濺射靶材及氧化金屬薄膜的制作方法
【專利摘要】一種濺射靶材，包含一種氧化金屬組成物，包括氧化銦、氧化鋅及氧化錫，基于銦、鋅及錫的原子總含量100at.%計(jì)，銦的原子含量范圍為60至80at.%，鋅的原子含量范圍為10至25at.%，錫的原子含量范圍為1至20at.%，且鋅的原子含量大于錫的原子含量，本發(fā)明濺射靶材所形成的金屬氧化物薄膜的結(jié)晶溫度不小于250℃，且其電阻率不大于5×10-4Ω·cm，且透光率不小于85%，并具備良好的蝕刻特性。
【專利說(shuō)明】濺射靶材及氧化金屬薄膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靶材及氧化金屬薄膜，特別是涉及一種濺射靶材及氧化金屬薄膜。該氧化金屬薄膜可應(yīng)用于透明電極材料或透明氧化物半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 透明導(dǎo)電薄膜，特別是其中透明且可導(dǎo)電的氧化金屬薄膜，較一般金屬薄膜而言透光率佳，而廣泛地應(yīng)用于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，例如:在照明【技術(shù)領(lǐng)域】中的有機(jī)/無(wú)機(jī)發(fā)光二極管燈的電極；或在顯示器的【技術(shù)領(lǐng)域】中作為液晶顯示器的內(nèi)部連線、觸控面板的電極，及主動(dòng)型有機(jī)發(fā)光二極管顯不器的電極與傳輸電路。
[0003]通常，上述的氧化金屬薄膜的形成過(guò)程是準(zhǔn)備一個(gè)濺射靶材，并以濺射的方式先整面性地形成于平坦的基板表面，或已圖案化的結(jié)構(gòu)表面，再對(duì)該氧化金屬薄膜進(jìn)行黃光、微影、蝕刻等制程，后根據(jù)需求制作出預(yù)定圖案的氧化金屬薄膜。目前，最常使用的濺射靶材為銦錫氧化物(ITO)，并在濺射后制作出以銦錫氧化物所構(gòu)成的銦錫氧化物薄膜。
[0004]但傳統(tǒng)銦錫氧化物中的銦為稀有金屬之一，在地球中的儲(chǔ)藏量有限，使用者無(wú)不擔(dān)憂銦原料是否有枯竭的一天。且，銦錫氧化物薄膜在非晶態(tài)時(shí)的薄膜電阻率約為7Χ10_4Ω.cm，必需在結(jié)晶化后電阻率始有明顯下降的效果，約為2Χ10_4Ω.cm。
[0005]因此，對(duì)于有低電阻率需求的產(chǎn)品，一般會(huì)使用結(jié)晶化后的銦錫氧化物薄膜，但事實(shí)上，銦錫氧化物薄膜卻因?yàn)榻Y(jié)晶化而衍生表面不平坦，及在弱酸中不容易蝕刻的問(wèn)題。除此之外，未經(jīng)結(jié)晶化的銦錫氧化物薄膜雖具有平坦的表面，及在弱酸中易于蝕刻的特性，但除了電阻率偏高之外，卻又衍生在后制程的鋁蝕刻劑中容易被腐蝕的問(wèn)題。因此，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的研究人士積極發(fā)展替代傳統(tǒng)銦錫氧化物濺射靶材的材料，目的為降低銦的使用量，并能維持金屬氧化物薄膜的均勻度、透光率、穩(wěn)定度以及制程中的蝕刻特性，為學(xué)界及業(yè)界努力研究及發(fā)展的重點(diǎn)之一。
[0006]日本專利公開(kāi)案JP2011190542號(hào)揭示一個(gè)銦鋅錫濺射靶材，主要是通過(guò)提升該濺射靶材的密度，并配合錫與鋅間的比值(錫/鋅)大于I時(shí)，將減少濺射靶材的突起物(nodule)的產(chǎn)生，既而降低該濺射靶材異常放電的機(jī)率。
[0007]然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述日本專利公開(kāi)案的JP2011190542號(hào)所揭示的濺射靶材雖然可降低自身異常放電的機(jī)率，小幅改善濺射靶材在濺射時(shí)的穩(wěn)定度，卻未能同步提升該濺射靶材所形成的氧化金屬薄膜結(jié)晶溫度，導(dǎo)致該氧化金屬薄膜的結(jié)晶溫度低，也造成結(jié)晶化的氧化金屬薄膜的蝕刻速率不穩(wěn)定的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濺射而制得在非結(jié)晶態(tài)就具備低電阻率、結(jié)晶溫度高且蝕刻特性佳的氧化金屬薄膜的濺射靶材。
[0009]此外，本發(fā)明的另一目的，是為了提供一種在非結(jié)晶態(tài)就具備低電阻率、結(jié)晶溫度高且蝕刻特性佳的氧化金屬薄膜。[0010]于是，本發(fā)明濺射靶材，包含一種氧化金屬組成物，包括氧化銦、氧化鋅及氧化錫，基于銦、鋅及錫的原子總含量IOOat.%計(jì)，銦的原子含量范圍為60至80at.%，鋅的原子含量范圍為10至25at.%，錫的原子含量范圍為I至20at.%，且鋅的原子含量大于錫的原子含量。
[0011]較佳地，前述濺射靶材，其中該鋅原子含量與錫原子含量間比值大于I且小于2。
[0012]較佳地，前述濺射靶材，其中該氧化金屬組成物不含以銦、鋅及氧所構(gòu)成的六方晶層狀化合物。
[0013]較佳地，前述濺射靶材，其中該氧化金屬組成物包括一個(gè)主體，以及一個(gè)成份比例異于該主體的副成份。
[0014]較佳地，前述濺射靶材，其中該主體為由銦、鋅、錫及氧所構(gòu)成的晶相為方鐵錳礦結(jié)構(gòu)。
[0015]較佳地，前述濺射靶材，其中該副成份為由銦、鋅、錫及氧所構(gòu)成的化合物，且副成份中銦的原子含量百分比小于主體中銦的原子含量百分比。
[0016]較佳地，前述濺射靶材，其中該副成份為由銦、鋅、錫及氧所構(gòu)成的化合物，且副成份中鋅的原子含量百分比大于主體中鋅的原子含量百分比。
[0017]較佳地,前述派射祀材,其中該氧化金屬組成物的絕對(duì)密度不小于6g/cm3。
[0018]再者，本發(fā)明氧化金屬薄膜由上述的濺射靶材所形成，其薄膜結(jié)晶溫度在250°C以上。
[0019]較佳地，前述氧化金屬薄膜的電阻率不大于5X 10_4 Ω.cm,且透光率不小于85%。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:利用本發(fā)明濺射靶材經(jīng)濺射所形成的氧化金屬薄膜的結(jié)晶溫度，較鋅的原子含量范圍大于錫的原子含量范圍的濺射靶材并經(jīng)濺射所形成的氧化金屬薄膜的結(jié)晶溫度高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明派射祀材的具體實(shí)施例1以掃貓式電子顯微鏡(Scanning ElectronMicroscope,以下簡(jiǎn)稱SEM)進(jìn)行電子束掃描該具體實(shí)施例的表面并分析背向散射電子所產(chǎn)生的信號(hào)圖(back-scattering electron,以下簡(jiǎn)稱 BSE)；
[0022]圖2是一 BSE圖，并以箭頭說(shuō)明具體實(shí)施例1的含有異于主體的副成份；
[0023]圖3是X射線衍射儀(X-ray diffraction,以下簡(jiǎn)稱XRD)測(cè)量圖，說(shuō)明以XRD測(cè)量具體實(shí)施例1時(shí)，僅測(cè)得單相結(jié)構(gòu)；
[0024]圖4 是橫截面穿透式電子顯微鏡(cross-sectional transmission electronmicroscopy,以下簡(jiǎn)稱XTEM)測(cè)量圖，說(shuō)明具體實(shí)施例1的副成份為異于主體的單晶的晶相結(jié)構(gòu)；
[0025]圖5是一 XTEM圖，說(shuō)明具體實(shí)施例1的主體的晶相結(jié)構(gòu)；
[0026]圖6是一 XTEM圖，說(shuō)明具體實(shí)施例1的副成份的晶相結(jié)構(gòu)；
[0027]圖7是一 BSE圖，說(shuō)明將以能量散射光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,以下簡(jiǎn)稱EDS)分析具體實(shí)施例1的成份比例；
[0028]圖8 — EDS圖，說(shuō)明具體實(shí)施例1的成份比例；
