氧化物烧结体、溅射靶以及氧化物薄膜的制作方法
【专利摘要】本发明涉及氧化物烧结体、溅射靶以及氧化物薄膜。一种氧化物烧结体，其特征在于，包含锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、锡(Sn)、镓(Ga)、锗(Ge)和氧(O)，Zn含量按ZnO换算为40～80摩尔％，In含量按In2O3换算为3～25摩尔％，Ti含量按TiO2换算为2～15摩尔％，Sn含量按SnO2换算为5～35摩尔％，Ga含量按Ga2O3换算为0.5～10摩尔％，Ge含量按GeO2换算为0.5～10摩尔％。根据本发明，体电阻率低且能够进行DC溅射，能够形成具有所期望的折射率、透射率以及优良的化学特性的透明导电膜。
【专利说明】
氧化物烧结体、溅射靶以及氧化物薄膜
技术领域
[0001] 本发明涉及氧化物烧结体、溅射靶以及氧化物薄膜，尤其是涉及能够进行DC溅射 的氧化物溅射靶以及具备所期望的特性的薄膜。
【背景技术】
[0002] 在有机EL、液晶显示器、触控面板等各种光学器件中，在利用可见光的情况下，需 要所使用的材料是透明的，特别是在可见光区域的整个区域内，期望具有高透射率。另外， 在各种光学器件中，有时会发生由与构成的膜材料、基板的界面处的折射率差引起的光损 失。为了这样的高透射率、减少光损失、防止反射，有引入光学调节层（膜）的方法。
[0003] 作为光学调节层所需要的特性，以往主要是折射率、消光系数（高透射率），然而 近年来为了更高性能化，除了折射率、消光系数（高透射率）以外，还要求导电性、蚀刻性 (可蚀刻）、耐水性、非晶膜等多种特性的共存。为了使这样的多种特性共存，在单独的氧化 物膜的情况下难以实现，需要混合有多种氧化物的复合氧化物膜。特别是混合有三元以上 的氧化物的复合氧化物膜是有效的。
[0004] 通常作为透明且具有导电性的材料，已知IT0 (氧化铟-氧化锡）、IZ0 (氧化铟-氧 化锌）、GZ0 (氧化镓-氧化锌）、AZ0 (氧化铝-氧化锌）等（专利文献1~3)。但是，这 些材料存在的问题有：在短波长区域内具有吸收，容易结晶化，不能充分控制上述多种特性 等。
[0005] 在专利文献4中记载了在IZ0中进一步添加其它元素，由此提高膜的迀移率、载流 子密度。另外，在专利文献5中公开了含有方铁锰矿结构和尖晶石结构的IGZ0(氧化铟-氧 化镓-氧化铅）的电阻率低且成膜稳定性优良。但是，均主要旨在提高导电性，并不是同时 控制上述多种特性。
[0006] 另外，在专利文献6中公开了通过设计制造方法，从而制造致密的AZO、GZ0的技 术，专利文献7是由本发明人发明的技术，公开了用于得到具备良好的透射率和导电率的 透明导电膜的氧化物烧结体。但是，任一技术都存在难以同时调节多种特性的问题。
[0007] 需要说明的是，以上的技术均是作为透明导电膜（电极）使用的，用途与和电极邻 接配置且用于控制光学特性等的膜（光学调节膜、保护膜）也不相同。
[0008] 另外，本发明人之前进行了涉及包含锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、镓（Ga)、锗（Ge)、氧 (〇)的溅射靶以及由该靶制作的薄膜的发明（专利文献8)。该薄膜表现出所期望的光学特 性、导电性、良好的蚀刻性、耐候性（耐高温高湿性），但是存在以下问题：易溶于在通过光 刻进行图案化时所使用的碱溶液（耐碱性低）。与此相对，如果调节构成元素的比率，则会 存在损害其它特性，难以同时控制耐碱性与其它多种特性的问题。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开2007-008780号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开2009-184876号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开2007-238375号公报
[0014] 专利文献4 :日本特开2013-001919号公报
[0015] 专利文献5 :国际公开W02011/040028号公报
[0016] 专利文献6 :国际公开W02008/018402号公报
[0017] 专利文献7 :日本专利第5550768号
[0018] 专利文献8 :日本特愿2014-184377
【发明内容】
[0019] 发明所要解决的问题
