JP5392633B2 - ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5392633B2 JP5392633B2 JP2011523622A JP2011523622A JP5392633B2 JP 5392633 B2 JP5392633 B2 JP 5392633B2 JP 2011523622 A JP2011523622 A JP 2011523622A JP 2011523622 A JP2011523622 A JP 2011523622A JP 5392633 B2 JP5392633 B2 JP 5392633B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zno
- powder
- target
- oxide
- conductive film
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 72
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 29
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 25
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- C23C14/06—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
- C04B35/62675—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering characterised by the treatment temperature
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3239—Vanadium oxides, vanadates or oxide forming salts thereof, e.g. magnesium vanadate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5409—Particle size related information expressed by specific surface values
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、液晶ディスプレイや薄膜太陽電池などの製造に用いられるホウ素（Ｂ）およびバナジウム（Ｖ）を両方添加したＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法に関するものである。
液晶ディスプレイや薄膜太陽電池等には、導電性でかつ光に対して透明な電極（透明電極）が用いられている。こうした性質をもつ材料としては、例えば、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２（以下、ＩＴＯ）、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３（以下、ＢＺＯ）、ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３（以下、ＡＺＯ）、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３（以下ＧＺＯ）等の酸化物材料が知られている。こうした材料は、スパッタリング法によって液晶ディスプレイや薄膜太陽電池上に薄膜として形成された後に、電極としてパターニングされ、透明電極となる。
スパッタリング法においては、スパッタリング装置中で、薄膜が形成される基板とスパッタリングターゲット（以下、ターゲット）とが対向させて配置される。これらの間でガス放電を発生させ、このガス放電によって発生したイオンがターゲットの表面にぶつかり、その衝撃によって放出された原子（粒子）を対向する基板に付着させて薄膜が形成される。このターゲットは透明電極となる材料で形成され、透明電極の特性は用いたターゲットの特性に反映される。
また、一般にターゲットは非常に高価であり、その価格が液晶ディスプレイや太陽電池の製造コストに占める割合は大きい。このため、液晶ディスプレイや太陽電池の低コスト化のためには、ターゲットが安価であることも要求される。中でもＢＺＯターゲットは、安価な原料であるＺｎＯ粉末とＢ２Ｏ３粉末を用いて製造され、低コスト化には有望である。更に、ＢＺＯは、透明電極として用いられているＩＴＯ、ＡＺＯに比較し、波長１０００ｎｍ以上の透過率が高く、太陽光が有効活用できるという点から太陽電池用透明電極として有望である。しかし、ＺｎＯ粉末とＢ２Ｏ３粉末を焼結してＢＺＯターゲットを得ようとすると、Ｂ２Ｏ３が約６００℃付近から液相が生成し始めるためにＢ２Ｏ３同士による融着、粗大化が行われ、焼結体内に偏析が生じるといった問題、或いは、ぬれ性やＢ２Ｏ３の蒸発の問題等により緻密な焼結体を得ることが難しいという問題が指摘されている。
この課題を解決するために、ＺｎＯ粉末とＢ２Ｏ３粉末を仮焼きして得た複合粉末からなる原料を用いること、あるいは共沈法による水酸化物による粉末を仮焼きして得た複合粉末からなる原料を用いることが開示されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
このように、あらかじめ形成した複合粉末を用いることは、粗大なＢ２Ｏ３相が存在しなくなるので、偏析を防ぎ緻密な焼結体を得る上で有効となる。
このように、あらかじめ形成した複合粉末を用いることは、粗大なＢ２Ｏ３相が存在しなくなるので、偏析を防ぎ緻密な焼結体を得る上で有効となる。
また、ＺｎＯの耐薬品性を高める上で、ＣｏやＶ添加が有効であることが開示されている（特許文献４）。
特許文献４によれば、ドナー不純物として使用される上記ホウ素が属するＩＩＩ族元素等を添加したＺｎＯ系導電膜についてもＣｏやＶの添加は有効であること、この様な導電膜の形成にスパッタリング法が適用され、そのための焼結体の開示もある。
特許文献４によれば、ドナー不純物として使用される上記ホウ素が属するＩＩＩ族元素等を添加したＺｎＯ系導電膜についてもＣｏやＶの添加は有効であること、この様な導電膜の形成にスパッタリング法が適用され、そのための焼結体の開示もある。
特許文献４に開示されるＶは、耐薬品性を向上するという点では有利であるものの、特許文献４に具体的な記載があるＶ２Ｏ５をバナジウム源とする場合、Ｖ２Ｏ５の毒性に対する慎重な取扱が必要である。
また、Ｖ２Ｏ５よりも毒性が低いＶ酸化物としてＶ２Ｏ３が知られているが、Ｖ２Ｏ５の融点は、６９０℃と低温であるのに対して、Ｖ２Ｏ３の融点は１９７０℃と高く、ホウ素を含むＺｎＯ系焼結体を得る上での挙動が不明であった。
また、Ｖ２Ｏ５よりも毒性が低いＶ酸化物としてＶ２Ｏ３が知られているが、Ｖ２Ｏ５の融点は、６９０℃と低温であるのに対して、Ｖ２Ｏ３の融点は１９７０℃と高く、ホウ素を含むＺｎＯ系焼結体を得る上での挙動が不明であった。
また、ホウ素の添加は、特許文献１〜３のように複合酸化物を形成する方法が有効である。しかし、この様な複合酸化物を用いる製造技術においても、Ｖを添加する際の、原料酸化物のＶの価数が、焼結性等に如何なる影響があるかは、全く未知であった。
本発明の目的は、高い焼結密度を有するホウ素（Ｂ）およびバナジウム（Ｖ）を両方添加したＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法を提供することである。
本発明の目的は、高い焼結密度を有するホウ素（Ｂ）およびバナジウム（Ｖ）を両方添加したＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法を提供することである。
本発明者は、Ｖ２Ｏ３がホウ素を含む焼結体を得る上で焼結密度の向上に寄与することを見いだし、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ホウ素量が、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％、バナジウム量が、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５〜５ｍａｓｓ％であり、その密度が相対密度で９０％以上の酸化物焼結体であるＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットである。
また、本発明は、アルミニウムおよび／またはガリウムを３価の酸化物として換算して、それぞれ２ｍａｓｓ％以下添加することができる。
すなわち本発明は、ホウ素量が、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％、バナジウム量が、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５〜５ｍａｓｓ％であり、その密度が相対密度で９０％以上の酸化物焼結体であるＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットである。
また、本発明は、アルミニウムおよび／またはガリウムを３価の酸化物として換算して、それぞれ２ｍａｓｓ％以下添加することができる。
また、本発明の製造方法は、ホウ素とバナジウムを含有し、ホウ素量が、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％、バナジウム量が、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５〜５ｍａｓｓ％である酸化物焼結体からなるＺｎＯ系透明電極用ターゲットの製造方法であって、ホウ素源としてＨ３ＢＯ３粉末、バナジウム源としてＶ２Ｏ３粉末を用いるＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法である。
また、本発明の製造方法における焼結温度は、７００〜１０５０℃、焼結雰囲気は非還元性雰囲気とすることが好ましい。
また、本発明の製造方法において、Ｈ３ＢＯ３粉末と、ＺｎＯ粉末あるいは更にＶ２Ｏ３粉末とを混合し、仮焼きして得た仮焼き粉末を焼結原料として焼結することが好ましい。
また、本発明の製造方法における焼結温度は、７００〜１０５０℃、焼結雰囲気は非還元性雰囲気とすることが好ましい。
また、本発明の製造方法において、Ｈ３ＢＯ３粉末と、ＺｎＯ粉末あるいは更にＶ２Ｏ３粉末とを混合し、仮焼きして得た仮焼き粉末を焼結原料として焼結することが好ましい。
また、本発明で仮焼き粉末を使用する場合、仮焼き粉末の組成をＢ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で、０．８〜４５ｍａｓｓ％とし、該仮焼き粉末にＺｎＯ粉末あるいはＶ２Ｏ３のいずれかまたは両方を混合、焼結して相対密度９０％以上の焼結体を得ることが好ましい。
また、仮焼き温度は、１００〜５００℃とすることが好ましい。
また、仮焼き温度は、１００〜５００℃とすることが好ましい。
本発明は、高い焼結密度を有するホウ素（Ｂ）およびバナジウム（Ｖ）を両方添加したＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットであり、異常放電が少なく、液晶ディスプレイや薄膜太陽電池などの製造に好適である。また、本発明の製造方法は、安全かつ精度の高い製造ができるので上述したターゲットを得る上で重要な技術となる。
上述したように、本発明の重要な特徴は、Ｖ２Ｏ３がホウ素を含む焼結体を得る上で焼結密度の向上に寄与することを見いだし、高い焼結密度を有するホウ素およびバナジウムを両方添加したＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットを実現したことにある。
本発明において、ホウ素量を、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％としたのは、ホウ素添加により、形成する導電膜の低抵抗性と透明性を確保する上で有効だからである。好ましくは、０．５〜５ｍａｓｓ％である。
また、本発明において、バナジウム量を、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５ｍａｓｓ％以上としたのは、０．０５ｍａｓｓ％未満では、焼結性向上の明確な効果が得られず、また製造時にターゲットにおける均一な分散をさせにくいためである。また、５ｍａｓｓ％以下としたのは、安価で特定波長の透過率が高いというホウ素添加の作用を維持するためである。好ましくは、０．０５〜２ｍａｓｓ％である。
本発明において、ホウ素量を、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％としたのは、ホウ素添加により、形成する導電膜の低抵抗性と透明性を確保する上で有効だからである。好ましくは、０．５〜５ｍａｓｓ％である。
また、本発明において、バナジウム量を、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５ｍａｓｓ％以上としたのは、０．０５ｍａｓｓ％未満では、焼結性向上の明確な効果が得られず、また製造時にターゲットにおける均一な分散をさせにくいためである。また、５ｍａｓｓ％以下としたのは、安価で特定波長の透過率が高いというホウ素添加の作用を維持するためである。好ましくは、０．０５〜２ｍａｓｓ％である。
本発明においては、上記ホウ素の特徴を活かすため、ホウ素とバナジウム以外の導電性を付与する酸化物は必ずしも必要ではないが、添加することは可能である。典型的には、アルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）の酸化物の添加が可能である。これらの添加は、３価の酸化物として換算して、それぞれ２ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。
また、本発明のターゲットの相対密度は、９０％以上とした。９０％未満は、通常の焼結でも容易に到達できるため、Ｖ２Ｏ３添加による焼結性向上の意味が少ないためである。好ましくは、９５％以上とする。より好ましくは９８％以上である。
なお、本発明でいう相対密度は、ターゲット組織中に、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ３の各相がそれぞれ独立して存在していると仮定して、計算される密度に対する相対密度である。
なお、本発明でいう相対密度は、ターゲット組織中に、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ３の各相がそれぞれ独立して存在していると仮定して、計算される密度に対する相対密度である。
次に、本発明の製造方法について詳細に説明する。
本発明の製造方法においては、上述した組成のターゲットを得るために、ホウ素源としてＨ３ＢＯ３粉末、バナジウム源としてＶ２Ｏ３粉末を用いることに重要な特徴の一つがある。
通常ホウ素源として使用されるＢ２Ｏ３粉末は、吸湿性が高く秤量誤差を起こしやすいという問題を確認している。一方、本発明で使用するＨ３ＢＯ３粉末は、水化物であり水分吸収の心配が無く、秤量誤差を起こしにくいものであり、成分調整の精度を高める上で有効である。
また、通常バナジウム源として使用されるＶ２Ｏ５は、上述した通り毒性があり取扱上問題がある。一方、本発明が用いるＶ２Ｏ３は、その様な問題がない。そして、重要なのは、Ｖ２Ｏ３が１９７０℃という高温の融点をもつにも拘わらず、焼結性を高めることに寄与するということを見いだしたことにある。
本発明の製造方法においては、上述した組成のターゲットを得るために、ホウ素源としてＨ３ＢＯ３粉末、バナジウム源としてＶ２Ｏ３粉末を用いることに重要な特徴の一つがある。
通常ホウ素源として使用されるＢ２Ｏ３粉末は、吸湿性が高く秤量誤差を起こしやすいという問題を確認している。一方、本発明で使用するＨ３ＢＯ３粉末は、水化物であり水分吸収の心配が無く、秤量誤差を起こしにくいものであり、成分調整の精度を高める上で有効である。
また、通常バナジウム源として使用されるＶ２Ｏ５は、上述した通り毒性があり取扱上問題がある。一方、本発明が用いるＶ２Ｏ３は、その様な問題がない。そして、重要なのは、Ｖ２Ｏ３が１９７０℃という高温の融点をもつにも拘わらず、焼結性を高めることに寄与するということを見いだしたことにある。
本発明者の検討によれば、ターゲット組織に存在するＺｎ−Ｂ−Ｏ相の組織が、Ｖ２Ｏ３無添加では粒状の組織であるのに対して、Ｖ２Ｏ３の添加により柱状組織になるという現象を確認している。このことから添加したＶ２Ｏ３粉末はターゲット組織に大きく影響を及ぼし、焼結性を向上させる因子となっていると推定される。
そして、この方法により、相対密度を９０％、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上に高めることが可能となる。
そして、この方法により、相対密度を９０％、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上に高めることが可能となる。
本発明の製造方法における焼結温度は、７００〜１０５０℃、焼結雰囲気は非還元性雰囲気とすることが好ましい。７００℃未満の焼結温度では、焼結時間が掛かりすぎ、１０５０℃以上では、構成する酸化物の分解が進んで所定の焼結密度が得られないだけでなく、組成変動も大きくなる場合があるからである。
また、焼結雰囲気として非還元雰囲気を選択することで、構成する酸化物の分解を容易に抑えることができるという利点がある。この非還元性雰囲気としては、空気、窒素、不活性ガス等を使用することが可能である。
また、焼結雰囲気として非還元雰囲気を選択することで、構成する酸化物の分解を容易に抑えることができるという利点がある。この非還元性雰囲気としては、空気、窒素、不活性ガス等を使用することが可能である。
本発明の製造方法において、Ｈ３ＢＯ３粉末の使用は、上述した通り組成制御にとって有効であるが、そのまま焼結原料とすると加熱により酸化ホウ素と水に分解されるため、酸化ホウ素をそのまま焼結原料とした場合と同様に焼結体内に大きな偏析が生じたり、緻密な焼結体を得られない場合がある。
そのため、ＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末を混合し、仮焼きして得た仮焼き粉末を製造しこれを焼結原料とすると、複合酸化物が形成されているため、偏析を防ぎ緻密な焼結体を得ることが可能となる。また、仮焼き工程は、焼結体としては不要な水分をあらかじめ除去しておくことができるので、水分存在による焼結体の変形、欠陥の形成を防ぐ上でも有効である。この時、Ｖ２Ｏ３粉末も同時に混合しておき、仮焼き粉末を得ても良い。
そのため、ＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末を混合し、仮焼きして得た仮焼き粉末を製造しこれを焼結原料とすると、複合酸化物が形成されているため、偏析を防ぎ緻密な焼結体を得ることが可能となる。また、仮焼き工程は、焼結体としては不要な水分をあらかじめ除去しておくことができるので、水分存在による焼結体の変形、欠陥の形成を防ぐ上でも有効である。この時、Ｖ２Ｏ３粉末も同時に混合しておき、仮焼き粉末を得ても良い。
また、本発明の製造法において、仮焼き粉末のみを原料にして焼結しても良いが、仮焼き粉末に加えて他の酸化物粉末を混合して焼結しても良い。具体的には、仮焼き粉末の組成をＢ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で、０．５−４５ｍａｓｓ％に調整し、該仮焼き粉末にＺｎＯ粉末あるいはＶ２Ｏ３のいずれかまたは両方を混合、焼結するのが望ましい。
Ｂ２Ｏ３比を、０．５％以上としたのは、０．５％未満では電極としての特性を得ることが難しく、仮焼き粉末に加えて、他のホウ素源等を添加する必要が生じるためである。
一方、Ｂ２Ｏ３比を４５％以下としたのは、４５％を超えて高くなって行くと、複合酸化物として存在する以外にＢ２Ｏ３相として存在する量が多くなり、Ｂの分散性が悪くなる場合があるためである。実際の仮焼き粉末の組成は、使用するＨ３ＢＯ３粉末がＢ２Ｏ３になった場合の量とＺｎＯ粉末のＺｎＯ量、あるいはＶ２Ｏ３粉末のＶ２Ｏ３量により調整することができる。
一方、Ｂ２Ｏ３比を４５％以下としたのは、４５％を超えて高くなって行くと、複合酸化物として存在する以外にＢ２Ｏ３相として存在する量が多くなり、Ｂの分散性が悪くなる場合があるためである。実際の仮焼き粉末の組成は、使用するＨ３ＢＯ３粉末がＢ２Ｏ３になった場合の量とＺｎＯ粉末のＺｎＯ量、あるいはＶ２Ｏ３粉末のＶ２Ｏ３量により調整することができる。
上記、仮焼き工程において、仮焼き温度は１００℃以上５００℃以下とするのが好適である。これは、１００℃より低温であると、Ｈ３ＢＯ３からの水の分解除去が進みにくいためである。
一方、５００℃より高温では、仮焼き粉末が大きく成長してしまい、焼結原料としては特別な粉砕処理等が必要となるためである。
一方、５００℃より高温では、仮焼き粉末が大きく成長してしまい、焼結原料としては特別な粉砕処理等が必要となるためである。
以下、本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は、以下に述べる実施例に限定されるものではない。
本実施例で適用した製造工程は以下の通りである。
（工程Ａ１）
比表面積４．５ｍ２／ｇのＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末を表１に示す所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。
得られた混合粉を所定の温度にて仮焼きし仮焼き粉末を得た。得られた仮焼き粉末にＶ２Ｏ３粉末を所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。得られた混合粉にバインダーとしてポリビニルアルコールを０．５ｍａｓｓ％添加し、すりつぶしながら混合した後、造粒した造粒粉を作製した。
なお、他の酸化物粉末を添加する場合は、Ｖ２Ｏ３と同様に添加した。
本実施例で適用した製造工程は以下の通りである。
（工程Ａ１）
比表面積４．５ｍ２／ｇのＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末を表１に示す所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。
得られた混合粉を所定の温度にて仮焼きし仮焼き粉末を得た。得られた仮焼き粉末にＶ２Ｏ３粉末を所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。得られた混合粉にバインダーとしてポリビニルアルコールを０．５ｍａｓｓ％添加し、すりつぶしながら混合した後、造粒した造粒粉を作製した。
なお、他の酸化物粉末を添加する場合は、Ｖ２Ｏ３と同様に添加した。
（工程Ａ２）
比表面積４．５ｍ２／ｇのＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末とＶ２Ｏ３粉末を所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。得られた混合粉を所定の温度にて仮焼きし仮焼き粉末を得た。得られた仮焼き粉末にバインダーとしてポリビニルアルコールを０．５ｍａｓｓ％添加し、すりつぶしながら混合した後、造粒した造粒粉を作製した。
