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TWI814561B - 氧化物燒結體及其製造方法與濺鍍靶材 - Google Patents

氧化物燒結體及其製造方法與濺鍍靶材 Download PDF

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TWI814561B
TWI814561B TW111132897A TW111132897A TWI814561B TW I814561 B TWI814561 B TW I814561B TW 111132897 A TW111132897 A TW 111132897A TW 111132897 A TW111132897 A TW 111132897A TW I814561 B TWI814561 B TW I814561B
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三浦耕暉
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日商三井金屬鑛業股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種氧化物燒結體，其係包含銦(In)元素、錫(Sn)元素及矽(Si)元素者，且Sn含量以SnO 2換算為50質量%以上70質量%以下，Si含量以SiO 2換算為3質量%以上15質量%以下，其餘包含銦、氧及不可避免雜質，於上述氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO 2相之面積率為3%以下，本發明使用該氧化物燒結體來構成濺鍍靶材。

Description

氧化物燒結體及其製造方法與濺鍍靶材
本發明係關於一種氧化物燒結體及其製造方法。又，本發明係關於一種濺鍍靶材。
包含銦及錫之複合氧化物(以下，亦稱為「ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫)」)廣泛用作透明導電膜之材料。例如，平板顯示器(以下，亦稱為「FPD」)中所使用之透明導電膜選擇低電阻(電阻率2×10-4Ωcm左右)者。另一方面，對於安裝於FPD等而使用之電阻式觸控面板用透明導電膜，在其原理上要求高電阻(薄片電阻700Ω~1000Ω左右)作為要求特性。
因此，本申請人首先提出了一種濺鍍靶材，其具有能夠進行DC(Direct Current，直流)濺鍍之低比電阻，且能夠形成具有較高之膜比電阻之透明導電膜(參照專利文獻1)。該靶材由除含有銦及錫以外還含有矽之複合氧化物所構成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2018/211792號公報
且說，於藉由濺鍍來形成薄膜之情形時，濺鍍時所產生之異常放電係作為問題而例舉之現象之一。若使用專利文獻1中所記載之靶材，則該現象不成問題，但就提昇薄膜生產性之觀點而言，要求進一步減少該現象。
因此，本發明之課題在於提供一種較上述先前技術而言異常放電之產生得到進一步抑制之濺鍍靶材。又，本發明之課題在於提供一種適合此種靶材之氧化物燒結體及其製造方法。
本發明提供一種氧化物燒結體，其係包含銦(In)元素、錫(Sn)元素及矽(Si)元素者，且Sn含量以SnO2換算為50質量%以上70質量%以下，Si含量以SiO2換算為3質量%以上15質量%以下，其餘包含銦、氧及不可避免雜質，於上述氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO2相之面積率為3%以下。
又，本發明提供一種濺鍍靶材，其包含上述氧化物燒結體。
進而，本發明提供一種氧化物燒結體之製造方法，其包括以下步驟：製備包含銦(In)元素源、錫(Sn)元素源及矽(Si)元素源之原料組合物，使上述原料組合物成形而獲得成形體，對上述成形體進行煅燒；且將 上述成形體之煅燒於1450℃以上1500℃以下進行4小時以上20小時以下。
圖1係表示實施例及比較例中所獲得之濺鍍靶材之體電阻之測定位置(
Figure 111132897-A0305-02-0004-5
~
Figure 111132897-A0305-02-0004-6
)的模式圖。
本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材包含銦(In)元素、錫(Sn)元素及矽(Si)元素。該等元素單獨形成氧化物，或者以兩種以上元素形成複合氧化物。
本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之Sn之含有比率以SnO2換算為50質量%以上70質量%以下，較佳為52質量%以上68質量%以下，更佳為55質量%以上65質量%以下，進而較佳為57質量%以上63質量%以下。
藉由將Sn之含有比率設為50質量%以上，可提高對氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材進行濺鍍而獲得之透明導電膜之膜比電阻，可用作安裝於FPD等而使用之電阻式觸控面板用透明導電膜。
藉由將Sn之含有比率設為70質量%以下，可防止氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之比電阻變高，容易進行DC濺鍍，可享有利用DC濺鍍進行之高速成膜等優點。
本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之Si之含有比率以 SiO2換算為3質量%以上15質量%以下，較佳為4質量%以上13質量%以下，更佳為6質量%以上12質量%以下，進而較佳為7質量%以上11質量%以下。
藉由將Si之含有比率設為3質量%以上，可提高對氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材進行濺鍍而獲得之透明導電膜之膜比電阻，可用作安裝於FPD等而使用之電阻式觸控面板用透明導電膜。
藉由將Si之含有比率設為15質量%以下，如以下所說明，可使氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材中之SiO2相之面積率、即在該燒結體及靶材中之面積率成為3%以下，可有效地抑制對該靶材進行濺鍍時之異常放電。又，可抑制比電阻變高，容易進行DC濺鍍，可享有利用DC濺鍍進行之高速成膜等優點。
進而，本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之其餘包含In、O及不可避免雜質。
濺鍍靶材中之In之含有比率較佳為以In2O3換算為15質量%以上47質量%以下，更佳為19質量%以上44質量%以下，進而較佳為23質量%以上39質量%以下，進而更佳為26質量%以上36質量%以下。
不可避免雜質例如可例舉Fe、Cr、Ni、W及Zr等，其含量分別通常為100ppm以下。
本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材適宜的是包含In及Si之複合氧化物相、In及Sn之複合氧化物相、Sn之氧化物相及Si之氧化物相，此可有效地抑制對該靶材進行濺鍍時之異常放電，就該方面而言較 佳。就使該優點變得更顯著之觀點而言，較佳為包含In2Si2O7相作為In及Si之複合氧化物相。較佳為包含In4Sn3O12相作為In及Sn之複合氧化物相。較佳為包含SnO2相作為Sn之氧化物相。較佳為包含SiO2相作為Si之氧化物相。
關於本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材，於該氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO2相之面積率較佳為3%以下，更佳為0.1%以上2.8%以下，進而較佳為0.5%以上2.5%以下，特佳為0.6%以上2.4%以下。SiO2相之面積率越小越佳，但上述較佳範圍內之下限值係由氧化物燒結體等包含上述範圍內之Si來決定。
藉由將上述面積率設為3%以下，可有效地抑制對上述濺鍍靶材進行DC濺鍍時之異常放電。其原因在於，由於SiO2相為絕緣層，故而即便於氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之電阻率低至10-1Ωcm左右之情形時，若SiO2相之面積率超過3%，則放電穩定性亦會變差，容易產生異常放電。
本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之相對密度較佳為100%以上，進而較佳為100.5%以上，特佳為101.0%以上。藉由將相對密度設為100%以上，可有效地抑制對上述濺鍍靶材進行DC濺鍍時之異常放電。其原因在於，因相對密度上升，而使氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之體積電阻值降低，藉此DC濺鍍時之電荷集中得到抑制。其原因在於，藉此因DC濺鍍時之電荷集中所造成之高電位部位及因電荷不集中 所造成之低電位部位之形成得到抑制，不易產生自高電位部位向低電位部位之放電，從而認為異常放電得到抑制。
相對密度係藉由阿基米德法而測定。具體而言，將靶材之空中質量除以體積(靶材之水中質量/測量溫度下之水比重)，將相對於基於下述式(X)之理論密度ρ(g/cm3)之百分率值作為相對密度(單位：%)。
Figure 111132897-A0305-02-0007-1
(式中，C1~Ci分別表示靶材之構成物質之含量(質量%)，ρ1~ρi表示C1~Ci所對應之各構成物質之密度(g/cm3))
關於氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之構成物質，如以下所說明，以In2O3、SnO2、SiO2計，例如，可藉由將下述參數應用於式(X)而算出理論密度ρ，C1：靶材之In2O3之質量%
ρ1：In2O3之密度(7.18g/cm3)
C2：靶材之SnO2之質量%
ρ2：SnO2之密度(6.95g/cm3)
C3：靶材之SiO2之質量%
ρ3：SiO2之密度(2.20g/cm3)。
靶材之In2O3之質量%、SnO2之質量%及SiO2之質量%可根據藉由ICP(Inductively Coupled Plasma，感應耦合電漿)發射光譜測定等所獲得之靶材之各元素之分析結果而求出。
相對密度之上限並無特別限定，例如為104.0%。即便較104.0%進一步提高相對密度，亦難以有效地提昇上述作用效果，有氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之製造成本增大之傾向。
關於本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材，將氧化物燒結體之相對密度設為ρT，且將氧化物燒結體分割為複數個測定片時，將該等測定片之相對密度中較上述相對密度ρT而言值背離最大之相對密度設為ρP時，以下之式(1)所定義之相對密度之差較佳為±1%以下，進而較佳為±0.5%以下，特佳為±0.3%以下。
ρT-ρP (1)
藉由減小上述相對密度之差，而抑制氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之電荷集中，抑制因電荷集中所造成之高電位部位及因電荷不集中所造成之低電位部位之形成，不易產生自高電位部位向低電位部位之放電，藉此抑制異常放電。
關於本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材，將於其表面之複數個部位所測得之體電阻值中之最大體電阻值設為Rmax，將最小電阻值設為Rmin時，Rmax/Rmin之值較佳為1.0以上2.0以下，進而較佳為1.1以上1.8以下，特佳為1.2以上1.6以下。藉由將Rmax/Rmin之值設為上 述範圍，可有效地抑制對上述濺鍍靶材進行DC濺鍍時之異常放電。
其理由在於，若氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之體電阻值之偏差增大，則高電阻部位之電位增高，低電位部位之電位降低，故而容易產生自高電位部位向低電位部位之放電，另一方面，若該體電阻值之偏差減小，則不易產生上述放電，從而認為異常放電得到抑制。
進而，本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之表面之維氏硬度較佳為900 HV1以上，進而較佳為950 HV1以上，特佳為1000 HV1以上。藉由將氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之維氏硬度設為900 HV1以上，而防止濺鍍時之濺鍍靶材之破裂，故而較佳。
氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之維氏硬度之上限並無特別限定，例如為1100 HV1。即便較1100 HV1進一步提昇表面硬度，亦難以有效地提昇上述作用效果，有氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材之製造成本增大之傾向。
本發明之濺鍍靶材之濺鍍面之面積較佳為70000mm2以上，進而較佳為120000mm2以上，進而較佳為157500mm2以上，特佳為200000mm2以上。藉此，於使用複數片該濺鍍靶材來製作大面積之分割濺鍍靶之情形時，可減少相鄰靶材之間隙數，可抑制自濺鍍時之該相鄰靶材之間隙所產生之微粒。
濺鍍面之面積之上限並無特別限定，通常為500000mm2。
藉由使本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材具有如上所述之特性，可提供異常放電之產生得到進一步抑制之濺鍍靶材，可提供適合此種靶材之氧化物燒結體。
本發明之氧化物燒結體及使用其而成之濺鍍靶材可藉由以下方法來適當地製造。
首先，準備銦(In)元素源、錫(Sn)元素源及矽(Si)元素源。一般而言，銦(In)元素源、錫(Sn)元素源及矽(Si)元素源可為In2O3粉末、SnO2粉末及SiO2粉末。In2O3粉末、SnO2粉末及SiO2粉末係以所獲得之燒結體中之In、Sn及Si含量分別處於上述範圍內之方式進行混合而製備原料組合物。確認原料組合物中之銦(In)元素源、錫(Sn)元素源及矽(Si)元素源分別與氧化物燒結體中之In2O3換算之In含有比、SnO2換算之Sn含有比及SiO2換算之Si含有比一致。
由於粒子通常凝集，故而各原料粉末較佳為事先進行粉碎而混合，或者一面混合一面進行粉碎。
原料粉末之粉碎方法或獲得原料組合物時之混合方法並無特別限制，例如可將原料粉末放入至罐中，利用球磨機進行粉碎或混合。
製備上述原料組合物時，較佳為向銦(In)元素源、錫(Sn)元素源及矽(Si)元素源、例如In2O3粉末、SnO2粉末及SiO2粉末中，添加脂肪酸、較佳為碳原子數10以上22以下之飽和脂肪酸。藉由添加脂肪酸，而使各元 素源之表面潤滑性增大，因此各元素源以均勻且密集之狀態包含於原料組合物中，原料組合物之均勻性及密度得以提昇。因此，可抑制原料組合物之煅燒不均，可將上述氧化物燒結體等之相對密度差或Rmax/Rmin簡單地納入如上所述之較佳範圍內，進而，抗彎強度得以提昇。
作為飽和脂肪酸，可例舉：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸等。該等飽和脂肪酸可單獨使用一種，或組合兩種以上而使用。又，除飽和脂肪酸以外，亦可使用棕櫚油酸、油酸、反油酸、異油酸、芥子酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸等不飽和脂肪酸等。尤其是，就獲取容易性之觀點而言，較佳為使用硬脂酸，進而較佳地使用工業用硬脂酸(硬脂酸+棕櫚酸)。該等不飽和脂肪酸可單獨使用一種，或組合兩種以上而使用。飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸亦可將兩者分別組合一種以上而使用。
所獲得之原料組合物亦可直接進行成形而製成成形體，並對其進行燒結，但亦可視需要向原料組合物中添加黏合劑進行成形而製成成形體。作為該黏合劑，可使用一種或兩種以上之於公知之粉末冶金法中獲得成形體時所使用之黏合劑、例如聚乙烯醇及丙烯酸酯乳液黏合劑等。又，亦可向混合粉末中添加分散介質而製備漿料，對該漿料進行噴霧乾燥而製作顆粒，並使該顆粒成形。
成形方法可使用先前粉末冶金法中所採用之方法、例如冷壓或CIP(冷均壓成形)等。
又，可暫時先對原料組合物進行暫時加壓而製作暫時成形體，對將其粉碎而獲得之粉碎粉末進行正式加壓，藉此製作成形體。再者，亦可使用注漿成形法等濕式成形法來製作成形體。成形體之相對密度通常為50~75%。
藉由對以上述方式所獲得之成形體進行煅燒，可獲得燒結體。用於煅燒之煅燒爐只要能夠在煅燒時及冷卻時控制升溫速度及降溫速度，便無特別限制，可為粉末冶金中一般所使用之煅燒爐。煅燒氛圍宜為含氧氛圍。
就高密度化及防止破裂之觀點而言，升溫速度通常為50~400℃/h，降溫速度通常為300℃/h以下，較佳為100℃/h以下。
煅燒溫度為1450℃以上1500℃以下，較佳為1460℃以上1490℃以下。又，煅燒時間為4小時以上20小時以內，較佳為8小時以上18小時以內。藉由將煅燒溫度及煅燒時間設定於上述範圍內，可抑制In2Si2O7相轉變為SiO2相，如上所述，可將於氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO2相之面積率設為3%以下。
濺鍍靶材可藉由以下方式獲得：視需要將以上述方式所獲得之燒結體切割為所需形狀，並進行研削等。
濺鍍靶材之形狀為平板形及圓筒形等，並無特別限制。
濺鍍靶材通常接合於基材而使用。基材通常為Cu、Al、Ti或不鏽鋼製。接合材可使用先前之ITO靶材之接合中所使用之接合材、例如In金屬。接合方法亦與先前之ITO靶材之接合方法相同。
上述濺鍍靶材由於比電阻較低，故而可進行DC濺鍍，可實現高速成膜。又，由於滿足上述特性，故而可進一步抑制異常放電之產生。
[實施例] [濺鍍靶材之評價] 1.濺鍍靶材之元素分析
濺鍍靶材中之元素分析係使用測定機器(名稱，型號)：ICP發射光譜分析裝置720 ICP-OES(機器製造商：Agilent Technologies公司)，並依據JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)標準：ICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer，感應耦合電漿原子發射光譜)法(JIS K 0116-2014)來進行。
2.濺鍍靶材之結晶相
濺鍍靶材之結晶相係使用Rigaku股份有限公司之SmartLab(註冊商標)並於下述條件下而測定。
‧放射源：CuKα射線
‧管電壓：40kV
‧管電流：30mA
‧掃描速度：5deg/min
‧步距：0.02deg
‧掃描範圍：2θ=20度~80度
3.濺鍍靶材之SiO2相面積率
使用砂紙#180、#400、#800、#1000、#2000，對切割濺鍍靶材後所獲得之切割面階段性地進行研磨，最後進行拋光研磨而精加工為鏡面。
然後，對於所出現之面，使用掃描式電子顯微鏡(SU3500，日立高新技術(股)製造)，隨機地拍攝10個視野之倍率3000倍、41.6μm×59.2μm之範圍之BSE-COMP圖像，獲得SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)圖像。繼而，使用Pictbear(Fenrir公司製造)以不同之顏色對SiO2相所占之範圍進行描繪、填色。繼而，使用粒子解析軟件(粒子解析版本3.0，Sumitomo Metal Technology股份有限公司製造)，識別將上述SiO2相填色所得之圖像，對該圖像進行二值化。此時，以1個像素由μm單位表示之方式設定換算值。其後，利用粒子解析軟體分別算出SiO2相與整體之面積，求出SiO2相相對於整體之百分率作為面積率。將10個視野中所獲得之面積率之平均值作為燒結體中之SiO2相之面積率。
4.濺鍍靶材之相對密度及其偏差
藉由阿基米德法而測定。具體而言，將靶材之空中質量除以體積(靶材之水中質量/測量溫度下之水比重)，將相對於基於下述式(X1)之理論密度ρ(g/cm3)之百分率值作為相對密度(單位：%)。
Figure 111132897-A0305-02-0015-2
於本發明之情形時，關於靶材之構成物質，以In2O3、SnO2、SiO2計，例如，可藉由將下述參數應用於式(X1)而算出理論密度ρ。
C1：靶材之In2O3之質量%
ρ1：In2O3之密度(7.18g/cm3)
C2：靶材之SnO2之質量%
ρ2：SnO2之密度(6.95g/cm3)
C3：靶材之SiO2之質量%
ρ3：SiO2之密度(2.20g/cm3)
再者，In2O3之質量%、SnO2之質量%、SiO2之質量%可根據藉由ICP-OES分析所獲得之靶材之各元素之分析結果而求出。
關於相對密度之偏差，將矩形靶材分割為縱3×橫5個方格，對於所分割之各測定片，藉由上述方法來測定相對密度。在所測得之15個相對密度中，決定出較分割前之靶材之相對密度ρT之值而言值背離最大的測定片之相對密度ρP，根據ρT-ρP之算出式算出相對密度之偏差。
5.濺鍍靶材之體電阻及Rmax/Rmin
濺鍍靶材之體電阻係使用MITSUBISHI CHEMICAL ANALYTECH公司製造之LORESTA(註冊商標)-GX MSP-T700(串聯四探針探頭TYPE ESP)，使探頭抵接於加工後之燒結體表面，以AUTO RANGE模式進行測 定。測定部位係在氧化物燒結體之表面大致均等地設為15個部位(參照圖1)，將各測定值之算術平均值作為該燒結體之體電阻值。
濺鍍靶材之Rmax/Rmin係將上述15個部位所測得之體電阻值中之最大體電阻值設為Rmax，將最小電阻值設為Rmin而算出。
6.濺鍍靶材之維氏硬度
使用維氏硬度計MHT-1(機器製造商：MATSUZAWA SEIKI)，並依據JIS標準：JIS-R-1610：2003(精密陶瓷之硬度試驗方法)而測定。
具體而言，使用砂紙#180、#400、#800、#1000、#2000，對切割氧化物燒結體所獲得之切割面階段性地進行研磨，最後進行拋光研磨而精加工為鏡面，從而製成測定面。又，對於自測定面觀察相反之面，以與測定面平行之方式使用上述砂紙#180進行研磨。使用上述試驗片，按照JIS-R-1610：2003(精密陶瓷之硬度試驗方法)之硬度測定方法，以1kgf之負載進行測定。
7.濺鍍靶材之抗彎強度
使用Autograph(註冊商標)AGS-500B(機器製造商：島津製作所)，依據JIS標準：JIS-R-1601(精密陶瓷之彎曲強度試驗方法)進行測定。具體而言，使用自氧化物燒結體切割出之試樣片(總長36mm以上、寬度4.0mm、厚度3.0mm)，按照JIS-R-1601(精密陶瓷之彎曲強度試驗方法)之3點彎曲強度之測定方法進行測定。
8.濺鍍靶材之異常放電之評價
使用DC磁控濺鍍裝置(真空器械工業股份有限公司製造 高速濺鍍裝置)、排氣式低溫泵及旋轉泵，於以下條件下進行DC濺鍍。
極限真空度：3×10-6[Pa]
濺鍍壓力：0.65[Pa]
氬氣流量：50[cc]
氧氣流量：2.0[cc]
輸入電力：0.72[kW]
時間：24小時
異常放電之產生次數係使用電弧計數器(型號：μArc Moniter MAM Genesis MAM資料收集器Ver.2.02(LANDMARK TECHNOLOGY公司製造))，以如下方式進行評價。
A：較少
B：稍多
C：較多
[實施例1~5]
以表1所示之比率調配In2O3粉末、SnO2粉末及SiO2粉末，繼而，投入至樹脂製罐中後，利用乾式球磨機混合21小時，而製備原料組合物。再者，進行乾式球磨時，介質使用氧化鋯製球。
繼而，藉由篩分將介質與原料組合物進行分級，向該原料組合物中添加相對於該原料組合物之總質量為8.0質量%之經純水稀釋至5.5質量%之聚乙烯醇，進而，添加0.5質量%之硬脂酸。
使用研缽將上述原料組合物加以混合直至添加劑融合為止，通過5.5目之篩。藉由冷壓法，於200kg/cm2之條件下對所獲得之原料組合物進行暫時加壓，利用研缽將所獲得之暫時成形體加以粉碎。
將藉由粉碎所獲得之粉末填充至加壓用模具中，藉由冷壓法，於加壓壓力600kg/cm2之條件下成形60秒而獲得成形體。
將所獲得之成形體裝入至煅燒爐中，以1L/h向爐內流入氧氣，於1480℃下煅燒16小時。其後，以50℃/h之降溫速度進行冷卻。利用#170磨石對所獲得之氧化物燒結體進行平面切削加工，製造表面Ra為1.0μm之濺鍍靶材。濺鍍靶材為矩形，長邊尺寸為490mm，短邊尺寸為370mm。
靶材之破裂係藉由目視而確認，各特性係按照上述評價方法進行評價。又，自靶材切割出Φ4英吋之樣品，進行異常放電之評價。將結果示於表1。
[實施例6]
除了將煅燒溫度由1480℃變更為1500℃以外，利用與實施例3相同之製造方法製造490mm×370mm之矩形之濺鍍靶材。
靶材之破裂係藉由目視而確認，各特性係按照上述評價方法進行評價。又，自靶材切割出Φ4英吋之樣品，進行異常放電之評價。將結果示於表1。
[實施例7]
除了未添加硬脂酸以外，利用與實施例3相同之製造方法製造490mm×370mm之矩形之濺鍍靶材。
靶材之破裂係藉由目視而確認，各特性係按照上述評價方法進行評價。又，自靶材切割出Φ4英吋之樣品，進行異常放電之評價。將結果示於表1。
[比較例1]
除了將煅燒溫度由1480℃變更為1550℃以外，利用與實施例3相同之製造方法製造490mm×370mm之矩形之濺鍍靶材。
於本比較例中，靶材發生破裂，故而自未破裂之部分切割出Φ4英吋之樣品，進行異常放電之評價。又，靶材之破裂係藉由目視而確認，各特性係按照上述評價方法進行評價。將結果示於表1。
[比較例2]
除了將煅燒溫度由1480℃變更為1550℃以外，利用與實施例4相同之製造方法製造490mm×370mm之矩形之濺鍍靶材。
於本比較例中，靶材發生破裂，故而自未破裂之部分切割出Φ4英吋之樣品，進行異常放電之評價。又，靶材之破裂係藉由目視而確認，各特性係按照上述評價方法進行評價。將結果示於表1。
Figure 111132897-A0305-02-0020-4
自表1而判明，於實施例1-5中，In、Sn及Si含量處於本發明之範圍內，於構成靶材之氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO2相之面積率未達3%，因此異常放電之產生次數較少，可實現良好之DC濺鍍。但是，與實施例1-5相比，實施例6之煅燒溫度高達1500℃，SiO2相之面積率高達3%，因此於DC濺鍍中觀察到少許異常放電。
實施例7由於未向原料組合物中添加硬脂酸，故而各元素源以相對不均且疏散之狀態包含於原料組合物中，原料組合物之均勻性及密度降低。 因此，於DC濺鍍中觀察到少許異常放電。再者，於表1中，相對密度差、Rmax/Rmin及抗彎強度相較於實施例1-5而言降低，由此可知原料組合物之均勻性及密度降低。
另一方面，於比較例1及2中，於構成靶材之氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO2相之面積率超過3%，因此判明異常放電頻繁發生，無法實現良好之DC濺鍍。
再者，利用與實施例1~7、比較例1~2相同之製造方法來製造下述尺寸之靶材，結果於實施例1~7之製造方法中，所有靶材均未見破裂，於比較例1~2之製造方法中，所有靶材均觀察到破裂。
‧400mm×500mm=200000mm2
‧350mm×450mm=157500mm2
‧300mm×400mm=120000mm2
‧250mm×350mm=87500mm2
‧200mm×350mm=70000mm2
[產業上之可利用性]
根據本發明，可提供一種適合異常放電之產生得到進一步抑制之濺鍍靶材的氧化物燒結體及其製造方法。又，根據本發明，可提供一種異常放電之產生得到進一步抑制之濺鍍靶材。
若使用本發明之氧化物燒結體進行濺鍍，則與使用先前之氧化物燒結體之情形相比，可抑制濺鍍時之異常放電並且進行成膜，因此可抑制多 餘次品之產生，甚至可減少廢棄物之產生。即，可削減處理該等廢棄物時之能源成本。由此可達成天然資源之可持續管理及有效利用、以及脫碳(碳中和)化。

Claims (13)

  1. 一種氧化物燒結體，其係包含銦(In)元素、錫(Sn)元素及矽(Si)元素者，且 Sn含量以SnO 2換算為50質量%以上70質量%以下， Si含量以SiO 2換算為3質量%以上15質量%以下， 其餘包含銦、氧及不可避免雜質， 於上述氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO 2相之面積率為3%以下。
  2. 如請求項1之氧化物燒結體，其相對密度為100%以上。
  3. 如請求項1或2之氧化物燒結體，其中將上述氧化物燒結體之相對密度設為ρ T，且 將上述氧化物燒結體分割為複數個測定片時，將該等測定片之相對密度中值最背離上述相對密度ρ T之相對密度設為ρ P時， ρ T－ρ P所定義之相對密度之差為±1%以下。
  4. 如請求項1或2之氧化物燒結體，其中將於上述氧化物燒結體之表面之複數個部位所測得之體電阻值中之最大體電阻值設為Rmax，將最小電阻值設為Rmin時，Rmax/Rmin之值為1.0以上2.0以下。
  5. 如請求項1或2之氧化物燒結體，其中於上述氧化物燒結體之剖面所觀察到之SiO 2相之面積率為0.1%以上2.8%以下。
  6. 如請求項1或2之氧化物燒結體，其中Sn含量以SnO 2換算為55質量%以上65質量%以下， Si含量以SiO 2換算為6質量%以上12質量%以下。
  7. 如請求項1或2之氧化物燒結體，其維氏硬度為900 HV1以上。
  8. 一種濺鍍靶材，其包含如請求項1或2之氧化物燒結體。
  9. 如請求項8之濺鍍靶材，其濺鍍面之面積為70000 mm 2以上。
  10. 一種氧化物燒結體之製造方法，其包括以下步驟：製備包含銦(In)元素源、錫(Sn)元素源及矽(Si)元素源之原料組合物， 使上述原料組合物成形而獲得成形體， 對上述成形體進行煅燒；且 將上述成形體之煅燒於1450℃以上1500℃以下進行4小時以上20小時以下。
  11. 如請求項10之製造方法，其中於1460℃以上1490℃以下進行上述成形體之煅燒。
  12. 如請求項10或11之製造方法，其中上述原料組合物包含脂肪酸。
  13. 如請求項12之製造方法，其中上述脂肪酸為碳原子數10以上22以下之飽和脂肪酸。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019038735A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 住友金属鉱山株式会社 酸化物焼結体、酸化物焼結体の製造方法、スパッタリング用ターゲット、及び非晶質の酸化物半導体薄膜
TWI707967B (zh) * 2017-05-15 2020-10-21 日商三井金屬鑛業股份有限公司 透明導電膜用濺鍍靶

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07196365A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Showa Denko Kk Ｉｔｏ焼結体ならびにｉｔｏ透明電導膜およびその膜の形成方法
JP3501614B2 (ja) * 1997-02-26 2004-03-02 株式会社オプトロン Ｉｔｏ焼結体およびその製造方法ならびに前記ｉｔｏ焼結体を用いたｉｔｏ膜の成膜方法
JP4424889B2 (ja) * 2001-06-26 2010-03-03 三井金属鉱業株式会社 高抵抗透明導電膜用スパッタリングターゲット及び高抵抗透明導電膜の製造方法
JP4481239B2 (ja) * 2005-11-21 2010-06-16 三井金属鉱業株式会社 高抵抗透明導電膜用スパッタリングターゲット及び高抵抗透明導電膜並びにその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI707967B (zh) * 2017-05-15 2020-10-21 日商三井金屬鑛業股份有限公司 透明導電膜用濺鍍靶
JP2019038735A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 住友金属鉱山株式会社 酸化物焼結体、酸化物焼結体の製造方法、スパッタリング用ターゲット、及び非晶質の酸化物半導体薄膜

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