO-based sputtering target according to the present invention contains SnO as a main component, and Nb 2 O 3
  • FIG. 1 The specific resistance and transmittance peak values after annealing, the oxygen flow rate (partial pressure), and the sputtered films obtained using the sputtering targets prepared in Example 2 and Comparative Example 6. It is a figure which shows the relationship.
  • FIG. 2 is a diagram showing X-ray diffraction of the sputtering target produced in Example 4.
  • FIG. 3 is a diagram showing X-ray diffraction of the sputtering target produced in Example 8.
  • FIG. 4 is a diagram showing X-ray diffraction of the sputtering target produced in Comparative Example 7. Detailed description of the invention
  • SnO is the main component
  • Nb 2 O and Ta 2 O are combined.
  • Nb 2 O 3 / Ta 2 O content mass ratio is 0.15 to 0.9
  • An unsintered green body that is 0 is prepared. Nb O and Ta O in total amount 1.15 ⁇ : L0
  • the total amount of 25 and TaO is 1.15-8% by weight, more preferably 3.5-6% by weight,
  • Nb 2 O 3 / Ta 2 O is 0.15-0
  • a preferable content mass ratio of Nb 2 O 3 / Ta 2 O is 0.15 to 0.60, more preferably
  • the green compact may be formed by any method as long as it is a raw powder containing the above composition.
  • SnO powder, NbO powder for example, SnO powder, NbO powder
  • Ta O powder is mixed at a blending ratio that satisfies the above composition to prepare raw material powder.
  • the green compact formed from the raw material powder is easily given a predetermined shape by adding a binder to the raw material powder.
  • a binder is not limited as long as it is a known binder that disappears or scatters by heating, and an aqueous polyvinyl alcohol solution or the like can be used. Therefore, in this embodiment, before sintering, the green compact is dried so that the binder is scattered or disappears. Then, it is preferably heated (degreasing).
  • the method of drying and heating is not limited, but it is preferable to first dry at 50 to 130 ° C for 5 to 30 hours, and then degrease by heating at 500 to 800 ° C for 6 to 24 hours. ,.
  • the green compact may further contain Fe 2 O, NiO, CoO, In 2 O, or a mixture thereof in order to further improve the sintered density.
  • the total amount of applied force is preferably 100 to 7000 ppm, more preferably about 350 to 7000 ppm, and still more preferably about 700 to 7000 ppm.
  • the green molded body may contain Al 2 O, SiO, Y 2 O, or a mixture thereof in order to further reduce the specific resistance of the sputtering target.
  • the additive amount is such that the total additive amount of these metal oxides, Nb 2 O, and Ta 2 O is 20% by mass or less.
  • an unsintered molded body is formed of Ga 2 O, Bi 2 O, Mn 2 O, Fe 2 O, NiO, CoO, or the like in order to further improve the sintered density.
  • the added amount of these metal oxides, Nb 2 O, and Ta 2 O is not more than 20% by mass.
  • the green compact prepared as described above is sintered at 1550 to 1650 ° C.
  • liquid phase sintering can proceed sufficiently to increase the sintering density, and to increase the transmittance at the time of the minimum specific resistance value over the sputtered film.
  • the preferred sintering temperature is 1550-1600 ° C. Within this temperature range, the temperature difference inside the sintered body can be reduced, so that warpage of the sintered body can be effectively prevented and productivity can be further improved.
  • the sintering is preferably performed for 2 to 20 hours, more preferably 3 to 12 hours, and further preferably 4 to 8 hours. Within this range, it is possible to sufficiently sinter while suppressing power consumption and ensuring high productivity. wear.
  • the sintering is preferably performed in an oxygen-containing atmosphere in order to ensure a high sintering density.
  • an oxygen atmosphere in an oxygen-pressurized atmosphere, an oxygen atmosphere, Alternatively, it can be performed in an air atmosphere.
  • the SnO-based sputtering target manufactured by the manufacturing method of the present invention described above is S
  • Nb 2 O and Ta 2 O in a total amount of 1.15-10% by mass
  • the system 2 taring target has a high relative density and can form a sputtered film having both a low resistivity and a high transmittance at a high film formation speed while preventing abnormal discharge and particles. it can.
  • the X-ray diffraction measurement is performed using an X-ray diffractometer (MXP3, manufactured by MAC Science), tube voltage: 40 kV, tube current: 30 mA, sampling interval: It is preferably performed under the conditions of 0.02 °, scanning speed: 4 ° CZ, divergence slit: 1 °, scattering slit: 1 °, light receiving slit: 0.3 mm.
  • the maximum value of the X-ray intensity is less than 100 at diffraction angles of 2 ⁇ force 3 ⁇ 42 to 23 ° and 28 to 29 ° by X-ray diffraction under the above preferred conditions. Is preferred. If the X-ray diffraction has a higher sensitivity than the X-ray diffraction under the above-mentioned preferred conditions, the Pb attributed to NbO
  • the SnO-based sputtering target is 90% or more.
  • it has a relative density measured by the Archimedes method, preferably 93% or more, and more preferably 96% or more.
  • the measurement by the Archimedes method is preferably performed at room temperature.
  • the SnO-based sputtering target has a film resistivity value.
  • the SnO-based sputtering target has an ultraviolet-visible component.
  • SnO powder Purity 99. 99% (4N), average particle size 0.7-1: L m, specific surface area 2.0-2.
  • Ta O powder purity 99.9% (3N), average particle size 0.6 to 0.8 m, specific surface area 2.0 to 3.1
  • NbO powder purity 99.9% (3N), average particle size 0.6-1. O ⁇ m, specific surface area 2.1-2.7
  • the target was a scattering target.
  • a SnO-based sputtering target was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder was mixed at the composition ratio shown in Table 1.
  • a SnO-based snow / taling target was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powders were mixed at the composition ratio shown in Table 1 and the firing temperature was 1550 ° C.
  • a SnO-based snow / taling target was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powders were mixed at the composition ratio shown in Table 1 and the firing temperature was set to 1500 ° C.
  • a SnO-based sputtering target as a sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder was mixed at the composition ratio shown in Table 1 and the firing temperature was set to 1700 ° C.
  • the relative density of each sputtering target was measured by the Archimedes method. At this time, the density of each raw material was SnO: 6.95 gZcm 3 , Ta O: 8.74 g / cm 3 , Nb O: 4. 47 g / c
  • Each sputtering target was metal bonded to an oxygen-free copper backing plate. At this time, the centerline average roughness Ra of the sputtering surface of the sputtering target was measured and found to be 0.6 m or less.
  • ICP analysis was performed on the composition of each sputtering target. However, it was the same as the composition of the mixed powder used as a raw material.
  • magnetron sputtering using a DC power source was performed under the conditions shown below, and a sputter film was formed on an alkali-free glass substrate.
  • Substrate temperature room temperature
  • the thickness of the formed film was measured with a stylus type surface shape measuring instrument (Dektak6M, manufactured by ULVAC), and the obtained film thickness was divided by the film formation time, thereby calculating the film formation rate.
  • the results of the film formation rate when the introduced oxygen flow rate was Osccm were as shown in Table 1.
  • the transmittance was measured as follows. The transmittance of light having a wavelength of 300 to 800 nm was measured using a UV-visible spectrophotometer (UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation) for a sample under an oxygen partial pressure condition in which the specific resistance value was minimized after annealing. At this time, blank glass was used as a reference. For all the samples of Examples 2 and 4 and Comparative Examples 6 and 7, a transmittance peak was observed at a wavelength of 500 to 600 nm, and the peak value of the transmittance was as shown in Table 2.
  • UV-visible spectrophotometer UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation
  • Example 1 96.5 3 0.5 0.17 4 1 600 9
  • Example 2 96 3 1 0.33 4 1600 9
  • Example 3 95 3 2 0.67 5 1600 9
  • Example 4 94 5 1 0.20 6 1600 9
  • Example 5 92 5 3 0.60 8
  • Example 6 90 8 2 0.25 10 1 600 9
  • Example 7 90 1 0.15 0.15 1.15 1600 9
  • Example 8 94 5 1 0.20 6 1550 9
  • Comparative Example 1 93 3 4 1.33 7 1600 9 Comparative Example 2 95 5 0 0_ 5 1600 7
  • Comparative Example 3 90 5 5 1.00 10 1600 9
  • Example 4 8 X of the sputtering target of 5 mm thickness produced in Example 4 8 and Comparative Example 7
  • line diffraction was measured using an X-ray diffractometer (MXP3, manufactured by MAC Science) under the following conditions, the results shown in FIGS. 2 to 4 were obtained.
  • the X-ray diffraction intensity (Intensity) is as shown in Table 3. Under the above measurement conditions, if the maximum value of the X-ray diffraction intensity (Intensity) is less than 100, a peak due to NbO is not observed.
