导电性膜形成用银合金溅射靶及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种导电性膜形成用银合金溅射靶及其制造方法，该银合金溅射靶随着靶的大型化，即使向靶投入大功率也能够抑制喷溅，并且能够形成耐蚀性及耐热性优异、且低电阻的膜。导电性膜形成用银合金溅射靶由具有含有合计为0.1～1.5质量%的Ga、Sn中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的银合金构成，或者由具有还含有0.1～1.5质量%的In的成分组成的银合金构成，银合金晶粒的平均粒径为120～400μm，或含有In时为120～250μm，晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
【专利说明】导电性膜形成用银合金溅射靶及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于形成有机EL元件的反射电极膜或触控面板的配线膜等导电性膜的银合金溅射靶及其制造方法。更详细而言，涉及一种大型的银合金溅射靶。
【背景技术】
[0002]有机EL元件为使用如下原理的发光元件且近年来作为显示设备用发光元件受到广泛关注，所述原理即在形成于有机EL发光层两侧的阳极与阴极之间施加电压，分别从阳极和阴极将空穴和电子注入于有机EL膜，并且当空穴和电子在有机EL发光层结合时发光。该有机EL元件的驱动方式中存在无源矩阵方式和有源矩阵方式。该有源矩阵方式是一种能够通过在I个像素上设置I个以上薄膜晶体管来进行高速转换，因此有利于高对比度、高清晰度且为能够发挥有机EL元件特征的驱动方式。
[0003]并且，在光的提取方式中存在从透明基板侧提取光的底部发光方式和从基板的相反侧提取光的顶部发光方式，且开口率较高的顶部发光方式有利于高亮度。
[0004]图2中示出将反射电极作为阳极的顶部发光结构的层结构的例子。在此，为了更有效地反射由有机EL膜发出的光，反射电极膜(图2中记载为“反射阳极膜”)优选为高反射率且耐蚀性较高。并且，作为电极，还优选低电阻电极。作为这种材料，已知有Ag合金及Al合金，但为了得到更高亮度的有机EL元件，从可见光反射率较高的方面看Ag合金比较优异。在此，在形成有机EL元件的反射电极膜`时采用溅射法且使用银合金溅射靶(专利文献I)。
[0005]并且，除有机EL元件用反射电极膜之外，在触控面板的引出配线等导电性膜中也对Ag合金膜进行了研究。作为这种配线膜，若例如使用纯Ag，则产生迁移而容易发生短路故障，因此对Ag合金膜的采用进行了研究。
[0006]专利文献1:国际公开第2002/077317号
[0007]然而，上述以往的技术中也留有以下课题。
[0008]S卩，随着有机EL元件制造时的玻璃基板的大型化，在反射电极膜的形成中使用的银合金靶也使用大型靶。在此，当向大型靶投入较大的功率进行溅射时，产生根据靶的异常放电而产生的被称为“喷溅”的现象，熔融的微粒子附着于基板上而使配线或电极间短路，由此，存在有机EL元件的成品率下降的问题。顶部发光方式的有机EL元件的反射电极膜中，为了成为有机EL发光层的基底层而被要求更高的平坦度且需要进一步抑制喷溅。并且，作为有机EL元件的反射电极膜,要求较高的反射率,并且作为有机EL元件的反射电极膜及触控面板的配线膜等的导电性膜，要求良好的膜的耐蚀性及耐热性和较低的电阻。
【发明内容】
[0009]本发明是鉴于前述课题而完成的，其目的在于提供一种随着靶的大型化，即使向靶投入大功率也能够抑制喷溅，并且能够形成耐蚀性及耐热性优异、且低电阻的膜的导电性膜形成用银合金溅射靶及其制造方法。[0010]本
【发明者】等发现，根据特定的制造方法，通过将导电性膜形成用银合金溅射靶的晶粒的平均粒径设为120?400 ym，由此即使投入大功率也能够抑制喷溅。并且，发现通过对Ag添加适量的Ga或Sn能够提高膜的耐蚀性及耐热性。
[0011]并且，本发明人等发现通过对Ag添加适量的In及Ga或Sn，且将晶粒的平均粒径设为120?250 u m,由此即使投入大功率也能够抑制喷溅。
[0012]由此，本发明是由上述见解而获得的，且为了解决所述课题而采用了以下结构。第I发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金的晶粒的平均粒径为120?400 ym，所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
[0013]该导电性膜形成用银合金溅射靶中，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有上述含量范围的Ga、Sn中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，该银合金晶粒的平均粒径为120?400 u m,且晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，因此即使在溅射时投入大功率，也能够抑制异常放电且能够抑制喷溅的产生。并且，通过使用该导电性膜形成用银合金溅射靶进行溅射，能够获得具有良好的耐蚀性及耐热性、且更低电阻的导电性膜。
[0014]第2发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有合 计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，且还含有合计为1.0质量％的Cu、Mg中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成,所述银合金晶粒的平均粒径为120?400 u m,且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶中，由于以上述范围含有Cu、Mg中的一种或两种，因此能够进一步抑制晶粒的粗大化，并且能够进一步抑制因膜的腐蚀而导致的反射率下降。
[0015]第3发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，由具有如下成分组成的银合金构成:即含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，且还含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金晶粒的平均粒径为120?400 u m,且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶中，由于以上述范围含有Ce、Eu中的一种或两种，因此能够进一步抑制晶粒的粗大化，并且能够进一步抑制因膜的腐蚀而导致的反射率下降。
[0016]第4发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金晶粒的平均粒径为120?250 u m,且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
[0017]该导电性膜形成用银合金溅射靶中，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有上述含量范围的In和Ga、Sn中的一种或两种，且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，该银合金晶粒的平均粒径为120?250 u m,且晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，因此即使在溅射时投入大功率，也能够抑制异常放电且抑制喷溅的产生。并且，通过使用该导电性膜形成用银合金溅射靶进行溅射，能够获得具有良好的耐蚀性及耐热性、且更低电阻的导电性膜。[0018]第5发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种和合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金晶粒的平均粒径为120?250 ym，且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶中，由于以上述范围含有CiuMg中的一种或两种，因此能够进一步抑制晶粒的粗大化，并且能够进一步抑制因膜的腐蚀而导致的反射率下降。
[0019]第6发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，由具有如下成分组成的银合金构成:即含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种和合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金晶粒的平均粒径为120?250 ym，且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶中，由于以上述范围含有Ce、Eu中的一种或两种，因此能够进一步抑制晶粒的粗大化，并且能够进一步抑制因膜的腐蚀而导致的反射率下降。
[0020]第7发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，在第I至第6发明中的任意一个中，靶表面具有0.25m2以上的面积。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶，适合大型的溅射靶，且能够显著的得到上述效果。
[0021]第8发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法为制作第I导电性膜形成用银合金溅射靶的方法，其特征在于，对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，由于重复6?20次热镦锻的工序，因此即使为大型的溅射靶也能够使晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
[0022]第9发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法为制作第2导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 其中，对具有含有合计为1.5质量％以下的Ga、Sn中的一种或两种，且还含有合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，熔化铸造铸块还含有合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，因此能够获得进一步抑制晶粒的粗大化的上述第2发明的银合金溅射靶。
[0023]第10发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法为制作第3导电性膜形成用银合金溅射靶的方法，其特征在于，对具有含有合计为1.5质量％以下的Ga、Sn中的一种或两种，且还含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，熔化铸造铸块还含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种，因此能够获得进一步抑制晶粒的粗大化的上述第3发明的银合金溅射靶。
[0024]第11发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法为制作第4发明的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法，其特征在于，对具有含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，由于重复6?20次热镦锻的工序，因此即使为大型的溅射靶也能够使晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
[0025]第12发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法为制作第5发明的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法，其特征在于，对具有含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种和合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，熔化铸造铸块还含有合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，因此能够获得进一步抑制晶粒的粗大化的上述第5发明的银合金溅射靶。
[0026]第13发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法为制作第6发明的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法，其特征在于，对具有含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种和合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，熔化铸造铸块还含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种，因此能够获得进一步抑制晶粒的粗大化的上述第6发明的银合金溅射靶。
[0027]第14发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，第8至13中的任意一个发明中，所述热镦锻的温度为750?850°C。即，该导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，由于热镦锻的温度为750?850°C，因此能够使晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，并 且能够使晶粒的平均粒径在400 u m以下。另外，含有In:
0.1?1.5质量％的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法中，能够使晶粒的平均粒径在250 u m以下。
[0028]根据本发明得到以下效果。根据本发明的导电性膜形成用银合金溅射靶，由含有上述含量范围的Ga、Sn中的一种或两种的银合金构成，该银合金晶粒的平均粒径为120?400 u m,且晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，因此能够抑制溅射时的喷溅的产生，并且能够获得具有良好的耐蚀性及耐热性、且低电阻的导电性膜。并且，根据本发明的导电性膜形成用银合金溅射靶，由含有上述含量范围的In和Ga、Sn中的一种或两种的银合金构成，该银合金晶粒的平均粒径为120?250 u m,且晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，因此能够抑制溅射时的喷溅的产生，并且能够获得具有良好的耐蚀性及耐热性、且低电阻的导电性膜。并且，根据本发明的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，即使为大型的溅射靶，也能够抑制喷溅的产生，且可以制造能够成膜良好的导电性膜的银合金溅射靶。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是在本发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法的一实施方式中，表示热锻的方法的说明图。
[0030]图2是表示将反射电极作为阳极的顶部发光结构的有机EL元件的简易的层结构图。
【具体实施方式】
[0031]以下，参考图1对本发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶及其制造方法的一实施方式进行说明。另外，只要未特别表示且除了数值固有的情况之外，%为质量％。
[0032]本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金的晶粒(以下称为银合金晶粒)的平均粒径为120?400i!m，且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
[0033]并且，本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶，也可由具有如下成分组成的银合金构成，即含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，且还含有合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成。并且，也可含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种来代替Cu、Mg。
[0034]并且，本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，所述银合金的晶粒(以下称为银合金晶粒)的平均粒径为120?250 iim，且所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
[0035]并且，本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶，也可由具有如下成分组成的银合金构成，即含有In:0.1?1.5质量％，且还`含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种和合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成。并且，也可含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种来代替Cu、Mg。
[0036]该本实施方式的溅射靶的靶表面(靶的供溅射侧的表面)具有0.25m2以上的面积，在矩形靶的情况下，至少一边为500mm以上，从靶的处理的观点，长度的上限优选为2500mm。另一方面，从以冷轧工序中使用的轧机通常可轧制尺寸的上限的观点，宽度的上限优选为1700mm。并且，从靶的交换频率的观点，靶的厚度优选为6mm以上，从磁控溅射的放电稳定性的观点，祀的厚度优选为20mm以下。
[0037]上述Ag具有对通过溅射而形成的有机EL元件的反射电极膜和触控面板的配线膜赋予低电阻的效果。
[0038]上述Ga、Sn及In具有提高靶的硬度的效果，因此能够抑制机械加工时的翘曲。尤其能够抑制靶表面具有0.25m2以上面积的大型靶的机械加工时的翘曲。并且，适量添加Ga、Sn及In，具有提高通过溅射而形成的导电性膜的耐蚀性及耐热性的效果。这是因为具有Ga、Sn及In使膜中的晶粒微细化的同时降低膜的表面粗糙度，并且固溶于Ag而提高晶粒的强度且抑制由热量导致的晶粒的粗大化，且抑制膜的表面粗糙度的增大，或者抑制因膜的腐蚀而反射率下降的效果。由此，在使用本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶而成膜的反射电极膜或配线膜中，膜的耐蚀性及耐热性会提高，因此有助于改善有机EL元件的高亮度和触控面板等配线的可靠性。[0039]另外，将Ga、Sn中的一种或两种的合计含量限定于上述范围的理由是，即使含有小于0.1质量％的Ga、Sn中的一种或两种，也无法得到上述记载的通过添加Ga、Sn所获得的效果，若含有合计超过1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种以上，则膜的电阻增大，或者由溅射形成的膜的耐蚀性反而下降，因此不优选。由此，膜的组成依赖于靶的组成，因此包含于银合金溅射靶的Ga、Sn中的一种或两种的合计含量设定为0.1?1.5质量％，更优选设定为0.2?1.0质量％。
[0040]并且，将In的含量限定于上述范围的理由是，即使含有小于0.1质量％的In，也无法得到上述记载的通过添加In所获得的效果，若含有超过1.5质量％的In，则膜的电阻增大，或者通过溅射形成的膜的耐蚀性反而下降，因此不优选。由此，膜的组成依赖于靶的组成，因此包含于银合金溅射靶的In的含量设定为0.1?1.5质量％，更优选设定为0.2?
1.0质量％。
[0041]上述Cu、Mg具有固溶于Ag且防止晶粒的粗大化的效果。尤其，随着靶的大型化，银合金晶粒容易在靶中局部性粗大化，导致在溅射时引起喷溅，因此基于添加Cu、Mg而抑制银合金晶粒的粗大化会获得显著效果。而且，在通过溅射形成的膜中添加适量的Cu、Mg，也具有进一步抑制由于热量而导致晶粒的粗大化而抑制膜的表面粗糙度增大，或进一步抑制由于膜的腐蚀而导致的反射率下降的效果。
[0042]另外，将Cu、Mg的含量限定于上述范围的理由是，若含有合计超过1.0质量％的Cu、Mg中的一种或两种以上，则通过溅射形成的膜的耐蚀性反而下降，或膜的电阻增大，因此不优选使用于电极膜和配线膜中。由此，通过溅射形成的膜的组成依赖于靶的组成，因此包含于银合金溅射靶的Cu、Mg中的一种或两种的合计含量设定于1.0质量％以下，更优选设定为0.3?0.8质量％。
[0043]上述Ce、Eu具有如下效果，即在与Ag之间形成金属间化合物，且金属间化合物在晶界偏析而防止晶粒的粗大化。尤其，随着靶的大型化，合金晶粒容易在靶中局部性粗大化，导致在溅射时引起喷溅，因此基于添加Ce、Eu来抑制银合金晶粒的粗大化获得显著效果。而且，在通过溅射而形成 的膜中，也具有进一步抑制由于热量而导致晶粒的粗大化而抑制膜的表面粗糙度的增大，或进一步抑制由于膜的腐蚀而导致反射率下降的效果。
[0044]另外，将Ce、Eu的含量限定于上述范围的理由是，若含有合计超过0.8质量％的Ce、Eu中的一种或两种，则在靶组织中这些元素与Ag的金属间化合物的析出量增大，且析出物的粒径变得粗大，从而溅射时的异常放电增加，因此不优选。由此，由于通过溅射形成的膜的组成依赖于靶的组成，因此包含于银合金溅射靶中的Ce、Eu中的一种或两种的合计含量设定为0.8质量％以下，更优选设定为0.3?0.5质量％。在此，上述Ga、Sn、In、Cu、Mg、Ce及Eu的定量分析通过电感耦合等离子体发射光谱法(ICP法)进行。
[0045]本实施方式的溅射靶中的银合金晶粒的平均粒径为120?400 u m,优选为150?350 ym。将银合金晶粒的平均粒径限定在上述范围内的理由是因为若平均粒径小于120 u m,则结晶粒径的偏差变大，在大功率的溅射时容易产生异常放电，导致产生喷溅。另一方面，若平均粒径大于400 y m，则随着靶通过溅射而消耗，基于各晶粒的结晶取向的不同而产生的溅射速率的差异，由此导致溅射表面的凹凸变大，因此在大功率的溅射时容易产生异常放电且容易产生喷溅。
[0046]含有In的本实施方式的溅射靶中的银合金晶粒的平均粒径为120?250 ii m，优选为150?220 ym。将银合金晶粒的平均粒径限定在上述范围内的理由是因为若平均粒径小于120 u m,则结晶粒径的偏差变大，在大功率的溅射时容易产生异常放电，导致产生喷溅。另一方面，若平均粒径大于250 ym，则随着靶通过溅射而消耗，基于各晶粒的结晶取向不同而产生的溅射速率的差异，由此导致溅射表面的凹凸变大，因此在大功率的溅射时容易产生异常放电且容易产生喷溅。
[0047]在此，如下测定银合金晶粒的平均粒径。首先，在溅射靶的溅射面内均等地从16处地点采取一边为IOmm左右的长方体的样品。具体而言，将溅射靶划分成纵4X横4的16处并从各部分的中央部进行采取。
[0048]另外，在本实施方式中，由于构想有500X500 (mm)以上的溅射面，即靶表面具有
0.25m2以上的面积的大型靶，因此虽然记载了来自通常用作大型靶的矩形靶的样品的采取方法，但本实施方式当然也在抑制圆形靶的喷溅产生时发挥效果。此时，根据大型矩形靶中的样品的采取方法，在溅射靶的溅射面内均等地划分成16处并进行采取。
[0049]接着，研磨各样品片的溅射面侧。此时以#180?#4000的防水纸进行研磨，之后以3 ?I 的磨粒进行抛光。另外，蚀刻至能够用光学显微镜观察到晶界的程度。其中，在蚀刻液中使用过氧化氢溶液与氨水的混合液，在常温下浸溃I?2秒使晶界显现。接着用光学显微镜对各样品拍摄倍率为30倍的照片。
[0050]在各照片中，将60mm的线段以井字状以20mm的间隔纵横共划4条线，计数由各直线切断的晶粒的数量。另外，线段端部的晶粒计为0.5个。并且，以L=60000/ (M-N)(其中，M为实倍率，N为被切断的晶粒数的平均值)求出平均切片长度:L (Um)0接着，由所求出的平均切片长度:L ( m)，以d= (3/2) ? L计算样品的平均粒径:d ( u m)。
[0051]如此将从16处采样的样品平均粒径的平均值作为靶的银合金晶粒的平均粒径。本实施方式的溅射靶中的银合金晶粒`的平均粒径在120?400 ii m的范围内。含有In的本实施方式的溅射靶中的银合金晶粒的平均粒径在120?250 ii m的范围内。
[0052]若该银合金晶粒的粒径偏差在银合金晶粒平均粒径的20%以下，则能够更可靠地抑制溅射时的喷射。其中，对于粒径的偏差，在16处求出的16个平均粒径中，特定与平均粒径的偏差的绝对值(I [(某一处的平均粒径)_ (16处的平均粒径)]I)成为最大的平均粒径，利用其特定的平均粒径(特定平均粒径)如下进行计算。I [(特定平均粒径)-(16处的平均粒径)]I / (16处的平均粒径)XlOO (%)
[0053]如此，根据本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶，由具有如下成分组成的银合金构成:即含有上述含量范围的Ga、Sn中的一种或两种，且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成，该银合金晶粒的平均粒径为120?400 u m,晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，因此即使向靶中投入大功率也能够抑制异常放电且抑制喷溅的产生。另外，根据本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶，由具有如下成分组成的银合金构成，即含有上述含量范围的In和Ga、Sn中的一种或两种,且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成,该银合金晶粒的平均粒径为120?250 u m,晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下，因此即使向靶中投入大功率也能够抑制异常放电且抑制喷溅的产生。并且通过使用该导电性膜形成用银合金溅射靶来进行溅射，能够获得具有良好的耐蚀性及耐热性、且更低电阻的导电性膜。本实施方式的派射祀，尤其在祀尺寸为宽度:500mm、长度:500mm、厚度:6mm以上的大型革巴的情况下有效。[0054]接着，对本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法进行说明。本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶中，作为原料使用纯度:99.99质量％以上的Ag、纯度:99.9质量％以上的Ga、Sn。使用In时，使用纯度:99.9质量％以上的In。
[0055]首先，将Ag及Ga在高真空或惰性气体气氛中熔化，在所得到的熔融金属中添加预定含量的Sn，之后，在真空或惰性气体气氛中进行熔化来制作Ag合金的熔化铸造铸块，其包含合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种,且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成。或者，将Ag及Ga在高真空或惰性气体气氛中熔化，在所得到的熔融金属中添加预定含量的In及Sn，之后，在真空或惰性气体气氛中进行熔化来制作Ag合金的熔化铸造铸块，其包含In:0.1?1.5质量％，且还含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种，并且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成。
[0056]在此，Ag的熔化是在将气氛暂且设为真空之后在以氩替换的气氛中进行，且熔化后在氩气氛中将Sn添加于Ag及Ga的熔融金属中的情况，从使Ag与Ga、Sn的组成比率稳定的观点优选，或将In及Sn添加于Ag及Ga的熔融金属中的情况,从使Ag与In、Ga、Sn的组成比率稳定的观点优选。另外，Ga、Sn也可以以预先制作的AgGa、AgSn或AgGaSn的母合金的形式添加。
[0057]接着，为了使银合金晶粒的平均粒径处于预定值，对熔化铸造铸块进行热锻。热锻优选在750?850°C下加热I?3小时之后，将锻造成型比为1/1.2?1/2的镦锻重复进行6?20次。热锻更优选自由锻，例如尤其优选将锻造方向每隔90°地旋转并重复进行热镦锻。更详细而言，如图1所示，使用圆柱状的铸块I时，首先锻造成方形的铸块2。
[0058]之后，使方形的铸块2以与前一次的锻造方向呈90°的方式旋转，并重复进行锻造。此时，从使铸块整体的银合金晶粒的平均粒径处于预定值的观点考虑，更优选以在方形的铸块2的长、宽、高度方向(图2的x、y、z方向)的所有的朝向进行锻造的方式旋转。在此，图1所示的虚线的箭头均表示锻造方向，且z表示铸造方向，X表示相对于z的90°的任意方向，y表示相对于z及X 的90°方向。
[0059]为了使本实施方式的溅射靶的银合金晶粒的平均粒径处于预定值，并且使银合金晶粒的粒径的偏差在所期望的的范围内，优选重复该工序。若重复次数小于6次，则上述效果变得不充分。另一方面，即使重复进行的次数超过20次，抑制银合金晶粒的粒径的偏差的效果也不会进一步提高。
[0060]并且，若热镦锻的温度低于750°C，则由于存在微晶而无法充分发挥抑制粒径偏差的效果，因此不优选，若超过850°C，则由于残留粗大化的结晶，因此无法充分发挥抑制晶粒偏差的效果，因此不优选。另外，为了缓和通过热锻形成的各棱和/或各角部的急速冷却，优选以不影响铸块主体的锻炼的程度敲打铸块的该棱和/或该角部，适当进行所谓角打。
[0061]接着，将锻造后的铸块3冷轧至变成所期望的厚度，作为板材4。若在该冷轧中每I道次的轧制率为5?10%，则从抑制粒径的偏差的效果的观点考虑为优选。从使总轧制率处于预定值，且维持粒径偏差的抑制效果的同时使晶粒微细化的观点考虑，优选重复进行该冷轧直到总轧制率((冷轧前的铸块的厚度-冷轧后的铸块的厚度)/冷轧前的铸块的厚度)成为60?75%。并且，为了发挥上述效果，优选10?20道次。
[0062]上述冷轧后的热处理，从通过再结晶而控制成预定的平均粒径的观点考虑，优选在550?650°C下进行I?2小时。能够通过对该热处理后的板材4进行铣削加工、放电加工等机械加工直至变成预定的尺寸来制造本实施方式的导电性膜形成用银合金溅射靶。从抑制溅射时的喷溅的观点考虑，机械加工后的靶的溅射面的算术平均表面粗糙度(Ra)优选0.2 ?2 u m0
[0063]实施例
[0064]接着，对制作并评价本发明所涉及的导电性膜形成用银合金溅射靶的实施例的结果进行说明。
[0065](实施例1)
[0066][银合金溅射靶的制造]
[0067]作为原料准备纯度为99.99质量％以上的Ag、纯度为99.9质量％以上的Ga，并作为原料将Ag和Ga以各成分成为表I所示的质量比的方式装填于高频真空熔化炉中。熔化时的总质量设为约300kg。
[0068]对真空腔室内进行真空排气后进行Ar气体置换并熔化Ag及Ga，且将合金熔融金属在石墨模具中铸造。切除通过铸造制造的铸块上部的收缩部分，作为完整部获得大约260kg 的铸块(小 290 X 370mm)。
[0069]将所获得的铸块以800°C加热I小时之后，重复使锻造方向每次旋转90°，对铸造方向z，相对于z呈90°的任意方向X，以及相对于z及X呈90°的方向y的所有的方向进行了锻造。将每一次的锻造成型比设为1/1.2?1/2，且改变朝向而重复进行19次镦锻。在第20次的锻造中进行锻制，成型为大约600X910X45 (mm)的尺寸。
[0070]对锻造后的铸块进.行冷轧而获得尺寸大约为1200X1300X16 (mm)的板材。在冷轧中将每I道次的轧制率设为5?10%，共计进行13道次。该冷轧中的总轧制率为70%。该轧制后，将板材以640°C加热保持I小时，且实施再结晶化处理。
[0071]接着，将该板材机械加工为1000X1200X12 (mm)的尺寸，并作为本发明的实施例1的溅射靶。
[0072][溅射靶的评价]
[0073](I)机械加工后的翘曲
[0074]对上述机械加工后的实施例1的溅射靶测定其翘曲。将该结果示于表2。
[0075](2)银合金晶粒的平均粒径
[0076]如上述本实施方式记载进行了银合金晶粒的粒径测定，从如上述制造的实施例1的1000X1200X12 (mm)的溅射靶的16处地点均等地采取样品，测定从各样品的溅射面观察到的表面的平均粒径，并计算出各样品平均粒径的平均值即银合金晶粒的平均粒径以及银合金晶粒的平均粒径的偏差。将平均粒径的偏差的测定结果示于表I。该结果在本实施例I的溅射靶中，银合金晶粒的平均粒径在120?400 ii m的范围内，银合金晶粒的粒径的偏差在银合金晶粒的平均粒径的20%以内。
[0077](3)溅射时的异常放电次数的测定
[0078]从本实施例1的1000X 1200X 12 (mm)的溅射靶的任意部分，切出直径:152.4mm、
