Objetivo de pulverización catódica a base de óxido de zinc
Descripción general
 El dispositivo de visualización de cristal líquido, el electrodo transparente del dispositivo de pantalla de electroluminiscencia, recubrimientos de película conductores antiestáticos, proporciona una diana de pulverización catódica que puede estar formada por la película breve zinc pulverización catódica a base de óxido transparente conductor utilizado como sensor de gas. ] Al, y contiene un elemento activo conductor tal como B o Si, en una densidad relativa blanco de pulverización a base de óxido de zinc es de 85% o más, un tamaño medio de grano de los granos de cristal y que tiene la siguiente estructura 2 [mu] m.
Campo técnico
Esta invención se refiere a un dispositivo de pantalla de cristal líquido, el electrodo transparente del dispositivo de pantalla de electroluminiscencia, recubrimientos de película conductores antiestáticos, películas compuestas principalmente de óxido de zinc se utiliza como un sensor de gas (en adelante, referido como una película a base de óxido de zinc) se produce por pulverización catódica Para un objetivo para sputtering.
Antecedentes de la técnica
película de óxido de indio y estaño, con el fin de tener una transparente y y eléctricamente conductor, electrodos transparentes han sido ampliamente utilizados como una película conductora transparente, pulverización catódica de destino para la formación de la película de óxido de indio y estaño es caro y una, por lo tanto, en los últimos años, ha propuesto utilizar al que puede ser fabricado más económicamente, B, los elementos activos conductoras película a base de óxido de zinc dopado tales como Si el electrodo transparente, una película conductora transparente (JP 1986, véase la Patente japonesa 205619), también se ha propuesto zinc blanco de pulverización a base de óxido para formar por pulverización catódica la película a base de óxido de zinc (ver JP-a-3 16 954).
De acuerdo con el documento JP-A Hei 3 16954, 0,1 20at% del elemento activo conductora contra zinc, obtenido preferiblemente resistencia zinc cuerpo sinterizado muy bajo a base de óxido mediante la incorporación de 0,5% 5AT, Se dice que el cuerpo sinterizado tiene una densidad y conductividad de sinterización mejoradas ya que el polvo de materia prima es más fino y tiene una mayor dispersabilidad.
Tarea de solución
Sin embargo, la pulverización catódica del blanco de pulverización a base de óxido de zinc usando convencional se lleva a cabo mientras se aplica un alto voltaje a una formación de película de alta velocidad, la descarga anormal es probable que ocurra, el estado de descarga objetiva inestable consume de manera desigual y, en particular, el número de ocurrencias de la descarga anormal se hace más grande a medida que aumenta la carga de energía integral a la diana, mientras que la velocidad de deposición al bajar la tensión mediante la reducción de la potencia aplicada se vuelve lenta, la eficacia de deposición de película a base de óxido de zinc Hay un problema tal como la gran disminución.
Solución
Por lo tanto, los presentes inventores [] Nosotros, cofres entre descarga anormal es probable que ocurra la investigación incluso si la aplicación de un alto voltaje, los resultados han llevado a cabo para obtener un blanco de pulverización a base de óxido de zinc capaz de realizar la formación de película de alta velocidad, la convencional zinc blanco de pulverización catódica se oxida, la densidad relativa con el fin de producir polvo de materia prima en un método de sinterización convencional es un menos 85%, un granos promedio de cristal diámetro de partícula también crecer en un tejido más allá de la 2 micras En el objetivo de pulverización catódica basado en óxido de zinc convencional que tiene una estructura de grano tan grande, se produce una descarga anormal cuando se realiza pulverización catódica con alto voltaje aplicado. Por lo tanto, el grano de cristal medio de alta densidad y zinc tejido óxido-basa tamaño de partícula objetivo de bombardeo iónico: Con miniaturizado tanto como sea posible a 2 micras o menos, sin pulverización catódica también descarga anormal se produce mediante la aplicación de un alto voltaje, la entrada Es posible aumentar la potencia eléctrica y, por lo tanto, es posible realizar una formación de película de alta velocidad.
La presente invención se realizó en base a estos hallazgos, el cuerpo sinterizado a base de óxido de zinc de una densidad relativa de 85% o más, el tamaño de grano promedio blanco de pulverización a base de óxido de zinc de granos de cristal que tiene la siguiente estructura 2 micras Como se muestra en la FIG.
El tamaño de grano medio de los granos de cristal de la presente invención para producir un blanco de pulverización a base de óxido de zinc es de 2 micras o menos, como un polvo de materia prima, el tamaño medio de partícula: 0,01 1 [mu] m elementos activos polvo de óxido de zinc conductora o una solución sólida de Preparación de un polvo mixto de un polvo de óxido de un elemento activo conductor y polvo de óxido de zinc y prensado en caliente de estos polvos de materia prima a una temperatura de 850 1100ºC. La proporción del óxido del elemento activo conductora a óxido de zinc es generalmente, en% en peso, un intervalo de tolerancia de más de 8% puede ser formado es una película conductora transparente, esta gama se conoce ya como se describe anteriormente.