（工程Ａ３）
比較例の工程として、比表面積４．５ｍ２／ｇのＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末を所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。
得られた混合粉を所定の温度にて仮焼きし仮焼き粉末を得た。得られた仮焼き粉末にバインダーとしてポリビニルアルコールを０．５ｍａｓｓ％添加し、すりつぶしながら混合した後、造粒した造粒粉を作製した。
比表面積４．５ｍ２／ｇのＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末とＶ２Ｏ３粉末を所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。得られた混合粉を所定の温度にて仮焼きし仮焼き粉末を得た。得られた仮焼き粉末にバインダーとしてポリビニルアルコールを０．５ｍａｓｓ％添加し、すりつぶしながら混合した後、造粒した造粒粉を作製した。
（工程Ａ３）
比較例の工程として、比表面積４．５ｍ２／ｇのＺｎＯ粉末とＨ３ＢＯ３粉末を所定のターゲット組成となるように秤量後、ボールミルにて混合し混合粉を作製した。
得られた混合粉を所定の温度にて仮焼きし仮焼き粉末を得た。得られた仮焼き粉末にバインダーとしてポリビニルアルコールを０．５ｍａｓｓ％添加し、すりつぶしながら混合した後、造粒した造粒粉を作製した。
（工程Ｂ）
次に、Ａ１〜Ａ３のいずれかの工程で得られた造粒粉を冷間静水圧プレスにて３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形し、直径１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの円盤状の成形体を得た。得られた成形体を、表１に示す所定の温度、雰囲気にて焼結し焼結体を作製した。得られた焼結体を直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状に加工して、スパッタリング用ターゲットを作製した。
次に、Ａ１〜Ａ３のいずれかの工程で得られた造粒粉を冷間静水圧プレスにて３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形し、直径１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの円盤状の成形体を得た。得られた成形体を、表１に示す所定の温度、雰囲気にて焼結し焼結体を作製した。得られた焼結体を直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状に加工して、スパッタリング用ターゲットを作製した。
（ターゲット評価）
製造過程で得られた焼結体の密度を水中置換法により測定し、焼結体を構成する成分が所定の酸化物として存在すると仮定して求めた理論密度で除した値を相対密度とした。焼結体の組成分析は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により、Ｚｎ量、Ｂ量、Ｖ量、Ａｌ量、Ｇａ量を分析し、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３の酸化物に換算し直して求めたが、狙い組成と一致していた。これらの結果を表１に示す。
得られた焼結体を走査型電子顕微鏡で観察するとともに、組織における元素分布をＥＰＭＡにてマッピングした。典型的な例として、図１に実施例２、図２に比較例２のターゲットのミクロ組織及び対応する特定原子分布を示す。
製造過程で得られた焼結体の密度を水中置換法により測定し、焼結体を構成する成分が所定の酸化物として存在すると仮定して求めた理論密度で除した値を相対密度とした。焼結体の組成分析は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により、Ｚｎ量、Ｂ量、Ｖ量、Ａｌ量、Ｇａ量を分析し、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３の酸化物に換算し直して求めたが、狙い組成と一致していた。これらの結果を表１に示す。
得られた焼結体を走査型電子顕微鏡で観察するとともに、組織における元素分布をＥＰＭＡにてマッピングした。典型的な例として、図１に実施例２、図２に比較例２のターゲットのミクロ組織及び対応する特定原子分布を示す。
図１及び図２それぞれに示す４つの観察像は、左上が走査型顕微鏡による組織、右上が対応する視野におけるＢ原子分布、左下が対応する視野におけるＶ原子分布、右下が対応する視野におけるＺｎ原子分布を示している。また、原子分布は黒色−白色−褐色の順で濃度が高いことを示している。
また、実施例及び比較例においてホウ素濃化部には、Ｘ線回折分析によりＺｎ３Ｂ２Ｏ６化合物が検出され、バナジウム濃化部には、Ｚｎ３（ＶＯ４）２化合物が検出された。
また、実施例及び比較例においてホウ素濃化部には、Ｘ線回折分析によりＺｎ３Ｂ２Ｏ６化合物が検出され、バナジウム濃化部には、Ｚｎ３（ＶＯ４）２化合物が検出された。
（成膜評価）
製造したターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタリング法によって膜厚２００ｎｍの成膜を行った。スパッタリング条件は、投入電力２００Ｗ、Ａｒガス圧０．７Ｐａに固定した。そして実験開始から１０時間経過後の１０分間当たりに発生する異常放電回数、基板温度２００℃時の膜の体積抵抗率と、１２００ｎｍ波長域における透過率を測定した。さらに、基板温度２００℃時の膜を温度６０℃、湿度９０％の環境下に暴露し、暴露時間１０００時間後の体積抵抗率を測定し、暴露前の体積抵抗率に対する暴露後の体積抵抗率の変化を評価した。結果を表２に示す。
