氧化物烧结体及氧化物透明导电膜制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供能够得到在宽波长域的范围内显示更低的光吸收特性，且低电阻的氧化物透明导电膜的氧化物烧结体、及氧化物透明导电膜。一种氧化物烧结体，具有铟、铪、钽及氧作为构成元素，其中，使用在将铟、铪及钽分别用In、Hf及Ta表示时，以原子比计Hf/(In+Hf+Ta)为0.2～3.0at％，Ta/(In+Hf+Ta)为0.02～1.3at％的氧化物烧结体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化物烧结体及氧化物透明导电膜
本专利技术涉及氧化物烧结体、溅射靶、以及氧化物透明导电膜及其制造方法。
技术介绍
氧化物透明导电膜为低电阻且在可见光区域内具有较高的透射率，因此，被用于液晶等显示元件、太阳能电池等各种受光元件的电极，另外，被用在汽车用、建筑材料用的热射线反射膜、抗静电膜或冷藏展示柜等防雾用透明发热体等各种领域。其中，添加有锡的氧化铟膜也被作为ITO(IndiumTinOxide)膜广泛利用。近年来，作为用于最大限地引出元件特性的一种方法，根据要求协调电特性、光学特性是极其重要的，特别是积极地进行与液晶等显示元件或太阳能电池等各种用途对应的物性的最优化。在上述的ITO膜中，尝试通过调整锡的添加量，调节电特性、光学特性。但是，在该方法中，难以同时改善如电阻那样的电特性和如透射率、光吸收率那样的光学特性这两者。例如，非专利文献1中公开有In2O3－SnO2系透明导电膜的电光学特性的SnO2量依赖性。据此，In2O3－SnO2系透明导电膜在SnO2量为10wt％左右时电阻变得最低。但是，在这样的SnO2量，由于等离子体波长向短波长侧位移，因此，在红外区域吸收率大，透射率降低。近年来，在上述的元件中，多将高分子膜或有机系材料组装入元件结构内，因此，寻求与现存工艺相比大幅降低制膜或元件制造工艺的最高温度，需要液晶等分子不分解，能够使用大量的树脂、聚合物基板的在150℃以下的温度下能够实现低电阻的透明导电膜。专利文献1、2中公开有由铟和包含铪、钽的金属元素中的至少一种元素和氧构成的氧化物烧结体。但是，专利文献1、2均只公开有单独添加了上述金属元素的例子。专利文献3、4中公开有氧化铟中含有绝缘性氧化物的溅射靶，作为绝缘性氧化物，例示了氧化铪、氧化钽。但是，任一文献对于添加了氧化铪、氧化钽的实施例均完全没有记载。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平9－209134号公报专利文献2:日本特开平9－150477号公报专利文献3:日本特开2003－105532公报专利文献4:日本特开2004－149883公报非专利文献非专利文献1:TOSOHResearch&TechnologyReview、47、pp.11－20(2003)
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于，提供在150℃以下的低温工艺中，在与有机物在结构上不可分的基材或有机基材上也能够实现低电阻的透明导电膜用氧化物烧结体、溅射靶、透明导电膜及该带膜基材、以及它们的制造方法。用于解决问题的技术方案鉴于这种情况，本专利技术者们进行了深入研究，结果发现，通过在氧化铟中以特定的比率添加特定的元素，可以得到一种氧化物烧结体，该氧化物烧结体用将制膜、元件制造的工艺的最高温度抑制在低温的制造工艺可以形成实现了充分低的电阻的氧化物透明导电膜，并因此完成了本专利技术。即，本专利技术在于以下的[1]～[6]。[1]一种氧化物烧结体，具有铟、铪、钽及氧作为构成元素，其特征在于，在将铟、铪及钽分别用In、Hf及Ta表示时，以原子比计Hf/(In+Hf+Ta)为0.2～3.0at％，Ta/(In+Hf+Ta)为0.02～1.3at％。[2]根据上述[1]所述的氧化物烧结体，其特征在于，氧化物烧结体的相对密度为97％以上，且平均结晶粒径为8μm以下。[3]根据上述[1]或[2]所述的氧化物烧结体，其特征在于，含有低于1at％的不可避免的杂质而成。[4]一种溅射靶，其特征在于，包含上述[1]～[3]所述的氧化物烧结体。[5]一种氧化物透明导电膜的制造方法，其特征在于，使用上述[4]所述的溅射靶进行溅射。[6]一种氧化物透明导电膜，在将铟、铪及钽分别用In、Hf及Ta表示时，以原子比计Hf/(In+Hf+Ta)为0.2～3.0at％，Ta/(In+Hf+Ta)为0.02～1.3at％。