本发明专利技术提供一种用于形成透明导电膜的高密度氧化镓－氧化锌系烧结体溅射靶，其特征在于，其含有２０～２０００质量ｐｐｍ的氧化锆。在氧化镓（Ｇａ↓［２］Ｏ↓［３］）－氧化锌（ＺｎＯ）系溅射靶（ＧＺＯ系靶）中添加微量的规定元素，可改善其导电性和靶的体积密度，即改善成分组成，可提高烧结密度，抑制结核的形成，防止异常放电及颗粒的发生，在得到这样的靶的同时，本发明专利技术还提供一种使用该靶形成透明导电膜的方法及由此形成的透明导电膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可以得到能维持良好的可见光透过率和导电性的透明导电膜的氧化镓(G^03)-氧化锌(ZnO)系溅射靶(GZO系靶)及使用 该靶形成透明导电膜的方法及由此形成的透明导电膜。
技术介绍
一直以来，作为透明导电膜的ITO(在氧化铟中掺杂锡)膜透明且导 电性优异，用于液晶显示器、电致发光显示器等显示设备的透明电极(膜) 或太阳能电池等宽广范围的用途。但该ITO存在的问题在于，由于作 为主要成分的铟价格昂贵，因此在制造成本方面处于劣势。根据这种现状，有使用GZO膜作为ITO的替代品的提案。由于该 GZO是以氧化镓(Ga203)-氧化锌(ZnO)为主要成分的氧化锌系膜，因此 具有价格低廉的优点。已知GZO膜因作为主要成分的ZnO的氧缺损而 有导电性增加的现象，只要其导电性和光透过性之类的膜特性接近 ITO，其利用率就有可能增大。作为形成该GZO膜的方法，主要是利用溅射法来形成该GZO膜， 尤其是从操作性和膜的稳定性方面考虑，可利用直流(DC)溅射或高频 (RF)溅射或磁控管溅射法来形成该GZO膜。利用溅射法形成膜通过如下操作来进行，即，使Ar离子等正离子 物理碰撞设置于阴极的耙，利用其碰撞能使构成耙的材料释放，将和 靶材料大致同组成的膜层压在对置的阳极侧的基板上。而且，利用该溅射法的被覆法的特征在于，通过调节处理时间、供给电力等，可以以稳定的成膜速度形成以埃为单位的薄膜至数十/mi厚的膜。有许多提案涉及用于形成这样的GZO膜的烧结体溅射靶或由此 形成的透明导电膜。例如，在专利文献1中提案的是，其一部分作为不产生异常放电、 可以形成具有稳定性的薄膜的氧化锌系烧结体靶，其一部分靶材料中 具有Ga203-ZnO耙烧结体，且选择性地添加有1~5重量％的氧化钛、 氧化锗、氧化铝、氧化镁、氧化铟、氧化锡的以氧化锌为主要成分的 靶。在专利文献2中提案的是，作为不产生异常放电、可以形成具有 稳定性的薄膜的GZO烧结体溅射靶，将氧化锌和氧化镓粉末作成粒径 微细至lym以下的粉末、将烧结温度调整为1300~1550°C、 一边导入 氧一边进行烧结而提高其密度的技术。在专利文献3中提案的是，作为长期使用时异常放电发生少、透 过率高而电阻值低的GZO烧结体溅射靶，添加有3 7原子％的Ga、 0.3 3原子％的选自Al、 B、 In、 Ge、 Si、 Sn、 Ti中的第3元素的ZnO类烧结体。在专利文献4中提案的是，为了防止氧化锌和水反应而使电特性、 光学特性发生变化，在由氢气和惰性气体形成的氛围中进行溅射的技 术。一般情况下，形成GZO膜时特别成问题的是，随着溅射而在靶表 面的侵蚀部产生被称为结核(nodule)的微细突起物，而且该结核引起 的异常放电或喷溅会导致粗大的粒子(颗粒)飘浮在溅射室内，这些颗粒 附着于形成的膜上而致使其品质下降。另外，上述异常放电导致等离 子放电状态不稳定，还会产生无法稳定成膜的问题。因而，在基板上形成导电膜时，必须定期除去溅射靶上产生的结 核，这样一来会导致生产效率显著降低，因此，期待一种结核发生少、 不发生异常放电现象的靶。尤其是最近有显示器大型化的趋势，要求大面积成膜，因此，特 别需要能稳定成膜的靶。上述专利文献指出了异常放电的问题，作为减少异常放电的对策， 如上所述的专利文献1中提出的是选择性地添加1 5重量％的氧化钛、 氧化锗、氧化铝、氧化镁、氧化铟、氧化锡，在专利文献3中提出的 是添加0.3 3原子％的选自Al、 B、 In、 Ge、 Si、 Sn、 Ti中的第3元素。这些对策都是通过提高烧结体的密度、减少烧结体中的空孔来防 止异常放电的。但是，即使利用这样的添加材料，也还存在烧结密度 不能充分上升以及体积(b u 1 k)电阻值高的问题。另外，还有靶的制造工序的改善，复杂的制造工序是导致成本升 高的主要原因，而且改良烧结方法或装置而使密度上升时，存在需要 使设备大型化的问题，在工业上不能说是有效的方法。综合来看，通过添加微量元素、即改变GZO烧结体的成分组成， 对于提高靶的密度、防止形成结核、抑制异常放电现象及产生颗粒而 言是简单有效的方法，但成分组成的改变有时会使靶的体积电阻值变 差，而且烧结密度也不一定能得到改善，因此上述专利文献所示的例 子还不能说是充分的对策。作为成分组成接近的技术，有光盘保护膜及形成该保护膜用溅射靶(参照专利文献5)。但是，该技术的使用目的是光盘保护膜，其以ZnO、 ln203或Sn02的一种或两种以上为主要成分，还含有A1203或Ga203或 Zr02。为了使其适合用作光盘保护膜，其记载的Ga203的最佳范围为 0.1~20wt%，添加Zr02时其为0.01~5wt%。该情况下，当然是以得到光盘保护膜为目标，并不具有作为导电 膜的功能。由于其是将光盘保护膜设定为用途的，因此可以说是必然 的，但在该专利文献5公开的技术中，提及其没有作为导电膜的有效 性及随其得到导电性的认识。专利文献l:日本特开平10-306367号公报 专利文献2:日本特开平10-297964号公报 专利文献3:日本特开平11-256320号公报 专利文献4:日本特开2002-363732号公报 专利文献5:日本特开2000-195101号公报
技术实现思路
鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的氧化镓(Ga203)-氧化锌(ZnO) 系溅射耙(GZO系靶)，添加微量的规定元素，可改善其导电性和密度， 即改善成分组成，可提高烧结密度，抑制结核的形成，防止异常放电 及颗粒的发生，在得到这样的靶的同时，还提供一种使用该靶形成透 明导电膜的方法及由此形成的透明导电膜。综上所述，本专利技术提供1) 一种用于形成透明导电膜的高密度氧化镓-氧化锌系烧结体溅 射耙，其特征在于，其含有20 2000质量ppm的氧化锆。2) 如上述l)所述的用于形成透明导电膜的氧化镓-氧化锌系烧结 体溅射靶，其特征在于，其含有0.1 10质量。/。的氧化镓。3) 如上述l)或2)所述的用于形成透明导电膜的高密度氧化镓-氧 化锌系烧结体溅射靶，其特征在于，其烧结密度为5.55g/cr^以上。4) 如上述1) 3)中任一项所述的用于形成透明导电膜的高密度氧 化镓-氧化锌系烧结体溅射耙，其特征在于，所述靶的体积电阻值为3.0mfi以下。5) —种透明导电膜的形成方法，其特征在于，使用含有20~2000 质量ppm的氧化锆的氧化镓-氧化锌系靶，利用溅射法在基板上形成由 含有20 2000质量ppm的氧化锆的氧化镓-氧化锌构成的薄膜。6) 如上述5)所述的透明导电膜的形成方法，其特征在于，所述透 明导电膜中含有0.1~10质量％的氧化镓。7) —种由氧化镓-氧化锌系构成的导电性优异的透明导电膜，其特 征在于，其是利用溅射形成于基板上的含有20~2000质量ppm的氧化 锆的透明导电膜。8) 如上述5)所述的导电性优异的透明导电膜，其特征在于，所述 透明导电膜中含有0.1-10质量％的氧化镓。9) 如上述7)或8)所述的导电性优异的透明导电膜，其特征在于， 所述透明导电膜的比电阻为5m^cm以下。本专利技术的氧化镓(Ga203)-氧化锌(ZnO)系溅射靶(GZO系靶)具有如 下优异效果，即，通过使其含有20~2000质量ppm的氧化锆(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于形成透明导电膜的高密度氧化镓－氧化锌系烧结体溅射靶，其特征在于，含有２０～２０００质量ｐｐｍ的氧化锆。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-6-28 187540/2005;JP 2005-10-27 313051/20051.一种用于形成透明导电膜的高密度氧化镓-氧化锌系烧结体溅射靶，其特征在于，含有20～2000质量ppm的氧化锆。2. 如权利要求1所述的用于形成透明导电膜的氧化镓-氧化锌系 烧结体溅射靶，其特征在于，含有0.1~10质量％的氧化镓。3. 如权利要求1或2所述的用于形成透明导电膜的高密度氧化镓 -氧化锌系烧结体溅射靶，其特征在于，烧结密度为5.55g/cn^以上。4. 如权利要求1 3中任一项所述的用于形成透明导电膜的高密 度氧化镓-氧化锌系烧结体溅射靶，其特征在于，所述靶的体积电阻值...
【专利技术属性】
技术研发人员：长田幸三，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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