氧化锌烧结体料片及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种氧化锌烧结体料片，其能够在真空蒸镀成膜中抑制飞溅现象的发生，且能够稳定地获得没有针孔缺陷的透明导电膜。通过针对环状二级粒子的比率为50%以上且由氧化锌粉末或者由氧化锌与掺杂剂的混合粉末构成的造粒粉末进行加压成型，并在常压下以800℃～1300℃的温度使其烧结，进而在压力为1×10-3Pa以下的真空中以800℃～1300℃的温度保持1分钟以上且10分钟以下的时间以进行还原处理，由此获得具有六方晶系晶体结构，并且将基于采用CuKα射线的X射线衍射的（103）面、（110）面的积分强度分别作为I(103)、I(110)时，由I(103)/(I(103)＋I(110))表示的单轴加压面的取向度为0.48以上的氧化锌烧结体料片。

【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在采用真空蒸镀法制造氧化物透明导电膜时作为蒸发源使用的氧化锌烧结体料片，以及用于获得该氧化锌烧结体料片的制造方法。
技术介绍
氧化物透明导电膜具有高导电性和在可见光区域中的高透过率。因此，氧化物透明导电膜不仅应用于太阳能电池、液晶显示元件、其它各种光接收元件的电极等方面，而且还发挥其在近红外线区域波长下的反射吸收特性而作为汽车和建筑物的窗玻璃等中使用的热射线反射膜、或者作为各种抗静电膜、冷冻陈列柜等的防雾用的透明发热体来加以利用。 在氧化物透明导电膜中，使用了含有铝、镓作为掺杂剂的氧化锌(ZnO )、含有锑、氟作为掺杂剂的氧化锡(SnO2)、含有锡作为掺杂剂的氧化铟(In2O3)等。尤其是含有锡作为掺杂剂的氧化铟膜，也被称作ITO (Indium Tin Oxide)膜，由于其特别容易获得低电阻的透明导电膜而被广泛应用。作为制造这些氧化物透明导电膜的方法，可采用如下方法在真空中加热蒸发源并使蒸发的原料沉积在基板上的真空蒸镀法；使氩离子冲击靶而碰撞出构成靶的物质，并使其沉积在对置的基板上的溅射法；涂布透明导电层形成用涂液的方法。在这些方法中，真空蒸镀法和溅射法是在使用蒸汽压低的材料时以及在需要精密控制膜厚时有效的方法，其操作非常简单方便，因而在工业上得到了广泛应用。这些方法中的真空蒸镀法，是一种通常在压力为10_3Pa 10_2Pa左右的真空中加热作为蒸发源的固体(或者液体)而使其一度分解成气体分子或原子后，再使其作为薄膜凝结在基板表面上的方法。作为蒸发源的加热方式，通常采用电阻加热法(RH法)和电子束加热法(EB法、电子束蒸镀法)，也有通过激光来实施的加热法、高频感应加热法等。另外，已知还有闪蒸蒸镀法、电弧等离子体蒸镀法、反应性蒸镀法等，这些方法也被包含在真空蒸镀法中。另外，在真空蒸镀法中，高密度等离子体辅助蒸镀(HEPE)法等伴随有蒸发物、反应气体的离子化的方法，均被统称为离子镀法。在ITO膜的制造中，除了一般采用的溅射法以外，还经常采用电子束蒸镀法、高密度等离子辅助蒸镀法等离子镀法、其它真空蒸镀法，作为真空蒸镀法的蒸发源，采用由ITO的烧结体所构成的ITO料片(也称作ITO颗粒)。其中，ITO膜是一种容易在其制造中获得所需品质的膜材料，但由于作为主要原料的铟是稀有金属而价格高昂，因此在其低成本化方面存在限度。与此相比，由氧化锌、或者由含有铝、镓等作为掺杂剂的氧化锌所构成的氧化锌透明导电膜，由于作为主要原料的锌的价格极其低廉并且光的透过率高、耐等离子体性优良，因此，已作为薄膜硅太阳能电池的电极得到了广泛应用。另外，由于氧化锌的禁带宽度较宽广达约3. 4eV、且激发子能量高，因此，近年来也有频繁报道其在发光二极管方面的应用。并且，还期待其在透明薄膜晶体管中的应用。此外，在含有掺杂剂的氧化锌透明导电膜中，之所以含有价数大于锌的元素即含有铝、镓等硼族元素，是因为基于此能够减小膜的比电阻(电阻率)。在氧化锌透明导电膜的制造中，也主要采用溅射法。在溅射法中，作为原料使用氧化锌烧结体的靶，并为了获得均匀性优良的膜，迄今为止提出了各种晶体取向性的氧化锌烧结体靶。例如，在专利文献I中公开了(002)晶体取向性大于(101)晶体取向性的氧化锌烧结体靶，在专利文献2中公开了(101)晶体取向性大的氧化锌烧结体靶，在专利文献3中公开了(110)晶体取向性大的氧化锌烧结体靶。对于该氧化锌透明导电膜，也与ITO膜同样地，研究了基于真空蒸镀法的制造，并提出了如专利文献4 7中所公开的各种类型的氧化锌烧结体料片。从防止成膜时发生裂纹或裂缝的观点出发，作为该真空蒸镀法中使用的氧化锌烧结体料片，使用相对密度(堆积密度相对于理论密度的比率)为50% 70%左右的氧化锌烧结体料片。但是，对氧化锌烧结体而言，其与ITO烧结体相比是高电阻的材料，因此，当与 溅射法中使用的具有90%以上高相对密度的烧结体靶相比较时，烧结体料片的电阻率值提高，而提高的量对应于相对密度低的部分。若烧结体料片的电阻率值增高，则基于等离子体束或电子束难以进行均匀的升华，此时，与均匀的蒸发气体相混合而蒸镀材料以几ym 1000 μ m左右的大小进行飞散，从而有时会发生冲击蒸镀膜的飞溅现象。该飞溅现象会成为针孔缺陷等的膜缺陷的原因。因此，希望实现能够抑制上述飞溅现象的发生的氧化锌烧结体料片。如专利文献4 7的记载，在制造氧化锌烧结体料片时，是在大气或氮气环境中进行烧结，但在专利文献4中记载有从蒸镀时的稳定性的观点出发，为了提高导电性而在氩气环境或真空等还原性气体环境中对所获得的氧化锌烧结体料片进行热处理是有效的。另外，在专利文献6中记载有通过使X射线衍射分析中的(100)面、(002)面和(101)面的衍射峰中的至少任一者的半宽度设定为O. 110°以下、并使氧化锌烧结体料片晶粒的粒径均匀化，能够抑制飞溅现象；在专利文献7中则记载有通过使氧化锌烧结体料片中的闭孔减少，从而能够抑制飞溅现象。但是，实际情况是在这些技术中对飞溅现象的抑制还谈不上充分。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平6-88218号公报专利文献2 日本特开平6-340468号公报专利文献3 :日本特开2002-121067号公报专利文献4 :日本特开平6-248427号公报专利文献5 :日本特开2006-117462号公报专利文献6 :日本特开2007-56351号公报专利文献7 日本特开2007-56352号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种氧化锌烧结体料片，该氧化锌烧结体料片包括通常会使成膜变得不稳定的高电阻的料片，使用该氧化锌烧结体料片并采用真空蒸镀法形成膜时，能够抑制飞溅现象的发生，能够稳定地获得没有针孔等缺陷的氧化锌透明导电膜。解决课题所用的方法为了解决上述问题，本专利技术人在进行精心研究时获得了如下见解对利用特殊制造条件所制造的氧化锌的造粒粉末进行单轴加压成型而获得成型体，然后对该成型体进行常压烧结获得氧化锌烧结体料片，通过使用该氧化锌烧结体料片能够抑制飞溅现象。如此的氧化锌烧结体料片的特征与成为升华面的单轴加压面的晶体取向性有关，其特征在于，(103)晶体取向性大。如此地，通过增大氧化锌烧结体料片的(103)晶体取向性，能够抑制飞溅，获得提高成膜稳定性的显著效果。更具体而言，本专利技术的氧化锌烧结体料片，其特征在于，由具有六方晶系晶体结构的氧化锌烧结体构成，或者由具有六方晶系晶体结构的含有掺杂剂的氧化锌烧结体构成，当将基于使用CuKa射线的X射线衍射的(103)面、(110)面的积分强度分别设为1(1(13)、I(HO)时，由I(_/ (1(103) + Imco)表示的单轴加压面的取向度为O. 48以上。优选前述取向度为O. 5以上，更优选为O. 55以上，最优选为O. 6以上。 另外，优选本专利技术的氧化锌烧结体料片的电阻率为1Χ102Ω · cm以下。并且，优选相对密度为50%以上且70%以下。本专利技术的氧化锌烧结体料片，是通过对环状二级粒子的比率为50%以上且由氧化锌粉末或者由成为掺杂剂的添加元素与氧化锌的混合粉末构成的造粒粉末进行加压成型而获得成型体，并在常压下以800°C 1300°C的温度对该成型体进行烧结而获得。此外，优选对由前述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾我部健太郎，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：
国别省市：