Cu-W-O溅射靶和氧化物薄膜制造技术

本发明专利技术涉及Cu

【技术实现步骤摘要】
Cu
‑
W
‑
O溅射靶和氧化物薄膜


[0001]本专利技术涉及适合于形成功函数高的氧化物薄膜的Cu
‑
W
‑
O溅射靶。

技术介绍

[0002]ITO(铟锡氧化物)在有机电致发光(有机EL)元件等发光元件中被用作透明电极(阳极)。通过对阳极施加电压而注入的空穴经由空穴传输层在发光层中与电子结合。近年来，为了提高向空穴传输层中的电荷注入效率，正在研究使用功函数比ITO高的氧化物。例如，在非专利文献1中，报道了TiO2、MoO2、CuO、NiO、WO3、V2O5、CrO3、Ta2O5、Co3O4等功函数高的氧化物薄膜作为有机半导体器件中的氧化物薄膜。
[0003]如非专利文献1中所示，WO3具有比较高的功函数。该WO3膜能够使用包含氧化钨烧结体的溅射靶进行成膜(专利文献1、2)，但是在WO3单相的情况下难以实现烧结体的高密度化，另外，由于体积电阻率高，因此难以进行DC溅射。因此，在专利文献2中公开了通过在WO3中添加WO2而实现烧结体的高密度化并且提高导电性，从而能够进行DC溅射。另外，在专利文献1中公开了通过在供给氧气的气氛中对WO3粉末进行热压来提高烧结体的密度。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006][专利文献1]日本特开平3
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150357号公报
[0007][专利文献2]日本特开2013
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76163号公报
[0008][非专利文献][0009][非专利文献1]Mark T Greiner and Zheng
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Hong Lu,“Thin
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Film metal oxides in organic semiconductor devices：their electronic structures,work functions and interfaces”,NPG Asia Materials(2013)5,e55,19July 2013

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]如上所述，对于构成有机EL等有机半导体器件的膜而言，期待一种功函数高的氧化物膜。作为显示出高功函数的材料，可以列举WO3等，但是在形成WO3等的膜的情况下，由于在成膜中使用的溅射靶的体积电阻率高，因此存在无法进行能够高速成膜的DC溅射的问题。因此，本专利技术为了解决上述问题而提出，其课题在于，提供一种能够形成功函数高的膜并且体积电阻率低的溅射靶。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本专利技术为了解决上述问题而提出，能够解决该问题的本专利技术的方式为一种Cu
‑
W
‑
O溅射靶，其为包含钨(W)、铜(Cu)、氧(O)和不可避免的杂质的溅射靶，其中，所述Cu
‑
W
‑
O溅射靶的体积电阻率为1.0
×
103Ω
·
cm以下。
[0014]专利技术效果
[0015]根据本专利技术，具有如下优异效果：溅射靶为能够形成功函数高的膜的溅射靶，并且
由于体积电阻率低，因此能够进行DC溅射，由此能够高速成膜。
具体实施方式
[0016]如上所述，WO3具有高功函数，但是在WO3单相的情况下难以制作能够进行DC溅射的体积电阻率低的溅射靶。另外，在使用其它的功函数高的氧化物材料(例如，CuO单相)的情况下也同样体积电阻率高，难以进行DC溅射。针对这样的问题，本专利技术人等进行了深入研究，结果得到了如下见解：通过制作CuO与WO3的混合体系而能够得到在保持高功函数的同时能够进行DC溅射的体积电阻率低的溅射靶，从而完成了本专利技术。
[0017]本专利技术的实施方式的溅射靶(称为Cu
‑
W
‑
O溅射靶)包含钨(W)、铜(Cu)、氧(O)和不可避免的杂质，并且体积电阻率为1.0
×
103Ω
·
cm以下。如果溅射靶的体积电阻率为1.0
×
103Ω
·
cm以下，则能够进行DC溅射，由此能够高速成膜。优选体积电阻率为1.0
×
102Ω
·
cm以下。由此，能够实现更稳定的利用DC溅射的高速成膜。
[0018]本实施方式的溅射靶包含W、Cu、O和不可避免的杂质，并且W和Cu的含有比率以原子比计优选W/(Cu+W)≥0.5。在W/(Cu+W)＜0.5的情况下，有时体积电阻率变高，另外不能得到所期望的高功函数。优选W/(Cu+W)≥0.7，更优选W/(Cu+W)≥0.8，进一步优选W/(Cu+W)≥0.9。另外，当为WO3单相时，如上所述，溅射靶的体积电阻率高，因此设定为W/(Cu+W)＜1。需要说明的是，所述不可避免的杂质是在原料、制造过程等中混入的杂质，可以含有不特别影响功函数等特性的量，只要为0.1重量％以下，则可以说没有特别问题。
[0019]本实施方式的溅射靶的相对密度优选为95％以上。优选相对密度为98％以上。这样的高密度的溅射靶在溅射时能够防止裂纹、破裂，并且能够减少成膜时的粉粒。另外，溅射靶的相对密度也与体积电阻率相关，当相对密度的值变低时，体积电阻率趋于变高。因此，为了降低体积电阻率，除了溅射靶的W和Cu的含有比率以外，还需要通过严格地调节溅射靶的制造方法、制造条件来提高相对密度。
[0020]本专利技术的一个实施方式的溅射靶的功函数为4.3eV以上。通过使用这样的具有高功函数的溅射靶，能够制作具有高功函数的膜。而且，这样的功函数高的膜例如能够提高在有机EL、有机太阳能电池等有机半导体器件中向空穴传输层中的电荷注入效率，并且能够期待发光效率或转换效率等的提高。
[0021]以下，示出本实施方式的溅射靶的制造方法。但是，以下的制造条件等不限于所公开的范围，可以进行一些省略、变更，这一点是显而易见的。
[0022]准备氧化钨(WO3)粉末、氧化铜(CuO)粉末作为原料粉末，称量这些原料粉末以达到所期望的组成比。作为氧化铜，除了CuO以外，还可以使用Cu2O等。接着，使用球径为0.5mm～3.0mm的氧化锆珠进行湿式粉碎。然后，进行粉碎直至粒径的中值达到0.1μm～5.0μm，然后进行造粒。接着，对所得到的造粒粉进行压制成型。所述压制成型优选在300kgf/cm2～400kgf/cm2的压制压力下进行。然后，进行冷等静压(CIP)。所述冷等静压优选在1000kgf/cm2～2000kgf/cm2的CIP压力下进行。接着，在氧气气流中对所得到的成型体进行10小时～20小时的常压烧结。此时，烧结温度优选设定为大于等于900℃且小于950℃。当烧结温度小于900℃时，不能得到高密度的烧结体，另一方面，当烧结温度大于等于950℃时，作为WO3与CuO的复合氧化物的CuWO4与氧化铝的烧结构件反应，而且发生熔化，因此是不优选的。然后，通过对所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu
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W
‑
O溅射靶，其为包含钨(W)、铜(Cu)、氧(O)和不可避免的杂质的溅射靶，其中，所述Cu
‑
W
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O溅射靶的体积电阻率为1.0
×
103Ω
·
cm以下。2.如权利要求1所述的Cu
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W
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O溅射靶，其中，所述Cu
‑
W
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O溅射靶的相对密度为95％以上。3.如权利要求1或2所述的Cu
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【专利技术属性】
技术研发人员：宗安慧，长田幸三，奈良淳史，
申请(专利权)人：捷客斯金属株式会社，
类型：发明
国别省市：