KR101224769B1

KR101224769B1 - 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101224769B1
Application number: KR1020107015038A
Authority: KR
Inventors: 고조 오사다; 히로아키 오츠카
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2013-01-21
Also published as: EP2284293A4; JP5202630B2; US9045823B2; CN102016112A; US20100300878A1; JPWO2009151003A1; EP2284293B1; KR20100086516A; TWI471441B; WO2009151003A1; CN102016112B; TW201005114A; EP2284293A1

Abstract

인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟에 있어서, 각 원소의 구성비는, 식：In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z｝이고, 당해 산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 개수가 10 개 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟. In, Ga, Zn, O 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟에 있어서, 소결체 타겟의 조직을 개량하여, 노듈의 발생원이 되는 상의 형성을 최소한으로 억제함과 함께, 벌크 저항값을 낮춰, 고밀도이고, 이상 방전을 억제할 수 있으며, 또한 DC 스퍼터링이 가능한 IGZO 타겟을 제공하는 것을 과제로 한다.

Description

스퍼터링용 산화물 소결체 타겟 및 그 제조 방법 {SINTERED-OXIDE TARGET FOR SPUTTERING AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟 (「IGZO」라고 일반적으로 호칭되고 있다. 필요에 따라, 이 「IGZO」를 사용하여 설명한다.) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, TFT (Thin Film Transistor) 라고 불리우는 박막 트랜지스터는, 게이트 단자, 소스 단자, 드레인 단자를 갖는 3 단자 소자로 이루어진다. 이들 소자에 있어서, 기판 상에 형성한 반도체 박막을, 전자 또는 홀이 이동하는 채널층으로서 사용하고, 게이트 단자에 전압을 인가하여 채널층에 흐르는 전류를 제어하고, 소스 단자와 드레인 단자 사이에 흐르는 전류를 스위칭하는 기능을 갖게한 것이다. 현재, 가장 널리 사용되고 있는 것은, 다결정 실리콘막 또는 아모르퍼스 실리콘막을 채널층으로 한 소자이다.

그러나, 실리콘계 재료 (다결정 실리콘 또는 아모르퍼스 실리콘) 는 가시광 영역에서 흡수를 일으키기 때문에, 광 입사에 의한 캐리어의 발생에 의해 박막 트랜지스터가 오동작을 일으킨다는 문제가 있다. 그 방지책으로서 금속 등의 광 차단층을 형성하고 있는데, 개구율이 감소된다는 문제가 있다. 또한, 화면 휘도를 유지하기 위해서 백라이트의 고휘도화가 필요하여, 소비 전력이 증대되는 등의 결점이 있었다.

또한, 이들 실리콘계 재료의 제조에 있어서, 다결정 실리콘으로부터 저온 제조가 가능하다고 알려진 아모르퍼스 실리콘의 성막에 있어서도, 약 200 ℃ 이상의 고온을 필요로 하고, 따라서, 이와 같은 온도에서는, 저비용, 경량, 플렉시블이라는 이점을 갖는 폴리머 필름을 기재로 할 수 없기 때문에, 기판 재료의 선택의 범위가 좁다는 문제가 있다. 그리고, 고온에서의 디바이스 제조 프로세스는, 에너지 비용이 들고, 가열을 위한 소요 시간을 필요로 하는 등, 생산 상의 결점도 있었다.

이와 같은 점에서, 최근, 실리콘계 재료 대신에, 투명 산화물 반도체를 사용한 박막 트랜지스터의 개발이 이루어졌다. 그 대표적인 것이, In-Ga-Zn-O 계 (IGZO) 재료이다. 이 재료는, 전자 캐리어 농도가 10¹⁸/㎤ 미만인 아모르퍼스 산화물이 얻어진다는 것으로, 전계 효과형 트랜지스터에 이용하는 제안이 이루어졌다 (특허문헌 1 참조).

그 밖에, 이 계의 산화물을 전계 효과형 트랜지스터를 이용한 제안이 몇가지 존재한다 (특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5, 특허문헌 6, 특허문헌 7, 특허문헌 8 및 특허문헌 9 참조).

상기 특허문헌 1 에서는, 아모르퍼스 산화물의 성막에 있어서는, 스퍼터링법이 가장 적합하다는 시사는 있지만, 1 ∼ 12 개 존재하는 실시예에서는 펄스 레이저 증착법 (PLD 법) 으로 성막한 예를 나타낼 뿐으로, 1 예만이 고주파 (RF) 스퍼터링을 실시한 예이다. 상기 특허문헌 2 ∼ 9 에 대해서도, 단순히 전계 효과형 트랜지스터의 특성을 개시하거나, 또는 성막법으로서 반응성 에피택셜법 혹은 펄스 레이저 증착법을 나타낼 뿐으로, 스퍼터링법 중에서, 특히 성막 속도가 높은, 직류 (DC) 스퍼터링을 제기하고 있는 것은 존재하지 않는다.

이 직류 (DC) 스퍼터링에는 타겟이 필요한데, In-Ga-Zn-O 계 (IGZO) 의 산화물 타겟은, 제조가 용이하지 않다.

그것은 성분이 다성분계인 것, 각각의 산화물 분말을 혼합하여 제조되기 때문에 분말의 성질·상태의 영향을 받는 것, 소결 조건에 따라 소결체의 성질이 상이한 것, 소결 조건이나 성분의 배합에 따라 도전성을 잃는 것, 또한 타겟의 성질·상태에 따라, 스퍼터링시에 노듈나 이상 방전의 발생이 발생하는 것 등, 많은 문제를 갖기 때문이다.

이와 같은 점에서, 본 출원인은, 스퍼터링시의 노듈나 이상 방전의 발생을 억제하는 발명을 제안하였다. 본원 발명은, 이것을 더욱 개량하는 것이다.

WO2005/088726 A1 호 공보 일본 공개특허공보 2004-103957호 일본 공개특허공보 2006-165527호 일본 공개특허공보 2006-165528호 일본 공개특허공보 2006-165529호 일본 공개특허공보 2006-165530호 일본 공개특허공보 2006-165532호 일본 공개특허공보 2006-173580호 일본 공개특허공보 2006-186319호 일본 특허출원 2007-336398호

본 발명은, 인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟에 있어서, 소결체 타겟의 조직을 개량하여, 노듈의 발생원이 되는 상 (相) 의 형성을 최소한으로 억제함과 함께, 벌크 저항값을 낮춰, 고밀도이고, 이상 방전을 억제할 수 있으며, 또한 DC 스퍼터링이 가능한 IGZO 타겟을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 연구를 실시한 결과, IGZO 타겟에 있어서, 타겟 조직 중의 스피넬상을 저감시키는 것이 매우 유효하다는 지견을 얻었다.

본 발명은 이 지견에 기초하여, 본 발명은,

1) 인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟에 있어서, 각 원소의 구성비는, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 이고, 당해 산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 개수가 10 개 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟.

2) 산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 입경이 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) 에 기재된 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟.

3) 타겟의 밀도가 6.0 g/㎤ 이상이고, 벌크 저항값이 5.0 × 10^-2 Ω·㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) 또는 2) 에 기재된 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟을 제공한다.

또한, 본 발명은,

4) 인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟의 제조 방법에 있어서, 각 원소의 구성비가, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 로 되도록, 산화 인듐 (In₂O₃), 산화 갈륨 (Ga₂O₃), 및 산화 아연 (ZnO) 의 원료 분말을 조정함과 함께, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적을 10 ㎡/g 이하로 하고, 이들 분말을 혼합하고, 다시 분쇄한 후, 1400 ∼ 1490 ℃ 의 온도 범위에서 소결하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟의 제조 방법.

5) 상기 In₂O₃, Ga₂O₃ 및 ZnO 의 원료 분말을 혼합하고, 분쇄하는 공정에 있어서, 분쇄 전후의 비표면적 차가 2.0 ㎡/g 이상으로 될 때까지 분쇄하는 것을 특징으로 하는 상기 4) 에 기재된 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟의 제조 방법을 제공한다.

상기에 의해, In-Ga-Zn-O 계 스퍼터링 소결체 타겟에 있어서, 소결체 타겟의 조직에 존재하는 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 개수를 10 개 이하로 함으로써, 노듈의 발생을 저감시킬 수 있게 되고, 노듈에서 기인되는 이상 방전을 현저하게 저감시킬 수 있게 되었다. 또한, 벌크 저항값을 낮출 수 있으므로, DC 스퍼터링이 용이하고, 또한 고밀도로 안정적인 성막이 가능하다는 우수한 효과를 갖는다.

도 1 은 실시예 1 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 2 는 실시예 2 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 3 은 실시예 3 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 4 는 실시예 4 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 5 는 실시예 5 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 6 은 실시예 6 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 7 은 실시예 7 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 8 은 비교예 1 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 9 는 비교예 2 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 10 은 비교예 3 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 11 은 비교예 4 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 12 는 비교예 5 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 13 은 비교예 6 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.
도 14 는 비교예 8 에 나타내는 타겟 시험편의 현미경 조직 사진이다.

본 발명의 스퍼터링 타겟은, In, Ga, Zn, O 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체인데, 각 원소의 구성비는, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 이다. In 의 비율을 높이면, 스퍼터막의 캐리어 농도는 상승하는 경향이 있는데, 지나치게 높으면 소자 특성 (on/off 비) 이 나빠진다. 또한, 하한값보다 낮은 경우에는, 막의 이동도가 저하되어, 소자의 특성을 나쁘게 하므로, 바람직하지 않다. Ga 의 비율을 높이면, 막의 캐리어 농도는 저하되는 경향이 있다. In 과 Ga 는, 서로 증감이 반대인 효과가 되므로, 상기 범위로 수용하는 것이 최적이다.

타겟의 조성비는, 스퍼터 성막에 직접 반영되므로, 막의 특성을 유지하기 위해서는, 타겟의 조성비의 조정은 불가결하다.

다음으로, Zn 의 비율인데, Zn 이 상기 수치보다 커지면, 막의 안정성, 내습성이 열화되므로 바람직하지 않다. 또한, Zn 의 양이 상기 수치보다 작아지면, 스퍼터막의 비정질성이 나빠져, 결정화되므로, 바람직하지 않다. 따라서, 상기 범위로 한다. 또한, 산소량은, In, Ga, Zn 의 밸런스 상에서 결정되는데, a = (3/2)x + (3/2)y + z 로 함으로써, 아모르퍼스 상태가 안정적으로 얻어진다.