厚度:6mm的圆板并焊接于铜制垫板。将该焊接的溅射靶用作溅射时的喷溅评价用靶，并进行溅射过程中异常放电次数的测定。将该结果示于表2。
[0079]另外，在该异常放电次数的测定中，将上述焊接的评价用靶安装于一般磁控溅射装置且进行排气至I X KT4Pa之后，以Ar气压:0.5Pa、投入功率:DC1000W、及靶基板间距离:60mm的条件进行溅射。溅射时的异常放电次数，通过MKS仪器(MKS INSTRUMENTS)公司制DC电源(型号:RPDG-50A)的弧计数功能而作为从放电开始30分钟的异常放电次数进行测量。将该结果示于表2。其结果，在本实施例1的溅射靶中的异常放电次数为10次以下。
[0080](4)作为导电膜的基本特性评价
[0081](4-1)膜的表面粗糙度
[0082]利用上述(3)所示的评价用靶，在与上述(2)同样的条件下进行溅射，在20X20(mm)的玻璃基板上以IOOnm膜厚成膜而获得银合金膜。另外，为了耐热性评价，对该银合金膜实施250°C、10分钟的热处理，之后，利用原子力显微镜测定银合金膜的平均表面粗糙度(Ra)。将该结果示于表2。其结果，基于本实施例1的溅射靶的膜的平均表面粗糙度Ra为Inm以下。
[0083](4-2)反射率
[0084]为了评价耐蚀性，在温度为80°C、湿度为85%的恒温高湿槽中保持100小时后，利用分光光度计测定与上述(4-1)同样地成膜的银合金膜的反射率。将该结果示于表2。其结果，基于本实施例1的溅射靶的银合金膜的波长为550nm的绝对反射率为90%以上。
[0085](4-3)膜的比电阻
[0086]将测定与上述(4-1)同样地成膜的银合金膜的比电阻的结果示于表2。其结果，基于本实施例1的溅射靶的银合金膜的比电阻为3.34y Ω ? cm为较低值。
[0087](实施例2-9、比较例1-5)
[0088]除表I中记载的成分组成及制造条件以外，与实施例1同样地制造溅射靶，并获得实施例2-9、比较例I-5的溅射靶之后，与实施例1同样地进行上述各种评价。将这些结果不于表I及表2。
[0089](现有例1、2)
[0090]以表I中记载的Ga、Sn的成分组成，与实施例1同样地熔化并在方形的石墨模具中铸造，并制作大约400X400X150 (mm)的铸块，并进一步对该铸块在600°C下加热I小时之后进行热轧，而制作现有例I的溅射靶。并且，与现有例I相同地，对铸造铸块进行热轧之后，制作进一步在600°C下实施2小时的热处理的现有例2的溅射靶。利用这些现有例I及现有例2的溅射靶，与实施例1的评价相同地进行了上述各种评价。将这些结果示于表1及表2。
[0091](参考例1)
[0092]以表1中记载的Ga的配比将投入重量设为7kg进行熔化，且将合金熔融金属在石墨模具中铸造，并制作φ80X lio(mm)的铸块，对于所获得的铸块以与比较例7实施相同的镦锻次数(5次)、冷轧的轧制率、热处理而得到220X220X 11 (mm)的板材。对于该参考例I与上述实施例及比较例同样地进行了上述各种评价。将这些结果示于表I及表2。其中，参考例I的溅射靶比以上述实施例及比较例制作的溅射靶的尺寸更小，因此未进行机械加工后的翘曲的评价。
[0093][表 1]
[0094]
【权利要求】
1.一种导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于， 由具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的银合金构成，所述银合金的晶粒的平均粒径为120?400 ym，所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
2.根据权利要求1所述的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于， 含有合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种来代替所述Ag的一部分。
3.根据权利要求1所述的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于， 含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种来代替所述Ag的一部分。