製造したターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタリング法によって膜厚２００ｎｍの成膜を行った。スパッタリング条件は、投入電力２００Ｗ、Ａｒガス圧０．７Ｐａに固定した。そして実験開始から１０時間経過後の１０分間当たりに発生する異常放電回数、基板温度２００℃時の膜の体積抵抗率と、１２００ｎｍ波長域における透過率を測定した。さらに、基板温度２００℃時の膜を温度６０℃、湿度９０％の環境下に暴露し、暴露時間１０００時間後の体積抵抗率を測定し、暴露前の体積抵抗率に対する暴露後の体積抵抗率の変化を評価した。結果を表２に示す。
表１において、例えば実施例３と比較例１とを対比すると、同量のＢ２Ｏ３に対してＶ２Ｏ３の添加により、同一の焼結条件であっても顕著に相対密度が上昇していることがわかる。また実施例３と比較例２を対比すると、Ｖ２Ｏ３を添加しない場合、焼結温度を１０００℃の高温として、ようやく近似した焼結密度が得られることがわかる。これらの結果は、ホウ素を含むＺｎＯ系焼結体を得る上で、Ｖ２Ｏ３の添加が焼結密度を高めるために有効に作用することを示している。
また、表２において、Ｖ２Ｏ３の添加により、体積抵抗率の変化が抑制できることがわかり、Ｖ２Ｏ３の添加が耐環境性を向上させることがわかる。また、所定のＶ２Ｏ３の添加によっても１２００ｎｍ透過率は大きく劣化しないことから、ホウ素を含むＺｎＯ系焼結体の特性を維持できるという点でも有効であることがわかる。
また、表２において、Ｖ２Ｏ３の添加により、体積抵抗率の変化が抑制できることがわかり、Ｖ２Ｏ３の添加が耐環境性を向上させることがわかる。また、所定のＶ２Ｏ３の添加によっても１２００ｎｍ透過率は大きく劣化しないことから、ホウ素を含むＺｎＯ系焼結体の特性を維持できるという点でも有効であることがわかる。
Claims (8)
- ホウ素量が、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％、バナジウム量が、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５〜５ｍａｓｓ％であり、その密度が相対密度で９０％以上の酸化物焼結体であることを特徴とするＺｎＯ系透明導電膜用ターゲット。
- アルミニウムおよび／またはガリウムを３価の酸化物として換算して、それぞれ２ｍａｓｓ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載のＺｎＯ系透明導電膜用ターゲット。
- ホウ素とバナジウムを含有し、ホウ素量が、Ｂ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．５〜１０ｍａｓｓ％、バナジウム量が、Ｖ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で０．０５〜５ｍａｓｓ％である酸化物焼結体からなるＺｎＯ系透明電極用ターゲットの製造方法であって、ホウ素源としてＨ３ＢＯ３粉末、バナジウム源としてＶ２Ｏ３粉末を用いることを特徴とするＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法。
- ＺｎＯ系透明電極用ターゲットは、アルミニウムおよび／またはガリウムを３価の酸化物として換算して、それぞれ２ｍａｓｓ％以下含むことを特徴とする請求項３に記載のＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法。
- 焼結温度は、７００〜１０５０℃、焼結雰囲気は非還元性雰囲気であることを特徴とする請求項３または４に記載のＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法。
- Ｈ３ＢＯ３粉末と、ＺｎＯ粉末あるいは更にＶ２Ｏ３粉末とを混合し、仮焼きして得た仮焼き粉末を焼結原料として焼結することを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法。
- 仮焼き粉末の組成をＢ２Ｏ３／（ＺｎＯ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｖ２Ｏ３）×１００とした酸化物換算で、０．５〜４５ｍａｓｓ％とし、該仮焼き粉末にＺｎＯ粉末あるいはＶ２Ｏ３のいずれかまたは両方を混合、焼結して、相対密度９０％以上の焼結体を得ることを特徴とする請求項６に記載のＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法。
- 仮焼き温度を１００〜５００℃とすることを特徴とする請求項６または７に記載のＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011523622A JP5392633B2 (ja) | 2009-07-21 | 2010-07-15 | ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009169759 | 2009-07-21 | ||
| JP2009169759 | 2009-07-21 | ||
| PCT/JP2010/061997 WO2011010603A1 (ja) | 2009-07-21 | 2010-07-15 | ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 |
| JP2011523622A JP5392633B2 (ja) | 2009-07-21 | 2010-07-15 | ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2011010603A1 JPWO2011010603A1 (ja) | 2012-12-27 |
