KR101841791B1

KR101841791B1 - 소결체 및 아모르퍼스막

Info

Publication number: KR101841791B1
Application number: KR1020130077027A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 나라
Original assignee: 제이엑스금속주식회사
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2018-03-23
Also published as: CN111620687A; CN103524119A; TW201405580A; TWI631579B; CN106380188A; KR20140004586A

Abstract

아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 로 이루어지고, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 산화물 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 인 것을 특징으로 하는 소결체. 본 발명에 의하면, 벌크 저항이 낮고 DC 스퍼터링이 가능하다. 이들 소결체에 의해 저굴절률의 아모르퍼스 박막을 형성할 수 있다.

Description

소결체 및 아모르퍼스막{SINTERED COMPACT AND AMORPHOUS FILM}

본 발명은 양호한 가시광의 투과율과 도전성을 구비한 투명 도전막을 얻을 수 있는 소결체 및 그 소결체를 사용하여 제조한 저굴절률을 갖는 아모르퍼스막에 관한 것이다.

종래, 투명 도전막으로서 산화인듐에 주석을 첨가한 막, 즉 ITO (Indium-Tin-oxide) 막이 투명하고 또한 도전성이 우수하여, 각종 디스플레이 등 광범위한 용도로 사용되고 있다. 그러나, 이 ITO 는 주성분인 인듐이 고가이기 때문에, 제조 비용의 면에서 떨어진다는 문제가 있다.

이러한 점에서, ITO 의 대체품으로서 예를 들어, 산화아연 (ZnO) 을 사용한 막을 사용하는 제안이 이루어져 있다. 산화아연을 주성분으로 하는 막이기 때문에 가격이 저렴하다는 이점이 있다. 이와 같은 막은, 주성분인 ZnO 의 산소 결손에 의해 도전성이 증가하는 현상이 알려져 있어, 도전성과 광 투과성이라는 막 특성이 ITO 에 근사하면, 이와 같은 재료의 이용이 증대될 가능성이 있다.

그런데, 디스플레이 등에 있어서 가시광을 이용하는 경우, 그 재료가 투명할 필요가 있고, 특히 가시광 영역의 전역에 있어서 고투과율인 것이 바람직하다. 또, 굴절률이 높으면 광 손실이 커지거나, 디스플레이의 시야각 의존성을 악화시키거나 하는 점에서 저굴절률인 것이나, 막의 크랙이나 에칭 성능을 향상시키기 위해 아모르퍼스막인 것도 요망된다.

아모르퍼스막은 응력이 작기 때문에 결정막에 비해 크랙이 잘 일어나지 않아, 향후 플렉시블화 되어 가는 디스플레이 용도에서는 아모르퍼스막인 것이 요구될 것으로 생각된다. 또한, 앞의 ITO 에서는, 저항값이나 투과율을 향상시키기 위해 결정화할 필요가 있고, 또 아모르퍼스로 하면, 단파장역에 흡수를 갖고, 투명막으로는 되지 않기 때문에 이와 같은 용도에는 적합하지 않다.

산화아연을 사용한 재료로서, IZO (산화인듐-산화아연), GZO (산화갈륨-산화아연), AZO (산화알루미늄-산화아연) 등이 알려져 있다 (특허문헌 1 ∼ 3). 그러나, IZO 는 저저항의 아모르퍼스막으로 할 수 있지만, 단파장역에 흡수도 갖고, 굴절률이 높다는 문제가 있다. 또, GZO, AZO 는 ZnO 의 c 축 배향의 용이성에 의해 결정화막이 되기 쉽고, 이와 같은 결정화막은 응력이 커지기 때문에, 막 박리나 막 균열 등의 문제가 있다.

또, 특허문헌 4 에는, ZnO 와 불화 알칼리 토금속 화합물을 주성분으로 하는 폭넓은 굴절률을 실현한 투광성 도전성 재료가 개시되어 있다. 그러나, 이것은 결정화막으로서, 후술하는 본 발명과 같은 아모르퍼스막의 효과는 얻어지지 않는다. 또, 특허문헌 5 에는, 굴절률이 작고 또한 비저항이 작고, 나아가서는 비정질의 투명 도전막이 개시되어 있지만, 본 발명과는 조성계가 상이하고, 굴절률과 저항값을 함께 조정할 수 없다는 문제가 있다.

일본 공개특허공보 2007-008780호 일본 공개특허공보 2009-184876호 일본 공개특허공보 2007-238375호 일본 공개특허공보 2005-219982호 일본 공개특허공보 2007-035342호

본 발명은, 양호한 가시광의 투과율과 도전성을 유지할 수 있는 투명 도전막, 특히 저굴절률의 아모르퍼스막을 얻을 수 있는 소결체를 제공하는 것을 과제로 한다. 이 박막은, 투과율이 높고 또한 기계 특성이 우수하기 때문에, 디스플레이의 투명 도전막이나 광 디스크의 보호막에 유용하다. 이로써, 광 디바이스의 특성의 향상, 설비 비용의 저감화, 성막의 특성을 대폭 개선하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자들은 예의 연구를 실시한 결과, 종래의 ITO 등의 투명 도전막을 하기에 제시하는 재료계로 치환함으로써, 저항률과 굴절률을 임의로 조정하는 것이 가능해지고, 종래와 동등하거나 또는 그 이상의 광학 특성을 확보함과 함께, 스퍼터링 또는 이온 플레이팅에 의한 안정적인 성막이 가능하고, 또한 아모르퍼스막으로 함으로써, 그 박막을 구비하는 광 디바이스의 특성 개선, 생산성 향상이 가능하다는 지견을 얻었다.

본 발명은 이 지견에 기초하여, 하기의 발명을 제공한다.

1) 아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 로 이루어지고, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 산화물 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 일 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 인 것을 특징으로 하는 소결체.

2) 상기 Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 5 ≤ B ≤ 30 인 것을 특징으로 하는 상기 1) 에 기재된 소결체.

3) 상기 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 3 가의 금속 원소/(Zn ＋ 3 가의 금속 원소) 의 원자수비로 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 소결체.

4) 상기 3 가의 금속 원소가 알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga), 보론 (B), 이트륨 (Y) 및 인듐 (In) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 3) 중 어느 하나에 기재된 소결체.

5) 아연 (Zn), 갈륨 (Ga), 게르마늄 (Ge) 의 산화물로 이루어지고, Ga 의 함유량이 Ga₂O₃ 환산으로 A ㏖％, Ge 의 함유량이 GeO₂ 환산으로 B ㏖％, 잔부 ZnO 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 50 또한 A ≥ 3B/2 의 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 소결체.

6) 추가로 융점이 1000 ℃ 이하인 산화물을 형성하는 금속을 산화물 중량 환산으로 0.1 ∼ 5 wt％ 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 5) 중 어느 하나에 기재된 소결체.

7) 상기 융점이 1000 ℃ 이하인 산화물이 B₂O₃, P₂O₅, K₂O, V₂O₅, Sb₂O₃, TeO₂, Ti₂O₃, PbO, Bi₂O₃, MoO₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 산화물인 것을 특징으로 하는 상기 6) 에 기재된 소결체.

8) 상대 밀도가 90 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 7) 중 어느 하나에 기재된 소결체.

9) 벌크 저항값이 10 Ω·㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) ∼ 8) 중 어느 하나에 기재된 소결체.

10) 상기 1) ∼ 9) 중 어느 하나에 기재된 소결체를 사용하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.

11) 상기 5) 에 기재된 소결체를 사용하는 것을 특징으로 하는 이온 플레이팅재.

12) 아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 로 이루어지고, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 산화물 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 이고, 아모르퍼스막인 것을 특징으로 하는 박막.

13) 아연 (Zn), 갈륨 (Ga), 게르마늄 (Ge) 의 산화물로 이루어지고, Ga 의 함유량이 Ga₂O₃ 환산으로 A ㏖％, Ge 의 함유량이 GeO₂ 환산으로 B ㏖％, 잔부 ZnO 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 50 또한 A ≥ 3B/2 의 조건을 만족시키고, 아모르퍼스막인 것을 특징으로 하는 박막.

14) 추가로 B₂O₃, P₂O₅, K₂O, V₂O₅, Sb₂O₃, TeO₂, Ti₂O₃, PbO, Bi₂O₃, MoO₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 산화물을 형성하는 금속을 산화물 중량 환산으로 0.1 ∼ 5 wt％ 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 12) 또는 13) 에 기재된 박막.

15) 파장 450 ㎚ 에 있어서의 소쇠 (消衰) 계수가 0.01 이하인 것을 특징으로 하는 상기 12) ∼ 14) 중 어느 하나에 기재된 박막.

