KR101128499B1 - 고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법 - Google Patents

고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101128499B1
KR101128499B1 KR1020110109512A KR20110109512A KR101128499B1 KR 101128499 B1 KR101128499 B1 KR 101128499B1 KR 1020110109512 A KR1020110109512 A KR 1020110109512A KR 20110109512 A KR20110109512 A KR 20110109512A KR 101128499 B1 KR101128499 B1 KR 101128499B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent conductive
conductive film
thin film
zinc oxide
oxide powder
Prior art date
Application number
KR1020110109512A
Other languages
English (en)
Inventor
이승이
강민호
임선권
양승호
윤원규
Original Assignee
희성금속 주식회사
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 희성금속 주식회사 filed Critical 희성금속 주식회사
Priority to KR1020110109512A priority Critical patent/KR101128499B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101128499B1 publication Critical patent/KR101128499B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 고투과율 및 고 내습성 박막을 제조하기 위하여 산화 갈륨 분말과 산화 알루미늄 분말, 산화 인듐 분말, 금속 이온이 2가의 원자가를 갖는 M(Ca, Sr, Ba)으로 특정지어지는 산화물이 (M+Al+Ga+In)/(M+Zn+Al+Ga+In) 원자수 비로 0.5~25원자%로 포함되어 있는 소결체를 제조하는 것에 관한 것이다. 제조된 산화 아연계 고밀도 타겟을 활용한 직류 마그네트론 스퍼터링 방법에 의한 산화물의 원자수 비가 0.5~25원자%로 포함되어 있는 투명도전막을 제조시 타겟의 방전 안정성과 더불어 박막의 저저항 특성과 내환경성 및 내식성이 우수한 안정적인 박막 특성을 제공한다.

