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CN120603983A - 氧化物溅射靶和氧化物膜 - Google Patents

氧化物溅射靶和氧化物膜

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Publication number
CN120603983A
CN120603983A CN202480009677.3A CN202480009677A CN120603983A CN 120603983 A CN120603983 A CN 120603983A CN 202480009677 A CN202480009677 A CN 202480009677A CN 120603983 A CN120603983 A CN 120603983A
Authority
CN
China
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oxide
oxide film
film
sputtering target
content ratio
Prior art date
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Pending
Application number
CN202480009677.3A
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English (en)
Inventor
宗安慧
奈良淳史
大友大干
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.)
JX Nippon Mining and Metals Corp
Original Assignee
JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JX Nippon Mining and Metals Corp filed Critical JX Nippon Mining and Metals Corp
Publication of CN120603983A publication Critical patent/CN120603983A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明的技术问题在于一种氧化物膜,该氧化物膜具备由蚀刻带来的良好的加工性、优异的耐候性(透射率的变化率小),且具备适合防止光反射的光吸收能力。一种氧化物膜,其含有钼(Mo)、铌(Nb)、锌(Zn)以及氧(O),蚀刻速率为1nm/秒以上,恒温恒湿试验前后的可见光区域(波长:400~700nm)的平均透射率的变化率为15%以内,对可见光区域(波长:400~700nm)的入射光的平均反射率为15%以下。

Description

氧化物溅射靶和氧化物膜
技术领域
本发明涉及一种氧化物溅射靶和氧化物膜。
背景技术
作为在液晶显示器、等离子显示器、有机EL显示器、触摸面板、太阳能电池等中的布线构件,已有使用由ITO(铟锡氧化物)构成的透明导电膜。ITO膜因为对可见光有优异的透射性,且在氧化物之中电阻率低,因此是作为布线构件而言优异的材料,不过在使显示器、面板大面积化的情况下,电阻变高,出现无法应对大面积化的问题。
由于这样的问题,已有研究用电阻率低的金属膜作为布线构件,来替代ITO膜。但是,在将金属膜作为布线构件使用的情况下,出现金属膜反射可见光,使显示器、面板的视觉确认性降低的问题。针对于此,已研究在金属膜的附近形成能吸收反射光的膜(也叫黑矩阵),抑制金属膜造成的光反射,谋求视觉确认性的提高。
关于减少光反射的膜,以前,申请人提出了一种涉及Nb、Mo、O(氧)的氧化物薄膜的技术,该氧化物薄膜具备适合防止光反射的光吸收能力(专利文献1)。该氧化物薄膜是具备良好的由蚀刻带来的加工性、优异的耐候性的光吸收膜。此外,在专利文献2中,公开了一种涉及用于由含有氧化物相、且氧含量比化学计量组成低的靶材制造光吸收层的溅射靶的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2019/176552号
专利文献2:日本特表2019-529705号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的技术问题在于提供一种具备由蚀刻带来的良好的加工性、优异的耐候性(透射率的变化率小),具备适合防止光反射的光吸收能力的氧化物膜以及适合对该氧化物膜进行成膜的氧化物溅射靶。
用于解决问题的方案
本公开的氧化物溅射靶具有以下要点:含有钼(Mo)、铌(Nb)、锌(Zn)以及氧(O),包含Zn2Mo3O8相和/或Zn3Mo3O8相,上述Zn的含有比以原子比计为0.13≤Zn/(Mo+Nb+Zn)≤0.50。
本公开的氧化物膜具有以下要点:含有钼(Mo)、铌(Nb)、锌(Zn)以及氧(O),蚀刻速率为1nm/秒以上,对可见光区域(波长:400~700nm)的入射光的平均反射率为15%以下,恒温恒湿试验前后的可见光区域(波长:400~700nm)的平均透射率的变化率为15%以内。
发明效果
根据本发明,能够得到具备由蚀刻带来的良好的加工性、优异的耐候性(透射率的变化率小),具有适合防止光反射的光吸收能力的氧化物膜。此外,根据本发明,能够得到适合用于形成上述氧化物膜的氧化物溅射靶。
具体实施方式
作为各种显示器、触摸面板、太阳能电池等的布线构件,已有研究使用电阻率低的铜、铝等的金属膜。但是,在将金属膜作为布线构件使用的情况下,出现金属膜反射可见光,使显示器、面板的视觉确认性降低的问题。针对于此,已研究在金属膜的附近形成能吸收反射光的膜(抗反射膜),抑制金属膜造成的光反射,谋求视觉确认性的提高。
考虑使用金属膜作为抗反射膜。但是,在该情况下,虽然光的吸收能力优异,但产生金属特有的金属反射,难以降低这种金属反射。虽然也考虑在作为抗反射膜的金属膜上形成氧化膜而制作出双层结构,但增加制造工序,使生产效率降低。另一方面,考虑用氧化物的单膜作为抗反射膜。在该情况下,虽然因不产生金属反射而能抑制表面反射,但由于光吸收能力比金属膜差,因此透射率高,来自下部电极等布线材料的反射光明显,有时视觉确认性恶化。
这一点上,即使在单膜的氧化物中,NbO2、MoO2也是相对而言对可见光的透射率低、反射率也低的材料,被认为作为抗反射膜是有用的。但是,在NbO2膜(单独)的情况下,虽然经时变化小且耐候性优异,但存在难以溶解于氢氟酸(HF)之外的蚀刻液,不容易通过蚀刻进行加工的问题。特别是有难以与作为布线材料的金属膜同时进行蚀刻的问题。此外,在MoO2膜(单独)的情况下,虽然蚀刻速率快,能以与金属膜相同的条件进行蚀刻,但耐候性降低。如此,蚀刻速率和耐候性是此消彼长(trade off)的关系。
本发明人等经过不断深入研究后,结果得到以下见解:一种含有钼(Mo)、铌(Nb)、锌(Zn)以及氧(O)的氧化物膜,通过适当调整各金属成分的含有比,由此具备良好的由蚀刻带来的加工性(能与金属膜同时蚀刻)和优异的耐候性(透射率的变化率小),具有适合防止光反射的光吸收能力,有效发挥作为抗反射膜的功能。
以下,对本发明的实施方式进行详细叙述。
[关于氧化物膜]
就本实施方式的氧化物膜而言,作为具有由蚀刻带来的良好的加工性的膜,在以下的条件下进行蚀刻的情况下,蚀刻速率为1.0nm/秒以上。蚀刻速率只要为1.0nm/秒以上,就能以与金属膜(至少铜)相同的条件进行蚀刻。优选的是蚀刻速率为1.1nm/秒以上,更优选为1.3nm/秒以上,进一步优选为1.4nm/秒以上。
(蚀刻的条件)
在蚀刻液中使用过氧化氢(H2O2)系的化学溶液,液温设为35℃,将成膜在基板上的氧化物膜(样品)浸渍到蚀刻液中,在进行搅拌的同时按规定的时间进行蚀刻。然后,从蚀刻液中取出样品,测定膜厚。由蚀刻所需时间(浸渍时间)和氧化物膜的膜厚的减少量(=(蚀刻前的膜厚)-(蚀刻后的膜厚))计算出蚀刻速率。
就本实施方式的氧化物膜而言,作为具有优异的耐候性(透射率的变化率小)的膜,恒温恒湿试验前后的可见光区域(波长:400~700nm)的平均透射率的变化率为15%以内。平均透射率的变化率优选为14%以内,更优选为13%以内,进一步优选为10%以内。就平均透射率而言,在波长区域(400~700nm)每5nm测定一次透射率,计算出其平均值。就透射率的变化率而言,作为恒温恒湿试验,将成膜在玻璃基板上的氧化物膜的样品放置在控制室内(气氛:大气,温度85℃,湿度85%),测定经过14天后的样品的透射率,与恒温恒湿试验前的透射率的测定值进行对比,调查其变化量。即,由下述的算式计算出。
透射率的变化率(%)={(恒温恒湿试验后的透射率)-(恒温恒湿试验前的透射率)}/(恒温恒湿试验前的透射率)×100
就本实施方式的氧化物膜而言,作为具有适合防止光反射的光的吸收能力的膜,对可见光区域(波长:400~700nm)的入射光的平均反射率为15%以下。优选的是平均反射率为14%以下,更优选为12%以下,进一步优选为10%以下。就平均反射率而言,在波长区域(400~700nm)每5nm测定一次反射率,计算出平均值。反射率是如下测定的:在玻璃基板对铜进行成膜,制作在该成膜了的铜上层叠氧化物膜的样品,测定从膜侧入射的光的反射率。需要说明的是,反射光包括镜面反射光和漫反射光,在本公开中设为将镜面反射光与漫反射光合并后的相对全光线反射率。
在本实施方式的氧化物膜中,Zn的含有比(原子比)以Zn/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.13以上。这是因为当Zn的含有比变高时,氧化物膜的蚀刻速率上升,耐候性也提高。更优选为0.15以上,进一步优选为0.20以上。另一方面,Zn的含有比(原子比)以Zn/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.50以下。这是因为当Zn的含有比(原子比)过高时,氧化物膜的光吸收能力显著降低,当与金属膜层叠时,反射率会增加。
在本实施方式的氧化物膜中,Mo的含有比(原子比)以Mo/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.30以上。这是因为当Mo的含有比变高时,氧化物膜的蚀刻速率上升。更优选为0.33以上,进一步优选为0.35以上。另一方面,Mo的含有比(原子比)以Mo/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.70以下。这是因为当Mo的含有比过高时,氧化物膜的耐候性显著劣化。更优选为0.65以下。
在本实施方式的氧化物膜中,Nb的含有比(原子比)以Nb/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.15以上。这是因为当Nb的含有比变高时,耐候性提高。更优选为0.18以上,进一步优选为0.20以上。另一方面,Nb的含有比(原子比)以Nb/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.30以下。这是因为当Nb的含有比过高时,氧化物膜的蚀刻速率显著降低。更优选为0.28以下,进一步优选为0.26以下。
本实施方式的氧化物膜的膜厚优选为15nm以上、1000nm以下。若膜厚小于15nm,则有时光吸收能力降低,另一方面,若膜厚超过1000nm,则成膜花费必要以上的时间,因此不优选。但是,膜厚最终是根据器件(device)设计来定的,若至少能保证光吸收能力,则也不限定于该膜厚。优选为30nm以上且500nm以下。
本实施方式的氧化物膜优选为非晶质(amorphous:无定形)。这是因为存在以下优点:与结晶膜相比,膜应力小且均质,膜的缺陷少。根据这样的优点,能降低在柔性基板上成膜时出现剥离、缺陷的概率。在本公开中,判断氧化物膜是否为非晶质,如将在后文加以记述的那样,使用X射线衍射法分析氧化物膜,以规定的范围内有无衍射峰来判断。
[氧化物溅射靶]
就本实施方式的氧化物溅射靶而言,含有钼(Mo)、铌(Nb)、锌(Zn)以及氧(O),包含Zn2Mo3O8相和/或Zn3Mo3O8相,上述Zn的含有比(原子比)为0.13≤Zn/(Mo+Nb+Zn)≤0.50。本实施方式的氧化物溅射靶对形成本实施方式的氧化物膜是有用的。
在本实施方式的氧化物溅射靶中,Zn的含有比(原子比)以Zn/(Mo+Nb+Zn)计为0.13以上。这是因为当Zn的含有比变高时,使用该溅射靶进行成膜的氧化物膜的蚀刻速率上升,耐候性也提高。更优选为0.15以上,进一步优选为0.20以上。另一方面,本实施方式的氧化物溅射靶中,Zn的含有比(原子比)以Zn/(Mo+Nb+Zn)计为0.50以下。这是因为当Zn的含有比(原子比)过高时,使用该溅射靶进行成膜的氧化物膜的光吸收能力显著降低,当与金属膜层叠时,反射率会增加。
在本实施方式的氧化物溅射靶中,Mo的含有比(原子比)以Mo/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.30以上。这是因为当Mo的含有比变高时,使用该溅射靶进行成膜的氧化物膜的蚀刻速率上升。更优选为0.33以上,进一步优选为0.35以上。另一方面,Mo的含有比(原子比)以Mo/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.70以下。这是因为当Mo的含有比过高时,使用该溅射靶进行成膜的氧化物膜的耐候性显著劣化。更优选为0.65以下。
在本实施方式的氧化物溅射靶中,Nb的含有比(原子比)以Nb/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.15以上。这是因为当Nb的含有比变高时,使用该溅射靶进行成膜的氧化物膜的耐候性提高。更优选为0.18以上,进一步优选为0.20以上。另一方面,Nb的含有比(原子比)以Nb/(Mo+Nb+Zn)计,优选为0.30以下。这是因为当Nb的含有比过高时,使用该溅射靶进行成膜的氧化物膜的蚀刻速率显著降低。更优选为0.28以下,进一步优选为0.26以下。
本实施方式的氧化物溅射靶包含Zn2Mo3O8相和/或Zn3Mo3O8相。Zn2Mo3O8相和/或Zn3Mo3O8相的结晶稳定性比Mo氧化物单质高,可以期待提高耐候性。Zn2Mo3O8相、Zn3Mo3O8相的有无可以通过X射线衍射分析(XRD)确认。
在本公开中,在归属于Zn2Mo3O8相的(102)面的XRD峰强度I2和背景强度I0之比I2/I0满足I2/I0>2的情况下,判断存在Zn2Mo3O8相。此外,在归属于Zn3Mo3O8相的(006)面的XRD峰强度I3和背景强度I0之比I3/I0满足I3/I0>2的情况下,判断存在Zn3Mo3O8相。
本实施方式的氧化物溅射靶的相对密度优选为90%以上。若相对密度为90%以上,则可以抑制溅射时颗粒的产生。更优选相对密度为95%以上。
[氧化物溅射靶的制造方法]
就本实施方式的氧化物溅射靶而言,例如可以按以下方式制作。
按所期望的成分组成,称量、混合MoO2原料粉末、NbO2原料粉末、ZnO原料粉末。原料粉末优选使用纯度99.9%以上、平均粒径(D50)为0.5~10μm的。作为混合方法,优选使用球磨机等,同时进行粉碎和混合。虽然也可以考虑用Nb2O5粉末和Mo粉末作为原料粉末,但由于Nb2O5和Mo的烧结温度差别大,高密度化是困难的。
接着,针对混合原料粉末得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1100℃以上且1200℃以下、压力250MPa以上、烧结时间5~10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)。由此能够得到含有Mo、Nb、Zn以及O的氧化物烧结体。接着,对得到的氧化物烧结体进行切削、研磨等而加工为溅射靶,由此制造出本实施方式的氧化物溅射靶。
[氧化物膜的制造方法]
本实施方式的氧化物薄膜例如可以按以下方式制作。
将NbO2溅射靶、MoO2溅射靶、ZnO溅射靶或者Nb-Mo-O溅射靶等,分别设置于溅射装置,进行共溅射,由此能在基板上成膜NbO2与MoO2与ZnO的混合膜。此时,通过改变溅射时各自的溅射功率,能改变膜组成。
或者,也可以将用上述方法制作的一体型溅射靶设置于溅射装置,进行溅射,在基板上成膜NbO2与MoO2与ZnO的混合膜。此时,溅射靶的组成和膜的组成虽然不完全相同,但推测是与其相近的组成。由于溅射靶的组成和膜的组成有相关性,因此可以通过设定条件,把握能够得到期望膜组成的溅射靶组成。而且,通过调整溅射时通入的氧流量,能调整膜中的氧量。
氧化物膜的成膜条件,例如可以按以下设定。
<成膜条件>
溅射装置:ANELVA SPL-500。
基板温度:室温(基板不加热)。
成膜气氛:Ar或Ar+O2
气压:0.2~2.0Pa。
气体流量:50~100sccm。
功率:100~1000W(DC、RF)。
基板:康宁制EagleXG(φ4mm×0.7mm)。
[实施例]
在本公开中,氧化物膜和氧化物溅射靶的诸多特性按以下的条件进行了测定。
<溅射靶的成分组成>
溅射靶的成分组成,使用以下装置测定。
装置:SII公司制SPS3500DD。
方法:ICP-OES(高频感应耦合等离子体发射光谱法)。
<氧化物膜的反射率、透射率>
装置:岛津公司制分光光度计UV-2600。
光源:氘灯、卤素灯。
测定波长:200~1400nm
测定波长间隔:5nm。
测定样品:
(反射率)在厚度0.7mm的玻璃基板上成膜出膜厚100nm的铜,然后,成膜出膜厚35nm的氧化物,使用这样的样品(Cu层叠膜)。
(透射率)在厚度0.7mm的玻璃基板上,成膜出膜厚35nm的氧化物,使用这样的样品。
<测定方法>
(反射率)使用了积分球(基准样品;镜面镜)的相对全光线反射率。
(平均反射率)在波长区域(400~700nm),每5nm测定一次反射率,计算出平均值。
(透射率)相对于参考光的相对透射率。
(平均透射率)在波长区域(400~700nm),每5nm测定一次透射率,计算出平均值。
需要说明的是,透射率和反射率均使用了从膜侧入射光时的测定结果。
<氧化物膜的非晶质性>
通过氧化物膜(样品)的X射线衍射有无衍射峰来判断。在以下条件下进行测定,在不存在因氧化物膜产生的衍射峰的情况下,判断为非晶质膜。需要说明的是,不存在衍射峰是指将2θ=10°~60°中的最大峰强度设为Imax,将2θ=20°~25°的平均峰强度设为IBG时,Imax/IBG<5的情况。在表中,作为非晶质性的判定基准,满足Imax/IBG<5的情况设为○,不满足的情况设为×。
装置:Rigaku公司制Smart Lab。
管球:Cu-Kα线。
管电压:40kV。
电流:30mA。
测定方法:2θ-θ反射法。
扫描速度:20°/分钟。
取样间隔:0.02°。
测定范围:10°~60°。
测定样品:玻璃基板(EagleXG)上的样品(膜厚100nm以上)。
发散狭缝:1°。
发散纵向限制狭缝:10mm。
散射狭缝:8mm。
受光狭缝:开放状态。
测角仪:试样水平型。
<膜厚测定>
氧化物膜膜厚的测定使用探针式轮廓仪(Veeco制Dektak8)。根据成膜有氧化物膜的玻璃基板的成膜面与未成膜面的高度差,测定氧化物膜的膜厚。
<氧化物膜的蚀刻加工性>
蚀刻液用过氧化氢(H2O2)系的化学溶液(林纯药工业制造,Pure Etch C200),将液温设为35℃,将成膜在基板上的氧化物膜(样品)浸渍到蚀刻液中,一边搅拌一边进行规定时间的蚀刻。然后,从蚀刻液取出样品,测定膜厚,根据蚀刻所需时间(浸渍时间)和氧化物膜的膜厚变化量(=(蚀刻前的膜厚)-(蚀刻后的膜厚))计算出蚀刻速率。若蚀刻速率在1nm/秒以上,则判断蚀刻加工性良好。
<溅射靶的成分组成>
溅射靶的组成使用以下方法、装置测定。
装置:SII公司制SPS3500DD。
方法:ICP-OES(高频感应耦合等离子体发射光谱法)。
<溅射靶的相对密度>
测定烧结体的尺寸(使用游标卡尺)和重量,计算出尺寸密度,根据尺寸密度和烧结体的真密度,计算出相对密度(%)=尺寸密度/真密度×100。
真密度根据各氧化物的配合比和各自的理论密度来计算。
当将NbO2重量设为a(wt%),MoO2重量设为b(wt%),ZnO重量设为c(wt%)时,真密度=100/(a/5.90+b/6.44+c/5.61)。
NbO2的理论密度:5.90g/cm3
MoO2的理论密度:6.44g/cm3
ZnO的理论密度:5.61g/cm3
<溅射靶的XRD分析>
关于溅射靶的组织,使用以下装置进行分析。
装置:Rigaku公司制Smart Lab。
管球:Cu-Kα线。
管电压:40kV。
电流:30mA。
测定方法:2θ-θ反射法。
扫描速度:20°/分钟。
取样间隔:0.02°。
测定范围:10°~60°。
样品测定部位:溅射面。
发散狭缝:1°。
发散纵向限制狭缝:10mm。
散射狭缝:8mm。
受光狭缝:开放状态。
测角器:试样水平型。
将归属于Zn2Mo3O8相的(102)面、在25.5°≤2θ≤26.5°范围的XRD峰强度定义为I2
将归属于Zn3Mo3O8相的(006)面、在17.0°≤2θ≤17.5°范围的XRD峰强度定义为I3
将在21.0°≤2θ≤22.0°范围的XRD强度的平均值定义为背景值I0
(实施例1:氧化物溅射靶)
以成为所期望的组成的方式,称取MoO2原料粉末、NbO2原料粉末、ZnO原料粉末并混合。针对得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1100℃、压力250MPa以上、烧结时间10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)制作出氧化物烧结体,之后进行加工而制作出氧化物溅射靶。对氧化物溅射靶进行组成分析,结果如下所述。
由Mo/(Mo+Nb+Zn)表示的Mo含有比(原子比)为0.517。
由Nb/(Mo+Nb+Zn)表示的Nb含有比(原子比)为0.248。
由Zn/(Mo+Nb+Zn)表示的Zn含有比(原子比)为0.235。
此外,氧化物溅射靶的相对密度为96.5%,关于晶相,I2/I0=11.81、I3/I0=1.73。
(实施例2:氧化物溅射靶)
以成为所期望的组成的方式,称取MoO2原料粉末、NbO2原料粉末、ZnO原料粉末并混合。针对得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1075℃、压力250MPa以上、烧结时间10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)制作出氧化物烧结体,之后进行加工而制作出氧化物溅射靶。对氧化物溅射靶进行组成分析,结果如下所述。
由Mo/(Mo+Nb+Zn)表示的Mo含有比(原子比)为0.387。
由Nb/(Mo+Nb+Zn)表示的Nb含有比(原子比)为0.185。
由Zn/(Mo+Nb+Zn)表示的Zn含有比(原子比)为0.428。
此外,氧化物溅射靶的相对密度为99.9%,关于晶相,I2/I0=12.72、I3/I0=2.32。
(比较例1:氧化物溅射靶)
以成为所期望的组成的方式,称取MoO2原料粉末、NbO2原料粉末并混合。需要说明的是,在比较例A-1中,不含ZnO粉末。针对得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1150℃、压力250MPa以上、烧结时间10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)制作出氧化物烧结体,之后进行加工而制作出氧化物溅射靶。对氧化物溅射靶进行组成分析,结果如下所述。
由Mo/(Mo+Nb+Zn)表示的Mo含有比(原子比)为0.90。
由Nb/(Mo+Nb+Zn)表示的Nb含有比(原子比)为0.10。
此外,氧化物溅射靶的相对密度为93.1%。
(比较例2:氧化物溅射靶)
以成为所期望的组成的方式,称取MoO2原料粉末、NbO2原料粉末并混合。需要说明的是,在比较例A-2中,不含ZnO粉末。针对得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1125℃、压力250MPa以上、烧结时间10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)制作出氧化物烧结体,之后进行加工而制作出氧化物溅射靶。对氧化物溅射靶进行组成分析,结果如下所述。
由Mo/(Mo+Nb)表示的Mo含有比(原子比)为0.81。
由Nb/(Mo+Nb)表示的Nb含有比(原子比)为0.19。
此外,氧化物溅射靶的相对密度为89.4%。
(比较例3:氧化物溅射靶)
以成为所期望的组成的方式,称取MoO2原料粉末、NbO2原料粉末并混合。需要说明的是,在比较例A-3中,不含ZnO粉末。针对得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1100℃、压力250MPa以上、烧结时间10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)制作出氧化物烧结体,之后进行加工而制作出氧化物溅射靶。对氧化物溅射靶进行组成分析,结果如下所述。
由Mo/(Mo+Nb)表示的Mo含有比(原子比)为0.713。
由Nb/(Mo+Nb)表示的Nb含有比(原子比)为0.287。
此外,氧化物溅射靶的相对密度为87.1%。
(比较例4:氧化物溅射靶)
以成为所期望的组成的方式,称取NbO2原料粉末、ZnO原料粉末并混合。需要说明的是,在比较例A-4中,不含MoO2粉末。针对得到的混合粉末,在Ar气氛中,在烧结温度1075℃、压力250MPa以上、烧结时间10小时下,进行热压烧结(单轴加压烧结)制作出氧化物烧结体,之后进行加工而制作出氧化物溅射靶。对氧化物溅射靶进行组成分析,结果如下所述。
由Nb/(Nb+Zn)表示的Mo含有比(原子比)为0.382。
由Zn/(Nb+Zn)表示的Nb含有比(原子比)为0.618。
此外,氧化物溅射靶的相对密度为95.8%。
将以上结果汇总示于表1。
[表1]
(实施例3:氧化物膜)
使用实施例1制作的氧化物溅射靶,按上述成膜条件进行溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为1.50nm/秒,透射率的变化率为13.0%,平均反射率为7.60%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(实施例4:氧化物膜)
使用实施例2制作的氧化物溅射靶,按上述成膜条件进行溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为1.52nm/秒,透射率的变化率为6.5%,平均反射率为10.60%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(实施例5:氧化物膜)
使用比较例3制作的氧化物溅射靶和ZnO溅射靶,进行共溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。按表2所示,通过控制各溅射靶的成膜速度来调整氧化物膜的组成。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为1.15nm/秒,透射率的变化率为14.4%,平均反射率为6.9%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(实施例6:氧化物膜)
使用比较例3制作的氧化物溅射靶和ZnO溅射靶,进行共溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。按表2所示,通过控制各溅射靶的成膜速度来调整氧化物膜的组成。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为1.45nm/秒,透射率的变化率为13.7%,平均反射率为7.8%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(实施例7:氧化物膜)
使用比较例3制作的氧化物溅射靶和ZnO溅射靶,进行共溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。按表2所示,通过控制各溅射靶的成膜速度来调整氧化物膜的组成。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为1.48nm/秒,透射率的变化率为7.2%,平均反射率为10.9%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
在此,实施例6、实施例7虽是通过共溅射成膜出的氧化物膜,但各自的目标是与使用实施例3、实施例4的一体型溅射靶而成膜出的氧化物膜为相同的组成,氧化物的诸多物性呈相近的结果。根据这些结果,能够理解到:通过共溅射成膜出的氧化物膜,能重现使用一体型溅射靶而成膜出的氧化物膜的诸多物性。即,可以考虑通过共溅射成膜出的氧化物的诸多物性,来确定一体型溅射靶的组成范围。
(实施例8:氧化物膜)
使用比较例3制作的氧化物溅射靶和ZnO溅射靶,进行共溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。需要说明的是,按表2所示,通过控制各溅射靶的成膜速度来调整氧化物膜的组成。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为3.10nm/秒,透射率的变化率为6.5%,平均反射率为13.9%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(比较例5)
使用比较例1制作的氧化物溅射靶,按上述成膜条件进行溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为2.62nm/秒,透射率的变化率为100.0%,平均反射率为11.87%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(比较例6)
使用比较例2制作的氧化物溅射靶,按上述成膜条件进行溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为1.89nm/秒,透射率的变化率为75.5%,平均反射率为6.57%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(比较例7)
使用比较例3制作的氧化物溅射靶,按上述成膜条件进行溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为0.58nm/秒,透射率的变化率为16.2%,平均反射率为9.42%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
(比较例8)
使用比较例3制作的氧化物溅射靶和ZnO溅射靶,进行共溅射,分别在玻璃基板和铜基板上成膜出膜厚35nm的氧化物膜。需要说明的是,按表2所示,通过控制各溅射靶的成膜速度来调整氧化物膜的组成。对氧化物膜的诸多物性进行分析的结果为:蚀刻速率为8.50nm/秒,透射率的变化率为6.7%,平均反射率为30.1%。此外,确认该氧化物膜为非晶质。
将以上的结果汇总示于表2。
[表2]
产业上的可利用性
本实施方式的氧化物膜具备良好的由蚀刻带来的加工性、优异的耐候性,具有适合防止光反射的光吸收能力。此外,本实施方式的氧化物溅射靶最适合作为本发明的实施方式的氧化物膜的成膜用。就本实施方式的氧化物膜而言,作为防止用于液晶显示器、等离子显示器、有机EL显示器、触摸面板、太阳能电池等的金属布线所造成光反射的光吸收膜、以及作为光罩材料、装饰用途是非常有用的。

Claims (10)

1.一种氧化物溅射靶,其中,
所述氧化物溅射靶含有钼Mo、铌Nb、锌Zn以及氧O,包含Zn2Mo3O8相和/或Zn3Mo3O8相,
所述Zn的含有比即原子比为0.13≤Zn/(Mo+Nb+Zn)≤0.50。
2.根据权利要求1所述的氧化物溅射靶,其中,
所述Mo的含有比即原子比为0.30≤Mo/(Mo+Nb+Zn)≤0.70。
3.根据权利要求1所述的氧化物溅射靶,其中,
所述Nb的含有比即原子比为0.15≤Nb/(Mo+Nb+Zn)≤0.30。
4.根据权利要求1~4中任一项所述的氧化物溅射靶,其中,
所述氧化物溅射靶的相对密度为90%以上。
5.一种氧化物膜,其中,
所述氧化物膜含有钼Mo、铌Nb、锌Zn以及氧O,
所述氧化物膜的蚀刻速率为1nm/秒以上,对可见光区域即波长400~700nm的入射光的平均反射率为15%以下,恒温恒湿试验前后的可见光区域即波长400~700nm的平均透射率的变化率为15%以内。
6.根据权利要求5所述的氧化物膜,其中,
所述氧化物膜含有钼Mo、铌Nb、锌Zn以及氧O,
所述Zn的含有比即原子比为0.13≤Zn/(Mo+Nb+Zn)≤0.50。
7.根据权利要求5所述的氧化物膜,其中,
所述Mo的含有比即原子比为0.30≤Mo/(Mo+Nb+Zn)≤0.70。
8.根据权利要求5所述的氧化物膜,其中,
所述Nb的含有比即原子比为0.15≤Nb/(Mo+Nb+Zn)≤0.30。
9.根据权利要求5~8中任一项所述的氧化物膜,其中,
所述氧化物膜的膜厚为15nm以上且1000nm以下。
10.根据权利要求5~8中任一项所述的氧化物膜,其中,
所述氧化物膜为非晶质。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102016117048A1 (de) 2016-09-12 2018-03-15 Materion Advanced Materials Germany Gmbh Sputtertarget zur Herstellung einer Licht absorbierenden Schicht
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JP6767723B2 (ja) * 2018-03-13 2020-10-14 Jx金属株式会社 酸化物薄膜及び該薄膜を製造するためのスパッタリングターゲット用酸化物焼結体

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