[0020] 本发明的课题在于提供一种能够得到具备所期望的光学特性和电特性、以及良好 的化学特性的导电性氧化物薄膜的烧结体。该薄膜的透射率高且具有所期望的折射率，还 具有良好的导电性与蚀刻性、耐碱性等，作为有机EL、液晶显示器、触摸面板等光学器件用 薄膜特别是光学调节用薄膜是有用的。另外，本发明的课题在于提供一种体电阻率低、能够 进行DC溅射的溅射靶。本发明的目的在于提高光学器件的特性，减少生产成本，并大幅改 善成膜特性。
[0021] 用于解决问题的手段
[0022] 为了解决上述课题，本发明人进行了深入研究，结果发现：通过采用下述提出的材 料体系，能够得到具备所期望的光学特性和电特性以及优良的化学特性的薄膜，此外能够 通过DC溅射稳定地成膜，并且能够改善使用该薄膜的光学器件的特性、提高生产率。
[0023] 本发明人基于该发现，提供下述发明。
[0024] 1) -种氧化物烧结体，其特征在于，包含锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、锡（Sn)、镓 (Ga)、锗（Ge)和氧（0)，Zn含量按ZnO换算为40~80摩尔％，In含量按ln 203换算为3~ 25摩尔％，Ti含量按Ti02换算为2~15摩尔％，Sn含量按SnO 2换算为5~35摩尔％，Ga 含量按Ga203换算为0. 5~10摩尔％，Ge含量按GeO 2换算为0. 5~10摩尔％。
[0025] 2)如上述1)所述的氧化物烧结体，其特征在于，In的含量相对于Ti的含量以原 子数比计满足关系式3. 0彡In/Ti彡5. 0，Ga的含量相对于Ge的含量以原子数比计满足关 系式1. 2彡Ga/Ge彡3. 0, Zn的含量相对于In、Ti、Sn、Ga和Ge的含量以原子数比计满足 关系式0. 5彡ZnAln+Ti+Sn+Ga+Ge)彡3. 0, Sn、In和Ti的含量相对于Ga和Ge的含量以 原子数比计满足关系式L 0彡（Sn+In+TiV(Ga+Ge)。
[0026] 3)如上述1)或2)所述的氧化物烧结体，其特征在于，相对密度为90%以上。
[0027] 4)根据上述1)~3)中任一项所述的氧化物烧结体，其特征在于，体电阻为 10 Q ? cm 以下。
[0028] 5) -种溅射靶，其特征在于，使用上述1)~4)中任一项所述的氧化物烧结体。
[0029] 6) -种薄膜，其特征在于，包含锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、锡（Sn)、镓（Ga)、锗（Ge) 和氧（0)，Zn含量按ZnO换算为40~80摩尔％，In含量按ln 203换算为3~25摩尔％，Ti 含量按Ti02换算为2~15摩尔％，Sn含量按SnO 2换算为5~35摩尔％，Ga含量按Ga 203 换算为〇. 5~10摩尔％，Ge含量按Ge02换算为0. 5~10摩尔％。
[0030] 7)如上述6)所述的薄膜，其特征在于，In的含量相对于Ti的含量以原子数比 计满足关系式3. 0 < In/Ti < 5. 0, Ga的含量相对于Ge的含量以原子数比计满足关系式 1. 2彡Ga/Ge彡3. 0，Zn的含量相对于In、Ti、Sn、Ga和Ge的含量以原子数比计满足关系式 0? 5彡ZnAln+Ti+Sn+Ga+Ge)彡3. 0, Sn、In和Ti的含量相对于Ga和Ge的含量以原子数 比计满足关系式1. 0彡（Sn+In+TiV(Ga+Ge)。
[0031] 8)如上述6)或7)所述的薄膜，其特征在于，波长550nm下的折射率为1. 95~ 2. 10〇
[0032] 9)如上述6)~8)中任一项所述的薄膜，其特征在于，波长405nm下的消光系数为 0. 05以下。
[0033] 10)如上述6)~9)中任一项所述的薄膜，其特征在于，体积电阻率为lk Q 以 下。
[0034] 发明效果
[0035] 根据本发明，通过采用上述所示的材料体系，能够调节电阻率和折射率，能够确保 良好的光学特性和导电性，并且能够确保良好的化学特性（蚀刻特性、耐候性、耐碱性共 存）。另外，本发明能够通过DC溅射稳定地成膜，由此能够提高生产率。
【具体实施方式】
[0036] 本发明的特征在于，包含锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、锡（Sn)、镓（Ga)、锗（Ge)和氧 (0)，Zn含量按ZnO换算为40~80摩尔％，In含量按ln203换算为3~25摩尔％，Ti含量 按Ti02换算为2~15摩尔％，Sn含量按SnO 2换算为5~35摩尔％，Ga含量按Ga 203换算 为0. 5~10摩尔％，Ge含量按Ge02换算为0. 5~10摩尔％。通过使用包含这样组成的氧 化物烧结体溅射靶，能够形成所期望的光学特性（折射率、透射率）和电特性、以及良好的 化学特性（蚀刻性、耐候性、耐碱性）共存的导电性氧化物薄膜。特别是通过添加Sn，能够 提高耐碱性而不损害其它特性。
[0037] 本发明以锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、锡（Sn)、镓（Ga)、锗（Ge)和氧（0)作为构成元 素，但是在该材料中也可以含有不可避免的杂质。另外，烧结体中的各金属的一部分或全部 以复合氧化物的形式存在。在本发明中，用氧化物换算来规定烧结体中的各金属的含量，这 是因为：用氧化物来调节原料的配合，并且便于说明其范围和技术意义。需要说明的是，对 于通常的分析装置而言，可以确定各金属元素的含量（重量％)，而不是氧化物的含量。因 此，确定靶的各组成时，用假定各氧化物而换算的量（摩尔％)来确定各金属元素的含量即 可。
[0038] 在本发明中，Zn含量按ZnO换算为40~80摩尔％。超出该范围时，不能得到所 期望的光学特性、电特性，因此不优选。特别是，Zn含量按ZnO换算少于40摩尔％时，薄膜 的电阻变高从而损害作为导电膜的功能，因此不优选。另一方面，超过80摩尔％时，折射率 等光学特性的控制变得困难，此外蚀刻性、耐水性、耐碱性降低，因此不优选。
[0039] 在本发明中，In含量按ln203换算为3~25摩尔％。超出该范围时，不能得到所 期望的光学特性、电特性，因此不优选。特别是，In含量少于3摩尔％时，不能得到用于赋予 导电性的添加效果（即，电阻升高，因此不优选）。另一方面，超过25摩尔％时，可见光的短 波长区域中的光的吸收会变大，因此不优选。另外，In为3价金属元素，在将其置换为其它 的同价金属（例如A1、B等）的情况下，薄膜的电阻率升高，或者耐水性降低，因此不优选。
[0040] 在本发明中，Ti含量按Ti02换算为2~15摩尔％。超出该范围时，不能得到所期 望的光学特性、电特性，因此不优选。特别是，Ti含量少于2摩尔％时，不能得到用于光学 调节的添加效果。另一方面，超过15摩尔％时，薄膜的电阻变高从而损害作为导电膜的功 能，因此不优选。另外，已知Ti氧化物作为高折射率材料，在将其置换为其它的具有同样功 能的金属（例如Bi、Fe、Co等）的情况下，产生可见光短波长区域中的吸收，因此不优选。
[0041] 在本发明中，Sn含量按Sn02换算为5~35摩尔％。超出该范围时，不能得到所 期望的化学特性（特别是耐碱性），因此不优选。特别是，Sn含量少于5摩尔％时，耐碱性 降低（会溶于碱）。另一方面，超过35摩尔％时，其它特性（特别是蚀刻性：蚀刻的容易程 度）会降低，因此不优选。另外，除了 Sn氧化物以外，作为具有耐碱性的氧化物，有Ti氧化 物、In氧化物、Zr氧化物，Ti氧化物、In氧化物为原本的构成成分，为了提高耐碱性而增加 添加量时，与其它特性的共存变得困难，因此不优选。关于将其置换为Zr氧化物，薄膜的电 阻率会上升，因此不优选。
[0042] 在本发明中，Ga含量按Ga203换算为0.5~10摩尔％。超出该范围时，不能得到 所期望的光学特性、电特性，因此不优选。特别是，Ga含量少于0. 5摩尔％时，不能得到用 于光学调节、赋予导电性的添加效果。另一方面，超过10摩尔％时，烧结体、膜的电阻升高， 因此不优选。另外，Ga为3价金属元素，在将其置换为其它的同价金属（例如A1、B等）的 情况下，电阻升高，或者耐水性降低，因此不优选。
[0043] 在本发明中，Ge含量按Ge02换算为0.5~10摩尔％。超出该范围时，不能得到所 期望的光学特性、电特性，因此不优选。特别是，Ge含量少于0. 5摩尔％时，不能得到用于光 学调节的添加效果。另一方面，超过10摩尔％时，烧结体、膜的电阻升高，因此不优选。另 外，Ge为低折射率且构成玻璃形成氧化物的金属元素，在将其置换为其它的构成玻璃形成 氧化物的金属（例如Si、B等）的情况下，电阻升高，或者耐水性降低，因此不优选。
[0044] 在本发明中，优选使In的含量相对于Ti的含量以原子数比计满足关系 式3.0 < In/Ti < 5.0,且Ga的含量相对于Ge的含量以原子数比计满足关系式 1.2 <Ga/Ge< 3.0。超出该范围时，难以兼具所期望的光学特性和电特性。此外，优 选使Zn的含量相对于In、Ti、Sn、Ga和Ge的含量以原子数比计满足关系式0. 5彡Zn/ (In+Ti+Sn+Ga+Ge) < 3. 0。超出该范围时，难以获得所期望的光学特性和电特性、良好的化 学特性的共存，而且超过3. 0时，In、Ti、Sn、Ga和Ge的添加效果降低，有时会损害耐候性 (耐高温高湿性）、蚀刻性、耐碱性。另外，小于0. 5时，不能得到所期望的导电性，有时会损 害作为导电膜的功能。此外，优选使Sn、In和Ti的含量相对于Ga和Ge的含量以原子数比 计满足关系式1. 0彡（Sn+In+TiV(Ga+Ge)。超出该范围时，耐碱性降低，因此不优选。