Description

고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법{A preparation method of high density zinc oxide based sputtering target and transparent electroconductive film}
본 발명은 산화 갈륨 분말과 산화 알루미늄 분말, 산화 인듐 분말, 금속 이온이 2가의 원자가를 갖는 M(Ca,Sr,Ba)으로 특정지어지는 산화물이 (M+Al+Ga+In)/(M+Zn+Al+Ga+In) 원자수 비로 0.5~25원자%로 포함되어 있는 소결체 또는 투명도전성 박막으로 고투과율 및 고 내습성 특성이 뛰어난 투명도전성 박막 제조에 관한 것이다.
투명 도전막은 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광소자 및 태양전지 등에 사용되는 패널에 코팅하여 전도성과 투명성을 확보해주는 필수소재이다. 이 투명도전막을 형성하는 방법은 진공 증착법이나 스퍼터링법 등 일반적으로 물리 증착법이라고 말하고 있는 수단에 의해서 행해지는 것이 보통이다. 특히, 대면적의 균일한 박막을 대량 생산이 가능한 방법으로는 조작성이나 피막의 안정성 때문에 직류 마그네트론 스퍼터링법을 사용해서 형성하는 것이 대부분이다.
또한 근래，Liquid Crystal Display(LCD), Plasma Display Panel(PDP)을 중심으로 Flat Panel Display(FPD) 시장이 급속하게 확대와 더불어 가시광에 대하여 투명한 동시에 도전성을 갖는 투명 도전막이 필수적으로 채용되고 있다. 대표적인 재료가 ITO 이고, 오랜 기간에 걸쳐 투명도전막의 대표 재료로서 사용되어 왔다. 그러나，ITO의 원료인 금속 인듐이 희소 금속으로 자원적인 문제점이 존재하여 왔고, 수요 증가에 따라 향후 2018년에 인듐 자원의 채굴 가능 매장량을 초과하여 고갈이 예상되어 디스플레이 산업의 성장을 저해하는 요소로 부각되고 있다. 이와 같은 배경으로부터 ITO를 대체 가능한 저저항 및 고기능성 투명전도성 재료의 필요성이 급속하게 높아지고 있다. ITO 박막의 형성 방법은 FPD의 제조 라인에서는 대면적의 균일한 성막이 요구되기 때문에 스퍼터링법이 적용되고 있다. 이 때문에，ITO 대체 재료의 성막 방법도 스퍼터링법에 적합한 재료이어야 하며 이는 타겟을 교체하는 것만으로 사용이 가능해야 한다.
이에 대응한 투명전도성 ITO 타겟재의 인듐을 대체하는 소재로는 산화 아연을 주성분으로 하는 타겟재로 풍부한 아연 자원의 수급 용이성과 독성이 없는 장점으로 인해 1980년대 말 이후 지속적으로 연구 개발 및 각광을 받아 왔다.
이러한 산화 아연계 타겟재로는 전도성을 부가하기 위해 3가의 원자가를 갖는 원소의 산화물을 1종류 이상 첨가하고 그 첨가량을 0.5~20% 이상으로 하여 1300℃ 이상에서 소결한 스퍼터링 타겟재를 제조하는 방법들이 연구되어 왔다. 또한 이러한 3가 이상의 원자가를 갖는 금속산화물을 미리 산화 아연과 복합화하여 스피넬 상을 형성하고 첨가하는 방법도 일본에서 특허 출원된 바 있으며, 결정 배향성을 높여 전기전도성 특성을 개선한 소결체와 분말의 중심 입경을 제어한 기술 및 기본적으로 스퍼터링 방법에 의한 박막 제조시 전도성이 뛰어난 것으로 알려진 산화 알루미늄 첨가 조성에 3가 이상의 원자가를 갖는 산화물, 질화물, 복합산화물 등을 동시 첨가하여 타겟재의 스퍼터링 특성과 제조된 박막의 특성을 증대시키는 기술로 발전하고 있다.
이러한 기술로 대표되는 타겟재는 산화알루미늄아연(이하 AZO, 또는 ZAO), 산화갈륨아연(GZO), 산화주석아연(TZO)등으로 대표될 수 있고, 동시 첨가되는 원소로는 Al, Ga, In, Ge, Si, Sn, Ti 등의 원소가 대표적이다. 그러나 ITO와는 달리 산화 아연계 타겟을 이용한 스퍼터링 방법에 의해 박막을 제조할 경우 얻어진 박막은 습도와 온도가 높은 환경이나 Liquid Crystal Display(LCD)공정중에 사용되는 알카리성 박리 액체와 접할 경우 투명 전도막의 특징인 저항이 높아지고 박막의 미세 조직 내에 침투된 화학약품에 의해 박리되거나 쉽게 파괴되어 기능의 손상을 가져올 수 있는 단점 때문에 액정표시소자와 같이 다층박막을 증착하고 패터닝화를 통해 소자를 구성하는 LCD 제조 환경 내에 박막의 내구성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 또한 상기의 산화 아연계에 전도성을 부가하기 위해 첨가된 3가 이상의 원소를 첨가한 소결체를 스퍼터링 장치에서 박막을 제작할 경우 내습성이 저하가 발생하여 저항이 상승되는 현상이 발생된다. 이는 3가의 원소 첨가만으로는 박막 제작 후 저저항 특성을 가지지만 LCD 환경에서 중요하게 여기는 내구성 및 내환경성에서는 저저항을 유지하기 어렵다. 종래 기술에 따라 3가 이상의 원소를 첨가하여 제작한 산화아연 타겟의 경우 2차상이 생성되어 타겟 및 박막내의 조성 불균일 현상이 발생되어 스퍼터링에 의한 박막 증착 시 타겟의 방전 안정성이 떨어져 박막 특성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 증착 후 저항이 상승되며, 방전 불안정으로 인하여 증착된 박막의 경우 결정성이 감소되어 대표적인 박막 특성인 내환경성과 내구성이 감소되는 문제가 발생한다.
본 발명에서는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 3가 이상의 원소를 첨가한 박막의 단점을 극복하기 위한 방안으로 기존 3가에 2가를 첨가하여 내구성과 내환경성이 우수한 박막 및 소결체의 조성을 설계하였다. 2가의 원소를 미량 첨가함에 따라 소결체에서의 2차상의 발생을 억제시켜 스퍼터링에 의한 박막 증착 시 타겟의 방전 안정성이 떨어지고 박막 특성이 저하되는 문제점을 해결을 하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 산화 갈륨 분말과 산화 알루미늄 분말, 산화 인듐 분말, 금속 이온이 2가의 원자가를 갖는 M(Ca, Sr, Ba)으로 특정지어지는 산화물이 (M+Al+Ga+In)/(M+Zn+Al+Ga+In) 원자수 비로 0.5~25원자%를 포함되는 소결체를 제작하였으며, 본 소결체의 밀도는 5.6 ~ 5.74g/cm3 으로 제조되는 것을 특징으로 하는 비저항이 1x10-3Ωcm 이하인 산화 아연계 소결체에 관한 것이다. 본 소결체를 장착하여 스퍼터링에 의한 박막 증착 시 타겟과 동일한 조성의 투명도전성 박막을 제작할 수 있다. 박막 증착 조건은 Power Density는 0.9~3.6 w/cm2, Working Pressure 0.2~1.0Pa, 기판온도 상온~250도에서 제조된 투명도전성 박막의 경우 산화물 원자수 비가 0.5~25원자%일 때 내환경성 및 내습성이 우수한 박막이 제조되며, 박막 투과율은 400~800nm구간에서 평균 80%이상의 높은 투과율 특성을 확보하였다.
본 발명에 따르면, 투명전도막을 스퍼터링 방법에 의해 형성하는데 사용하는 산화 아연계 스퍼터링 타겟재에 있어 저저항화를 위해 첨가하는 전도성 부가 기능의 3가의 원자가를 갖는 산화물과 동시에 3가 원소와 산화아연과의 반응에 의한 생성되는 2차상의 석출을 억제하는 2가의 원자가를 갖는 산화물을 도입하거나, 추가적으로 3가 원소의 불화물을 도입하여 2차상이 없는 고밀도의 타겟재를 제조할 수 있으며, 제조된 산화 아연계 고밀도 타겟을 활용한 직류 마그네트론 스퍼터링 방법에 의한 투명도전막을 제조시 타겟의 방전 안정성과 더불어 박막의 저저항 특성과 내환경성 및 내식성이 우수한 안정적인 박막 특성의 제공이 가능하다.
도 1는, 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 소결 밀도 5.72g/cm3의 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟의 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 2에 의해 제조된 소결 밀도 5.69g/cm3의 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟을 X선 회절 분석기로 분석한 2차상이 존재하지 않는 결정구조를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 비교예 3에 의해 제조된 소결 밀도 5.66g/cm3의 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟을 X선 회절 분석기로 분석한 ZnGaO4 의 2차상이 잔존하는 결정구조를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 소결 밀도 5.72g/cm3의 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟을 이용하여 직류 마그네트론 스퍼터링 장비에 장착하여 제조한 박막을 X선 회절 분석기로 박막의 표면을 관찰한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 소결 밀도 5.72g/cm3의 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟을 이용하여 직류 마그네트론 스퍼터링 장비에 장착하여 박막을 제조한 후 주사전자현미경으로 박막의 표면을 관찰한 도면이다.
본 발명을 보다 상세하게 설명한다. ZnO계 투명전도성 재료의 저저항 특성을 향상시키기 위하여 Al, Ga, In, Sn등 첨가한 ZnO계 타겟 관련하여 보고된 바 있다.
특히 Al, Ga의 원소가 첨가된 재료의 경우에 연구가 많이 이루어져 있다.
Al, Ga의 원소를 첨가한 ZnO계 투명전도성 재료의 경우 산화 아연의 결정 구조 내에 고용한계가 존재한다. 첨가 원소가 고용한계 이상으로 첨가되는 경우 산화아연과 2차상으로 석출된다. 석출된 2차상으로는 ZnAl2O4, ZnGa2O4 등의 형태의 스피넬 구조로 존재하여 첨가원소가 고용된 산화아연계의 결정립과 결정립 사이의 입계 또는 결정립 내에 존재하여 소결체의 전기전도성을 저하시키는 원인이 된다.
전기전도성이 저하된 소결체의 경우 스퍼터링하여 박막을 제작 시 타겟의 방전안정성이 불안정하며, 박막 제작 시 아킹이라는 이상 방전이 발생하여 타겟과 박막의 특성 저하가 발생한다. 다량의 아킹이 발생하는 경우 타겟의 Nodule이 발생하여 방전안정성 특성을 더욱더 저하시키는 원인이 된다. 본 발명에서는 ZnO계 투명전도성 재료에 첨가 원소인 3가와 2가 원소를 동시 첨가하여 산화물의 원자수비를 최적화 범위를 설정하였다. 산화 갈륨 분말과 산화 알루미늄 분말, 산화 인듐 분말, 금속 이온이 2가의 원자가를 갖는 M(Ca, Sr, Ba)으로 특정지어지는 산화물이 (M+Al+Ga+In)/(M+Zn+Al+Ga+In) 원자수 비로 0.5원자%이하로 포함되어 있는 소결체 또는 투명도전성 박막의 경우 첨가 원소 함량이 적어 박막 제작 시 고저항 특성이 발생한다. 본 박막의 경우 박막 결정성은 우수하나 첨가 원소가 미량이여서 내환경성과 내습성 특성에 취약한 점이 있다. 반면에 (M+Al+Ga+In)/(M+Zn+Al+Ga+In) 원자수 비로 25원자%이상으로 포함되어 있는 소결체 또는 투명도전성 박막의 경우 첨가 원소 함량이 고용 한계이상으로 첨가되어 박막 결정성이 저하되어, 박막의 내습성과 내환경성 특성이 저하된다.
(M+Al+Ga+In)/(M+Zn+Al+Ga+In) 원자수 비로 0.5~25원자%로 포함되어 있는 소결체 또는 투명도전성 박막의 경우 첨가원소 함량이 최적화되어 저저항 및 고투과율, 내습성이 우수하다. 이중 2가의 원자가를 갖는 원소 중 Ba은 ZnO 내에 안정적으로 고용되어 전도성 첨가 원소인 3가 원소의 결정구조 내의 Zn과의 치환을 통해 형성된 격자의 불안정성을 해소시켜 2차상의 생성을 억제하는 역할이 매우 뛰어남을 발명하였다. 또한, 2가와 3가의 동시 첨가에 의한 산화 아연계 소결체를 제조시 고온에서 2차상 억제 효과가 탁월하여 3가의 전도성 원소가 고용된 산화아연의 소결체의 고밀도화가 가능하며, 궁극적으로 첨가 원소 결핍된 격자내의 산화 아연의 휘발이 제어 가능하고 조성이 균일한 산화아연계 스퍼터링 타겟을 제조할 수 있다. 또한 Sr, Ca를 3가 원소와 동시 첨가한 경우 Ba의 첨가에 의한 동일한 효과와 더불어 ZnO 결정립 성장에 필요한 저온 영역에서의 구동력을 증대시켜 Al, Ga 등과 같은 3가 원소의 첨가 조성의 고밀도화를 유도하는 효과가 탁월하다. 상기와 같은 2가의 원소와 3가 이상의 전도성 부가 원소의 동시 첨가를 통해 고밀도의 산화아연계 소결체를 제조하였다. 본 소결체를 스퍼터링 타겟으로 활용하여 유리 및 플라스틱 기판에 투명도전성 박막을 증착하였다. 유리 기판의 경우 고온에서 증착 가능하기 때문에 박막의 전기적 특성 및 광학적 특성이 향상되며, 우수한 박막 결정성으로 인하여 내환경성에 우수한 특성을 확보할 수 있다. 플라스틱 기판의 경우 유리 기판보다 저온에서 증착 가능하지만, 저온 성막을 할 경우 박막의 결정성이 감소된다는 단점이 있다. 박막 결정성을 향상시키기 위하여 투명도전성 박막의 최적 증착 조건을 도출하였으며, 이를 통하여 박막의 우수한 전기적 특성과 결정성을 확보할 수 있었다. 우수한 투명도전성 박막이 증착 된 플라스틱 기판의 경우 유연하기 때문에 플랙서블 디스플레이에 폭 넓게 활용가능하다. 박막 성막 시 Power Density가 0.9~3.6w/cm2에서 증착된 박막의 경우 첨가 원소의 함량이 증가하여 박막 결정입계의 결함을 감소시켜 박막 밀도가 증대되었으며, 투명도전막의 저저항과 80%이상의 고투과율 특성을 확보할 수 있었다. 제작이 완료된 박막은 습도와 온도가 높은 환경에서 내환경성 평가를 진행한 결과 박막의 내열성과 내습성이 증가되는 효과를 확보할 수 있었다.
이하 본 발명의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로서, 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 1.0㎛의 산화칼슘 분말, 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말, 1.0㎛의 산화인듐 분말을 중량기준으로 표1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식 혼합된 슬러리를 비즈밀 매체 0.1㎜의 지르코니아 비즈로 분산시켰다. 분산된 슬러리를 분무 건조 후, 조립분말의 중심 입경은 40㎛로 측정되었으며, 수득된 조립분말을 가압 성형하고, 1550℃에서 10시간 동안 공기를 분당 25L의 유량으로 하여 투입하면서 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.72g/cm3이었다.
얻어진 소결체를 X선 회절 분석기와 미세 조직을 분석하여 2차상이 존재하지않는 고밀도의 소결체를 확인하였다. 소결체를 비저항을 측정하여 표 1과 같은 결과를 얻어 직류 마그네트론으로 성막 가능한 전도성 특성을 확인하였다. 소결체를 210X200으로 절단 및 평면 연마 가공하고 세정 건조하여 구리로 된 냉각판에 인듐을 접착제로 하여 도1과 같이 4분할로 부착하여 420x400으로 크기로 제작된 스퍼터링 타겟재로 제작하고 직류 마그네트론 스퍼터링 장치에 장착하여 고진공하에서 아르곤 유량 100 sccm 분위기에서 기판온도 100℃에서 1200Å 두께의 투명도전성 박막을 제작하여 도 4와 같이 X선 회절 분석기로 박막 결정구조를 관찰하였으며, 도 5와 같이 고배율 전자 주사 현미경으로 박막의 단면을 관찰하였다. 제작된 박막의 면저항을 측정하고 85℃의 온도와 85% 습도의 항온 항습 분위기에서 16시간동안 유지하여 변화된 박막의 면저항을 측정하였다. 상기 박막을 제작하여 평가한 결과는 표 1과 같이 우수한 저항 특성과 내환경성이 뛰어난 박막 특성을 나타내었다.
[실시예 2]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 0.5㎛의 산화바륨 분말, 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말, 1.0㎛의 산화인듐 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.69g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 도 2와 같이 X선 회절 분석기로 분석하여 이차상의 존재하지 않는 결정구조임을 분석하고 실시예 1과 같은 방법으로 비저항을 측정하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성과 내화학성을 평가한 결과는 표 1과 같이 우수한 저항 특성과 내환경성이 뛰어난 박막 특성을 나타내었다.