16) 파장 550 ㎚ 에 있어서의 굴절률이 2.00 이하인 것을 특징으로 하는 상기 12) ∼ 15) 중 어느 하나에 기재된 박막.

17) 체적 저항률이 1 × 10^-3 ∼ 1 × 10⁹ Ω·㎝ 인 것을 특징으로 하는 상기 12) ∼ 16) 중 어느 하나에 기재된 박막.

18) 상기 1) ∼ 9) 중 어느 하나에 기재된 소결체의 제조 방법으로서, 원료 분말을 혼합하고, 얻어진 혼합 분말을 불활성 가스 또는 진공 분위기하, 1000 ℃ ∼ 1500 ℃ 에서 가압 소결하거나, 또는 얻어진 혼합 분말을 프레스 성형한 후, 이 성형체를 불활성 가스 또는 진공 분위기하, 1000 ℃ ∼ 1500 ℃ 에서 상압 소결하는 것을 특징으로 하는 소결체의 제조 방법.

종래의 ITO 등의 투명 도전막을 상기에 나타내는 재료로 치환함으로써 저항률과 굴절률을 임의로 조정하는 것이 가능해지고, 종래와 동등하거나 또는 그 이상의 광학 특성을 확보함과 함께, 스퍼터링 또는 이온 플레이팅에 의한 안정적인 성막이 가능하고, 또한 아모르퍼스막으로 함으로써 그 막을 구비한 광 디바이스의 특성 개선, 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다는 우수한 효과를 갖는다.

본 발명은, 아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 를 구성 원소로 하는 소결체로서, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 일 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 을 만족시키는 것을 특징으로 한다.

원료의 조정시에 잔부를 ZnO 로 하여 각 산화물의 비율을 그 합계가 100 ㏖％ 의 조성이 되도록 조정하기 때문에, Zn 의 함유량은 이와 같은 잔부의 ZnO 환산으로부터 구할 수 있다. 이와 같은 조성으로 함으로써 저굴절률의 아모르퍼스막을 형성할 수 있고, 본 발명의 상기 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에서는, 소결체 중의 각 금속의 함유량을 산화물 환산으로 규정하고 있는데, 소결체 중의 각 금속은 그 일부 또는 전부가 복합 산화물로서 존재하고 있다. 또, 통상적으로 사용되는 소결체의 성분 분석에서는, 산화물이 아니라 금속으로서 각각의 함유량이 측정된다.

본 발명의 소결체에 함유하는 산화게르마늄 (GeO₂) 및 이산화규소 (SiO₂) 는 유리화 성분 (유리 형성 산화물) 으로서, 막을 아모르퍼스화 (유리화) 시키는 데에 유효한 성분이다. 한편으로, 이 유리화 성분은 산화아연 (ZnO) 과 반응하여 ZnGe₂O₄ 와 같은 물질을 형성하여 결정화막이 되는 경우가 있고, 이와 같은 결정화막은 막 응력이 커져 막 박리나 막 균열을 일으킨다. 그래서, 3 가의 금속 원소 (M 으로 한다) 를 도입함으로써, 멀라이트 조성 (3M₂O₃-2GeO₂, 3M₂O₃-2SiO₂) 을 형성시켜 이와 같은 물질의 생성을 저해하는 것을 기대할 수 있다.

또, 산화게르마늄 (GeO₂) 이나 산화규소 (SiO₂) 와 같은 유리 형성 산화물이나 3 가의 금속 원소의 산화물은 산화아연 (ZnO) 보다 저굴절 재료이기 때문에, 이들 산화물의 첨가에 의해 막의 굴절률을 낮출 수 있다. 한편으로, 굴절률을 낮추도록 조성을 조정해 가면 (ZnO 를 줄여 가면), 저항값이 높아지는 경향이 있다.

따라서, 3 가의 금속 원소의 산화물의 총 첨가량 (A), 산화게르마늄 및/또는 이산화규소의 총 첨가량 (B) 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 으로 한다. A ＋ B ＜ 15 에서는, 아모르퍼스가 되기 어렵기 때문에 바람직하고 않고, A ＋ B ＞ 70 으로 하면, ZnO 의 함유량이 적어져 절연성의 막이 되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서, 3 가의 금속 원소의 함유량을 산화물 환산으로 규정하고 있는데, 여기서의 산화물은, 3 가의 금속 원소를 M 으로 하였을 때에 M₂O₃ 으로 구성되는 산화물을 의미한다.

예를 들어, 3 가의 금속 원소인 알루미늄 (Al) 의 경우, Al₂O₃ 으로 이루어지는 산화물을 의미한다. 3 가의 금속 원소로는, 특히 알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga), 보론 (B), 이트륨 (Y) 및 인듐 (In) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소인 것이 바람직하다.

3 가의 금속 원소는 산화아연 (ZnO) 의 도펀트로서 도전성에 기여하는데, 그 중에서도 Al, Ga, B, Y, In 은 굴절률이 낮아, 상기 유리 형성 산화물과의 조합에 의해 굴절률과 저항값의 조정을 용이하게 할 수 있기 때문에 특히 유효한 재료이다. 이들 금속 원소로 이루어지는 산화물은, 각각 단독 첨가 및 복합 첨가가 가능하고, 본원 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 유리 형성 산화물을 구성하는 Ge 및/또는 Si 의 총 함유량은 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 5 ㏖％ 이상, 30 ㏖％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ㏖％ 이상, 20 ㏖％ 이하로 한다. 5 ㏖％ 미만이면, 굴절률 저하의 효과가 작아짐과 함께 충분한 아모르퍼스화의 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 30 ㏖％ (20 ㏖％) 초과이면, 소결체의 벌크 저항값이 높아지기 쉬워 안정적인 DC 스퍼터가 어려워지기 때문이다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 3 가의 금속 원소의 총 함유량은, 3 가의 금속 원소/(Zn ＋ 3 가의 금속 원소) 의 원자수비로 0.1 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.15 이상으로 한다. 이 경우, 저굴절률화와 아모르퍼스화에 유효하다. 이 효과를 발휘시키기 위해 원자수비로 0.1 이상, 보다 바람직하게는 0.15 이상으로 한다.

또, 본 발명은, 아연 (Zn), 갈륨 (Ga), 게르마늄 (Ge) 의 산화물로 이루어지고, Ga 의 함유량이 Ga₂O₃ 환산으로 A ㏖％, Ge 의 함유량이 GeO₂ 환산으로 B ㏖％, 잔부 ZnO 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 50 또한 A ≥ 3B/2 의 조건을 만족시키는 소결체를 제공한다. 이 성분 조성으로 이루어지는 소결체는, 특히 이온 플레이팅용 재료로서 유용하다.

이온 플레이팅법은, 진공 중에서 금속을 전자선 등으로 증발시키고, 고주파 플라스마 등에 의해 이온화하고 (카티온), 기판에 부전위 (負電位) 를 부여함으로써, 그 카티온을 가속하여 부착시켜 막을 형성하는 기술이다. 이온 플레이팅은, 스퍼터링에 비해 재료의 사용 효율이 높아 생산성의 향상이 기대된다는 메리트가 있다.

본 발명의 소결체는, 상기와 같은 일부 조성에 있어서, 이온 플레이팅재로서 이용 가능해진다. 이것은, Ga 나 Ge 의 원소와 조성비를 선택함으로써, 증기압 등이 저하되어 이온 플레이팅이 가능해지기 때문이다.

이온 플레이팅재로서 사용하는 경우에는, 소결체를 마무리 가공한 판상의 것을 사용할 수 있는 것 외에, 이 소결체를 추가로 분쇄하여 분말 또는 입상으로 한 것을 사용할 수도 있다. 분쇄하여 분말 또는 입상으로 한 것은, 판상의 것에 비해 증발되기 쉽기 때문에, 생산 효율의 관점에서 보다 바람직하다.

또한 본 발명의 소결체는, 융점이 1000 ℃ 이하인 산화물 (저융점 산화물) 을 형성하는 금속을 산화물 중량 환산으로 0.1 ∼ 5 wt％ 함유시킬 수 있다. 산화아연 (ZnO) 은 환원·증발되기 쉽기 때문에, 소결 온도를 그만큼 높일 수 없어, 소결체의 밀도를 향상시키는 것이 곤란하다는 경우가 있다. 그러나, 이와 같은 저융점 산화물을 첨가함으로써, 소결 온도를 그만큼 높이지 않고, 고밀도화를 달성할 수 있다는 효과를 갖는다.

0.1 wt％ 미만에서는 그 효과를 발휘하지 못하고, 또 5 wt％ 를 초과하면 특성에 변동이 발생할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않으므로, 상기 수치 범위로 한다.

상기 저융점 산화물로는, 예를 들어, B₂O₃, P₂O₅, K₂O, V₂O₅, Sb₂O₃, TeO₂, Ti₂O₃, PbO, Bi₂O₃, MoO₃ 을 들 수 있다. 이들 산화물은, 각각 단독 첨가 및 복합 첨가가 가능하고, 본원 발명의 목적을 달성할 수 있다. 본 발명의 소결체는 스퍼터링 타깃으로서 사용할 수 있으며, 그 경우, 상대 밀도를 90 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 밀도의 향상은 스퍼터막의 균일성을 높이고, 또 스퍼터링시의 파티클의 발생을 억제할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 소결체는, 그 벌크 저항이 10 Ω·㎝ 이하를 달성할 수 있다. 벌크 저항값의 저감화에 의해 직류 (DC) 스퍼터링에 의한 고속 성막이 가능해진다. 재료의 선택에 따라서는 고주파 (RF) 스퍼터링 또는 마그네트론 스퍼터링을 필요로 하지만, 그 경우에도 성막 속도의 향상이 있다. 성막 속도의 향상에 의해 생산의 스루풋을 개선할 수 있고, 비용 삭감에 크게 기여할 수 있다.

본 발명에 있어서, 소결체를 가공하여 얻어지는 타깃을 스퍼터 성막하여 얻어지는 막, 또는 상기 이온 플레이팅에 의해 형성된 막은 아모르퍼스 (비정질막) 인 것이 중요하다. 얻어진 막이 아모르퍼스막인지는, 예를 들어 X 선 회절법을 사용하여 ZnO 의 (002) 면의 피크가 나타나는 2θ ＝ 34.4 °부근의 회절 강도를 관찰함으로써 판단할 수 있다. ZnO 를 주성분으로 하는 박막은 막 응력이 크기 때문에, 결정화막이면 크랙이나 균열이 발생하고, 나아가서는 막의 박리 등의 문제가 발생하였지만, 이 박막을 아모르퍼스막으로 함으로써 막 응력에 의한 균열이나 크랙 등의 문제를 회피할 수 있다는 우수한 효과를 갖는다.

본 발명의 소결체를 기계 가공하여 얻어지는 타깃을 스퍼터하여 형성된 막, 또는 상기 이온 플레이팅에 의해 형성된 막은, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 소쇠 계수가 0.01 이하를 달성할 수 있다. 디스플레이용 박막은 가시광의 전역에 있어서 투명한 것이 필요하지만, IZO 막 등의 산화물계 막은 일반적으로 단파장역에 흡수를 갖기 때문에, 선명한 청색을 발색시키는 것이 곤란하였다. 본 발명에 의하면, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 소쇠 계수가 0.01 이하로 단파장역에 있어서 흡수가 거의 없기 때문에, 투명 재료로서 매우 적합한 재료라고 할 수 있다.

또, 본 발명의 소결체를 기계 가공하여 얻어지는 타깃을 스퍼터하여 형성된 막, 또는 상기 이온 플레이팅에 의해 형성된 막은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 굴절률이 2.00 이하 (바람직하게는 1.90 이하) 를 달성할 수 있다. 또한, 상기 막의 체적 저항률을 1 × 10^-3 ∼ 1 × 10⁹ Ω·㎝ 를 실현할 수 있다.

산화게르마늄 (GeO₂) 이나 이산화규소 (SiO₂), 3 가의 금속 원소로 이루어지는 산화물 (그 중에서도 Al₂O₃, Ga₂O₃, B₂O₃, Y₃O₂, In₂O₃) 은 산화아연 (ZnO) 보다 저굴절률의 재료이기 때문에, 이들 산화물의 첨가에 의해 종래의 것보다도 저굴절률의 막을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 소결체를 기계 가공하여 얻어지는 타깃을 스퍼터하여 형성되는 막, 또는 상기 이온 플레이팅에 의해 형성된 막은, 유기 EL 텔레비전 등의 각종 디스플레이 중의 투명 도전막이나 광 정보 기록 매체의 보호층을 형성하는 광학 박막에 사용할 수 있다. 광 정보 기록 매체의 보호층의 경우에는, 특히 ZnS 를 사용하지 않았기 때문에 S 에 의한 오염이 없고, 이것으로 인한 기록층의 열화가 없어진다는 현저한 효과가 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실시예는 어디까지나 일례로, 이 예에 의해 조금도 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 특허청구의 범위에 의해서만 제한되는 것으로, 본 발명에 포함되는 실시예 이외의 다양한 변형을 포함하는 것이다.

(실시예 1)

ZnO 분말, Al₂O₃ 분말, SiO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합 (調合) 하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 진공 중, 온도 1100 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다.

그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다. 얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 99.3 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 2.1 mΩ·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 스퍼터링을 실시하였다. 스퍼터 조건은, DC 스퍼터, 스퍼터 파워 500 W, O₂ 를 2 vol％ 함유하는 Ar 가스압 0.5 ㎩ 로 하고, 막두께 1500 ∼ 7000 Å 으로 성막하였다. 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.80 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 2 × 10⁸ Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(실시예 2)

ZnO 분말, Ga₂O₃ 분말, SiO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 온도 1100 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다. 얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 98.5 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 1.6 mΩ·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.89 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 2 × 10^-1 Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(실시예 3)

ZnO 분말, Al₂O₃ 분말, GeO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 온도 1100 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다. 얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 98.6 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 3.6 mΩ·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.79 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 5 × 10⁶ Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(실시예 4)

ZnO 분말, Y₂O₃ 분말, GeO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 온도 1000 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다. 얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 98.3 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 7.6 mΩ·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.88 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 7 × 10⁴ Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(실시예 5)

ZnO 분말, In₂O₃ 분말, GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 온도 1050 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다.

얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 98.7 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 1.3 mΩ·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.88 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 2 × 10^-3 Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(실시예 6)

ZnO 분말, B₂O₃ 분말, SiO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 Bi₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 압력 500 kgf/㎠ 로 프레스 성형하고, 이 성형체를 진공 중, 온도 1300 ℃ 에서 상압 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다. 얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 96.5 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 2.3 Ω·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.73 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 3 × 10 Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(실시예 7)

ZnO 분말, Ga₂O₃ 분말, GeO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 압력 500 kgf/㎠ 로 프레스 성형하고, 이 성형체를 아르곤 분위기 중, 온도 1100 ℃ 에서 상압 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다. 얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 99.8 ％ 에 도달하였고, 벌크 저항은 0.9 mΩ·㎝ 가 되어 안정적인 DC 스퍼터가 가능하였다.

또, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정하였다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로서, 그 굴절률은 1.89 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 2 × 10^-3 Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 으로 저굴절률의 아모르퍼스막이 얻어졌다.

(비교예 1)

ZnO 분말, Ga₂O₃ 분말, GeO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 바와 같이 A ＋ B ＜ 15 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 온도 1050 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다.

얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 95.8 ％, 벌크 저항은 1.2 mΩ·㎝ 가 되어, DC 스퍼터가 가능하였다.

그러나, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막은 아모르퍼스막으로는 되지 않았다. 또한, 굴절률은 1.98 (파장 550 ㎚), 체적 저항률은 3 × 10^-3 Ω·㎝, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이었다.

(비교예 2)

ZnO 분말, Al₂O₃ 분말, SiO₂ 분말과, 저융점 산화물로서 B₂O₃ 분말을 준비하였다. 다음으로, 이들 분말을 표 1 에 기재된 바와 같이 A ＋ B ＞ 70 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 온도 1100 ℃, 압력 250 kgf/㎠ 의 조건으로 핫 프레스 소결하였다. 그 후, 이 소결체를 기계 가공으로 스퍼터링 타깃 형상으로 마무리하였다.

얻어진 타깃의 벌크 저항과 상대 밀도를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 상대 밀도는 96.4 ％, 벌크 저항은 40 mΩ·㎝ 가 되어, DC 스퍼터가 가능하였다. 그러나, 상기 마무리 가공한 타깃을 사용하여 실시예 1 과 동일한 조건으로 스퍼터링을 실시하고, 성막 샘플의 비정질성 (아모르퍼스성), 굴절률 (파장 550 ㎚), 체적 저항률, 소쇠 계수 (파장 450 ㎚) 를 측정한 결과, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터에 의해 형성된 박막의 체적 저항률은 1 × 10⁹ Ω·㎝ 초과로 절연성을 나타냈다. 또한, 굴절률은 1.66 (파장 550 ㎚), 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 의 아모르퍼스막이었다.

(실시예 8)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 80.0 : 13.0 : 7.0 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 표 2 에 나타내는 바와 같이, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막의 굴절률은 1.87 (파장 550 ㎚) 에 도달하였다. 또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 1 × 10^-2 Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다. 또, 아모르퍼스막인 것이 확인되었다.

(실시예 9)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 52.7 : 29.4 : 17.9 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막의 굴절률은 1.71 (파장 550 ㎚) 에 도달하였다.

또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 3 × 10⁶ Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다. 또, 아모르퍼스막인 것이 확인되었다.

(실시예 10)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 66.3 : 20.6 : 13.1 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막은 아모르퍼스인 것이 확인되었다. 또, 그 막의 굴절률은 1.75 (파장 550 ㎚) 에 도달하였다. 또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 6 × 10⁴ Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다.

(실시예 11)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 74.5 : 16.9 : 8.6 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막은 아모르퍼스인 것이 확인되었다. 또, 굴절률은 1.82 (파장 550 ㎚) 에 도달하였다. 또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 8 × 10^-2 Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다.

(실시예 12)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 67.7 : 23.4 : 8.9 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막은 아모르퍼스인 것이 확인되었다. 또, 그 막의 굴절률은 1.77 (파장 550 ㎚) 에 도달하였다. 또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 3 × 10^-1 Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다.

(실시예 13)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 50.2 : 41.9 : 7.9 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막은 아모르퍼스인 것이 확인되었다. 또, 그 막의 굴절률은 1.66 (파장 550 ㎚) 에 도달하였다. 또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 3 × 10³ Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다.

(비교예 3)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 85.0 : 2.2 : 12.8 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 안정적인 이온 플레이팅을 할 수 있었고, 제조된 막의 굴절률은 1.94 (파장 550 ㎚) 였다. 또, 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 4 × 10^-3 Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈다. 그러나, 막이 결정화되어 있는 것이 확인되었다.

(비교예 4)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 44.0 : 34.0 : 22.0 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 제조된 막은 아모르퍼스로 되어 있었지만, 또 막의 굴절률은 1.68 (파장 550 ㎚), 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 ＞ 1 × 10⁹ Ω·㎝ 로 도전성이 현저하게 저하되어 있었다.

(비교예 5)

3 N 상당으로 5 ㎛ 이하의 ZnO 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 Ga₂O₃ 분말, 3 N 상당으로 평균 입경 5 ㎛ 이하의 GeO₂ 분말을 준비하였다. 다음으로, ZnO 분말과 Ga₂O₃ 분말과 GeO₂ 분말을 ZnO : Ga₂O₃ : GeO₂ ＝ 90.0 : 7.0 : 3.0 ㏖％ 의 배합비로 조합하고, 이것을 혼합한 후, 분말 재료를 아르곤 분위기 중, 850 ℃, 250 kgf/㎠ 의 압력으로 핫 프레스 소결하여 이온 플레이팅용 소결체로 하였다.

이 소결체를 사용하여 이온 플레이팅을 실시한 결과, 막의 굴절률은 1.93 (파장 550 ㎚), 소쇠 계수는 0.01 미만 (파장 450 ㎚) 이고, 박막의 체적 저항률은 1 × 10^-3 Ω·㎝ 로 도전성을 나타냈지만, 제조된 막은 결정화되어 있었다.

본 발명의 소결체는, 스퍼터링 타깃 또는 이온 플레이팅재로 할 수 있고, 이들 스퍼터링 타깃 또는 이온 플레이팅재를 사용하여 형성된 박막은, 각종 디스플레이에 있어서의 투명 도전막이나 광 디스크의 보호막을 형성하여, 투과율, 굴절률, 도전성에 있어서 매우 우수한 특성을 갖는다는 효과가 있다. 또 본 발명의 큰 특징은, 아모르퍼스막임으로써 막의 크랙이나 에칭 성능을 현격하게 향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 갖는다.

또, 본 발명의 소결체를 사용한 스퍼터링 타깃은, 벌크 저항값이 낮고, 상대 밀도가 90 ％ 이상으로 고밀도인 점에서, 안정적인 DC 스퍼터를 가능하게 한다. 그리고, 이 DC 스퍼터링의 특징인 스퍼터의 제어성을 용이하게 하고, 성막 속도를 높이고, 스퍼터링 효율을 향상시킬 수 있다는 현저한 효과가 있다. 필요에 따라 RF 스퍼터를 실시하지만, 그 경우에도 성막 속도의 향상이 보인다. 또, 성막시에 스퍼터시에 발생하는 파티클 (발진) 이나 노듈을 저감시키고, 품질의 편차가 적어 양산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 소결체를 사용한 이온 플레이팅재는, 저굴절률의 아모르퍼스막을 성막할 수 있기 때문에, 막 응력에 의한 크랙이나 균열, 막의 박리의 발생을 억제할 수 있다는 효과를 갖는다. 이와 같은 아모르퍼스막은, 특히 광 정보 기록 매체의 보호층을 형성하는 광학 박막, 유기 EL 텔레비전용 박막, 투명 전극용 박막에 유용하다.

Claims

아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 로 이루어지고, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 산화물 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 일 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 이고,
상기 Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 5 ≤ B ≤ 30 인 것을 특징으로 하는 소결체.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 3 가의 금속 원소/(Zn ＋ 3 가의 금속 원소) 의 원자수비로 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 소결체.
제 1 항에 있어서,
상기 3 가의 금속 원소가 알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga), 보론 (B), 이트륨 (Y) 및 인듐 (In) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소인 것을 특징으로 하는 소결체.
아연 (Zn), 갈륨 (Ga), 게르마늄 (Ge) 의 산화물로 이루어지고, Ga 의 함유량이 Ga₂O₃ 환산으로 A ㏖％, Ge 의 함유량이 GeO₂ 환산으로 B ㏖％, 잔부 ZnO 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 50 또한 A ≥ 3B/2 의 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 소결체.
아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 로 이루어지고, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 산화물 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 일 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 이고,
추가로 융점이 1000 ℃ 이하인 산화물을 형성하는 금속을 산화물 중량 환산으로 0.1 ∼ 5 wt％ 함유하는 것을 특징으로 하는 소결체.
제 6 항에 있어서,
상기 융점이 1000 ℃ 이하인 산화물이 B₂O₃, P₂O₅, K₂O, V₂O₅, Sb₂O₃, TeO₂, Ti₂O₃, PbO, Bi₂O₃, MoO₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 산화물인 것을 특징으로 하는 소결체.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상대 밀도가 90 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 소결체.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
벌크 저항값이 10 Ω·㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 소결체.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 소결체를 사용하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타깃.
제 5 항에 기재된 소결체를 사용하는 것을 특징으로 하는 이온 플레이팅재.
아연 (Zn), 3 가의 금속 원소, 게르마늄 (Ge) 및/또는 실리콘 (Si), 산소 (O) 로 이루어지고, 3 가의 금속 원소의 총 함유량이 산화물 환산으로 A ㏖％, Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 GeO₂ 및/또는 SiO₂ 환산으로 B ㏖％ 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 70 이고,
상기 Ge 및/또는 Si 의 총 함유량이 5 ≤ B ≤ 30 이고, 아모르퍼스막인 것을 특징으로 하는 박막.
아연 (Zn), 갈륨 (Ga), 게르마늄 (Ge) 의 산화물로 이루어지고, Ga 의 함유량이 Ga₂O₃ 환산으로 A ㏖％, Ge 의 함유량이 GeO₂ 환산으로 B ㏖％, 잔부 ZnO 로 하였을 때, 15 ≤ A ＋ B ≤ 50 또한 A ≥ 3B/2 의 조건을 만족시키고, 아모르퍼스막인 것을 특징으로 하는 박막.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
추가로 B₂O₃, P₂O₅, K₂O, V₂O₅, Sb₂O₃, TeO₂, Ti₂O₃, PbO, Bi₂O₃, MoO₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 산화물을 형성하는 금속을 산화물 중량 환산으로 0.1 ∼ 5 wt％ 함유하는 것을 특징으로 하는 박막.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
파장 450 ㎚ 에 있어서의 소쇠 (消衰) 계수가 0.01 이하인 것을 특징으로 하는 박막.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
파장 550 ㎚ 에 있어서의 굴절률이 2.00 이하인 것을 특징으로 하는 박막.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
체적 저항률이 1 × 10^-3 ∼ 1 × 10⁹ Ω·㎝ 인 것을 특징으로 하는 박막.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 소결체의 제조 방법으로서, 원료 분말을 혼합하고, 얻어진 혼합 분말을 불활성 가스 또는 진공 분위기하, 1000 ℃ ∼ 1500 ℃ 에서 가압 소결하거나, 또는 얻어진 혼합 분말을 프레스 성형한 후, 이 성형체를 불활성 가스 또는 진공 분위기하, 1000 ℃ ∼ 1500 ℃ 에서 상압 소결하는 것을 특징으로 하는 소결체의 제조 방법.