| JP5392633B2 true JP5392633B2 (ja) | 2014-01-22 |
Family
ID=43499076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011523622A Active JP5392633B2 (ja) | 2009-07-21 | 2010-07-15 | ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5392633B2 (ja) |
| KR (1) | KR101412319B1 (ja) |
| CN (1) | CN102549191B (ja) |
| WO (1) | WO2011010603A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5888599B2 (ja) * | 2012-03-13 | 2016-03-22 | 三菱マテリアル株式会社 | スパッタリングターゲット及び高抵抗透明膜の製造方法 |
| KR20150018728A (ko) | 2013-08-09 | 2015-02-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
| CN107254669A (zh) * | 2013-08-26 | 2017-10-17 | 捷客斯金属株式会社 | 烧结体和非晶膜 |
| WO2017187763A1 (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | リンテック株式会社 | 透明導電膜および透明導電膜の製造方法 |
| CN109487223B (zh) * | 2018-12-26 | 2020-01-07 | 武汉大学 | 水化硅酸钙纳米薄膜的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11158607A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＺｎＯ系焼結体およびその製法 |
| JPH11171539A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-06-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＺｎＯ系焼結体およびその製法 |
| JPH11302835A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＺｎＯ系焼結体の製造方法 |
| JPH11322413A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-11-24 | Japan Energy Corp | 光透過膜、高抵抗透明導電膜、光透過膜形成用スパッタリングタ―ゲット及び高抵抗透明導電膜の製造方法 |
| JP2002075062A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Uchitsugu Minami | 透明導電膜 |
| JP2009167515A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Kanazawa Inst Of Technology | 透明導電膜製造用スパッタリングターゲット及び透明導電膜形成方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW570909B (en) * | 2001-06-26 | 2004-01-11 | Mitsui Mining & Smelting Co | Sputtering target for forming transparent conductive film of high electric resistance and method for producing transparent conductive film of high electric resistance |
| CN100485081C (zh) * | 2005-06-16 | 2009-05-06 | 中国科学院物理研究所 | 一种制备硼掺杂的n型高硬度透明导电氧化锌薄膜的方法 |
| JP5682112B2 (ja) * | 2007-12-19 | 2015-03-11 | 日立金属株式会社 | 酸化亜鉛焼結体およびその製造方法、スパッタリングターゲット、このスパッタリングターゲットを用いて形成された電極 |
| WO2009078329A1 (ja) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Hitachi Metals, Ltd. | 酸化亜鉛焼結体およびその製造方法、スパッタリングターゲット、電極 |
-
2010
- 2010-07-15 KR KR1020127004170A patent/KR101412319B1/ko active IP Right Grant
- 2010-07-15 JP JP2011523622A patent/JP5392633B2/ja active Active
- 2010-07-15 CN CN2010800418239A patent/CN102549191B/zh active Active
- 2010-07-15 WO PCT/JP2010/061997 patent/WO2011010603A1/ja active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11158607A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＺｎＯ系焼結体およびその製法 |