[실시예 3]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 1.5㎛의 산화스트론튬 분말, 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말, 1.0㎛의 산화인듐 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식으로 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조 하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.71g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 실시예 1과 같이 2차상 존재 여부와 비저항을 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성과 내화학성을 평가한 결과는 표 1과 같이 우수한 저항 특성과 내환경성이 뛰어난 박막 특성을 나타내었다.
[실시예 4]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 1.0㎛의 산화칼슘 분말, 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식으로 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.70g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 실시예 1과 같이 2차상 존재 여부와 비저항을 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성과 내화학성을 평가한 결과는 표 1과 같이 우수한 저항 특성과 내환경성이 뛰어난 박막 특성을 나타내었다.
[실시예 5]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 0.5㎛의 산화바륨 분말, 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.71g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 실시예 1과 같이 2차상 존재 여부와 비저항을 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성과 내화학성을 평가한 결과는 표 1과 같이 우수한 저항 특성과 내환경성이 뛰어난 박막 특성을 나타내었다.
[실시예 6]
분말의 평균 입자 크기가 0.5㎛의 산화스트론튬 분말, 1.0㎛의 산화아연 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.70g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 실시예 1과 같이 2차상 존재 여부와 비저항과 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성과 내화학성을 평가한 결과는 표 1과 같이 우수한 저항 특성과 내환경성이 뛰어난 박막 특성을 나타내었다.
[비교예 1]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 0.1㎛의 산화알루미늄 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다.
이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.60g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 실시예 1과 같이 2차상 존재 여부와 비저항을 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성을 평가한 결과는 표 1과 같이 저항이 크게 상승되어 내구성이 저하된 박막 특성을 나타내었다.
[비교예 2]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55%인 습식 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.62g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 실시예 1과 같이 2차상 존재 여부와 비저항을 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성을 평가한 결과는 표 1과 같이 저항이 크게 상승되어 내구성이 저하된 박막 특성을 나타내었다.
[비교예 3]
분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛인 산화아연 분말과 0.1㎛의 산화알루미늄 분말, 1.5㎛의 산화갈륨 분말, 1.0㎛의 산화인듐 분말을 중량기준으로 표 1과 같은 비율로 칭량한 후 혼합하여 농도가 55% 인 습식 혼합된 슬러리로 실시예 1과 같이 분산 및 분무 건조하고 가압 성형하여 소결하였다. 이렇게 하여 얻어진 산화 아연계 타겟의 소결밀도는 5.66g/cm3이었다. 얻어진 소결체를 X선 회절 분석기를 통해 도 3과 같이 2차상 존재 여부를 분석한 결과 2차상이 잔존하고 있음을 확인하였으며, 실시예 1과 같이 비저항을 분석하고 타겟재로 가공하여 직류 마그네트론 장치에 장착하여 투명도전성 박막을 제작하고 제작된 박막의 면저항과 고온 고습하의 내환경성을 평가한 결과는 표 1과 같이 저항이 크게 상승되어 내구성이 저하된 박막 특성을 나타내었다.
Figure 112011083675016-pat00001

Claims (8)

  1. 산화 갈륨 분말과 산화 알루미늄 분말, 산화 인듐 분말, 금속 이온이 2가의 원자가를 갖는 M(Ca, Sr, Ba)으로 특정지어지는 산화물이 (M+Al+Ga+In)/(M+Zn +Al+Ga+In) 원자수 비로 0.5~25원자%로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 산화아연계 소결체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소결체에 첨가된 산화물은 불화물 형태로 동일 원자수 비로 첨가되어 제조되는 것을 특징으로 하는 산화아연계 소결체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 소결체에 첨가된 산화물로 제조된 타겟을 스퍼터링 장치에 장착하여 제작된 내습성 특성이 있는 것을 특징으로 하는 투명도전막.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 투명도전막은 Power density 0.9~3.6 w/cm2에서 증착되는 것을 특징으로 하는 투명도전막.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 투명도전막은 400~800nm 파장에서 막 자체 투과율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 투명도전막.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 투명도전막은 제작 시 기판온도가 상온부터 250도에서 성막한 것을 특징으로 하는 투명도전막.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 투명도전막은 제작 시 Working Pressure 조건이 0.2~1.0 Pa 분위기에서 성막한 것을 특징으로 하는 투명도전막.
  8. 제 3항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명도전막은 유리 또는 플라스틱제의 투명기판인 것을 특징으로 하는 투명도전막.
KR1020110109512A 2011-10-25 2011-10-25 고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법 KR101128499B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110109512A KR101128499B1 (ko) 2011-10-25 2011-10-25 고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110109512A KR101128499B1 (ko) 2011-10-25 2011-10-25 고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101128499B1 true KR101128499B1 (ko) 2012-03-27