[0045] 在本发明的烧结体作为溅射靶使用的情况下，优选相对密度为90%以上。密度的 提高具有以下效果：能够提高溅射膜的均匀性，还能够抑制溅射时的粉粒的产生。相对密度 为90%以上可以通过后述的本发明的烧结体的制造方法来实现。
[0046] 另外，在本发明的烧结体作为溅射靶使用的情况下，优选体电阻为10Q 以下。 通过降低体电阻，能够实现通过DC溅射成膜。DC溅射与RF溅射相比，成膜速度更快，溅射 效率更优良，能够提尚生广能力。
[0047] 本发明的薄膜可以使用上述的烧结体溅射靶进行成膜。可以确认所得到的薄膜与 溅射靶（烧结体）的成分组成实质上相同。另外，通常为了防止反射、减少光损失，需要具 有特定折射率的材料，需要的折射率根据器件结构（光学调节膜的周边层的折射率）而不 同。在本发明中，可以将薄膜在波长550nm下的折射率n控制在1. 95彡n彡2. 10的范围 内。另外，光学调节膜本身优选为高透射率（低消光系数），在本发明中，能够得到在波长 405nm下的消光系数为0.05以下且在可见光的短波长区域中吸收少的膜。此外，光学调节 层有时为了辅助邻接的电极层而需要具有适当的导电性，在本发明中，可以将薄膜的体积 电阻率控制在lkQ 以下。此外，本发明的薄膜的特征在于，具备良好的蚀刻特性、优良 的耐候性（耐高温高湿性）和耐碱性。
[0048] 本发明的烧结体可以通过如下方式制造，称量、混合包含各构成金属的氧化物粉 末的原料粉末，然后将该混合粉末在惰性气体气氛或真空气氛下进行加压烧结（热压），或 者将原料粉末压制成形后对该成形体进行常压烧结。此时，烧结温度优选设定为900°C以 上且1500°C以下。设定为小于900°C时，不能得到高密度的烧结体，另一方面，设定为超过 1500°C时，由于材料的蒸发而产生组成偏差、密度降低，因此不优选。另外，压制压力优选设 定为 150 ~500kgf/cm2。
[0049] 此外，为了提高密度，有效的是在称量、混合原料粉末后，对该混合粉末进行煅烧 (合成），然后将其微粉碎，并将微粉碎后的粉末作为烧结用粉末使用。通过这样进行预合 成和微粉碎，能够得到均匀微细的原料粉末，从而能够制作致密的烧结体。关于微粉碎后的 粒径，平均粒径为5 y m以下，优选平均粒径为2 y m以下。另外，煅烧温度优选设定为800°C 以上且1200°C以下。通过设定为这样的范围，烧结性良好，能够进一步提高密度。
[0050] 实施例
[0051] 以下基于实施例和比较例进行说明。需要说明的是，本实施例只不过是一例，本发 明不受该例任何限制。即，本发明仅受权利要求书限制，包含本发明所包含的实施例以外的 各种变形。
[0052] 实施例、比较例中的评价方法等如下所述。
[0053] (关于成分组成）
[0054] 装置：SII公司制造的SPS3500DD
[0055] 方法：ICP-0ES (高频电感耦合等离子体发光分析法）
[0056] (关于密度测定）
[0057] 尺寸测定（游标卡尺）、重量测定
[0058] (关于相对密度）
[0059] 如下所述，使用理论密度进行计算。
[0060] 相对密度（％ )=表观密度/理论密度X 100
[0061 ] 理论密度由各金属元素的氧化物换算配合比计算。
[0062] 在将Zn的ZnO换算重量设为a (重量％ )、In的ln203换算重量设为b (重量％ )、 Ti的Ti02换算重量设为c (重量％ )、Sn的SnO 2换算重量设为d (重量％ )、Ga的Ga 203换 算重量设为e (重量％ )、Ge的Ge02换算重量设为f (重量％ )时，
[0063] 理论密度=10(V(a/5. 61+b/7. 18+c/4. 26+d/7. 00+e/5. 95+f/4. 70)。
[0064] 另外，各金属元素的氧化物换算密度使用下述值。
[0065] ZnO :5. 61g/cm3、In203:7. 18g/cm3、
[0066] Ti02:4. 26g/cm3、Sn02:7 . 00g/cm3、
[0067] Ga203:5. 95g/cm3、Ge02:4. 70g/cm 3
[0068] (关于体电阻、体积电阻率）
[0069] 装置：NPS公司制造的电阻率测定器E -5+
[0070] 方法：直流四探针法
[0071] (关于成膜方法、条件）
[0072] 装置：ANELVA SPL-500
[0073] 基板：(}> 4英寸
[0074] 基板温度：室温
[0075] (关于折射率、消光系数）
[0076] 装置：SHIMADZU公司制造的分光光度计UV-2450
[0077] 测定样品：
[0078] 膜厚500nm以上的玻璃基板上成膜样品以及未成膜玻璃基板
[0079] 测定数据：
[0080] (成膜样品）：薄膜面的反射率和透射率以及基板面的反射率（均具有背面反射）
[0081] (玻璃基板）：具有背面反射的反射率和透射率、不具有背面反射的反射率
[0082] 计算方法：由测定数据基于以下的资料算出（小檜山光信著、光学薄膜的基础理 论、株式会社才7。卜口二夕只公司、（2006)、126-131)
[0083] (关于蚀刻性、耐高温高湿性、耐碱性）
[0084] 蚀刻性试验：将利用各种酸能够蚀刻的情况判定为〇，将利用各种酸不能蚀刻或 过度溶解的情况判定为X。
[0085] 耐高温高湿性（耐候性）试验：在温度80°C、湿度80%条件下保存48小时后，实 施光学常数与电阻测定，在高温高湿试验前后，将特性差小于10 %的情况判定为〇，将特性 差为1〇%以上的情况判定为x。
[0086] 耐碱性试验：在将成膜样品浸渍于碱性溶液（3重量％ K0H水溶液：pH约13， 35°C ) 5分钟前后，实施光学常数与电阻测定，将特性差小于10%的情况判定为〇，将特性 差为10%以上的情况判定为X。
[0087] (实施例1)
[0088] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1中 记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末在大气中、温度1050°C下煅烧，然后通过 湿式微粉碎（使用Zr0 2微珠）粉碎至平均粒径2 ym以下，干燥后用网眼150 ym的筛进行 筛分。然后，将该微粉碎粉在Ar气氛中、温度1KKTC、压力250kgf/cm2的条件下热压烧结。 然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻率和相对密度 进行测定，结果如表1所示，相对密度达到99. 3%，体电阻为0. 10 n ? cm，能够进行稳定的 DC溅射。另外，对溅射靶的成分组成进行分析的结果是，确认与原料粉末的配合比相同。
[0089] 使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为：DC溅射、溅射功率500W、 含有〇. 8体积％氧气的氩气气压0. 5Pa，成膜为膜厚5000A~7000A。测定成膜样品的折 射率（波长550nm)、消光系数（波长405nm)、体积电阻率。如表1所示，通过溅射而形成的 薄膜的折射率为2. 00,消光系数小于0. 01，体积电阻率为1 X 103 Q ? cm以下，得到了所期 望的光学特性和导电性。另外，蚀刻性、耐高温高湿性（耐候性）、耐碱性这些化学特性均良 好。
[0092] 关于实施例2~11，准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这 些粉末调配成表1中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地 进行煅烧、粉碎、干燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然 后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行 测定，结果如表1所示，相对密度均为90%以上，体电阻均为10Q ? cm以下，能够进行稳定 的DC溅射。
[0093] 接着，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。 测定成膜样品的折射率（波长550nm)、消光系数（波长405nm)、体积电阻率。结果如表1 所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率均为1. 95~2. 10,消光系数为0. 05以下，体积电阻 率为1X103Q ? cm以下，得到了所期望的光学特性和导电性。另外，蚀刻性、耐高温高湿性 (耐候性）、耐碱性这些化学特性均良好。
[0094] (比较例1)
[0095] 比较例1是不含有Sn的例子。
[0096] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1中记载的 配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干燥、筛分， 然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结 体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为 与实施例1相同。关于成膜样品的化学特性等进行确认的结果如表1所示，得到耐碱性差 的结果。
[0097] (比较例2)
[0098] 比较例2为Sn的含量少于本发明中规定的量的例子。
[0099] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干 燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工 将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条 件设定为与实施例1相同。关于成膜样品的化学特性等进行确认的结果如表1所示，得到 耐碱性差的结果。
[0100] (比较例3)
[0101] 比较例3为Sn的含量多于本发明中规定的量的例子。
[0102] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、 干燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加 工将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。但是， 得到的靶如表1所示，体电阻超过500kQ ? cm，难以进行DC溅射，因此进行RF溅射。溅射 条件设定为：溅射功率500W、含有0. 8体积％氧气的氩气气压0. 5Pa，成膜为膜厚5000~ 7000A。关于成膜样品的化学特性等进行确认的结果如表1所示，得到膜为高电阻、蚀刻性 差的结果。
[0103] (比较例4)
[0104] 比较例4为Zn的含量多于本发明中规定的量的例子。
[0105] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干 燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工 将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条 件设定为与实施例1相同。关于成膜样品的化学特性等进行确认的结果如表1所示，得到 蚀刻性（过度溶解）、耐候性、耐碱性均差的结果。
[0106] (比较例5)
[0107] 比较例5为Ge的含量多于本发明中规定的量（Ga/Ge比小）的例子。
[0108] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干 燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工 将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。但是，得 到的靶如表1所示，体电阻超过500kQ ? cm，难以进行DC溅射，因此进行RF溅射。溅射条 件设定为与比较例3相同。关于成膜样品的化学特性等进行确认的结果如表1所示，得到 膜为高电阻、耐碱性差的结果。
[0109] (比较例6)
[0110] 比较例6为In的含量少于本发明中规定的量（In/Ti比小）的例子。
[0111] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干 燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工 将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条 件设定为与实施例1相同。关于成膜样品的化学特性等进行确认的结果如表1所示，得到 膜为高电阻、耐碱性差的结果。
[0112] (比较例7)
[0113] 比较例7为In的含量多于本发明中规定的量（In/Ti比大）的例子。
[0114] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干 燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工 将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条 件设定为与实施例1相同。关于成膜样品的折射率（波长550nm)、消光系数（波长405nm) 等进行测定的结果如表1所示，消光系数为0. 06,未得到所期望的光学特性。
[0115] (比较例8)
[0116] 比较例8为Zn的含量少于本发明中规定的量的例子。
[0117] 准备ZnO粉、ln203粉、TiO 2粉、SnO 2粉、Ga 203粉、GeO 2粉，将这些粉末调配成表1 中记载的配合比，并将其混合。接下来，将该混合粉末与实施例1同样地进行煅烧、粉碎、干 燥、筛分，然后在与实施例1同样的条件下对微粉碎粉进行热压烧结。然后，通过机械加工 将该烧结体精加工成溅射靶形状。接下来，使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条 件设定为与实施例1相同。关于成膜样品的体积电阻率等进行测定的结果如表1所示，体 积电阻率超过1X10 3Q ? cm，未得到所期望的导电性。
[0118] 产业实用性
[0119] 本发明的烧结体能够制成溅射靶，通过使用溅射靶而形成的薄膜，作为各种显示 器中的透明导电膜、光盘的保护膜、光学调节用膜，具有以下效果：在透射率、折射率、导电 性等方面具有极其优良的特性。此外，还具有以下效果：能够使良好的蚀刻性、耐候性（耐 水性）、耐碱性等化学特性共存。
[0120] 另外，本发明的溅射靶的体电阻值低，相对密度为90%以上，密度高，因此能够进 行稳定的DC溅射。而且，还具有以下显著效果：能够使作为该DC溅射的特征的溅射的控 制性变得容易，提高成膜速度，提高溅射效率。另外，能够减少在成膜时溅射时产生的粉粒 (粉尘）、结瘤，在品质变动小的情况下提高量产性。
【主权项】
1. 一种氧化物烧结体，其特征在于，包含锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、锡（Sn)、镓（Ga)、 锗（Ge)和氧（0)，Zn含量按ZnO换算为40~80摩尔％，In含量按Ιη 203换算为3~25摩 尔％，Ti含量按Ti02换算为2~15摩尔％，Sn含量按SnO 2换算为5~35摩尔％，Ga含量 按Ga203换算为0. 5~10摩尔％，Ge含量按GeO 2换算为0. 5~10摩尔％。2. 如权利要求1所述的氧化物烧结体，其特征在于，In的含量相对于Ti的含量以原子 数比计满足关系式3. 0 < In/Ti < 5. 0，Ga的含量相对于Ge的含量以原子数比计满足关系 式1. 2彡Ga/Ge彡3. 0, Zn的含量相对于In、Ti、Sn、Ga和Ge的含量以原子数比计满足关 系式0. 5彡ZnAln+Ti+Sn+Ga+Ge)彡3. 0, Sn、In和Ti的含量相对于Ga和Ge的含量以原 子数比计满足关系式L 〇彡（Sn+In+TiV(Ga+Ge)。3. 如权利要求1或2所述的氧化物烧结体，其特征在于，相对密度为90%以上。4. 如权利要求1~3中任一项所述的氧化物烧结体，其特征在于，体电阻为10 Ω · cm 以下。5. -种溅射靶，其特征在于，使用权利要求1~4中任一项所述的氧化物烧结体。6. -种薄膜，其特征在于，包含锌（Zn)、铟（In)、钛（Ti)、锡（Sn)、镓（Ga)、锗（Ge)和 氧（〇)，Zn含量按ZnO换算为40~80摩尔％，In含量按Ιη 203换算为3~25摩尔％，Ti 含量按Ti02换算为2~15摩尔％，Sn含量按SnO 2换算为5~35摩尔％，Ga含量按Ga 203 换算为〇. 5~10摩尔％，Ge含量按Ge02换算为0. 5~10摩尔％。7. 如权利要求6所述的薄膜，其特征在于，In的含量相对于Ti的含量以原子数比 计满足关系式3. 0 < In/Ti < 5. 0, Ga的含量相对于Ge的含量以原子数比计满足关系式 1. 2彡Ga/Ge彡3. 0，Ζη的含量相对于In、Ti、Sn、Ga和Ge的含量以原子数比计满足关系式 0· 5彡ZnAln+Ti+Sn+Ga+Ge)彡3. 0, Sn、In和Ti的含量相对于Ga和Ge的含量以原子数 比计满足关系式1. 0彡（Sn+In+TiV(Ga+Ge)。8. 如权利要求6或7所述的薄膜，其特征在于，波长550nm下的折射率为1. 95~2. 10。9. 如权利要求6~8中任一项所述的薄膜，其特征在于，波长405nm下的消光系数为 0. 05以下。10. 如权利要求6~9中任一项所述的薄膜，其特征在于，体积电阻率为lk Ω · cm以 下。
【文档编号】C23C14/34GK105821377SQ201510561233
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年9月6日
【发明人】奈良淳史, 关秀人
【申请人】吉坤日矿日石金属株式会社