상기 IGZO 박막의 요구되는 성분 조성은, 주로 투명 산화물 반도체를 사용한 박막 트랜지스터로서 이용하기 위해서 필요로 하는 조성으로, 이미 공지된 성분 조성이라고 할 수 있다.

문제는, 이와 같은 성분 조성을 갖는 스퍼터링 타겟에 있어서, 이상 방전의 원인이 되는 노듈이 발생하는 것이다. 이 이상 방전은, 스퍼터막에 있어서의 이물질 발생의 원인이 되고, 막특성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, IGZO 타겟에서의 이 노듈의 발생 원인을 구명할 필요가 있었다.

본원 발명은, IGZO 소결체 타겟인데, 후술하는 실시예 및 비교예에 나타내는 바와 같이, 균일한 조직 중에, 입자 형상의 미소한 조직이 관찰된다. 이것은 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상인 것을 알 수 있었다. 이것이 미세하게 분산되어 있는 상태에서는, 특별히 문제는 되지 않지만, 그 크기가 어느 정도 커지면, 그 입자를 기점으로 하여 노듈의 발생 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또한, 노듈의 발생은, 그것을 기점으로 하여 이상 방전이 일어나기 쉬워진다. 이 점에서, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상을 미세하게 분산시킬 필요가 있고, 그 양적인 규제가, 노듈을 효과적으로 억제할 수 있다는 확증을 얻었다.

본원 발명은, 이 지견에 기초하는 것으로, 당해 산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 개수를 10 개 이하로 하는 것이다. 이와 같이, 조절한 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟은, 노듈의 발생을 억제하여, 노듈을 기점으로 하는 이상 방전을 감소시킬 수 있게 되었다. 이것은, 가장 효과적인 노듈 억제 수단이다. 10 개를 초과하면, 노듈의 발생이 커지고, 그에 따라 비례적으로 이상 방전이 증가하여, 막의 품질을 열화시키는 원인이 된다.

또한, 산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 입경을 5 ㎛ 이하로 하는 것도 더욱 유효하며, 본원 발명은, 이와 같은 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟도 제공하는 것이다.

본원 발명은, 도전성 타겟을 얻는 것을 하나의 목표로 하고 있고, 그러기 위해서는 벌크 저항값을 낮출 필요가 있다. 상기 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 많아지면 벌크 저항값이 증가하는 경향이 있다. 본원 발명에 있어서는, 벌크 저항값이 5.0 × 10^-2 Ω·㎝ 이하를 달성할 수 있다. 이것은 DC 스퍼터링을 용이하게 할 수 있는 조건이기도 하며, 본원 발명의 유용성의 큰 특징의 하나이다. 또한, 안정적인 스퍼터링을 가능하게 하기 위해서는, 타겟의 밀도가 높은 것이 바람직하고, 본원 발명에 있어서는 6.0 g/㎤ 이상을 달성할 수 있다.

또한, 본 발명 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟은, 각 원소의 구성비가, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 로 되도록, 산화 인듐 (In₂O₃), 산화 갈륨 (Ga₂O₃), 및 산화 아연 (ZnO) 의 원료 분말을 조정함과 함께, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적을 10 ㎡/g 이하로 하고, 다음으로 이들 분말을 혼합하고, 다시 분쇄한 후, 1400 ∼ 1490 ℃ 의 온도 범위에서 소결하여 제조하는 것이다.

산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 개수를 10 개 이하로 할 때에는, 비표면적 10 ㎡/g 이하인 In₂O₃ 의 원료 분말을 사용한다. 산화 인듐 (In₂O₃), 산화 갈륨 (Ga₂O₃), 및 산화 아연 (ZnO) 의 원료 분말은, 모두 하나로 혼합하고, 이것을 다시 분쇄하는 것인데, 이 분쇄에 있어서, 혼합 전의 In₂O₃ 의 원료 분말만이 주의를 필요로 하는 것으로, 원료 단계에서 비표면적 10 ㎡/g 이하일 필요가 있다.

분말의 혼합과 분쇄에 있어서, In₂O₃ 의 원료 분말의 입경과 비표면적이 지표로 되는 것으로, 비교적 큰 입경과 작은 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말이 분쇄되어 가는 과정에서, In₂O₃ 이 다른 산화물 사이에 침투하여, 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되기 때문에, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 있기 때문인 것으로 생각된다.

또한, In₂O₃, Ga₂O₃ 및 ZnO 의 원료 분말을 혼합하고, 분쇄하는 공정에 있어서, 분쇄 전후의 비표면적 차가 2.0 ㎡/g 이상으로 될 때까지 분쇄하는 것이 더욱 유효하다. 이것은, 3 종의 원료 분말이 충분히 분쇄·혼합되는 것을 의미하는 것이다.

또한, 소결 온도에 대해서는, 1400 ∼ 1490 ℃ 의 온도 범위에서 소결하는 것이 바람직하다. 1400 ℃ 미만에서는, 소결은 충분하지 않고, 소결 밀도는 향상되지 않는다. 또한, 1490 ℃ 를 초과하는 온도에서는, 조직 중에 ZnO 가 형성되고, 동일하게 밀도가 저하된다. 따라서, 상기 온도 범위가 바람직한 온도 범위이다.

상기 본 발명에 관련된 산화물 소결체의 제조 공정의 대표예를 나타내면 다음과 같이 된다.

원료로는, 산화 인듐 (In₂O₃), 산화 갈륨 (Ga₂O₃), 및 산화 아연 (ZnO) 을 사용할 수 있다. 불순물에 의한 전기 특성에 대한 악영향을 피하기 위해서, 순도 4 N 이상의 원료를 사용하는 것이 바람직하다. 각각의 원료 분말을 원하는 조성비가 되도록 칭량한다. 또한, 상기와 같이, 이들에 불가피적으로 함유되는 불순물은 포함되는 것이다.

이 경우, 산화 인듐 (In₂O₃) 의 원료 분말에 대해서는, 원료 단계에서 비표면적을 선택한 원료 분말을 사용한다.

다음으로, 혼합과 분쇄를 실시한다. 분쇄가 불충분하면, 제조한 타겟 중에 각 성분이 편석되어, 고저항률 영역과 저저항률 영역이 존재하게 되고, 스퍼터 성막시에 고저항률 영역에서의 대전 등에 의한 아킹 등의 이상 방전의 원인이 되어 버리므로, 충분한 혼합과 분쇄가 필요하다.

슈퍼 믹서로 각 원료를 혼합한 후, 이들을 알루미나제 갑발 (匣鉢) 에 채우고, 온도 950 ∼ 1350 ℃ 의 범위에서 임시 연소시킨다. 유지 시간 2 ∼ 10 hr, 대기 분위기에서 실시한다.

다음으로, 이들의 원료를, 예를 들어 1 배치 1000 g 단위로 애트라이터 (φ3 ㎜ 지르코니아 비드, 에지테이터 회전수 300 rpm) 에서 2 ∼ 5 hr 정도, 미분쇄한다. 이 분쇄의 정도는, 각 실시예, 비교예에서 상이하다. 예를 들어, 비교예 6 과 비교예 8 에서는 1 hr, 비교예 7 은 분쇄가 없다.

다음으로, 미분쇄 후의 슬러리를 열풍 건조기에서, 100 ∼ 150 ℃ × 5 ∼ 48 hr 건조시켜, 메시 250 ㎛ 체로 체 분리하여 분말을 회수한다. 또한, 미분쇄 전후로, 각각의 분말의 비표면적을 측정한다. 1000 g 의 IGZO 분말에 PVA 수용액 (PVA 고형분 3 ％) 을 20 cc 혼합하고, 메시 500 ㎛ 체로 체 분리한다.

다음으로, φ210 ㎜ 의 금형에 분말 1000 g 을 충전시키고, 면압 400 ∼ 1000 kgf·㎠ 로 프레스하여 성형체를 얻는다. 이 성형체를 비닐로 2 겹으로 진공팩하고, 1500 ∼ 4000 kgf/㎠ 로 CIP 한다. 그리고, 소정 온도에서 소결을 실시하여 (유지 시간 5 ∼ 24 hr, 산소 분위기 중), 소결체를 얻는다.

타겟의 제조에 있어서는, 상기에 의해 얻어진 산화물 소결체의 외주 (外周) 의 원통 연삭, 면측의 평면을 연삭함으로써, 예를 들어 152.4 φ × 5 ㎜t 의 타겟으로 가공한다. 이것을 다시 예를 들어 구리제의 배킹 플레이트에, 인듐계 합금 등을 본딩메탈로서 첩합 (貼合) 함으로써 스퍼터링 타겟으로 한다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실시예는 어디까지나 일례이지, 이 예에 의해 전혀 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 특허 청구의 범위에 의해서만 제한되는 것으로, 본 발명에 포함되는 실시예 이외의 여러 가지의 변형을 포함하는 것이다.

실시예 및 비교예에 사용한 원료 분말의 성상은, 다음과 같다.

In₂O₃ 원료 (1) : 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g

In₂O₃ 원료 (2) : 입경 0.65 ㎛, 비표면적 13.7 ㎡/g

In₂O₃ 원료 (3) : 입경 1.6 ㎛, 비표면적 5.8 ㎡/g

Ga₂O₃ 원료 (1) : 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g

Ga₂O₃ 원료 (2) : 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.9 ㎡/g

ZnO 원료 (1) : 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g

이들 원료에 대해, IGZO 를 몰비로, In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하고, 이들 원료 조합과 제조 조건 (미분쇄, 임시 연소 온도, 소결 온도) 을 바꾸어, 타겟을 제조하여, 각종 시험을 실시하였다. 이들의 상세한 내용을, 실시예 및 비교예에 나타낸다.

또한, 상기 배합비 (1 : 1 : 1) 는, IGZO 타겟의 대표적인 것이다. 본 발명의 목적으로 하는 타겟의 노듈 발생을 방지하기 위해서는, IGZO 의 배합비는 특별히 문제는 되지 않지만, 실시예 6 과 실시예 7 에 대해서는, In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 2 가 되도록 원료를 조합하여 실시하였다.

하기에 나타내는 실시예 및 비교예에 있어서, 각종 측정이나 평가가 필요한데, 그 조건을 이하에 나타낸다.

(입경의 측정)

입경의 측정은, 입도 분포 측정 장치 (닛키소 주식회사 제조, Microtrac MT3000) 를 사용하여 실시하였다.

(비표면적의 측정)

비표면적 (BET) 의 측정은, 자동 표면적계 베타 소프 (닛키소 주식회사 제조, MODEL-4200) 로 실시하였다.

(화상 해석과 조직 평가)

제조한 타겟의 시험편에 대해서는, 연마기에 의해 경면까지 연마하였다. 그리고, 이 시험편에 대해, FE-EPMA (니혼 전자 주식회사 제조, JXA-8500F 전자 프로브 마이크로 애널라이저) 로, 전자총의 가속 전압 15 (kV), 조사 전류 약 2.0 × 10^-7 (A) 의 조건으로 면 분석하였다. 이로써, In, Zn, Ga, O 의 각 원소를, 하기 표 1 의 조건으로 검출하여 맵핑을 실시하였다.

면분석의 맵핑 화상 (RGB 컬러 화상) 은 256 × 256 픽셀로 하고, 각 픽셀의 측정 시간은 10 ㎲ 로 측정하였다. 예를 들어, 얻어진 Ga 의 맵핑 화상으로부터 적 (赤) 성분을 분리 (임계값 100 으로 설정) 하고, 입경 (입자의 평행 접선간의 최대 거리) 및 개수 (3 ㎛ 이상의 입자를 대상) 를 카운트하였다. 화상 처리 소프트는 analySIS ver.5 (Soft Imaging System GmbH 제조) 를 사용하였다.

(스퍼터링 조건)

제조한 타겟의 시험편에 대해서는, 표 2 에 나타내는 스퍼터링 조건으로 스퍼터링하여, 노듈의 발생을 육안으로 관찰하였다.

(실시예 1)

본 실시예 1 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.9 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하고, 다시 대기 중에서 950 ℃ 에서 5 시간, 임시 연소를 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 3.1 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 14.7 ㎡/g 이었다. 이 차는 11.6 ㎡/g 이었다.

이상에 대해, 표 3 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 분쇄, 임시 연소, 소결, 타겟 제조는, 상기 식별번호 [0041] ∼ 식별번호 [0046] 에 나타내는 조건으로 실시하였다. 여기서는, 조건의 주된 것을 기재한다. 또한, 각종 측정이나 평가는, 상기 식별번호 [0058] ∼ [0069] 에 기재하는 방법에 의해 실시하였다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 1 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 3 ㎛ 미만이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 0 이었다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.26 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 6.0 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 222 개로, 후술하는 비교예에 비해 절반 이하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다. 조직의 현미경 사진을 도 1 에 나타낸다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상 형성의 방지 효과는, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 10 ㎡/g 이하 (비표면적 4.4 ㎡/g) 인 분말을 사용한 결과이다. 또한, 이 경우 In₂O₃, Ga₂O₃ 및 ZnO 의 원료 분말을 혼합하고, 분쇄하는 공정에 있어서, 분쇄 전후의 비표면적 차가 2.0 ㎡/g 이상으로 될 때까지 분쇄한다는 조건도 만족시키고 있었다.

비교적 큰 입경과 작은 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말이 분쇄되어 가는 과정에서, In₂O₃ 이 다른 산화물 사이에 침투하여, 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되기 때문에, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 있기 때문인 것으로 생각된다. In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이, 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것이다. 이상의 결과를, 표 3 에 나타낸다.

(실시예 2)

본 실시예 2 에서는, In₂O₃ 원료로서, 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하고, 다시 대기 중에서 950 ℃ 에서 5 시간, 임시 연소를 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 2.6 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 17.0 ㎡/g 이었다. 이 차는 14.4 ㎡/g 이었다.

이상에 대해, 표 3 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 분쇄, 임시 연소, 소결, 타겟 제조, 또한 각종 측정이나 평가는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 실시하였다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 2 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 4.53 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 5 였다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.22 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 6.0 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 359 개로, 실시예 1 에 비해 약간 높아졌지만, 그런데도 후술하는 비교예에 비해 거의 절반 정도였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다.

ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다. 조직의 현미경 사진을 도 2 에 나타낸다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상 형성의 방지 효과는, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 10 ㎡/g 이하 (비표면적 4.4 ㎡/g) 인 분말을 사용한 결과로서, 비교적 큰 입경과 작은 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말이 분쇄되어 가는 과정에서, In₂O₃이 다른 산화물 사이에 침투하여, 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되기 때문에, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 있기 때문인 것으로 생각된다. In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이, 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것이다. 이상의 결과를, 동일하게 표 3 에 나타낸다.

(실시예 3)

본 실시예 3 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (3) 입경 1.6 ㎛, 비표면적 5.8 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하고, 다시 대기 중에서 1350 ℃ 에서 5 시간, 임시 연소를 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 6.9 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 17.1 ㎡/g 이었다. 이 차는 10.2 ㎡/g 이었다.

소결은 1400 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 3 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 3 ㎛ 미만이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 0 이었다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.29 g/㎤ 로 고밀도이고, 벌크 저항값은 12.0 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 251 개로, 실시예 1 에 비해 약간 높아졌지만, 그런데도 후술하는 비교예에 비해 거의 절반 정도였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다.

ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다. 조직의 현미경 사진을 도 3 에 나타낸다.

(실시예 4)

본 실시예 4 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (3) 입경 1.6 ㎛, 비표면적 5.8 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 4 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 3 ㎛ 미만이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 0 이었다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.36 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 4.4 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 189 개로, 실시예 1 에 비해 더욱 저감되어, 비교예에 비해 1/3 정도가 되었다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다. 실시예 3 과의 차이는 임시 연소 온도를 보다 고온에서 실시한 것인데, 밀도 향상, 벌크 저항값의 저감에 의해 유효하다는 것을 알 수 있었다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다. 조직의 현미경 사진을 도 4 에 나타낸다.