具体实施方式以下，详细说明本专利技术的优选的实施方式。本实施方式的氧化物烧结体的特征在于，在将铟、铪及钽分别用In、Hf及Ta表示时，以原子比计Hf/(In+Hf+Ta)为0.2～3.0at％，Ta/(In+Hf+Ta)为0.02～1.3at％。在本说明书中，“at％”是指“原子％”。即，本实施方式的氧化物烧结体中，Hf相对于In、Hf及Ta的合计的原子比(原子数的比率)为0.2～3.0at％，Ta相对于In、Hf及Ta的合计的原子比(原子数的比率)为0.02～1.3at％。通过设为这种组成范围，能够用将制膜、元件制造的工艺的最高温度抑制在低温的制造工艺形成能够实现充分低的电阻的氧化物透明导电膜。从更适于低温工艺这种观点来看，Hf/(In+Hf+Ta)的下限优选为0.5at％，更优选为0.7at％。从同样的观点来看，Hf/(In+Hf+Ta)的上限优选为2.5at％。从更适于低温工艺这种观点来看，Ta/(In+Hf+Ta)的下限优选为0.1at％，更优选为0.2at％。从同样的观点来看，Ta/(In+Hf+Ta)的上限优选为1.0at％。在本实施方式中，从以更高的水准实现氧化物透明导电膜的低的电阻率的观点来看，优选Hf/(In+Hf+Ta)为0.5～2.5at％。本实施方式的氧化物烧结体的铟的含量，相对于金属元素的合计，优选为96at％以上，更优选为97at％以上，进一步优选为98at％以上。本实施方式的氧化物烧结体及氧化物透明导电膜也可以含有不可避免的微量的杂质。作为这种杂质，可举出具有In、Hf及Ta以外的金属元素的氧化物等的化合物。氧化物烧结体中的这些杂质的合计含量，换算为金属元素，相对于In、Hf及Ta的合计，优选为1at％以下，更优选为0.5at％以下，进一步优选为0.1at％以下，特别优选为低于0.05at％。本实施方式的氧化物烧结体的相对密度优选为97％以上，更优选为99％以上。具有这种相对密度的氧化物烧结体用作溅射靶的情况下，能够进一步降低溅射中的异常放电。本专利技术的氧化物烧结体的相对密度如下算出。即，将In、Hf及Ta分别换算为In2O3、HfO2及Ta2O5的氧化物求出重量比率。在此，将求出的In2O3、HfO2及Ta2O5的重量比率分别设为a(％)、b(％)、及c(％)。接着，分别使用真密度In2O3：7.18g/cm3、HfO2：9.68g/cm3、Ta2O5：8.73g/cm3，算出理论密度A(g/cm3)。A＝(a+b+c)/((a/7.18)+(b/9.68)+(c/8.73))氧化物烧结体的烧结密度B(g/cm3)按照JIS－R1634－1998，通过阿基米德法测定。相对密度(％)作为烧结密度B(g/cm3)相对于算术上求出的理论密度A(g/cm3)的相对值，通过下式求出。相对密度(％)＝(B/A)×100本专利技术的氧化物烧结体的平均结晶粒径优选为8μm以下，进一步优选为6μm以下。通过设为这种平均结晶粒径，可以提高氧化物烧结体的强度。从制造的容易性的观点来看，平均结晶粒径的下限优选为0.01μm，更优选为0.5μm，进一步优选为2μm。此外，本专利技术的烧结体中的粒子的平均结晶粒径的测定如下进行。即，将本专利技术的氧化物烧结体切割为适当的大小后，对观察面进行表面抛光，接着利用稀盐酸溶液进行化学蚀刻，使粒界明确。使用EPMA、SEM/EDS、XRD等对该试样拍摄烧结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化物烧结体，具有铟、铪、钽及氧作为构成元素，其特征在于，在将铟、铪及钽分别用In、Hf及Ta表示时，以原子比计Hf/(In+Hf+Ta)为0.2～3.0at％，Ta/(In+Hf+Ta)为0.02～1.3at％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 JP 2016-031403;2016.11.16 JP 2016-223541.一种氧化物烧结体，具有铟、铪、钽及氧作为构成元素，其特征在于，在将铟、铪及钽分别用In、Hf及Ta表示时，以原子比计Hf/(In+Hf+Ta)为0.2～3.0at％，Ta/(In+Hf+Ta)为0.02～1.3at％。2.根据权利要求1所述的氧化物烧结体，其特征在于，氧化物烧结体的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋池良，土田裕也，仓持豪人，
申请(专利权)人：东曹株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP