铟锡镍氧化物靶材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种铟锡镍氧化物靶材及其制造方法。其中，所述铟锡镍氧化物靶材是由铟、锡、镍及氧所组成，其中镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比且小于或等于3原子百分比，且该铟锡镍氧化物靶材的平均体电阻率小于2×10

【技术实现步骤摘要】
铟锡镍氧化物靶材及其制造方法
本专利技术是关于一种铟锡镍氧化物靶材，特别是关于一种可应用于制造平面显示器的透明导电氧化物(TCO)材料的铟锡镍氧化物靶材。
技术介绍
在诸如触控面板、液晶面板等平面显示器的领域中，铟锡氧化物(ITO)薄膜由于具有优异的导电性与高穿透率的特性而受到广泛地应用。举例而言，薄膜电晶体阵列(TFTarray)及彩色滤光片(CF)皆需使用ITO薄膜。许多制法可用以制备ITO薄膜，其成膜方式包含旋转涂布、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等。物理气相沉积是一种以物质的相变化(例如溅镀)进行薄膜沉积的技术，此种工艺无涉及化学反应，因此所制备的薄膜纯度佳且品质稳定，故目前在平面显示器领域的薄膜制造中以PVD工艺为主流技术。PVD工艺可达成快速的沉积速率、精确的成分控制、准确的沉积厚度控制及较低的制造成本，并可透过调整工艺参数而获得所需物性的ITO薄膜。一般采用高温工艺沉积多晶ITO薄膜，其具有低电阻值及高穿透性，但需以强酸进行蚀刻以避免残留微粒，且于溅镀一段时间后靶面易产生结瘤现象。在铟锡氧化物靶材表面产生的结瘤会导致溅镀速率改变、受溅射的原子的角度分布变化、异常电弧放电等，而溅镀系统也因需清除结瘤而暂时停机，故铟锡氧化物靶材表面产生的结瘤致使溅镀稳定性下降、薄膜洁净度降低、或导致薄膜组成变异而影响薄膜的品质，进而使良率降低。有鉴于此，需积极改善在PVD过程中铟锡氧化物靶材的靶面结瘤的问题，从而提升溅镀过程的稳定性、获得良好品质的薄膜并提高工艺良率。
技术实现思路
为克服现有技术所面临的问题，本专利技术的主要目的在于提供一种掺杂异质元素的铟锡氧化物靶材，其有效降低溅镀一段时间后靶面发生结瘤现象，可提高薄膜的生产效率并获得高品质的薄膜。为达成改善铟锡氧化物靶材表面结瘤的目的，本专利技术提供一种铟锡镍氧化物靶材，其是由铟、锡、镍及氧所组成，其中镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比(at％)且小于或等于3原子百分比，且该铟锡镍氧化物靶材的平均体电阻率小于2×10-4欧姆－公分(Ω-cm)。较佳的，前述铟锡镍氧化物靶材的镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于或等于0.1原子百分比且小于或等于2.8原子百分比。依据本专利技术，所述铟锡镍氧化物靶材的锡相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比且小于或等于10原子百分比。较佳的，所述铟锡镍氧化物靶材的体电阻率不均匀度小于20％；更佳的，所述铟锡镍氧化物靶材的体电阻率不均匀度小于或等于18％；再更佳的，所述铟锡镍氧化物靶材的体电阻率不均匀度小于或等于15％。依据本专利技术，所述铟锡镍氧化物靶材包含二次相，该二次相的成分为铟锡氧化物(In4Sn3O12)，该二次相的面积占该铟锡镍氧化物靶材的截面积的比例小于16％。较佳的，所述二次相的面积占该铟锡镍氧化物靶材的截面积的比例小于14％，更佳的，所述二次相的面积占该铟锡镍氧化物靶材的截面积的比例小于5％。通过控制镍在铟锡镍氧化物靶材中的含量，可降低铟锡镍氧化物靶材中的二次相化合物含量。依据本专利技术，前述铟锡镍氧化物靶材的平均晶粒粒径尺寸大于或等于5微米(μm)且小于或等于12微米。依据本专利技术，前述铟锡镍氧化物靶材的X光绕射(XRD)光谱包含第一特征峰及第二特征峰，该第一特征峰的2θ为30.243°±1.000°，该第二特征峰的2θ为30.585°±1.000°。以该第二特征峰的绕射强度为基准，该第一特征峰的绕射强度相对于该第二特征峰的绕射强度的比例小于30％，较佳的，该第一特征峰的绕射强度相对于该第二特征峰的绕射强度的比例小于16％，更佳的，该第一特征峰的绕射强度相对于该第二特征峰的绕射强度的比例小于10％。此外，该第二特征峰的2θ相对于具有立方晶结构的氧化铟标准品的X光绕射光谱(编号88-2160)中2θ为30.585°的特征峰的2θ偏移量大于0.02°，较佳的，该2θ偏移量大于0.06°，更佳的，该2θ偏移量大于0.08°，其中该2θ偏移量小于或等于0.15°。