| JPH11171539A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-06-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＺｎＯ系焼結体およびその製法 |
| JPH11322413A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-11-24 | Japan Energy Corp | 光透過膜、高抵抗透明導電膜、光透過膜形成用スパッタリングタ―ゲット及び高抵抗透明導電膜の製造方法 |
| JPH11302835A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ＺｎＯ系焼結体の製造方法 |
| JP2002075062A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Uchitsugu Minami | 透明導電膜 |
| JP2009167515A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Kanazawa Inst Of Technology | 透明導電膜製造用スパッタリングターゲット及び透明導電膜形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102549191B (zh) | 2013-10-30 |
| WO2011010603A1 (ja) | 2011-01-27 |
| KR101412319B1 (ko) | 2014-06-26 |
| KR20120039027A (ko) | 2012-04-24 |
| CN102549191A (zh) | 2012-07-04 |
| JPWO2011010603A1 (ja) | 2012-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4933756B2 (ja) | スパッタリングターゲット | |
| KR101590429B1 (ko) | 복합 산화물 소결체, 복합 산화물 소결체의 제조방법, 스퍼터링 타겟 및 박막의 제조방법 | |
| KR101738742B1 (ko) | 산화물 소결체, 스퍼터링 타깃 및 박막 그리고 산화물 소결체의 제조 방법 | |
| JP5764828B2 (ja) | 酸化物焼結体およびそれを加工したタブレット | |
| KR20120051656A (ko) | 산화물 소결물체와 그 제조 방법, 타겟 및 투명 도전막 | |
| JP6767723B2 (ja) | 酸化物薄膜及び該薄膜を製造するためのスパッタリングターゲット用酸化物焼結体 | |
| DE112011100972T5 (de) | Transparenter leitender Film | |
| JP5392633B2 (ja) | ＺｎＯ系透明導電膜用ターゲットおよびその製造方法 | |
| TWI564250B (zh) | Oxide sintered body, sputtering target and oxide film | |
| KR101331293B1 (ko) | 산화물 소결체 및 산화물 반도체 박막 | |
| JP2011074479A (ja) | 透明導電性酸化亜鉛系薄膜製造用のイオンプレーティング用ターゲット、および透明導電性酸化亜鉛系薄膜 | |
| KR101748017B1 (ko) | 산화물 소결체, 산화물 스퍼터링 타깃 및 고굴절률의 도전성 산화물 박막 그리고 산화물 소결체의 제조 방법 | |
| JP2010269984A (ja) | ホウ素を含有するＺｎＯ系焼結体の製造方法 | |
| WO2014021374A1 (ja) | 酸化物焼結体およびそれを加工したタブレット | |
| JP2017014535A (ja) | スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
| JP6027844B2 (ja) | 酸化亜鉛系焼結体の製造方法 | |
| KR101324830B1 (ko) | 산화물 소결체 및 산화물 반도체 박막 | |
| KR20130063010A (ko) | 산화물 소결체 및 산화물 반도체 박막 | |
| TW201522689A (zh) | 濺鍍靶及其製造方法 | |
| WO2022149557A1 (ja) | 酸化物スパッタリングターゲット、および、酸化物スパッタリングターゲットの製造方法 | |
| JP2010084177A (ja) | 酸化亜鉛系焼結ターゲットおよびその製造方法 | |
| JP2017014534A (ja) | スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
| CN117396630A (zh) | 溅射靶及其制造方法 | |
| JP2013177261A (ja) | 酸化物焼結体およびその製造方法 | |
| JP2012031521A (ja) | スパッタリングターゲット及び透明導電膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130920 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131003 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5392633 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |