專利名稱：Ito濺射靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過濺射法制作透明導(dǎo)電膜時使用的濺射靶，特別涉及包含多片靶材，具有分割部的ITO濺射靶。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電膜形成用ITO薄膜，作為以液晶顯示器、觸控面板、EL顯示器等為代表的顯示裝置的透明電極廣泛使用。多數(shù)情況下，ITO等透明導(dǎo)電膜形成用氧化物薄膜是通過濺射形成的。ITO (銦錫氧化物)薄膜，具有高導(dǎo)電率、高透射率的特性，因此用于平板用顯示電極等。近年來，伴隨平板顯示器(FPD)的大型化，對于ITO靶的大型化要求也日漸增強。
但是，由于用于制作大型ITO的新型設(shè)備投資以及翹曲等引起的成品率下降，ITO的大型化非常困難。因此，目前大型ITO靶使用的是將多個小型ITO構(gòu)件接合而形成的多分割革巴。使用前述的多分割靶長時間進行濺射時，已知在靶的表面、特別是分割部部分析出稱為結(jié)瘤的被認(rèn)為是銦的低氧化物的黑色附著物，容易引起異常放電，并且成為薄膜表面的粉粒產(chǎn)生源。對此，在現(xiàn)有技術(shù)中，記載了通過在整個空隙部分埋入銦或各種合金的方法可以抑制濺射時產(chǎn)生結(jié)瘤和異常放電。例如，在專利文獻I中，公開了在空隙部分填充與靶主體的銦錫原子數(shù)比相等的銦-錫合金的方法。但是，為此，需要測定靶主體的銦錫原子數(shù)比，每次都需要基于該結(jié)果調(diào)節(jié)填充的銦-錫合金組成，因此靶的生產(chǎn)率存在問題。另外，由于將銦-錫合金注入整個間隙部分，因此存在由其上部形成的膜的電特性與由其它部分形成的膜的電特性不同的問題。另外，在專利文獻2中，公開了在空隙部分填充銦的方法，在專利文獻3中，公開了在空隙部分填充具有比接合材料高的熔點的合金的方法。但是，這些方法中，由于將銦注入整個空隙部分，因此存在由其上部形成的膜的電特性與由其它部分形成的膜的電特性不同的問題。在專利文獻4中，公開了在空隙部分中填充雖然構(gòu)成元素與金屬氧化物燒結(jié)體相同但是組成不同的材料的方法。但是，氧量少的情況下，由于具有與通常的合金基本相同的特性，因此存在由其上部形成的膜的電特性與由其它部分形成的膜的電特性不同的問題，另外，相反地，氧量多的情況下，由于特性與ITO基本相同，因此存在不能在低溫下熔融注入空隙部分的問題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平01-230768號公報專利文獻2 :日本特開平08-144052號公報
專利文獻3 :日本特開2000-144400號公報專利文獻4 :日本特開2010-106330號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供即使在分割I(lǐng)TO靶的連續(xù)濺射時，也可以抑制結(jié)瘤的產(chǎn)生和異常放電，并且可以得到在與空隙部分相對的襯底上形成的膜的特性與其它部分的膜的特性無差異，即膜特性的均勻性高的膜的ITO濺射靶，特別是FPD用濺射靶。為了解決上述課題，本發(fā)明人進行了廣泛深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過由多個分割靶構(gòu)成ITO濺射靶，并且對該多個分割靶的邊緣部進行設(shè)計，能夠提供可以通過排列分割靶而制作大型的靶，可以減少由各分割靶的邊緣部引起的粉粒的產(chǎn)生導(dǎo)致的不良的濺射靶，特別是Fro用濺射靶?；谠摪l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供 I) 一種ITO濺射靶，通過在背襯板上排列多個ITO分割靶并與該背襯板接合而構(gòu)成，其中，僅在排列的ITO分割靶間的空隙側(cè)的側(cè)面具有選自銦、銦合金或錫合金的一種物
質(zhì)的覆蓋層。另外，本發(fā)明提供2)上述I)所述的ITO濺射靶，其特征在于，銦合金或錫合金為選自In-Sn、In_Bi、In-Bi-Sn、In_Ga、In-Ga-Sn> In-Ga-Bi > Sn-Ga> Sn-Bi 和 Sn-Ga-Bi 中的任意一種物質(zhì)。另外，本發(fā)明提供3)上述I)或2)所述的ITO濺射靶，其特征在于，ITO分割靶間的空隙為O. 2^0. 8mm。另外，本發(fā)明提供4)上述I)至3)中任一項所述的ITO濺射靶，其特征在于，覆蓋層的厚度為O. 04、. 35mm，并且從空隙的大小減去覆蓋層的厚度得到的間隙的大小為O. Γθ. 72mm。發(fā)明效果這樣制備的本發(fā)明的濺射靶，具有如下優(yōu)點可以提供即使在分割I(lǐng)TO靶的連續(xù)濺射時，也可以抑制結(jié)瘤的產(chǎn)生和異常放電，并且可以得到在與空隙部分相對的襯底上形成的膜的特性與其它部分的膜的特性無差異，即膜特性的均勻性高的膜的ITO濺射靶，特別是Fro用濺射靶，并且可以提高成膜的成品率，可以提高制品的品質(zhì)。


圖I是本發(fā)明的代表性ITO濺射靶的剖視說明圖。圖2是以一定的間隔(空隙)排列的現(xiàn)有靶的說明圖。
具體實施例方式本發(fā)明的ITO濺射靶，是通過在背襯板上排列多個ITO分割靶并與該背襯板接合而構(gòu)成的ITO濺射靶，其以僅在排列的ITO分割靶間的空隙側(cè)的側(cè)面具有選自銦、銦合金或錫合金的一種物質(zhì)的覆蓋層的結(jié)構(gòu)的ITO濺射靶為基本。S卩，在背襯板上排列的多個ITO分割靶，各自的側(cè)面沒有緊貼，而是具有一定的間隔(空隙)。該示意圖如圖2所示。另一方面，說明本發(fā)明的代表性ITO濺射靶的剖視圖如圖I所示。該分割I(lǐng)TO靶的各構(gòu)件，可以通過以下的方法制造。首先，稱量氧化銦粉末和氧化錫粉末使得氧化錫為10重量％。通常的ITO的氧化錫濃度為10重量％，但是在作為透明導(dǎo)電體特性可以容許的范圍內(nèi)，可以將氧化錫的濃度設(shè)定在3 40重量％的范圍。然后，將稱量的原料粉末進行利用濕式介質(zhì)攪拌磨機等的混合粉碎，并進行用于提高流動性的造粒，在造粒時的漿料中，可以添加用于增加成形體強度的PVA等粘合劑。然后，進行壓力成形后，在氧氣氣氛或大氣氣氛中進行常壓燒結(jié)，得到ITO燒結(jié)體。對所得到的ITO燒結(jié)體進行機械加工，得到分割I(lǐng)TO靶的各構(gòu)件。此時，更優(yōu)選對 角進行倒角加工，進行減小表面粗糙度的加工。分割I(lǐng)TO靶的個數(shù)，例如為了適合FPD，可以根據(jù)大型ITO靶的尺寸確定。這樣的ITO靶，俯視一般為矩形，因此與此相對應(yīng)，可以將多個長方形的分割I(lǐng)TO靶排列來制作。但是，分割I(lǐng)TO靶不限于長方形，當(dāng)然也可以為其它形狀例如正方形、三角形、扇形或者將它們適當(dāng)組合來制作。本申請發(fā)明包括這些方面。在通過上述方式制作的ITO靶的各構(gòu)件的側(cè)面覆蓋銦或銦合金等，形成所述物質(zhì)的覆蓋層。形成該覆蓋層的手段沒有特別限制，例如可以使用下述用于在的背襯板上進行焊接的包含銦或銦合金的焊料來形成。作為其它手段，可以使用熱噴涂法、鍍敷法等。另外，可以僅將側(cè)面通過電解進行還原而形成In系金屬。形成覆蓋層后，使用包含銦或銦合金的焊料，如前述圖I所示，在包含銅或銅合金的背襯板上進行焊接。之所以僅在側(cè)面附加銦或銦合金等，是因為若不附加銦等，則容易產(chǎn)生以ITO靶的分割靶各構(gòu)件間的空隙的端部為基點的異常放電等，另外，相反，若如現(xiàn)有例一樣，在整個空隙中埋入銦等，則由該部分的上部形成的膜的電特性與由其它部分形成的膜的電特性不同。ITO靶的分割靶各構(gòu)件間的空隙(間隔)的調(diào)節(jié)是必要的，該空隙設(shè)定為