(실시예 5)

본 실시예 5 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 실시하지 않았다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 6.0 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 17.8 ㎡/g 이었다. 이 차는 11.8 ㎡/g 이었다.

이상에 대해, 표 3 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 분쇄, 소결, 타겟 제조, 또한 각종 측정이나 평가는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 실시하였다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 5 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 3.71 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 7 이었다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.20 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 2.97 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 5 에 나타낸다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 390 개로, 실시예 1 에 비해 약간 높아졌지만, 그런데도 후술하는 비교예에 비해 거의 절반 정도였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다.

ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다.

(실시예 6)

본 실시예 6 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.9 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 2 가 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소를 950 ℃ 에서 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 3.1 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 14.7 ㎡/g 이었다. 이 차는 11.6 ㎡/g 이었다. 이상에 대해, 표 3 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 분쇄, 소결, 타겟 제조, 또한 각종 측정이나 평가는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 실시하였다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 6 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 는 3 ㎛ 미만이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 0 이었다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.14 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 29.0 mΩ·㎝ 로 약간 높았지만, DC 스퍼터링이 가능한 벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 6 에 나타낸다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 170 개로, 실시예 1 보다 적었다. 이것에 수반하여, 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 적고, 또한 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다.

또한, 본 실시예 6 의 분말의 배합비는 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 2 로, 실시예 1 의 분말의 배합비인 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 과 차이가 있지만, 이들은, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생이나 노듈 발생에 거의 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.

각 원소의 구성비인, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 로 하는 것은, In-Ga-Zn-O 계 (IGZO) 재료로서의 특성, 즉 전자 캐리어 농도가 10¹⁸/㎤ 미만인 아모르퍼스 산화물을 사용한 전계 효과형 트랜지스터에 이용하는 재료의 특성으로부터 요구되는 것으로, 이 조성 범위의 것이면, 본원 발명의 조건에 있어서, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생이나 노듈 발생을 억제한다는 목적을 달성할 수 있다.

(실시예 7)

본 실시예 7 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 2 가 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소를 1050 ℃ 에서 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 1.8 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 11.5 ㎡/g 이었다. 이 차는 9.7 ㎡/g 이었다.

소결은 1490 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 실시예 7 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 는 3 ㎛ 미만이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 0 이었다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었다. 그리고 밀도는 6.34 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 18.0 mΩ·㎝ 로 약간 높았지만, DC 스퍼터링이 가능한 벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 7 에 나타낸다.

DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 154 개로, 실시예 1 보다 적었다. 이것에 수반하여, 스퍼터링 중의 이상 방전이 거의 관찰되지 않았다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 적고, 또한 존재하고 있어도, 그것이 미세하게 분산되어 있는 것이, 노듈 발생을 억제하는 큰 원인인 것으로 생각된다.

본 실시예 7 의 분말의 배합비는 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 2 로, 실시예 1 의 분말의 배합비인 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 과 차이가 있지만, 실시예 6 과 동일하게, 이들은, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생이나 노듈 발생에 거의 영향을 미치고 있지 않은 것을 알 수 있다.

각 원소의 구성비인, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2

x/(x+y)

0.8, 0.1

z/(x+y+z)

(비교예 1)

비교예 1 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 0.65 ㎛, 비표면적 13.7 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 실시하지 않았다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 13.8 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 22.1 ㎡/g 이었다. 이 차는 약 8.3 ㎡/g 이었다.

이상에 대해, 표 4 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 분쇄, 소결, 타겟 제조, 또한 각종 측정이나 평가는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 실시하였다.

소결은 1400 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 1 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 3.55 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 15 였다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키지 않았다. 그리고 밀도는 6.48 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 4.0 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 8 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 531 개로, 실시예 1 에 비해 2 배 이상으로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 다량의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 다량으로 발생한 원인은, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 10 ㎡/g 이하 (비표면적 4.4 ㎡/g) 인 분말을 사용하지 않아, 분쇄가 불충분하였던 것으로 생각된다. In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이, 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것인데, 비교적 작은 입경으로 큰 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말에서는, 분쇄 과정에서 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되지 않아, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 없었던 것으로 생각된다. 이상의 결과를, 표 4 에 나타낸다.

(비교예 2)

비교예 2 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 0.65 ㎛, 비표면적 13.7 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 실시하지 않았다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 13.8 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 22.1 ㎡/g 이었다. 이 차는 8.3 ㎡/g 이었다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 2 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 4.10 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 42 로 증가하였다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키지 않았다. 그리고 밀도는 6.44 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 2.6 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 9 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 694 개로, 실시예 1 에 비해 3 배 이상으로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 다량의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 다량으로 발생한 원인은, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 10 ㎡/g 이하 (비표면적 4.4 ㎡/g) 인 분말을 사용하지 않아, 분쇄가 불충분하였던 것으로 생각된다. In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이, 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것인데, 비교적 작은 입경으로 큰 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말에서는, 분쇄 과정에서 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되지 않아, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 없었던 것으로 생각된다. 이상의 결과를, 동일하게 표 4 에 나타낸다.

(비교예 3)

비교예 3 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 0.65 ㎛, 비표면적 13.7 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 온도 950 ℃ 에서 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 7.0 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 18.1 ㎡/g 이었다. 이 차는 11.1 ㎡/g 이었다.

