烧结氧化物溅射靶组件制造技术

在用于磁控管溅射的烧结氧化物溅射靶组件中，在中心非烧蚀区不含烧结的氧化物；所述中心非烧蚀区的背板表面涂覆有构成所述靶材的元素，或者涂覆有含有构成所述靶材的元素的焊料；并且将划分为跑道形状的该烧结氧化物靶的各个部分组合，其中易受溅射的靶材部分的厚度大于非烧蚀区的厚度，并且在克服局部烧蚀的情况下可有效的进行溅射。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烧结氧化物溅射靶组件，该组件可节约由烧结的氧化物如ITO、氧化锌基、氧化铟-氧化锌基以及氧化镁基材料组成的昂贵靶材的用量，而不影响溅射性能，并且该组件可容易地大尺寸制造，所述尺寸是难以集成制成的。
技术介绍
用于形成透明导电薄膜的ITO、氧化锌基、氧化铟-氧化锌基或者氧化镁基薄膜广泛用于显示装置(如液晶显示器、触敏面板和EL显示器)的显示电极。在很多情况下，通过溅射形成用于形成透明导电薄膜的氧化物薄膜。在研究溅射装置的初始阶段，使用二极型溅射装置。但是，这种二极型溅射装置具有缺点如压电压高、基底温度升高，并且成膜速度低。因此，设计了三极或四极溅射装置，或者研制了高频溅射装置，但是其中没有一种是满意的。为此原因，目前研制了具有增强溅射效率的磁控管溅射装置，其中，在靶的背侧提供了磁体，以用磁体产生的磁力线限制等离子体，并且将离子化的气体会聚在靶上。这是目前用于形成透明导电薄膜如ITO薄膜的主流溅射装置。尽管这种磁控管溅射装置可以高速和低温地形成薄膜，由于等离子体由磁场约束，离子化的溅射气体只集中在靶的特定部分，结果导致局部靶材烧蚀现象。通常，这种局部烧蚀部分称作蚀痕部分，并且当这种蚀痕部分是局部时，靶材的大部分仍是未使用的。即，当溅射产生的蚀痕部分到达的靠近背板的部分(一定深度)时，靶材的使用寿命结束，并且靶材必须更换。换句话说，当产生局部蚀痕，该局部蚀痕决定了整个靶材的寿命。由于用于形成透明导电薄膜材料如ITO的靶材通常具有大面积，所以，上述的局部烧蚀使靶材的使用率非常低。为了解决这种问题，已经提出了集成靶，其中，磁控管溅射的陶瓷靶材分为烧蚀区和非烧蚀区，并且将烧蚀区作的较厚，而非烧蚀区作的较薄(JP6-172991A)。另外，也提出了其中材料集中在烧蚀区的用于透明导电薄膜的环状溅射靶(JP1-290764A)。尽管上述两种改进的靶材通过增加易受局部烧蚀部分的厚度可有效地延长靶材的寿命，尽管靶的集成结构，但这些靶材要在中心和边缘部分形成台阶，并且在加工如压制烧结和机加工过程中易产生裂纹。因此，这些靶材的缺点是它们对相对小靶材是有效的，而对于大面积的靶材是不适合的。另外，作为磁控管溅射的拼合型靶材，已经提出了在边缘部分形成厚环状靶，而在中心部分形成盘状靶(JP3-287763)。但是，拼合设计仅适合于中心部分的盘状靶和周围环状靶之间的区域，只要置于烧蚀区的环状靶是集成型的，则上述的难以制备这种结构的大面积靶材之问题就仍然存在。本专利技术的内容本专利技术提供了如ITO的烧结氧化物溅射靶组件，该组件可克服磁控管溅射所造成的局部烧蚀而进行有效溅射，节约由烧结的氧化物如ITO组成的昂贵靶材的用量，而不影响溅射性能，并且可容易地制造大尺寸产品，所述尺寸是难以集成制成的。即，本专利技术提供了如下方面的内容1、一种用于磁控管溅射的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于在中心非烧蚀区不含烧结的氧化物；所述中心非烧蚀区的背板表面涂覆有构成所述靶材的元素，或者涂覆有含有构成所述靶材的元素的焊料；并且将划分为跑道形状的该烧结氧化物靶的各个部分组合，其中易受溅射的靶材部分的厚度大于非烧蚀区的厚度。2、权利要求1的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于在所述的烧结氧化物靶为平面矩形结构时，所述的烧结氧化物溅射靶组件包括两个端部和一对或多对置于其间的平行部分，并且包括所述端部和所述平行部分之间的中心非烧蚀区，其中该非烧蚀区不含烧结的氧化物。3、权利要求2的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于所述的两个矩形端部的每一个都包括马蹄形厚部分和周围的薄部分；并且在所述的平行部分中形成的厚部分和薄部分自所述的两个端部呈直线形成并在装配的烧结氧化物靶上构成跑道形状，所述的端部具有马蹄形厚部分和薄部分。4、权利要求1-3任一项所述的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于所述的厚部分的形状基本上是梯形，并且平均倾角为5度或更多和90度以下。5、权利要求1-4任一项所述的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于所述的烧结氧化物溅射靶组件包括至少一个位于所述厚部分和所述薄部分之间或者环绕所述厚部分的连续的和不连续的斜面，所述的斜面选自平斜面、凸斜面、凹斜面或它们的组合，或者这些斜面和水平面或垂直面的组合。6、权利要求5的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于水平面、斜面、拱形面和垂直面交叉处的边缘或斜角部分被倒角为具有0.1mm或更大的半径。7、权利要求5或6的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于平面靶被溅射时产生的烧蚀形状和具有基本上梯形厚部分的靶的斜面的实际交叉点与所述厚部分的顶面之间的距离为5mm或者更小。8、权利要求1-7任一项所述的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于溅射表面中心线处的平均表面粗糙度Ra为4微米或更小，靶的相对密度为80％或更大，靶的密度分布为0.04％或更小。附图分简要说明附图说明图1是说明本专利技术烧结氧化物溅射靶组件如ITO的外观图。图2是说明靶材厚部分的截面形状(a)-(c)的各种例子示意图，即本专利技术的跑道。图3是类似于图2的说明截面形状(d)-(f)的示意图。图4是类似于图2的说明截面形状(g)-(i)的示意图。图5是表示靶材截面的图，用于说明平面靶溅射时产生的烧蚀形状以及本专利技术具有梯形厚部分的靶材构型。图6是说明靶材倒角的边缘部分和圆形斜面以具有平滑曲面的例子的图。实现本专利技术的最佳方式下面说明由烧结氧化物如烧结的ITO组成的溅射靶组件(部件)的制造方法。将平均粒径2微米的粉状氧化铟和相同粒径的粉状氧化锡称重，使其重量比为90∶10，并且与成型粘结剂一起充分混合。将混合粉装入模具中，模压、并且在高温下烧结。通常，ITO靶含有70％(重量)或更多氧化铟和氧化锡作为主要组分，但是可加入上述组分之外的第三种组分以改善透明导电薄膜的导电性或透明度。上述粒径及粉状氧化铟和粉状氧化锡的混合比在ITO溅射靶组件中是常规例子，本专利技术并不限于此。本专利技术不仅应用于通常使用的ITO，而且可应用于所有烧结氧化物靶材如氧化锌基、氧化铟-氧化锌基以及氧化镁基材料，并且本专利技术包括所有这些材料。为了继续上述例子的说明，用表面研磨机研磨上述获得的烧结的ITO溅射靶，使其作为ITO靶组件的基材。在抛光过程中，用砂纸或砂布将ITO靶组件抛光使其平整。在该抛光过程中，也可使用喷砂处理。例如，可使用玻璃珠、氧化铝珠、或者氧化锆珠以降低靶表面的具有边角的凸凹不平，并且去除在这些凸凹不平处之间的碎屑。随后，将靶进行清洗处理，如吹气或在流动水中清洗。也可使用超声波清洗。另外，也可使用通过将粘结胶带从靶表面撕下(胶带剥离法)而将粘结于表面上的颗粒去除的方法。由此制得的ITO溅射靶组件的外观示于图1中。装配该ITO溅射靶组件1，从顶部看，包括两个矩形端部3、一对或者多对位于两端部之间的平行部分4，从而在这些两矩形端部3和平行部分4之间形成了不含ITO的中心非烧蚀区。该组件的跑道表面形状基本上是椭圆形的。当ITO靶组件1具有一对平行部分4时，它包括有两个端部3的总共4个部件，当ITO靶组件1具有二对平行部分4时，它包括总共包括6个部件。平行部分4可包括多对部件。因此，通过简单地增加相同形状的平行部分4，可获得长的和大的ITO靶组件。尽管跑道可以以特定的曲率半径弯曲，在这种情况下，组件的形状限于满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁控管溅射的烧结氧化物溅射靶组件，其特征在于在中心非烧蚀区不含烧结的氧化物；所述中心非烧蚀区的背板表面涂覆有构成所述靶材的元素，或者涂覆有含有构成所述靶材的元素的焊料；并且将划分为跑道形状的该烧结氧化物靶的各个部分组合，其中易受溅射的靶材部分的厚度大于非烧蚀区的厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石塚庆一，
申请(专利权)人：株式会社日矿材料，
类型：发明
国别省市：JP[日本]