4.一种导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于， 由具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种、还含有0.1?1.5质量％的In且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的银合金构成，所述银合金的晶粒的平均粒径为120?250 iim，所述晶粒的粒径的偏差在平均粒径的20%以下。
5.根据权利要求4所述的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于， 含有0.1?1.5质量％ 的In和合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种来代替所述Ag的一部分。
6.根据权利要求4所述的导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于， 含有0.1?1.5质量％的In和合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种来代替所述Ag的一部分。
7.一种导电性膜形成用银合金溅射靶，其特征在于，在权利要求1所述的导电性膜形成用银合金溅射靶中， 靶表面具有0.25m2以上的面积。
8.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，其为制作权利要求1所述的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。
9.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，其为制作权利要求2所述的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种、还含有合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。
10.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，其为制作权利要求3所述的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种、还含有合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。
11.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，其为制作权利要求4所述的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种、还含有0.1?1.5质量％的In且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。
12.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，其为制作权利要求5所述的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种、还含有0.1?1.5质量％的In和合计为1.0质量％以下的Cu、Mg中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。
13.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，其为制作权利要求6所述的导电性膜形成用银合金溅射靶的方法， 对具有含有合计为0.1?1.5质量％的Ga、Sn中的一种或两种、还含有0.1?1.5质量％的In和合计为0.8质量％以下的Ce、Eu中的一种或两种且剩余部分由Ag及不可避免杂质构成的成分组成的熔化铸造铸块，依次进行重复6?20次热镦锻的工序、冷轧工序、热处理工序及机械加工工序。
14.一种导电性膜形成用银合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在权利要求8所述的导电性膜形成用银合金溅射 靶的制造方法中， 所述热镦锻的温度为750?850°C。
【文档编号】H01L21/28GK103443323SQ201280013584
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】野中庄平, 小见山昌三 申请人:三菱综合材料株式会社