依据本专利技术，前述铟锡镍氧化物靶材于溅镀过程期间，其靶面为光滑的且实质上不发生靶面结瘤的现象。依据本专利技术，前述铟锡镍氧化物靶材的制造方法包含：将铟的氧化物粉末、锡的氧化物粉末及镍的氧化物粉末混合并进行喷雾造粒，得到造粒粉末，其中该造粒粉末中镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比且小于或等于3原子百分比；将该造粒粉末进行预成型，得到一靶胚；再将该靶胚于1500℃至1600℃下烧结10小时(hr)至20小时，以获得该铟锡镍氧化物靶材。依据本专利技术，所述铟锡镍氧化物靶材于溅镀一段时间后能实质上避免其靶面发生结瘤的现象，从而提升铟锡镍氧化物靶材的溅镀稳定性、提升铟锡镍氧化物靶材薄膜洁净度，进而提高薄膜的品质及生产效率。附图说明图1A是未掺杂镍的铟锡氧化物靶材的扫描式电子显微镜(SEM)金相图。图1B至图1D是具有不同镍含量的铟锡镍氧化物靶材的SEM金相图。图2A是未掺杂镍的铟锡氧化物靶材的XRD光谱与氧化铟标准品和In4Sn3O12标准品的XRD光谱的比对结果。图2B至图2D是具有不同镍含量的铟锡镍氧化物靶材的XRD光谱与氧化铟标准品和In4Sn3O12标准品的XRD光谱的比对结果。图3A是未掺杂镍的铟锡氧化物靶材于溅镀一段时间后所观察到的靶材表面。图3B是掺杂镍的铟锡镍氧化物靶材于溅镀一段时间后所观察到的靶材表面。具体实施方式为验证本专利技术的铟锡镍氧化物靶材的组成对靶面结瘤现象的改善程度，以下列举数种具有不同组成的铟锡镍氧化物靶材作为示例，说明本专利技术的实施方式；本领域技术人员可经由本说明书的内容轻易地了解本专利技术所能达成的优点与功效，并且于不悖离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更，以施行或应用本专利技术的内容。实施例1至3：铟锡镍氧化物靶材首先，依表1的实施例1至3的混合比例，将纯度高于3N(99.9％)的氧化铟(In2O3)粉末、二氧化锡(SnO2)粉末及一氧化镍(NiO)粉末与水混合成一浆料(浆料中的固含量控制于40％至65％)，再使用氧化锆磨球持续进行2小时至4小时的湿式球磨，使其平均粒径(D50)低于1微米，由此提升粉末分散性，避免发生成分不均的问题。于此，若成分混合不均易导致成分偏析、局部氧化物聚集与金相异常等，致使铟锡镍氧化物靶材的电阻率产生分区差异性，高电阻区在溅镀过程期间易带电、产生电弧而导致异常放电。接着，将前述湿式球磨后的浆料透过黏结剂使粉末间具黏结性，搅拌使其均匀混合后接续以喷雾造粒机进行粉末干燥，以形成直径不大于150微米的造粒粉末。于此，利用喷雾造粒步骤能提升造粒粉末的流动性，于填粉成型步骤确保造粒粉末均匀填充于模具处，以利受压成型。之后，取适量造粒粉末填于选定模具中，并施予每平方公分150公斤至300公斤(kg/cm2)的压力，以单轴加压方式成型得到靶胚。于此，若加压成型步骤所设定的面压过小时，靶胚成型不易、致密性低；而若面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铟锡镍氧化物靶材，其是由铟、锡、镍及氧所组成，其中镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比且小于或等于3原子百分比，且该铟锡镍氧化物靶材的平均体电阻率小于2×10

【技术特征摘要】
20190924 TW 1081344221.一种铟锡镍氧化物靶材，其是由铟、锡、镍及氧所组成，其中镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比且小于或等于3原子百分比，且该铟锡镍氧化物靶材的平均体电阻率小于2×10-4欧姆－公分。


2.如权利要求1所述的铟锡镍氧化物靶材，其中镍相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于或等于0.1原子百分比且小于或等于2.8原子百分比。


3.如权利要求1所述的铟锡镍氧化物靶材，其中锡相对于铟、锡和镍的总和的含量和大于0原子百分比且小于或等于10原子百分比。


4.如权利要求1至3中任一项所述的铟锡镍氧化物靶材，其中该铟锡镍氧化物靶材包含二次相，该二次相的成分为铟锡氧化物，该二次相的面积占该铟锡镍氧化物靶材的截面积的比例小于16％。


5.如权利要求1至3中任一项所述的铟锡镍氧化物靶材，其X...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯伯贤，谢承谚，简毓苍，刘砚鸣，
申请(专利权)人：光洋应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71