IZO靶材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种溅射膜的膜电阻不易受到溅射时的氧浓度影响的IZO靶材。一种IZO靶材，具有如下的整体组成：含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.030～0.250、Sn/(In+Sn+Zn)＝0.002～0.080，余量由O和不可避免的杂质构成，该IZO靶材具有靶材组织，所述靶材组织中分散有通过FE－EPMA特定的、含有In、Sn和O的粒径为200nm以上的Sn偏析粒。

IZO Target and Its Manufacturing Method

The invention provides an IZO target whose film resistance of sputtering film is not easily affected by oxygen concentration during sputtering. An IZO target has the following overall composition: containing In, Sn and Zn, satisfying Zn/(In+Sn+Zn) = 0.030-0.250, Sn/(In+Sn+Zn) = 0.002-0.080 by atomic ratio, and the remainder is composed of O and inevitable impurities. The target has target structure, and the target structure is dispersed with Sn segregation particles with a diameter of 200 nm or more specific through FE-EPMA, containing In, Sn and O.

【技术实现步骤摘要】
IZO靶材及其制造方法
本专利技术涉及一种铟锌氧化物(IZO)靶材及其制造方法。另外，本专利技术还涉及一种铟锌氧化物(IZO)靶材和使用了该靶材的成膜方法。
技术介绍
以铟锌氧化物(In2O3－ZnO：通常称作IZO)的烧结体为材料的溅射靶材被广泛用于液晶显示装置的透明导电性薄膜或气体传感器等多个电子部件。与作为代表性的透明导电性薄膜的ITO膜相比，IZO膜具有以下优点：蚀刻速度快、颗粒的产生少，可获得非晶膜等。然而，IZO存在以下问题：体积电阻率较ITO高，而且在膜电阻中可见偏差。因此，特别是在DC磁控溅射过程中，溅射中的放电有时会变得不稳定。专利文献1(日本特开平6－234565号公报)中记载着：通过在IZO中掺杂Sn等具有正三价以上的原子价的元素，可得到导电性优异的透明导电膜。在专利文献2(国际公开第2000/68456号)中，记载着以提供一种透明导电膜形成用IZO溅射靶材为目的的专利技术，所述IZO溅射靶材通过添加非常微量的Sn来降低体积电阻值，且在溅射中能够稳定地放电。具体而言，记载着一种以In和Zn氧化物作为主要成分的透明导电膜形成用IZO溅射靶材，其特征在于含有100～2000ppm的Sn。专利文献3(日本特开2017－014534号公报)中记载着：在专利文献2所记载的溅射靶材中，靶材表面容易产生色斑，需要研磨表面直至色斑消失。而且，还提出将Sn的含量设为多于2000ppm且在20000ppm以下(超过2000ppm～20000ppm)，以消除色斑。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6－234565号公报；专利文献2：国际公开第2000/68456号；专利文献3：日本特开2017－014534号公报。
技术实现思路
技术问题然而，在使用专利文献1～3所记载的IZO靶材时，明确了溅射膜的膜电阻容易依赖于溅射时的气氛中的氧浓度。更详细而言，在使用这些IZO靶材进行溅射时，随着溅射时的气氛中氧浓度的降低，溅射膜的膜电阻处于明显增高的趋势。另外，还了解到：即使添加Sn，也未必能够降低体积电阻。通过应用，可谋求在低氧浓度、进而在无氧条件下的溅射，因此希望能够减轻膜电阻的氧浓度依赖性。特别是，由于近年来受到关注的有机EL不耐氧，因此要求在无氧导入下成膜，所以即使在低氧浓度下也可得到膜电阻低的溅射膜是有利的。本专利技术鉴于上述情况而创作，将提供一种溅射膜的膜电阻不易受到溅射时的氧浓度影响的IZO靶材作为课题之一。本专利技术以提供这样的IZO靶材的制造方法作为另一课题。本专利技术以提供使用了本专利技术所涉及的IZO靶材的成膜方法作为又一课题。解决问题的方案本专利技术人为了解决上述课题而进行深入研究时了解到：具有在IZO的母相中分散着含有In和Sn的Sn偏析粒的烧结体组织的IZO靶材是有效的。这样的IZO靶材可以通过在IZO靶材的原料粉中添加ITO粉来制造。使用具有该组织的IZO靶材作为溅射靶材进行成膜时可知：相对于溅射气氛中的氧浓度的变化，膜电阻率不易发生变动。虽然溅射中的氧浓度往往根据所使用的用途而不同，但在获得品质稳定的溅射膜方面，膜电阻率不易依赖于溅射气氛中的氧浓度是有利的。以上述认知为基础而完成的本专利技术，其一个侧面涉及一种IZO靶材，该IZO靶材具有如下的整体组成：含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.030～0.250、Sn/(In+Sn+Zn)＝0.002～0.080，且余量由O和不可避免的杂质构成，该IZO靶材具有靶材组织，所述靶材组织中分散有通过FE－EPMA特定的、含有In、Sn和O的粒径为200nm以上的Sn偏析粒。在一实施方式中，本专利技术所涉及的IZO靶材含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Sn/(In+Sn+Zn)＝0.010～0.030。在另一实施方式中，本专利技术所涉及的IZO靶材含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.040～0.200。在本专利技术所涉及的IZO靶材的又一实施方式中，粒径为200nm以上的Sn偏析粒以0.003个/μm2以上的个数密度存在于靶材组织中。在本专利技术所涉及的IZO靶材的又一实施方式中，粒径为1000nm以上的Sn偏析粒以0.0003个/μm2以上的个数密度存在于靶材组织中。在又一实施方式中，本专利技术所涉及的IZO靶材的相对密度为90％以上。在又一实施方式中，本专利技术所涉及的IZO靶材的体积电阻为0.3mΩ·cm以上且不足7.0mΩ·cm。在本专利技术所涉及的IZO靶材的又一实施方式中，上述Sn偏析粒的平均粒径为450nm以上且9000nm以下。在本专利技术所涉及的IZO靶材的又一实施方式中，粒径为10000nm以上的Sn偏析粒以0.0002个/μm2以下的个数密度存在于靶材组织中。在本专利技术所涉及的IZO靶材的又一实施方式中，还含有B，以原子比计满足B/(In+Sn+Zn+B)＝0.036以下。本专利技术的另一侧面为本专利技术所涉及的IZO靶材的制造方法，该方法包括将ITO粉、In2O3粉和ZnO粉的混合物烧结的工序。在本专利技术所涉及的IZO靶材的制造方法的一实施方式中，构成ITO粉的各粒子含有In和Sn，以原子比计满足6≤In/Sn≤36。本专利技术的又一侧面为本专利技术所涉及的IZO靶材的制造方法，该方法包括将ITO粉、In2O3粉、ZnO粉和B2O3粉的混合物烧结的工序。本专利技术的又一侧面涉及一种成膜方法，该方法包括使用本专利技术所涉及的IZO靶材进行溅射的工序。在本专利技术所涉及的成膜方法的一实施方式中，在氧浓度为0.1vol％以下的气氛气体中实施溅射工序。专利技术效果本专利技术所涉及的IZO靶材具有如下特性：相对于溅射气氛中的氧浓度的变化，所得的膜电阻的变动小。因此，可以获得品质稳定的溅射膜，而与氧浓度无关。本专利技术对于像有机EL这样要求在无氧导入下成膜的应用特别有用。附图说明图1显示实施例3的元素映射图像。图2显示比较例2的元素映射图像。图3显示实施例3的Sn面分析结果的平滑后的元素映射图像。图4显示实施例3的Sn面分析结果的二值化后的元素映射图像。具体实施方式(1.整体组成)本专利技术所涉及的IZO靶材在一实施方式中具有如下的整体组成：含有In、Sn和Zn，使以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.030～0.250、Sn/(In+Sn+Zn)＝0.002～0.080，且余量由O和不可避免的杂质构成。整体组成是指包括分散在烧结体的组织中的Sn偏析粒在内的烧结体的整体组成。将Zn/(In+Sn+Zn)设为0.030以上的原因在于：通过使Zn的量处于适当的范围，可获得导电性良好的溅射膜。Zn/(In+Sn+Zn)优选为0.030以上，更优选为0.040以上。另外，将Zn/(In+Sn+Zn)设为0.250以下的原因在于：若Zn的量过多，则溅射膜的导电性会变差。Zn/(In+Sn+Zn)优选为0.250以下，更优选为0.200以下。将Sn/(In+Sn+Zn)设为0.002以上的原因在于：使体积电阻的降低和抑制相对于溅射气氛中氧浓度变化的膜电阻的变动的效果显著发挥。Sn/(In+Sn+Zn)优选为0.002以上，更优选为0.005以上，进一步优选为0.010以上。另外，将Sn/(In+Sn+Zn)设为0.080以下的原因在于：若添加该量以上，则烧结体密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IZO靶材，其中，具有如下的整体组成：含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.030～0.250、Sn/(In+Sn+Zn)＝0.002～0.080，余量由O和不可避免的杂质构成，该IZO靶材具有靶材组织，所述靶材组织中分散有通过FE－EPMA特定的、含有In、Sn和O的粒径为200nm以上的Sn偏析粒。

【技术特征摘要】
2017.11.27 JP 2017-2272691.一种IZO靶材，其中，具有如下的整体组成：含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.030～0.250、Sn/(In+Sn+Zn)＝0.002～0.080，余量由O和不可避免的杂质构成，该IZO靶材具有靶材组织，所述靶材组织中分散有通过FE－EPMA特定的、含有In、Sn和O的粒径为200nm以上的Sn偏析粒。2.根据权利要求1所述的IZO靶材，其中，该IZO靶材含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Sn/(In+Sn+Zn)＝0.010～0.030。3.根据权利要求1或2所述的IZO靶材，其中，该IZO靶材含有In、Sn和Zn，以原子比计满足Zn/(In+Sn+Zn)＝0.040～0.200。4.根据权利要求1～3中任一项所述的IZO靶材，其中，粒径为200nm以上的Sn偏析粒以0.003个/μm2以上的个数密度存在于靶材组织中。5.根据权利要求1～4中任一项所述的IZO靶材，其中，粒径为1000nm以上的Sn偏析粒以0.0003个/μm2以上的个数密度存在于靶材组织中。6.根据权利要求1～5中任一项所述的IZO靶材，其中，该IZO靶材的相对密度为90％以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤瑶辅，山本浩由，角田浩二，奈良淳史，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP