JPH05112866A - 低温成膜用itoタ−ゲツト - Google Patents

低温成膜用itoタ−ゲツト

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JPH05112866A
JPH05112866A JP4090048A JP9004892A JPH05112866A JP H05112866 A JPH05112866 A JP H05112866A JP 4090048 A JP4090048 A JP 4090048A JP 9004892 A JP9004892 A JP 9004892A JP H05112866 A JPH05112866 A JP H05112866A
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JP
Japan
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sintered body
sintered
film
ito
transparent conductive
Prior art date
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Pending
Application number
JP4090048A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Yoshimura
了治 吉村
Nobuhiro Ogawa
展弘 小川
Takashi Mori
隆 毛利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 【構成】 焼結密度80%以上100%以下、且つ焼
結粒径5μm以上30μm以下のITO焼結体タ−ゲッ
トに関し、この焼結体は、ITO粉末成型体を1450
℃以上で焼結させることにより得られる。 【効果】 本発明のITO焼結体タ−ゲットは焼結密
度が高く、焼結粒径を大きくすることにより、膜の結晶
化を促進するスパッタ粒子中の酸素原子が増大され、低
温基板上に高透明で低抵抗な透明導電膜を形成すること
が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明導電膜形成用のス
パッタリングタ−ゲットに関し、特に低温基板、即ち室
温から約200℃までの基板温度において、低抵抗な透
明導電膜を形成可能なITO焼結体スパッタリングタ−
ゲットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶を中心とする表示デバイスの
発展に伴い、透明導電膜の需要が増加している。液晶の
透明導電膜としては低抵抗、高透明性が必要であり、こ
れまで電極材料としてはITO(酸化インジウム、酸化
錫)が用いられている。従来の白黒液晶用の透明電極は
300℃以上の加熱ガラス基板上に、2×10−4Ω・
cm以下の低抵抗膜が成膜されていたが、液晶のカラ−
化、表示素子の微細化、アクティブマトリックス方式の
採用、薄膜トランジスタ(TFT)、メタルインシュレ
ーターメタル(MIM)の導入に伴い、より低温の基板
上に低抵抗、高透明な透明導電膜を形成する技術が熱望
されている。従来のスパッタリング法では室温(25
℃)で8×10−4Ω・cm、200℃で6×10−4
Ω・cm程度が限界であるが、目的とする液晶用電極と
して使用するには室温(25℃)で6×10−4Ω・c
m、200℃で4×10−4Ω・cm程度の比抵抗が要
求されている。
【0003】これまで低温で低抵抗な膜を形成する方法
として、スパッタリング装置に外部からプラズマを導入
することによりスパッタ粒子を活性化する方法等が提案
されているが、装置が複雑となり、工業的に適用するこ
とが困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の装置
を用い、低温で低抵抗の透明導電膜が形成可能なスパッ
タリングタ−ゲットを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等はITOタ−
ゲットのスパッタリングにより低温基板上へ透明導電膜
を形成する方法に関して鋭意検討を重ねた結果、高密度
でなおかつ焼結粒径の大きいITOタ−ゲットを用いた
場合、堆積するITO膜中へ取り込まれる酸素量が増大
し、低温基板上に低抵抗な透明導電膜が形成可能である
ことを見出し本発明を完成するに至ったものである。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明のITOタ−ゲットは高密度である
ことが必須である。焼結密度は80%以上、特に85%
以上あることが好ましい。なお、ITOの真密度は7.
15g/cmである。
【0008】ITOの組成としては、酸化インジウムに
対する酸化錫の含有量が5wt%から15wt%、特に
8wt%から12wt%の範囲であることが好ましい。
酸化錫の含有量が5wt%未満では得られる膜中のド−
パントが不足であり、15wt%を越える量では錫の多
くがド−パントとして働かず、結晶中で不純物として働
くために導電性に悪影響を及ぼす場合がある。
【0009】本発明のITO焼結体タ−ゲットの焼結粒
径は5μm以上30μm以下であるが、好ましくは8μ
m以上20μm以下である。30μmを越えると、低抵
抗な膜は得られるものの、この様な粒径の大きい焼結体
は強度が弱くなり、好ましくない場合がある。従来のI
TO焼結体の焼結粒径は5μm未満であり、本発明の焼
結体における焼結粒径に比べて小さい。特にホットプレ
スによる高密度焼結体では粒成長しないため焼結粒径は
1μm以下である。この様な焼結粒径の小さいタ−ゲッ
トでは、密度が高くても得られる膜中の酸素量が少な
く、低抵抗な膜が得られない。
【0010】本発明の焼結体の粒径は、SEM観察によ
る写真を画像処理すること等により求めることができ
る。
【0011】次ぎに本発明のITO焼結体の製造方法に
関して説明する。
【0012】ITO粉末の成型方法としては、目的とし
た形状にあった成型方法を選べばよく、金型成型法、鋳
込み成型法等例示されるが特に限定されない。
【0013】焼結体の高密度化のために、成型体は冷間
静水圧プレス(CIP)にて加圧処理することが好まし
い。その時の圧力は、3〜5t/cm程度でよく、必
要に応じてCIP処理を2〜5回程度繰り返してもよ
い。
【0014】本発明の焼結体は該ITO粉末成型体を1
450℃以上特に好ましくは1500℃以上1800℃
以下の範囲で焼結することによって得られる。ITO粉
末成型体は高温で焼結することにより密度は向上し、さ
らに焼結粒子が成長するために本発明の焼結体を得るこ
とができる。
【0015】焼結時間は、数時間から数十時間が好まし
く、焼結雰囲気としては、大気中で十分であるが、酸素
中、真空中、不活性ガス中等いずれの雰囲気でもよい。
また、焼結時の圧力は、焼結雰囲気の組成等によるが任
意に設定できる。
【0016】
【実施例】以下実施例に基づき本発明を説明するが、本
発明は実施例になんら限定されるものではない。
【0017】実施例1 酸化インジウム粉末に酸化錫粉末を10wt%混合し、
金型で加圧成型後、2ton/cmの圧力でCIP処
理し、1520℃、5時間、常圧・大気中で焼結させ
た。得られた焼結体の焼結密度は88%、焼結体の焼結
粒径は平均で9〜10μm、比抵抗は5×10−4Ω・
cmであった。
【0018】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、DCマグネトロンスパッタリングにより透明
導電膜を成膜した。なお、成膜条件は以下の通りであ
る。
【0019】
【表1】 得られた透明導電膜の比抵抗とスパッタガス中の酸素分
圧との関係を図1に、オ−ジェ−電子分光(AES)に
よって評価した膜中酸素量(相対値)を図2に示した。
得られた透明導電膜の最も低い比抵抗は、4.4×10
−4Ω・cm、その膜のO/Inは、3.6であった。
【0020】実施例2 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、2ton
/cmの圧力でCIP処理し、、1620℃、5時
間、常圧・大気中で焼結させた。得られた焼結体の焼結
密度は90%、焼結体の焼結粒径は平均で20μm、比
抵抗は4×10−4Ω・cmであった。
【0021】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の最も低い比抵抗は、4.2×10−4Ω・c
m、その膜中のO/Inは、3.8であった。
【0022】実施例3 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、1700
℃、5時間、常圧・大気中で焼結させた。得られた焼結
体の焼結密度は80%、焼結体の焼結粒径は平均で30
μm、比抵抗は5×10−4Ω・cmであった。
【0023】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の最も低い比抵抗は、5.0×10−4Ω・c
m、その膜中のO/Inは、3.0であった。
【0024】実施例4 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、1450
℃、5時間、常圧・大気中で焼結させた。得られた焼結
体の焼結密度は80%、焼結体の焼結粒径は平均で5μ
m、比抵抗は6×10−4Ω・cmであった。
【0025】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の最も低い比抵抗は、6.0×10−4Ω・c
m、その膜中のO/Inは、2.5であった。
【0026】実施例5 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、5ton
/cmの圧力でCIP処理し、、1700℃、5時
間、常圧・大気中で焼結させた。得られた焼結体の焼結
密度は99%、焼結体の焼結粒径は平均で30μm、比
抵抗は2×10−4Ω・cmであった。
【0027】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の最も低い比抵抗は、3.5×10−4Ω・c
m、その膜中のO/Inは、4.0であった。
【0028】実施例6 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、5ton
/cmの圧力でCIP処理を2回繰り返し、1450
℃、5時間、酸素と空気の混合雰囲気(酸素分圧0.5
atm)中で常圧焼結させた。得られた焼結体の焼結密
度は99%、焼結体の焼結粒径は平均で5μm、比抵抗
は3×10−4Ω・cmであった。
【0029】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の最も低い比抵抗は、3.5×10−4Ω・c
m、その膜中のO/Inは、3.8であった。
【0030】比較例1 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、1350
℃で、常圧・大気中で5時間焼結させた。得られた焼結
体の焼結密度は82%、焼結体の焼結粒径は、平均で3
〜4μmであった。
【0031】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の比抵抗とスパッタガス中の酸素分圧との関係
を図1に、オ−ジェ−電子分光(AES)によって評価
した膜中酸素量(相対値)を図2に示した。透明導電膜
の最も低い比抵抗は、8.0×10−4Ω・cm、その
膜中のO/Inは、1.8であった。
【0032】比較例2 実施例1と同じ混合粉末を金型で加圧成型後、1000
℃で、5時間ホットプレス焼結させた。得られた焼結体
の焼結密度は85%、焼結体の焼結粒径は、平均で0.
3〜0.5μmであった。
【0033】当該焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例1と同様に成膜評価した。得られた透
明導電膜の比抵抗とスパッタガス中の酸素分圧との関係
を図1に、オ−ジェ−電子分光(AES)によって評価
した膜中酸素量(相対値)を図2に示した。透明導電膜
の最も低い比抵抗は、7.0×10−4Ω・cm、その
膜中のO/Inは、1.8であった。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明のITO焼結
体タ−ゲットは焼結密度が高く、焼結粒径が大きくいた
め、膜の結晶化を促進するスパッタ粒子中の酸素原子が
増大され、低温基板上に高透明で低抵抗な透明導電膜を
形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 透明導電膜の比抵抗とスパッタガス中の酸素
分圧との関係を示す図である。
【図2】 透明導電膜中の酸素量とスパッタガス中の酸
素分圧との関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結密度80%以上100%以下、且つ
    焼結粒径5μm以上30μm以下のITO焼結体タ−ゲ
    ット。
  2. 【請求項2】 ITO粉末成型体を1450℃以上で焼
    結させることを特徴とするITO焼結体タ−ゲットの製
    造方法。
JP4090048A 1991-03-20 1992-03-17 低温成膜用itoタ−ゲツト Pending JPH05112866A (ja)

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JP4090048A JPH05112866A (ja) 1991-03-20 1992-03-17 低温成膜用itoタ−ゲツト

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JP8059091 1991-03-20
JP3-80590 1991-03-20
JP4090048A JPH05112866A (ja) 1991-03-20 1992-03-17 低温成膜用itoタ−ゲツト

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5480532A (en) * 1994-03-09 1996-01-02 Leybold Materials Sputter target for cathodic atomization to produce transparent, conductive layers
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