Por ejemplo, cuando el elemento activo conductor es Al, utilizando una mezcla polvo mezclado para contener 0,5 7% en peso de términos Al2 O3 a ZnO en polvo, cuando el elemento activo conductor es B, con respecto al polvo de ZnO Te B2 O3 con polvo mezclado mezclado para contener 0,5 7% en peso en términos de, si un elemento activo más conductor es Si, para incluir 0,8 8% en peso en términos de SiO2 con respecto a polvo de ZnO Se usa polvo mixto mezclado.
El diámetro medio de partícula del polvo de materia prima es pobre 1.2μm mayor que la capacidad de sinterización, no causa un aumento de la densidad de sinterizado, no es preferible porque el tamaño de grano de cristal medio del blanco de pulverización a base de óxido de zinc obtenido se hace mayor que 2 micras Por el contrario, si el tamaño de grano de cristal promedio es menor que 0,01 μm, es difícil suprimir la agregación, y es extremadamente difícil obtener un polvo con alta sinterabilidad. Por lo tanto, el tamaño medio de partícula del polvo de materia prima utilizada en la fabricación blanco de pulverización a base de óxido de zinc es incluso estar en preferiblemente dentro del intervalo de 0,01 1,2 m [mu], más 0,02 1,0 um en el intervalo de .
blanco de pulverización catódica Además, el polvo de materia prima utilizada en la producción de óxido de zinc basado de la invención puede ser o bien del polvo mezclado de polvo de óxido de cinc o un polvo de elemento y óxido de cinc activo en polvo conductora se disolvieron un elemento activo electroconductor El polvo de óxido de cinc en el que se disuelve un elemento activo conductor en solución sólida es más preferible. La razón es que el polvo mixto pero un grado microscópico de la mezcla es baja, debido a la dispersabilidad de los elementos activos conductoras del objetivo resultante es pobre, capacidad de dispersión del elemento activo conductora de una película obtenida por formación de la película se deteriora, Esto se debe a que la conductividad también se deteriora.
óxido de cinc en polvo de solución sólida del elemento activo conductora generalmente se mezclaron un polvo de polvo de elemento y óxido de zinc activo conductora que está disponible comercialmente, después de una solución sólida y cuece a 1350 ° C o superior, se somete a molienda mecánica También se puede obtener.
Para el diámetro medio de los granos de cristal de óxido de zinc a base de blanco de pulverización catódica de la presente invención a 2 micras o menos, utilizando un polvo de materia prima bien, es necesario prensado en caliente, en un método de sinterización normal para sinterización Como lleva mucho tiempo y se realiza a alta temperatura, los granos de cristal crecen y el tamaño de grano promedio no llega a 2 μm o menos. La prensa caliente temperaturas de sinterización pueden tener 850 1300 ° C, por debajo de 850 ° C, no se obtiene una alta densidad de sinterización, o agregación es alto el elemento activo conductor en el reverso intenso, ya que el metal o depositado No es preferible
Debe ser voltaje de pulverización catódica máxima más baja cuando se realiza la pulverización catódica un tamaño de grano de cristal medio supera el 2 micras y la densidad relativa de 85% o menos de zinc cuerpo sinterizado a base de óxido en el objetivo, por lo tanto, se incrementa la potencia de entrada Es imposible realizar una formación de película de alta velocidad.
La presente invención se describirá concretamente en base a ejemplos.
Ejemplo 1
El polvo Al2 O3 y polvo de ZnO fueron aplastados se mezclaron en una proporción de 01:49, para producir un polvo de materia prima que tiene un diámetro medio de partícula se muestra en la Tabla 1, de vacío caliente estos polvos de materia prima, a una temperatura y presión indicada en la Tabla 1 Presionado para producir dianas inventivas en forma de disco 17 que tienen un diámetro de 80 mm y un espesor de 7 mm y que tienen el tamaño medio de grano y la densidad relativa de los granos de cristal mostrados en la Tabla 1. Además de diámetro con un tamaño de partícula medio y la densidad relativa de los granos de cristal que se muestran en la Tabla 1 por una ordinaria condiciones de sinterización a presión atmosférica se muestran en la Tabla 1 para la comparación: 80 mm, espesor: 7 mm objetivo convencional discoide 1 fue producido.
Conjunto estos aparatos de pulverización catódica objetivos DC, una temperatura de sustrato: 250 ° C, presión: llevó a cabo en 5 × torr condiciones de bombardeo iónico se lleva a cabo mediante la celebración de un voltaje constante a 400 V, el consumo de energía integral de cierre es 1600WH Se midió el número de descargas anormales por hora, y los resultados se muestran en la Tabla 1.
A partir de los resultados mostrados en la Tabla 1, se entiende que el objetivo inventivo 17 tiene menos tiempos de descarga anómalos que el objetivo convencional, y es posible la deposición estable a alto voltaje.
Ejemplo 2
Después de mezclar el polvo B2 O3 y polvo de ZnO en una proporción de 1:24, se molió para producir un polvo de materia prima que tiene un diámetro medio de partícula se muestra en la Tabla 2, la aspiradora estos polvos de materia prima, a una temperatura y presión se muestran en la Tabla 2 se somete a prensado en caliente, el diámetro tiene un tamaño medio de partícula y la densidad relativa de los granos de cristal que se muestran en la Tabla 2: 80 mm, espesor: 0,1 ml de una presente invención en forma de disco se dirige a 8 14 7 mm. Además de diámetro con un tamaño de partícula medio y la densidad relativa de los granos de cristal se muestra en la Tabla 2 por las condiciones de sinterización a presión atmosférica ordinarias se muestran en la Tabla 2 para la comparación: 80 mm, espesor: 7 mm objetivo convencional discoide 2 fue producido.
Conjunto estos aparatos de pulverización catódica objetivos DC, una temperatura de sustrato: 250 ° C, presión: llevó a cabo en 5 × torr condiciones de bombardeo iónico se lleva a cabo mediante la celebración de un voltaje constante a 400 V, el consumo de energía integral de cierre es 1600WH Se midió el número de descargas anormales por hora, y los resultados se muestran en la Tabla 2.
De los resultados mostrados en la Tabla 2, la presente invención se dirige a 8 14 son ambos número menor anormal de descarga que el objetivo convencional 2, se puede observar puede depositarse de manera estable con tensiones elevadas.
Ejemplo 3
Después de mezclar el polvo de SiO2 y polvo de ZnO en una proporción de 3:97 se molió para producir un polvo de materia prima que tiene un diámetro medio de partícula se muestra en la Tabla 3, de vacío caliente estos polvos de materia prima, a una temperatura y presión que se muestra en la Tabla 3 Presionado para producir una diana inventiva similar a un disco 15 21 que tiene un diámetro medio y una densidad relativa de granos de cristal mostrados en la Tabla 3 y un diámetro de 80 mm y un espesor de 7 mm. Además de diámetro con un tamaño medio de partícula y la densidad relativa de los granos de cristal se muestra en la Tabla 3 por condiciones de sinterización de presión atmosférica que se muestran en la Tabla 3 para la comparación: 80 mm, espesor: a 7mm objetivo convencional en forma de disco 3 .
Conjunto estos aparatos de pulverización catódica objetivos DC, una temperatura de sustrato: 250 ° C, presión: llevó a cabo en 5 × torr condiciones de bombardeo iónico se lleva a cabo mediante la celebración de un voltaje constante a 400 V, el consumo de energía integral de cierre es 1600WH Se midió el número de descargas anormales por hora, y los resultados se muestran en la Tabla 3.
De los resultados mostrados en la Tabla 3, la presente invención se dirige a 15 21 son ambos número de descarga menos anormal en comparación con la diana convencional 3, se puede ver se puede prolongar la formación de película estable a altas tensiones.
Efecto de la invención
De los resultados mostrados en la Tabla 1 Tabla 3, el diámetro medio de partícula de los granos de cristal utilizando el siguiente a la presente invención, el objetivo 1 21 2 [mu] m, por unidad de tiempo en comparación con la alta tensión constante convencional objetivo 1 3 llevarse a cabo de pulverización catódica celebrada en recuento de descarga menos anormal se encuentra que es posible que una formación de película estable a largo tiempo a altas tensiones, por lo tanto, cuando se forman por un método de bombardeo iónico, es posible acelerar la velocidad de deposición con retención de alta tensión, esto Usando el objetivo de bombardeo iónico de la invención, es posible reducir el coste de producción de la película conductora transparente y hacer una contribución excelente en la industria.
Reclamo
1. Un objetivo de pulverización catódica que comprende un cuerpo sinterizado basado en óxido de zinc que tiene una densidad relativa de 85% o más, que comprende una estructura que tiene un diámetro de grano promedio de granos de cristal de 2 μm o menos.
La reivindicación 2 en el que el cuerpo sinterizado a base de óxido de cinc contiene 0,5 7% en peso Al2 O3 convierte Al, sistema de óxido de cinc de la reivindicación 1, en el que el que tiene el balance de la composición siendo el óxido de zinc Objetivo para sputtering
La reivindicación 3 en el que el cuerpo sinterizado a base de óxido de zinc contiene 1 12% en peso O3 B2 en términos de B, para base de óxido de zinc de acuerdo con pulverización catódica con la reivindicación 1, caracterizado en que tiene un equilibrio composición que es óxido de zinc Objetivo
La reivindicación 4, en el que el cuerpo sinterizado a base de óxido de zinc, el Si que contiene 0,8 a 8% en peso en términos de SiO2, zinc según pulverización catódica óxido-basa la reivindicación 1, caracterizado en que tiene un equilibrio composición que es óxido de zinc Objetivo para.
Application number :1994-002130
Inventors :三菱マテリアル株式会社
Original Assignee :町野毅、杉原忠