이상에 대해, 표 4 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 분쇄, 임시 연소, 소결, 타겟 제조, 또한 각종 측정이나 평가는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 실시하였다.

소결은 1400 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 3 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 3.81 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 16 으로 증가하였다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키지 않았다. 그리고 밀도는 6.28 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 4.0 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 10 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 592 개로, 실시예 1 에 비해 2.5 배 정도로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 다량의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

(비교예 4)

비교예 4 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 0.65 ㎛, 비표면적 13.7 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (2) 입경 4.6 ㎛, 비표면적 11.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 4 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 4.67 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 33 으로 현저하게 증가하였다. 이들은, 본 발명의 조건을 만족시키지 않았다. 그리고 밀도는 6.51 g/㎤ 로 고밀도이며, 벌크 저항값은 2.9 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링이 충분히 가능한 저벌크 저항값을 가지고 있었다. 조직의 현미경 사진을 도 11 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 660 개로, 실시예 1 에 비해 3 배 정도로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 다량의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

(비교예 5)

비교예 5 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 온도 950 ℃ 에서 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 2.6 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 17.0 ㎡/g 이었다. 이 차는 14.4 ㎡/g 이었다.

소결은 1350 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 5 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 4.03 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 4 였다. 이들 스피넬상의 존재에 대해서는, 본 발명의 조건을 만족시키고 있었지만, 소결 온도가 낮기 때문에, 밀도는 5.72 g/㎤ 로 현저하게 저하되고, 벌크 저항값도 7.7 mΩ·㎝ 로 증가하였다. 또한, DC 스퍼터링은 가능하였다. 조직의 현미경 사진을 도 12 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 561 개로, 실시예 1 에 비해 2.5 배 정도로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 다량의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 다량으로 발생한 원인은, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 10 ㎡/g 이하 (비표면적 4.4 ㎡/g) 인 분말을 사용하지 않아, 분쇄가 불충분하였던 것으로 생각된다. In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것인데, 비교적 작은 입경으로 큰 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말에서는, 분쇄 과정에서 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되지 않아, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 없었던 것으로 생각된다. 이상의 결과를, 동일하게 표 4 에 나타낸다.

(비교예 6)

비교예 6 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 실시하지 않았다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 7.3 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 9.2 ㎡/g 이었다. 이 차는 1.9 ㎡/g 이었다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 6 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 4.36 ㎛ 이고, 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 11 이었다.

이들 스피넬상의 존재 개수는, 본 발명의 조건을 만족시키지 않았다. 밀도는 5.92 g/㎤ 로 저하되었다. 벌크 저항값은 6.2 mΩ·㎝ 로 낮기 때문에, DC 스퍼터링은 가능하였다. 조직의 현미경 사진을 도 13 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 677 개로, 실시예 1 에 비해 3 배 정도로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 다량의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 다량으로 발생한 원인은, 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 7.3 ㎡/g 이고 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 9.2 ㎡/g 이고, 그 차가 1.9 ㎡/g 으로, 혼합·분쇄가 충분하지 않았던 것으로 생각된다. 이것은, 혼합 분말을 임시 연소하고 있지 않기 때문에, 분쇄가 충분하지 않았던 것이 원인인 것으로 생각된다.

In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이, 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것인데, 비교적 큰 입경으로 작은 비표면적을 갖는 In₂O₃ 의 원료 분말을 사용한 경우에도, 분말의 충분한 분쇄가 실시되지 않으면, 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되지 않아, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 없었던 것으로 생각된다. 이상의 결과를, 동일하게 표 4 에 나타낸다.

(비교예 7)

비교예 7 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 온도 950 ℃ 에서 실시하였다. 혼합만 했을뿐 분쇄는 실시하지 않았다. 따라서, 분말의 비표면적 (BET) 은 2.7 ㎡/g 으로 변함이 없어, 그 차는 0 이다. 이상에 대해, 표 4 에 정리하여 나타낸다. 그 밖에, 분말의 혼합, 임시 연소, 소결, 타겟 제조, 또한 각종 측정이나 평가는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 실시하였다.

소결은 950 ℃ 에서 실시하였다. 그러나, 소결이 충분히 일어나지 않아, 밀도는 5.20 g/㎤ 로 현저하게 저하되었다. 이 때문에, 조직 관찰이나 그 밖의 평가는 의미가 없으므로 실시하지 않았다. 이상의 결과를, 동일하게 표 4 에 나타낸다.

(비교예 8)

비교예 8 에서는, In₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 10.7 ㎛, 비표면적 4.4 ㎡/g 의 In₂O₃ 분말을 사용하고, Ga₂O₃ 원료로서 상기 (1) 입경 5.6 ㎛, 비표면적 9.1 ㎡/g 의 Ga₂O₃ 분말을 사용하고, ZnO 원료로서 상기 (1) 입경 1.07 ㎛, 비표면적 3.8 ㎡/g 의 ZnO 분말을 사용하였다. 이들 분말을, 몰비로 In₂O_{3 :}Ga₂O_{3 :}ZnO = 1 : 1 : 1 이 되도록 원료를 조합하였다.

다음으로, 이들 분말을 혼합하였다. 임시 연소는 온도 950 ℃ 에서 실시하였다. 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 2.8 ㎡/g 이었다. 또한, 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 4.1 ㎡/g 이었다. 이 차는 1.3 ㎡/g 이었다.

