氧化物烧结体、氧化物溅射靶和导电性氧化物薄膜以及氧化物烧结体的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及氧化物烧结体、氧化物溅射靶和导电性氧化物薄膜以及氧化物烧结体 的制造方法，特别是涉及适合用于形成高透射率且高折射率、非晶的导电性氧化物薄膜的 氧化物烧结体溅射靶。
【背景技术】
[0002] 在显示器、触控面板等各种光学器件中，在利用可见光的情况下，所使用的材料需 要是透明的，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；作为改善这些 光损失的方法，有引入用于调节折射率、光学膜厚的光学调节膜的方法。光学调节膜所要求 的折射率根据各种器件的结构而不同，因此需要宽范围的折射率。另外，根据使用的场所， 有时也需要导电性。
[0003] 另外，作为光学调节膜所需要的特性，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ΙΤ0 (氧化铟-氧化锡）、ΙΖ0 (氧化铟-氧 化锌）、GZ0 (氧化镓-氧化锌）、ΑΖ0 (氧化铝-氧化锌）等。但是，这些材料在波长550nm 下的折射率在约1. 95~约2. 05的范围内，不能作为用于光学调节的高折射率材料（η > 2. 05)使用。另外，对于ΙΤ0而言，存在以下问题：为了提高透射率，在成膜时加热基板或者 在成膜后需要退火，难以用于不能加热的塑料基板、有机EL器件用途等。另外，对于ΙΖ0而 言，存在以下问题：在短波长侧具有吸收，因此会变成带有黄色的膜。
[0005] 针对这样的问题，本发明人以前使用组成调节后的氧化物烧结体溅射靶，成功形 成高透射率且高折射率的导电性非晶薄膜（专利文献1)。然而，继续研究的结果是，在组成 范围中，包含了得到的薄膜成为结晶膜的组成范围，在作为挠性器件使用的情况下、在需要 防止水分的情况下，这样的结晶膜不适合。需要说明的是，根据薄膜的用途不同，结晶膜的 情况有时也是优选的，在专利文献2中，在薄膜晶体管用的情况下，如果为非晶膜则得不到 稳定的膜。另外，以往虽然已知作为透明导电膜的宽组成范围（例如专利文献3)，但是没有 特别意识到膜的结晶性。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特愿2013-220805
[0009] 专利文献2 :国际公开W02012/153507号
[0010] 专利文献3 :日本专利第4994068号
[0011] 专利文献4 :国际公开W02010/058533号
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的问题
[0013] 本发明的课题在于提供一种能够得到能够实现可见光的高透射率和高折射率的 导电性薄膜的烧结体。该薄膜的透射率高且折射率高，因此作为显示器、触控面板等光学器 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相对密度高、 体积电阻率低、并且能够进行DC溅射的溅射靶。本发明的目的在于提高光学器件的特性， 减少设备成本，并且大幅改善成膜特性。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 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，能够得到高透射率且高折射率的导电性薄膜，能够确保良好的光学特性，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。
[0016] 本发明人基于该发现，提供下述的发明。
[0017] 1) -种氧化物烧结体，其特征在于，包含铟（In)、钛（Ti)、锌（Zn)、锡（Sn)和氧 (〇)，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, Zn和Sn的 含量相对于In和Ti的含量以原子数比计满足关系式0. 2 < (Zn+SnV(In+Ti) < 1. 5, Zn 的含量相对于Sn的含量以原子数比计满足关系式0. 5 < Zn/Sn < 7. 0。
[0018] 2)如上述1)所述的氧化物烧结体，其特征在于，相对密度为90%以上。
[0019] 3)如上述1)或2)所述的氧化物烧结体，其特征在于，体积电阻率为10 Ω cm以下。
[0020] 4) -种膜，其特征在于，包含铟（In)、钛（Ti)、锌（Zn)、锡（Sn)和氧（0)，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, Zn和Sn的含量相对于 In和Ti的含量以原子数比计满足关系式0. 2 < (Zn+Sn) Aln+Ti) < 1. 5, Zn的含量相对 于Sn的含量以原子数比计满足关系式0. 5 < Zn/Sn < 7. 0。
[0021] 5)如上述4)所述的膜，其特征在于，波长550nm下的折射率为2. 05以上。
[0022] 6)如上述4)或5)所述的膜，其特征在于，波长405nm下的消光系数为0. 05以下。
[0023] 7)如上述4)~6)中任一项所述的膜，其特征在于，体积电阻率为1ΜΩ cm以下。
[0024] 8)如上述4)~7)中任一项所述的膜，其特征在于，其为非晶膜。
[0025] 9) -种氧化物烧结体的制造方法，其为制造上述1)~3)中任一项所述的氧化物 烧结体的方法，其特征在于，将原料粉末在惰性气体或真空气氛下、在900°C以上且1300Γ 以下进行加压烧结；或者将原料粉末压制成形，然后将该成形体在惰性气体或真空气氛下、 在1000°C以上且1500°C以下进行常压烧结。
[0026] 发明效果
[0027] 根据本发明，通过使用上述所示的材料体系，能够得到高透射率且高折射率的导 电性膜（特别是非晶膜），能够确保所期望的光学特性，并且能够确保良好的蚀刻性、耐高 温高湿性。另外，本发明具有以下优良效果：提高各种光学器件的特性，减少设备成本，通过 提高成膜速度而大幅改善生产率。
【附图说明】
[0028] 图1为表示本发明的通过溅射形成的膜的X射线衍射光谱的图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明的氧化物烧结体的特征在于，包含铟（In)、钛（Ti)、锌（Zn)、锡（Sn)和氧 (〇)，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, Zn和Sn的 含量相对于In和Ti的含量以原子数比计满足关系式0. 2 < (Zn+SnV(In+Ti) < 1. 5, Zn 的含量相对于Sn的含量以原子数比计满足关系式0. 5 < Zn/Sn < 7. 0。
[0030] 通过使用包含该氧化物烧结体的溅射靶，能够得到高透射率且高折射率、非晶的 导电性氧化物膜。需要说明的是，本发明的材料以铟（In)、钛（Ti)、锌（Zn)、锡（Sn)和氧 (〇)作为构成元素，但是在该材料中还含有不可避免的杂质。
[0031] In-Ti-Zn-〇(氧化铟-氧化钛-氧化锌）膜存在以下问题：在具有良好导电性的组 成范围内，易于结晶化，而且在溅射（引入氧）时高透射率化