溅射复合靶、制作透明导电膜的方法以及基材料技术

本发明专利技术提供一种溅射复合靶、制作透明导电膜的方法以及基材料，溅射复合靶包括含有氧化铟的氧化物基部件以及碳基部件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及溅射复合靶、用其制作透明导电膜的方法以及备有透明导电膜的基材料。更具体地，本专利技术涉及溅射复合靶、用其制作透明导电膜的方法以及备有透明导电膜的基材料，其中溅射复合靶适合于用于制造具有低电阻以及良好导电性的氧化铟(ln203)基的透明导电膜。
技术介绍
迄今为止，已经将氧化铟(例如In203-Sn02基，在下文中称作"ITO")基的膜作为透明导电膜用于诸如液晶显示器以及等离子体显示器等平板显示器中。可以使用例如将钛作为原料添加到ITO的溅射靶通过溅射处理，这些透明导电膜可以作为具有低电阻的薄膜而形成于衬底上。在这种情况下，为了增强膜的电和光特性，通过在约30(TC的高温下加热玻璃制的衬底，完成薄膜的形成(见专利文献l， JP-A-2004-168636)。但是，在将诸如彩色膜和油墨的其他组件用于衬底的情况下，在这些其他组件中包括了那些具有较低耐热温度的部分。因此，需要一种在衬底不加热到高温的情况下制造透明导电膜的处理处理。同样，具体在氧化铟系统中，掺杂的添加剂或者氧空位很大程度地影响导电载流子。因此，从材料角度和处理角度都广泛地进行研究和发展。例如，对于氧化铟钨薄膜，通过指定构成材料的成分比率，其可以通过在诸如150。C的相对较低温度下制造(见专利文献2， JP-A-2002-256424)。而且，对于氧化铟锌薄膜，己经公开了以下方法 一种方法通过在氧气或氢气气氛中使已经获得的透明导电膜在衬底上经受20(TC的热处理以获得良良好透明导电膜(见专利文献3， WO04/105054);另一种方法掺杂铝或镓以形成膜并在之后在还原气氛中使此膜经受不高于30(TC的热处理，由此降低电阻(见专利文献4， JP-A-2000-44236);另一种方法将氢气加入溅射气体中并且之后在80'C到18(TC下进行热处理(见专利文献5，JP-A-2002-343150)。此外，已经研究了通过执行处理以控制电阻和稳定性，其中该处理的目的是为了在溅射处理中以及溅射处理前后的步骤中引入氧空位。例如，对于关注于ITO靶的制备方法，已经公开了以下方法在一种方法中，除了氧化铟和氧化锡之外，在制备ITO耙的时候添加金属铟和金属锡，以将靶内的氧含量调节在按重量计算8%到17%内(见专利文献6，JP-A-05-222526);在一种方法中，在制备ITO靶的时候，在真空或惰性气体气氛或还原气体气氛下进行烧结步骤，由此降低靶内的氧含量(见专利文献7， JP-A-03-44465)。此外，作为在低温度下获得具有低阻抗ITO薄膜的方法，已经公开了这样一种方法，其中在直流磁控溅射处理中，通过控制偏压和靶电流优化被溅射而接近衬底的分子的能量以及制作速率，由此在衬底材料被放置在不高于4(TC的相对低温下的情况下获得具有低阻抗的薄膜(见专利文献8，JP-A-2006-117967)。
技术实现思路
但是，根据用于衬底的部件，可能有必要在比前述专利文献2到5所公开的方法中的温度更低的温度下进行生产或处理。另外，根据如前述专利文献3到4中公开的生产之后的热处理，不仅增加了步骤，而且当导电氧化物薄膜形成在塑料膜上时，因为处理辊形中间产物，因此会遇到设备的尺寸变得更大以及温度分布的控制很困难的问题。根据前述专利文献5中所公开的在溅射气体中引入氢气的方法，氢离子不可避免地被植入靶中，因此，很难避免在溅射时的生产过程中靶和气氛的改变。此外，在使用低温泵作为真空泵的情况下，有必要通过氢介质縮短泵的再生间隔，其导致实现有效率的生产变的困难。同样，在上述专利文献6和7中所公开的在制备溅射靶时控制气氛的情况下，需要进一步地讨论靶本身的烧结密度不足以及制作步骤的复杂化所引起的问题。另外，在制备含有金属部分的氧化物靶的情况下，控制烧结气氛同样地困难。此外，如前述专利文献8中所公开的，为了在溅射时控制偏压以及靶电流，溅射设备的电源回路部分复杂化，使得此设备变得昂贵。因此，不容易将此技术发展到一般设备上。在另一方面，在现有情况下，ITO仍然是最通常使用的，添加剂的研究对于实际的应用还在不足的阶段。同样，随着显示装置的尺寸和分辨率的增加，对于低电阻的透明导电膜的实现的需要更加增大了。因此，期望提供能够一种能够将固定量的氧空位稳定地引入透明导电膜中以及能够形成具有低电阻和良好导电性的透明导电膜溅射复合靶、一种使用该溅射复合靶制造ITO透明导电膜的方法以及一种备有透明导电膜的基材料。为了实现上述期望，本专利技术人将进行了详尽透彻的研究。结果，发现可以通过结合使用氧化铟以及碳部件实现上述期望，导致如下文描述的本专利技术的实施例的实现。根据本专利技术的实施例，提供了一种溅射复合靶，其包括含有氧化铟的氧化物基部件以及碳基部件。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种制作透明导电膜的方法，其包括使用包括氧化物基部件以及碳基部件的溅射复合靶在衬底上形成透明导电膜的步骤，其中氧化物基部件含有氧化铟。根据本专利技术的又一个实施例，提供了一种制作透明导电膜的方法，其包括以下步骤将含有氧化铟的氧化物基部件设置为第一靶，并将碳基部件设置为第二靶；将第一靶和第二靶设置在相互不同的位置上； 一起溅射第一耙和第二靶以在衬底上形成透明导电膜。根据本专利技术的又一个实施例，提供了一种备有透明导电膜的基材料，其包括形成在塑料的片或膜上的氧化铟基的透明导电膜。根据本专利技术的实施例，因为溅射复合靶由含有氧化铟的氧化物基部件以及碳基部件组成，可以在透明导电膜中引入稳定固定量的的氧空位；并且可以获得具有低透光率、低电阻以及良好导电性的111203基的透明导电膜。附图说明图1为示出了根据本专利技术的实施例的溅射复合靶的一个例子的平面图。 图2为示出了一般的RF磁控溅射设备的示意结构的图。图3为示出了 RF磁控溅射设备的另一个例子的示意结构的图。 具体实施例方式在下文中详细描述了根据本专利技术的实施例的一种溅射复合靶、 一种用 其制作透明导电膜的方法以及一种备有透明导电膜的基材料。在本说明书 中，除非另外指出，表述浓度和含量等的术语"％"均表示质量百分数。根据本专利技术的实施例的溅射复合靶包括包含氧化铟的氧化物基部件以 及碳基部件。氧化物基部件可以是由氧化铟组成的部件或者可以包括氧化铟之外的化合物。可以使用的氧化物基部件的例子包括氧化铟片、由氧化铟粉末制成的烧结体、通过将此烧结体掺杂下述特定元素而获得的材料、以及通 过将氧化铟粉末与包括下述特定元素的氧化物粉末混合并将此混合物烧结 而获得的烧结体。碳基部件可以为含有碳元素的任何材料，其例子包括碳粉、溅射中所使用的碳片以及诸如A14C3、 NbC、 TaC和ZrC的碳化物材料。考虑到溅射复合靶包括碳基部件的事实，可以在透明导电薄膜中引入 稳定固定量的氧空位。虽然氧空位的引入机理还没有被阐明，但是考虑到在包含ln203的氧化 物基部件中的氧(0)与碳基部件中的C相互联系并作为CO或C02释放 的事实，可以不考虑溅射时间以及气氛等的改变而假设在透明导电膜中引 入了稳定固定量的氧空位。因为在透明导电膜中引入了稳定固定量的氧空位，并且这些氧空位作 为导电载流子，所以可以获得具有低电阻以及良好导电性的透明导电膜。除了碳基部件之外，可以考虑使用硼基部件作为复合靶。但是，当使 用硼基部件作为复合靶时，透明导电膜的电阻变高并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射复合靶，包括：　含有氧化铟的氧化物基部件；以及　碳基部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本村勇人，香取健二，须藤业，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]