소결은 1450 ℃ 에서 실시하였다. 이상의 결과로부터, 비교예 8 에서는, 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 사이즈 (스피넬상의 최대 입경) 가 11.6 ㎛ 로, 매우 큰 사이즈의 상을 확인할 수 있었다. 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 동 스피넬상의 개수는 1 이었다. 이들 스피넬상의 존재에 대해서는, 본 발명의 조건을 만족시키지 않았다. 밀도도 5.66 g/㎤ 로 현저하게 저하되었다. 벌크 저항값은 3.2 mΩ·㎝ 로, DC 스퍼터링은 가능하였다. 조직의 현미경 사진을 도 14 에 나타낸다.

그러나, DC 스퍼터링을 상기 조건으로 실시한 결과, 노듈 수는 723 개로, 실시예 1 에 비해 3.5 배 정도로 증가하였다. 이것에 수반하여 스퍼터링 중의 이상 방전이 증가하였다. 특대 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 존재는, 노듈 발생을 억제할 수 없는 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또한, 타겟 중의 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상이 다량으로 발생한 원인은, 분쇄가 불충분하고, 분쇄 전의 비표면적 (BET) 은 2.8 ㎡/g 이고 분쇄 후의 비표면적 (BET) 은 4.1 ㎡/g 으로, 이 차가 1.3 ㎡/g 으로, 작은 것이 원인인 것으로 생각된다.

In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적이 중요하기는 하지만, 나아가 분쇄 전의 비표면적 (BET) 과 분쇄 후의 비표면적 (BET) 의 차이도, 노듈 발생을 억제할 수 있는 IGZO 타겟 제조의 지표로 되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 분쇄 과정에서 다른 산화물과의 충분한 혼합과 분쇄가 달성되지 않아, ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 발생을 효과적으로 방지할 수 없었던 것으로 생각된다. 이상의 결과를, 동일하게 표 4 에 나타낸다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 원료 특성 및 제법의 최적화에 의해 타겟 조직 중 ZnGa₂O₄ (스피넬) 상을 저감시키는 것으로, 비표면적이 10 ㎡/g 보다 작은 In₂O₃ 을 사용함으로써, 주상 (主相) 인 In_xGa_yZn_zO_a 상과 특성이 상이한 ZnGa₂O₄ (스피넬) 상의 조대화와 다량의 존재는 노듈 발생의 원인이 되지만, 이 ZnGa₂O₄ (스피넬) 상을 억제할 수 있게 된다. 노듈 발생량을 줄이는 것은, 스퍼터링 중의 이상 방전을 억제할 수 있다. 또한, 본원 발명은, 원료의 미분쇄에 의해 밀도를 향상시킬 수 있어, 더욱 안정적인 성상 및 조직을 갖는 타겟이 얻어져, DC 스퍼터링이 가능한 도전성을 얻을 수 있다.

이상으로 인해, 스퍼터링시의 파티클이나 노듈을 저감시켜, 더욱 타겟 라이프도 길게 할 수 있다는 현저한 효과를 가져, 품질의 편차가 적고 양산성을 향상시킬 수 있다. 층을 형성하는 스퍼터링 타겟으로서 이용할 수 있다. 이 In-Ga-Zn-O 계 (IGZO) 재료는, 전자 캐리어 농도가 10¹⁸/㎤ 미만인 아모르퍼스 산화물이 얻어지므로, 전계 효과형 트랜지스터에 유용하다. 또한, IGZO 타겟으로서 광범위한 용도에 지장없이 사용할 수 있으므로, 산업상의 이용 가치는 높다.

Claims

인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟에 있어서,
각 원소의 구성비는, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2
x/(x+y)
0.8, 0.1
z/(x+y+z)
0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 이고, 당해 산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 평균 입경이 3 ㎛ 이상인 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상 (相) 의 개수가 10 개 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟.
제 1 항에 있어서,
산화물 소결체 타겟의 90 ㎛ × 90 ㎛ 면적의 범위에 존재하는 ZnGa₂O₄ 의 스피넬상의 최대 입경이 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
타겟의 밀도가 6.0 g/㎤ 이상이고, 벌크 저항값이 5.0 × 10^-2 Ω·㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟.
인듐 (In), 갈륨 (Ga), 아연 (Zn), 산소 (O) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟의 제조 방법에 있어서,
각 원소의 구성비가, 식 : In_xGa_yZn_zO_a {식 중, 0.2
x/(x+y)
0.8, 0.1
z/(x+y+z)
0.5, a = (3/2)x + (3/2)y + z} 로 되도록, 산화 인듐 (In₂O₃), 산화 갈륨 (Ga₂O₃), 및 산화 아연 (ZnO) 의 원료 분말을 조정함과 함께, In₂O₃ 의 원료 분말의 비표면적을 10 ㎡/g 이하로 하고, 이들 분말을 혼합하고, 다시 분쇄한 후, 1400 ∼ 1490 ℃ 의 온도 범위에서 소결하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 In₂O₃, Ga₂O₃ 및 ZnO 의 원료 분말을 혼합하고, 분쇄하는 공정에 있어서, 분쇄 전후의 비표면적 차가 2.0 ㎡/g 이상으로 될 때까지 분쇄하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 산화물 소결체 타겟의 제조 방법.