  • the X-ray diffraction peak caused by Nb 2 O disappears when firing is performed at a temperature exceeding 1500 ° C., for example, a temperature of 1550 ° C. or higher. Conceivable.

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Abstract

　高い相対密度を有し、異常放電やパーティクルの発生を防止しながら、高い成膜速度で、低い比抵抗および高い透過率の両方を兼ね備えたスパッタ膜を形成することができる、高性能なスパッタターゲットの提供。 　このスパッタリングターゲットは、ＳｎＯ２を主成分とし、Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５を合計量で１．１５～１０質量％含んでなり、Ｎｂ２Ｏ５／Ｔａ２Ｏ５の含有量質量比が０．１５～０．９０である、未焼結の成形体を１５５０～１６５０°Cで焼結することを含んでなる方法により製造される。

Description

SnO系スパッタリングターゲットおよびその製造方法
2
発明の背景
[0001] 発明の分野
本発明は、 SnO系スパッタリングターゲットおよびその製造方法に関するものであ
2
り、具体的には、フラットパネルディスプレイ、抵抗式タツチパネル、太陽電池等の透 明導電膜の形成に使用される SnO系スパッタターゲットおよびその製造方法に関す
2
るものである。
[0002] 普晋 術
近年、 SnO系透明導電膜力 フラットパネルディスプレイ、抵抗式タツチパネル、
2
太陽電池等の幅広い用途に用いられている。この SnO系透明導電膜は、工業的に
2
は、スプレー法や CVD法により製造されるのが主流である。し力し、これらの方法は、 膜厚を大面積に均一化することには適しておらず、成膜プロセスの制御も困難であり 、さらには成膜時に汚染物質である塩素系ガスを生成し得ることから、これらの欠点 の無 、新たな製造方法が求められて 、る。
[0003] 一方、スパッタリング法による SnO系透明導電膜の製造も試みられている。しかし、
2
スパッタリングへの使用に耐えうる SnO系のスパッタターゲットの入手が困難なため
2
、広く普及していない。これは、 SnOが難焼結性の物質であるため、スパッタリング
2
への使用に好適な高密度焼結体の製造が困難であることによるものである。また、電 極材として要求される低抵抗なスパッタ膜を得るために、 Sb Oを添カロして SnOの
2 3 2 比抵抗を下げた SnO系のスパッタターゲットも知られている力 焼結性改善効果は
2
小さいものであった。
[0004] Ta、 Nb等を含有する、焼結密度が 4· OgZcm3以上の SnO系スパッタリングター
2
ゲットが知られている（例えば、特許文献 1 (特開 2000— 273622)参照)。また、 Ta 、 Nb等を含有する、比抵抗が 1 X 107 Ω 'cm以下の SnO系スパッタリングターゲット
2
も知られて 、る（特許文献 2 (特開 2000 - 281431)参照)。これらの文献の実施例 において、スパッタリングターゲットの焼結は 1500°Cで行われている。しかしながら、 近年需要が高まって 、るプラズマディスプレイパネル (PDP)用の透明電極膜として 要求される、低 ヽ比抵抗および高 、透過率の両方の特性を兼ね備えたスパッタ膜の 製造を可能とする SnO系スパッタリングターゲットについては、未だ報告がなされて
2
いない。
[0005] 特許文献 1：特開 2000— 273622号公報
特許文献 2：特開 2000 - 281431号公報
発明の概要
[0006] 本発明者らは、今般、 SnOを主成分とし、 Nb Oおよび Ta Oを合計量で 1. 15
2 2 5 2 5
〜10質量％含んでなり、 Nb O /Ta Oの含有量質量比が 0. 15〜0. 90である、
2 5 2 5
未焼結の成形体を 1550〜1650°Cで焼結することにより、高い相対密度を有し、異 常放電やパーティクルの発生を防止しながら、高い成膜速度で、低い比抵抗および 高 、透過率の両方を兼ね備えたスパッタ膜を形成することができる、高性能な SnO
2 系スパッタターゲットを製造できるとの知見を得た。
[0007] したがって、本発明は、高 、相対密度を有し、異常放電やパーティクルの発生を防 止しながら、高い成膜速度で、低い比抵抗および高い透過率の両方を兼ね備えたス ノ ッタ膜を形成することができる、高性能な SnO系スパッタターゲットを製造すること
2
をその目的としている。
[0008] そして、本発明による SnO系スパッタリングターゲットの製造方法は、
2
SnOを主成分とし、 Nb Oおよび Ta Oを合計量で 1. 15〜10質量％含んでなり
2 2 5 2 5
、 Nb O /Ta Oの含有量質量比が 0. 15〜0. 90である、未焼結の成形体を用意
2 5 2 5
し、
該成形体を 1550〜1650°Cで焼結すること
を含んでなる方法である。
[0009] また、本発明による SnO系スパッタリングターゲットは、 SnOを主成分とし、 Nb O
2 2 2 5 および Ta Oを合計量で 1. 15〜10質量％含んでなり、 Nb O /Ta Oの含有量
2 5 2 5 2 5
質量比が 0. 15〜0. 90である、 SnO系スパッタリングターゲットであって、
2
X線源として CuK aを用いた X線回折により、回折角 2 0力 ¾2〜23° および 28〜 29° における Nb Oに起因するピークが実質的に観察されないものである。
2 5
図面の簡単な説明 [0010] [図 1]実施例 2および比較例 6で作製されたスパッタリングターゲットを用いて得られた スパッタ膜についての、ァニール後の比抵抗および透過率ピーク値と、酸素流量 (分 圧)との関係を示す図である。
[図 2]実施例 4で作製されたスパッタリングターゲットの X線回折を示す図である。
[図 3]実施例 8で作製されたスパッタリングターゲットの X線回折を示す図である。
[図 4]比較例 7で作製されたスパッタリングターゲットの X線回折を示す図である。 発明の具体的説明
[0011] SnO系スパッタリングターゲットの製诰方法
2
本発明の方法においては、まず、 SnOを主成分とし、 Nb Oおよび Ta Oを合計
2 2 5 2 5 量で 1. 15〜10質量％含んでなり、 Nb O /Ta Oの含有量質量比が 0. 15〜0. 9
2 5 2 5
0である、未焼結の成形体を用意する。 Nb Oおよび Ta Oが合計量で 1. 15〜： L0
2 5 2 5
質量％であると、焼結密度を向上させながら、固溶できない Taおよび Nbの増加によ る膜比抵抗の上昇を防止して低い膜比抵抗を実現しやすくなる。好ましい Nb Oお
2 5 よび Ta Oの合計量は、 1. 15〜8質量％であり、より好ましくは 3. 5〜6質量％、さら
2 5
に好ましくは 4〜6質量％である。また、 Nb O /Ta Oの含有量質量比を 0. 15〜0
2 5 2 5
. 90とすることにより、液相焼結により高密度化に寄与する Nb O量を確保して焼結
2 5
密度の低下を防止しながら、スパッタ成膜した膜比抵抗の上昇を防止することができ る。好ましい Nb O /Ta Oの含有量質量比は、 0. 15〜0. 60であり、より好ましく
2 5 2 5
は 0. 17〜0. 33であり、さらに好ましくは 0. 20〜0. 33である。
[0012] 本発明において未焼結の成形体は、上記組成を含む原料粉を成形したものであれ ばいかなる方法により成形されたものであってもよぐ例えば、 SnO粉末、 Nb O粉
2 2 5 末、 Ta O粉末を上記組成を満たすような配合量比で混合して原料粉を調製し、こ
2 5
の原料粉を成形することにより作製することができる。
[0013] 本発明の好ましい態様によれば、原料粉を用いた未焼結体の成形体は、原料粉に バインダーを添加して所定の形状を付与し易くするのが好ましい。このようなバインダ 一としては、加熱により消失ないし飛散する公知のバインダーであれば限定されず、 ポリビニルアルコール水溶液等が使用可能である。したがって、この態様にあっては 、焼結に先立ち、バインダーが飛散ないし消失するように、未焼結の成形体が乾燥さ れ、その後加熱 (脱脂）されるのが好ましい。乾燥および加熱の方法は限定されるも のではないが、先ず 50〜130°Cで 5〜30時間乾燥を行い、次いで 500〜800°Cで 6 〜24時間加熱して脱脂を行うのが好ま 、。
[0014] 本発明の好ましい態様によれば、未焼結の成形体は、焼結密度をさらに向上させ るため、 Fe O、 NiO、 CoO、 In O、またはこれらの混合物をさらに含有することが
2 3 2 2 3
できる。これらの金属酸化物を添加する場合、その合計添力卩量は 100〜7000ppmと するの力 S好ましく、より好ましく ίま 350〜7000ppm、さらに好ましく ίま 700〜7000pp mである。
[0015] 本発明の別の好ま 、態様によれば、未焼結の成形体は、スパッタリングターゲット の比抵抗をさらに低下させるため、 Al O、 SiO、 Y O、またはそれらの混合物をさ
2 3 2 2 3
らに含有することができる。これらの金属酸化物を添加する場合、これらの金属酸ィ匕 物、 Nb O、および Ta Oの合計添カ卩量が 20質量％以下となるような添カ卩量とする
2 5 2 5
のが好ましい。
[0016] 本発明の更に別の好ましい態様によれば、未焼結の成形体は、焼結密度をさらに 向上させるため、 Ga O、 Bi O、 Mn O、 Fe O、 NiO、 CoO、またはそれらの混合
2 3 2 3 2 3 2 3
物をさらに含有することができる。これらの金属酸化物を添加する場合、これらの金属 酸化物、 Nb O、および Ta Oの合計添カ卩量が 20質量％以下となるような添カ卩量と
2 5 2 5
するのが好ましい。
[0017] 次に、本発明の方法においては、上記の通り用意された未焼結の成形体を 1550 〜1650°Cで焼結する。この温度範囲内で焼結を行うことにより、液相焼結が充分に 進行して焼結密度を高くすることができ、スパッタ膜にぉ 、て比抵抗値最小時の透過 率を高くすることができ、さらには、 SnOの溶融を防止して所望の形状の焼結体の
2
作製を行い易くすることができる。好ましい焼結温度は 1550〜1600°Cである。この 温度範囲内においては、焼結体内部の温度差を小さくできるので、焼結体の反りを 有効に防止して生産性を更に向上することができる。
[0018] 本発明の好ましい態様によれば、焼結は、 2〜20時間行われるのが好ましぐより 好ましくは 3〜 12時間であり、さらに好ましくは 4〜8時間である。この範囲内であると 、電力消費量を抑制し、かつ高い生産性を確保しながら、充分に焼結を行うことがで きる。
[0019] 本発明の好ましい態様によれば、焼結は、高い焼結密度を確保するために酸素含 有雰囲気下で行われるのが好ましぐ例えば、酸素加圧雰囲気下、酸素雰囲気下、 あるいは大気雰囲気下でが行うことができる。
[0020] SnO系スパッタリングターゲット
2
上述した本発明の製造方法により製造された SnO系スパッタリングターゲットは、 S
2
ηθを主成分とし、 Nb Oおよび Ta Oを合計量で 1. 15〜10質量％含んでなり、 N
2 2 5 2 5
b O /Ta Oの含有量質量比が 0. 15〜0. 90でなり、 X線源として CuK a線（ λ =
2 5 2 5
1. 54050Α)を用!/、た X線回折により、回折角 2 0力 22〜23° および 28〜29° に おける Nb Oに起因するピークが実質的に観察されないものであることができるが、
2 5
本発明の製造方法により製造されたものであれば必ずしもこれに限定されるものでは ない。すなわち、本発明の製造方法において、未焼結の成形体は 1550〜1650°C で焼結されるが、本発明者らの知見によれば、この範囲内の焼結温度で得られる焼 結体にあっては、 X線源として Cuを用いた X線回折により、回折角 2 Θ力 22〜23° および 28〜29° における Nb Oに起因するピークが観察されない。このような本発
2 5
明の SnO スパッ
2系 タリングターゲットは、高い相対密度を有し、異常放電やパーティ クルの発生を防止しながら、高い成膜速度で、低い比抵抗および高い透過率の両方 を兼ね備えたスパッタ膜を形成することができる。
[0021] 本発明の好ま 、態様によれば、上記 X線回折の測定は、 X線回折装置 (MXP3、 MAC Science社製）を用いて、管電圧： 40kV、管電流： 30mA、サンプリング間隔 : 0. 02° 、スキャン速度: 4°CZ分、発散スリット： 1° 、散乱スリット： 1° 、受光スリット : 0. 3mmの条件で行われるのが好ましい。そして、本発明の好ましい態様によれば 、上記好適条件での X線回折により、回折角 2 Θ力 ¾2〜23° および 28〜29° にお いて X線強度 (Intensity)の最高値が 100未満であるのが好ましい。なお、もし仮に 上記好適条件の X線回折よりも更に高い感度の X線回折により Nb Oに起因するピ
2 5
ークが観察されたとしても、上記好適条件下での X線回折により Nb Oに起因するピ
2 5
ークが実質的に観察されない限り、本発明の範囲に包含される。
[0022] 本発明の好ましい態様によれば、 SnO系スパッタリングターゲットは、 90%以上の 、アルキメデス法により測定される相対密度を有するのが好ましぐ好ましくは 93%以 上、さらに好ましくは 96%以上である。このように高い相対密度を有することにより、ス ノ ッタリング中における異常放電やパーティクルの発生を有効に防止することができ る。なお、このアルキメデス法による測定は室温で行われるのが好ましい。
[0023] 本発明の好ましい態様によれば、 SnO系スパッタリングターゲットは、膜比抵抗値
2
が I X 10~2 Ω ' cm以下のスパッタ膜の製造に使用されるのが好ましい。本発明の Sn O系スパッタリングターゲットによれば、このように低い膜比抵抗値を確保しながら、
2
透過率の高!、スパッタ膜を製造することができる。
[0024] 本発明の好ましい態様によれば、 SnO系スパッタリングターゲットは、紫外可視分
2
光光度計により測定される波長 500〜600nmの光の透過率のピーク値が 96%以上 であるスパッタ膜の製造に使用されるのが好ましい。本発明の SnO系スパッタリング
2
ターゲットによれば、このように高い光透過率を確保しながら、膜抵抗値の低いスパッ タ膜を製造することができる。
実施例
[0025] 実施例 1
まず、以下の 3種類の原料粉末を用意した。
SnO粉末：純度 99. 99% (4N)、平均粒径 0. 7〜1.： L m、比表面積 2. 0〜2.
Figure imgf000008_0001
Ta O粉末：純度 99. 9% (3N)、平均粒径 0. 6〜0. 8 m、比表面積 2. 0〜3. 1
2 5
2 /
m / g
Nb O粉末：純度 99. 9% (3N)、平均粒径 0. 6〜1. O ^ m,比表面積 2. 1〜2. 7
2 5
2 /
m / g
[0026] 次いで、上記 SnO粉末 96. 5質量％と、上記 Ta O粉末 3質量％と、上記 Nb O
2 2 5 2 5 粉末 0. 5質量％とを、ボールミルで 21時間混合した。この混合粉にポリビニルアルコ ール水溶液を添加し、 400 X 800mm寸法の金型に充填し、 800kgZcm2の圧力に てプレス成形した。この成形体を 80°Cで 12時間乾燥させた後、 600°Cで 4時間脱脂 した。この脱脂体を、大気雰囲気において、焼成温度 1600°Cで 4時間焼成し、焼結 体を得た。この際、昇温速度および降温速度は共に 100°CZ時間に制御した。得ら れた焼結体をカ卩ェして、直径 6インチ（152mm)、厚さ 5mmの大きさの SnO系スパ
2 ッタリングターゲットとした。
[0027] 実施例 2〜 7ならびに比較例 1〜 5および 9
表 1に示される組成比率で原料粉末を混合したこと以外は、実施例 1と同様にして、 SnO系スパッタリングターゲットを作製した。
2
[0028] 実施例 8
表 1に示される組成比率で原料粉末を混合したこと、および焼成温度を 1550°Cに したこと以外は、実施例 1と同様にして、 SnO系スノ ¾ /タリングターゲットを作製した。
2
[0029] 比較例 6および 7
表 1に示される組成比率で原料粉末を混合したこと、および焼成温度を 1500°Cに したこと以外は、実施例 1と同様にして、 SnO系スノ ¾ /タリングターゲットを作製した。
2
[0030] 比較例 8
表 1に示される組成比率で原料粉末を混合したこと、および焼成温度を 1700°Cに したこと以外は、実施例 1と同様にして、焼結体としての SnO系スパッタリングターゲ
2
ットを作製を試みた。しかし、 SnOが溶融したため、形状が崩れ、所望の形状を得る
2
ことは出来な力つた。
[0031] 籠
実施例 1〜8ならびに比較例 1〜7および 9において作製されたスノッタターゲットに ついて、 （1)〜（3)の評価を行った。
(1)相対密度の測定
各スパッタリングターゲットの相対密度をアルキメデス法によりを測定した。このとき、 各原料の密度を SnO : 6. 95gZcm3、Ta O : 8. 74g/cm3, Nb O :4. 47g/c
2 2 5 2 5
m3として加重平均密度 (理論密度）を算出し、この加重平均密度を 100%として相対 密度を算出した。その結果は、表 1に示される通りであった。
[0032] (2)成膜速度の測定
各スパッタリングターゲットを無酸素銅製のバッキングプレートにメタルボンディング した。この時、スパッタリングターゲットのスパッタ面の中心線平均粗さ Raを測定したと ころ、 0. 6 m以下であった。また、各スパッタリングターゲットの組成を ICP分析した ところ、原料として用いた混合粉の組成と同一であった。そして、メタルボンディングし た各スパッタリングターゲットについて、以下に示される条件で、直流電源を用いたマ グネトロンスパッタリングを行 、、無アルカリガラス基板にスパッタ成膜した。
到達圧力： 1 X 10"4Pa
基板温度:室温
導入アルゴン分圧：0. 5Pa
導入酸素流量（分圧）： 0〜3sccm (0〜2 X 10_2Pa)
直流印加電力： 300W
膜厚：約 140應
基板:無アルカリガラス
[0033] 形成された膜の厚さを触針式表面形状測定器 (Dektak6M、 ULVAC社製）により 測定し、得られた厚さを成膜時間で割ることにより、成膜速度を算出した。導入酸素 流量 Osccmの時における成膜速度の結果は、表 1に示される通りであった。
[0034] (3)膜比抵抗の測定
スパッタ成膜後、大気雰囲気において、 500°Cで 1時間ァニールを行った。それぞ れの膜比抵抗の最小値を測定したところ、表 1に示される通りの結果が得られた。比 抵抗は、シート抵抗測定器 (MCP— TP06P、ダイァインスツルメント社製）を用いて 四探針法でシート抵抗を測定し、得られたシート抵抗に、触針式表面形状測定器 (D ektak6M、 ULVAC社製）により測定した膜厚を掛けることにより算出した。
[0035] (4)透過率の測定
実施例 2および 4ならびに比較例 6および 7について、透過率の測定を以下の通り 行った。ァニール後に比抵抗値が最小となった酸素分圧条件の試料について、紫外 可視分光光度計 (UV— 2550、島津社製）を用いて波長 300〜800nmの光の透過 率を測定した。このとき、リファレンスとして、ブランクガラスを使用した。実施例 2およ び 4ならびに比較例 6および 7の全ての試料について波長 500〜600nmに透過率 のピークが観察され、その透過率のピーク値は表 2に示される通りであった。
[0036] (5)ァニール後の比抵抗および透過率ピーク値の酸素流量 (分圧)依存性の評価 実施例 2および比較例 6で作製されたスパッタリングターゲットを用いて得られた上 記スパッタ膜についての、ァニール後の比抵抗および透過率ピーク値と、酸素流量（ 分圧）との関係は、図 1に示される通りとなった。図 1から分かるように、焼成が 1600 °Cで行われた実施例 2で作製されたスパッタリングターゲットを用いて得られたスパッ タ膜の方力 焼成が 1500°Cで行われた比較例 6で作製されたスパッタリングターゲッ トを用いて得られたスパッタ膜と比べて、低 ヽ比抵抗が得られる導入酸素流量と高 ヽ 透過率が得られる導入酸素流量との差力 、さぐ比抵抗が最小またはそれに近い酸 素分圧下において同時に高い透過率を実現できることが分かる。すなわち、本発明 のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜を行うことにより、低い比抵抗および 高い透過率という二つの重要な性能を、広い導入酸素流量範囲、好ましくは 0. 8〜3 . Osccm以上、より好ましくは 0. 9〜2. 5sccm、さらに好ましくは 1. 0〜2. Osccm、 最も好ましくは 1. 0〜1. 5sccmの導入酸素流量範囲、にわたつて、同時に実現でき ることが分力ゝる。
[表 1]
表
Sn02 Ta205 Nb205 Nb205+ Ta205 焼結温度 相
Nb205/Ta205
(wt%) (wt%) (wt%) (wt%) (°C) ( 実施例 1 96.5 3 0.5 0.17 4 1 600 9 実施例 2 96 3 1 0.33 4 1600 9 実施例 3 95 3 2 0.67 5 1600 9 実施例 4 94 5 1 0.20 6 1600 9 実施例 5 92 5 3 0.60 8 1600 9 実施例 6 90 8 2 0.25 10 1 600 9 実施例 7 90 1 0.15 0.15 1.15 1600 9 実施例 8 94 5 1 0.20 6 1550 9 比較例 1 93 3 4 1.33 7 1600 9 比較例 2 95 5 0 0_ 5 1600 7 比較例 3 90 5 5 1 .00 10 1600 9 比較例 4 91 8 1 0.13 9 1600 8 比較例 5 88 8 4 0.50 12 1600 9 比較例 6
比較例 7 94 5 1 0.20 6 1500 6 比較例 8 94 5 1 0.20 6 1700 比較例 9 99.35 0.5 0.15 0.30 1 1600 9
CO
σ 焼密糸度透q
相度率対過oio口皿/ +ez 93s
/OiONe 9s9z I ι CM CD
ο csi
σ <D O O
。 () () ()%c
実施例 2
o o O o
o o o o
CO 実施例 4 io 較例比 6
較例比 7
CD O
CM
co O CO o
CO CO CM
o O o o
o ^
^ %
z ^
°« $ CO in CO m O CD
？ 1 C
a>
(6) X線回折法による評価
実施例 4 8、および比較例 7で作製された厚さ 5mmのスパッタリングターゲットの X 線回折を X線回折装置 (MXP3、 MAC Science社製)を用いて、以下の条件で測 定したところ、それぞれ図 2〜4に示される通りの結果が得られた。
線源： CuK a線（又 = 1. 54050A)
管電圧: 40kV
管電流： 30mA
回折角 2 Θの範囲： 20〜40°
サンプリング間隔： 0. 02°
スキャン速度: 4°CZ分
発散スリット： 1°
散乱スリット： 1。
受光スリット： 0. 3mm
[0040] 図 2〜4に示されるように、焼成が 1550°C以上で行われた実施例 4および 8のスパ ッタリングターゲットの X線回折にあっては、焼成が 1500°Cで行われた比較例 7のス パッタリングターゲットの X線回折で、回折角 2 0力 S22〜23° および 28〜29° に観 察される Nb Oに起因するピークが観察されな力つた。なお、上記 2 Θ範囲における
2 5
X線回折強度 (Intensity)は表 3に示される通りであり、上記測定条件においては、 X線回折強度 (Intensity)の最高値が 100未満であれば Nb Oに起因するピークが
2 5
実質的に観察されな力つたと言うことができるであろう。このことから、本発明の組成 範囲内においては、焼成が 1500°Cを超える温度、例えば 1550°C以上の温度、で 行われることにより、 Nb Oに起因する X線回折ピークが消滅するものと考えられる。
2 5
[0041] [表 3] 表 3
Intensity最高値
2 Θ (° )
実施例 4 実施例 8 比較例 7
22〜23 61 67 279
28〜29 61 63 344

Claims

請求の範囲
[1] SnOを主成分とし、 Nb Oおよび Ta Oを合計量で 1. 15〜10質量％含んでなり
2 2 5 2 5
、 Nb O /Ta Oの含有量質量比が 0. 15〜0. 90である、未焼結の成形体を用意
2 5 2 5
し、
該成形体を 1550〜1650°Cで焼結すること
を含んでなる、 SnO系スパッタリングターゲットの製造方法。
2
[2] 前記焼結が、 2〜20時間行われる、請求項 1に記載の方法。
[3] 前記焼結が、酸素含有雰囲気下で行われる、請求項 1に記載の方法。
[4] 前記未焼結の成形体がバインダーをさらに含んでなり、前記焼成に先立ち、前記 バインダーが飛散ないし消失するように、前記未焼結の成形体が乾燥され、その後 加熱される、請求項 1に記載の方法。
[5] SnOを主成分とし、 Nb Oおよび Ta Oを合計量で 1. 15〜10質量％含んでなり
2 2 5 2 5
、 Nb O /Ta Oの含有量質量比が 0. 15〜0. 90である、 SnO系スパッタリングタ
2 5 2 5 2
一ゲットであって、
X線源として CuK a線を用いた X線回折により、回折角 2 0力 ¾2〜23° および 28 〜29° における Nb Oに起因するピークが実質的に観察されない、 SnO系スパッ
2 5 2 タリングターゲット。
[6] アルキメデス法により測定される相対密度が 90%以上である、請求項 5に記載の S ηθ系スパッタリングターゲット。
2
[7] 膜比抵抗値が 1 X 10_2 Ω 'cm以下のスパッタ膜の製造に使用される、請求項 5に 記載の SnO系スパッタリングターゲット。
2
[8] 紫外可視分光光度計により測定される波長 500〜600nmの光の透過率のピーク 値が 96%以上であるスパッタ膜の製造に使用される、請求項 5に記載の SnO系ス
2 パッタリングターゲット。
[9] 請求項 1〜4のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、請求項 5に記載 の SnO系スパッタリングターゲット。
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