O.2^0. 8mm。此時的ITO分割靶間的空隙為形成覆蓋層前的空隙。僅在ITO分割靶的空隙側(cè)的側(cè)面形成選自銦、銦合金或錫合金中的一種物質(zhì)的覆蓋層。然后，排列在背襯板上，并與背襯板接合。對于接合到背襯板上的各ITO分割靶而言，如上所述，需要一定的空隙，這是因為該空隙小于O. 2mm時，將多分割I(lǐng)TO靶的各構(gòu)件粘貼到背襯板上后，難以防止接合層(使用焊料的焊接層)冷卻時的熱收縮造成的相鄰靶構(gòu)件間的碰撞弓I起的破損。另外，相反，大于O. 8mm時，即使在各靶構(gòu)件的側(cè)面形成銦等，由側(cè)面形成的膜的電特性也與靶構(gòu)件稍有差異，因此由于空隙(間隔)過大會造成濺射時的膜的面內(nèi)均勻性變差。另外，在ITO靶的濺射時及冷卻時，或多或少會反復(fù)進行熱膨脹和收縮，分割靶的空隙具有適度調(diào)節(jié)該熱膨脹和收縮的功能，因此也具有可以防止靶的龜裂和破裂的效果。在各ITO分割靶的側(cè)面形成的覆蓋層的厚度設(shè)定為O. 0Γ0. 35mm。該覆蓋層為相互面向空隙的單面的厚度。該覆蓋層的目的在于，抑制結(jié)瘤的產(chǎn)生和異常放電，并且使得在與空隙部分相對的襯底上形成的膜的特性與其它部分的膜的特性無差異。覆蓋層的厚度小于O. 04mm時,沒有該效果,超過O. 35mm時,必須增大分割革巴的空隙本身，膜的均勻性產(chǎn)生問題，因此優(yōu)選將覆蓋層的厚度設(shè)定為O. 04、. 35mm。當(dāng)然，要根據(jù)分割靶的空隙，在上述范圍內(nèi)調(diào)節(jié)覆蓋層的厚度。以上的結(jié)果是，將從空隙的大小中減去覆蓋層的厚度而得到的間隙的(大小)設(shè)定為O. Γ0. 72mm是合適的。作為在分割靶的側(cè)面附加的材料，優(yōu)選銦、銦合金、錫合金。這些金屬或合金的熔點比較低，因此容易附加到側(cè)面。另外，銦合金和錫合金的優(yōu)選例子，可以列舉In-Sn、In-Bi、In-Bi-Sn、In-Ga, In-Ga-Sn, In-Ga-Bi, Sn-Ga, Sn-Bi 和 Sn-Ga-Bi。這些合金，特別是在與銦形成合金時，熔點比較低，為更優(yōu)選的材料。實施例以下，根據(jù)實施例和比較例進行說明。另外，本實施例僅僅是一例，本發(fā)明無論如何不限于該例。即，本發(fā)明僅由權(quán)利要求的范圍限制，還包括本發(fā)明中所包含的實施例以外 的各種變形。(實施例I)將作為原料的、比表面積5m2/g的氧化銦粉末和氧化錫粉末以重量比9 1的比例混合而成的混合粉末用基于球磨機的濕式介質(zhì)攪拌磨機混合粉碎后，注入壓模，以700kg/cm2的壓力成形,制作ITO成形體。然后，將該ITO成形體在氧氣氣氛中以5°C /分鐘的升溫速度從室溫升溫到1500°C后，在1500°C保溫20小時，然后，進行爐冷而燒結(jié)。將這樣得到的燒結(jié)體的表面在平面磨床中使用400號金剛石磨粒磨削至厚度
6.5mm，再將側(cè)邊用金剛石切刀切割為127mmX 508mm尺寸，得到ITO靶構(gòu)件。制作兩塊這樣的加工體。將這些燒結(jié)體設(shè)置到設(shè)定為200°C的熱板上，升溫后僅在側(cè)面附加O. 05mm厚的銦。然后，將無氧銅制的背襯板設(shè)置到設(shè)定為200°C的熱板上，使用銦作為焊料，以其厚度為約O. 2mm的方式進行涂布。在該背襯板上以O(shè). 4mm的空隙將通過上述方式在側(cè)面附加有銦的兩塊ITO燒結(jié)體以接合面相互相對的方式設(shè)置，并自然冷卻到室溫。從上述可知，相鄰的分割靶的覆蓋層間的距離(間隔)為O. 3mm。將該靶安裝到P夕口 >制造的磁控濺射裝置(BSC-7011)中，輸入功率為，以DC電源2. 3W/cm2，氣壓為O. 6Pa，濺射氣體為氬(Ar)并且氣體流量為300sCCm，進行到濺射累積電量為120WHr/cm2。濺射中測定微弧產(chǎn)生的次數(shù)(次)。微弧的判斷基準(zhǔn)是，檢測電壓100V以上，釋出能量(產(chǎn)生弧放電時的濺射電壓X濺射電流X產(chǎn)生時間)為IOmJ以下。濺射累積電量為160WHr/cm2后，設(shè)置-一二 >1737作為襯底，將膜厚設(shè)定為200nm，測定與空隙部相對的襯底面以及沿相反方向與其分別距離2cm和4cm的共計5個點的方塊電阻，求出平均值和方塊電阻的偏差(=100 X 2 (最大方塊電阻值-最小方塊電阻值)/ (最大方塊電阻值+最小方塊電阻值)％)，以此評價膜電阻均勻性(R1)。該實施例I的Rl (5點的方塊電阻、平均值、方塊電阻的偏差)的結(jié)果如表I所示。
另外，空隙、銦等在空隙上的附著狀態(tài)、直到累積120WHr/cm2為止的微弧放電產(chǎn)生累積次數(shù)、膜特性等結(jié)果也一并示于表I中。表I
權(quán)利要求
1.一種ITO濺射靶，通過在背襯板上排列多個ITO分割靶并與該背襯板接合而構(gòu)成，其中，僅在排列的ITO分割靶間的空隙側(cè)的側(cè)面具有選自銦、銦合金或錫合金的一種物質(zhì)的覆蓋層。
2.如權(quán)利要求I所述的ITO濺射靶，其特征在于，銦合金或錫合金為選自In-Sn、In-Bi、In-Bi-Sn、In_Ga、In-Ga-Sn> In-Ga-Bi> Sn-Ga> Sn-Bi 和 Sn-Ga-Bi 中的任意一種物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ITO濺射靶，其特征在于，ITO分割靶間的空隙為O. 2^0. 8mm。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的ITO濺射靶，其特征在于，覆蓋層的厚度為 O. 04、. 35mm，并且從空隙的大小減去覆蓋層的厚度得到的間隙的大小為O. Γθ. 72mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種ITO濺射靶，通過在背襯板上排列多個ITO分割靶并與該背襯板接合而構(gòu)成，其中，僅在排列的ITO分割靶間的空隙側(cè)的側(cè)面具有選自銦、銦合金或錫合金的一種物質(zhì)的覆蓋層。本發(fā)明的課題在于提供即使在分割I(lǐng)TO靶的連續(xù)濺射時，也可以抑制結(jié)瘤的產(chǎn)生和異常放電，并且可以得到在與空隙部分相對的襯底上形成的膜的特性與其它部分的膜的特性無差異，即膜特性的均勻性高的膜的ITO濺射靶，特別是FPD用濺射靶。
文檔編號C23C14/34GK102906301SQ20118002533
公開日2013年1月30日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者掛野崇, 鈴木了, 栗原敏也, 中村祐一郎, 關(guān)和廣, 牧野修仁, 熊原吉一 申請人:吉坤日礦日石金屬株式會社