Family

ID=46142552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110109512A KR101128499B1 (ko) 2011-10-25 2011-10-25 고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101128499B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101409543B1 (ko) 2012-05-23 2014-06-19 인베스트세라텍(주) 칼슘 첨가 ａｚｏ 소결체, 스퍼터링용 타겟, 칼슘 첨가 도전막이 성막된 기판 및 기판의 성막 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06290641A (ja) * 1993-03-30 1994-10-18 Asahi Glass Co Ltd 非晶質透明導電膜
KR20030076917A (ko) * 2001-06-26 2003-09-29 미츠이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 고저항 투명 도전막용 스퍼터링 타겟 및 고저항 투명도전막의 제조방법
KR20100052714A (ko) * 2008-11-11 2010-05-20 희성금속 주식회사 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟
KR20100107571A (ko) * 2009-03-26 2010-10-06 희성금속 주식회사 산화아연계 박막 및 투명전도막의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06290641A (ja) * 1993-03-30 1994-10-18 Asahi Glass Co Ltd 非晶質透明導電膜
KR20030076917A (ko) * 2001-06-26 2003-09-29 미츠이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 고저항 투명 도전막용 스퍼터링 타겟 및 고저항 투명도전막의 제조방법
KR20100052714A (ko) * 2008-11-11 2010-05-20 희성금속 주식회사 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟
KR20100107571A (ko) * 2009-03-26 2010-10-06 희성금속 주식회사 산화아연계 박막 및 투명전도막의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101409543B1 (ko) 2012-05-23 2014-06-19 인베스트세라텍(주) 칼슘 첨가 ａｚｏ 소결체, 스퍼터링용 타겟, 칼슘 첨가 도전막이 성막된 기판 및 기판의 성막 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Effect of substrate temperature on transparent conducting Al and F co-doped ZnO thin films prepared by rf magnetron sputtering
JP2011184715A (ja) 酸化亜鉛系透明導電膜形成材料、その製造方法、それを用いたターゲット、および酸化亜鉛系透明導電膜の形成方法
JP4779798B2 (ja) 酸化物焼結体、ターゲット、およびそれを用いて得られる透明導電膜
Choi et al. Design and characterization of Ga-doped indium tin oxide films for pixel electrode in liquid crystal display
KR20120062341A (ko) 산화인듐아연 투명 도전막 및 이의 제조방법
KR101128499B1 (ko) 고밀도 산화아연 타겟 및 투명도전막의 제조 방법
JP2012158825A (ja) 酸化亜鉛系透明導電膜形成材料、その製造方法、それを用いたターゲット、酸化亜鉛系透明導電膜の形成方法および透明導電性基板
CN101834009B (zh) 一种低铟掺杂量氧化锌透明导电膜及其制备方法
KR101404404B1 (ko) 산화아연 타겟 제조방법 및 이에 의해 제조된 산화아연 타겟
WO2011152682A2 (ko) 투명도전막, 투명도전막용 타겟 및 투명도전막용 타겟의 제조방법
CN103177800B (zh) 一种高透过率透明导电薄膜及其制备方法
JP2011207742A (ja) 酸化亜鉛系透明導電膜形成材料、その製造方法、それを用いたターゲット、および酸化亜鉛系透明導電膜の形成方法
JP5952031B2 (ja) 酸化物焼結体の製造方法およびターゲットの製造方法
TWI535875B (zh) Preparation method of magnesia - zinc sputtering target doped with group ⅢA elements
KR101049560B1 (ko) 고밀도 산화 아연계 스퍼터링 타겟
KR20080110174A (ko) 갈륨이 도핑된 산화아연 타겟, 그 제조 방법 및 그로부터제조된 산화아연 박막
JP2012197216A (ja) 酸化物焼結体、その製造方法およびそれを用いたターゲット
CN1413947A (zh) 一种锌镓氧化物陶瓷靶材及其制备方法和应用
JP2012106879A (ja) 酸化亜鉛系透明導電膜形成材料、その製造方法、それを用いたターゲット、および酸化亜鉛系透明導電膜の形成方法
TWI579254B (zh) Sintered and amorphous membranes
JP2012106880A (ja) 酸化亜鉛系透明導電膜形成材料、その製造方法、それを用いたターゲット、および酸化亜鉛系透明導電膜の形成方法
CN107099771A (zh) 多层azo薄膜的制备方法
TWI606991B (zh) Sintered body, sputtering target made of the sintered body, and thin film formed using the sputtering target
Tian et al. Preparation and properties of silver nanowire-based transparent conductive composite films
JP2012140673A (ja) 酸化亜鉛系透明導電膜形成材料、その製造方法、それを用いたターゲット、および酸化亜鉛系透明導電膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150223

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151215

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170307

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180205

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190214

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200211

Year of fee payment: 9