[0029]圖9是本發(fā)明濺射靶材的具體實(shí)施例2的BSE圖；[0030]圖10是具體實(shí)施例2的XRD測(cè)量圖；
[0031 ] 圖11 一 EDS圖，說(shuō)明具體實(shí)施例2的成份比例。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0033]本發(fā)明濺射靶材包含一氧化金屬組成物。
[0034]該氧化金屬組成物包括氧化銦、氧化鋅及氧化錫。
[0035]在該氧化金屬組成物中，當(dāng)銦、鋅及錫的原子總含量以IOOat.%計(jì)時(shí)，銦的原子含量范圍為60至80at.%，鋅的原子含量范圍為10至25at.%，錫的原子含量范圍為I至20at.%，且其中，鋅的原子含量大于錫的原子含量。
[0036]較佳地，在該氧化金屬組成物中，鋅的原子含量與錫的原子含量間的比例大于I且小于2。
[0037]另一方面，該氧化金屬組成物包括一個(gè)主體，及一個(gè)含量異于該主體的副成份。該主體是以銦、鋅、錫、氧所構(gòu)成的化合物，且該主體的晶相屬于方鐵錳礦結(jié)構(gòu)(Bixbyite)；除此之外，當(dāng)該氧化金屬組成物整體的鋅的原子含量大于錫的原子含量，配合鋅的原子含量與錫的原子含量間的比值大于I且小于2時(shí)，該主體及該副成份皆不含六方層狀化合物。
[0038]該副成份為以銦、鋅、錫、氧 所構(gòu)成的化合物，且該副成份中銦的原子含量百分比小于主體中銦的原子含量百分比。
[0039]本發(fā)明濺射靶材主要經(jīng)由混合粉末、壓制成型，及燒結(jié)制成而制得。
[0040]其中，當(dāng)以X射線衍射儀(X-ray diffraction,以下簡(jiǎn)稱XRD)測(cè)量時(shí)，本發(fā)明濺射靶材的氧化金屬組成物僅測(cè)得單晶相結(jié)構(gòu)；然而，當(dāng)以掃瞄式電子顯微鏡(ScanningElectron Microscope,以下簡(jiǎn)稱SEM)進(jìn)行電子束掃描本發(fā)明派射祀材的氧化金屬組成物的表面并分析背向散射電子(back-scattering electron,以下簡(jiǎn)稱BSE)所產(chǎn)生的信號(hào)，其顯示氧化金屬組成物除了主體外，還包括異于該主體的副成份所構(gòu)成的二次相。再進(jìn)一步地，當(dāng)通過(guò)橫截面穿透式電子顯微鏡(cross-sectional transmission electronmicroscopy,以下簡(jiǎn)稱XTEM)測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)該主體的晶相屬于方鐵猛礦結(jié)構(gòu),更發(fā)現(xiàn)該副成份不屬于方鐵錳礦結(jié)構(gòu)。且需說(shuō)明的是，由于方鐵錳礦結(jié)構(gòu)為所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者所熟知，在此不再多加贅述。
[0041]通過(guò)BSE與XTEM的分析結(jié)果可以了解，本發(fā)明濺射靶材確實(shí)至少含有該主體及該副成份，且當(dāng)鋅的原子含量與錫的原子含量間的比值大于I且小于2時(shí)，該副成份非為六方晶層狀化合物。XRD分析該氧化金屬組成物為方鐵錳礦結(jié)構(gòu)，并且比對(duì)TEM-DP數(shù)據(jù)后，確認(rèn)方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的XRD信號(hào)來(lái)自主體結(jié)構(gòu)。
[0042]再者，當(dāng)以能量散射光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,以下簡(jiǎn)稱EDS)分別分析該主體與該副成份所含有的成份顯示，該主體含有的金屬包含銦、鋅及錫，該副成份也含有銦、鋅及錫，但該主體與該副成份間的各種金屬的原子含量不同；再配合測(cè)量得知的晶相結(jié)構(gòu)可以得知，該氧化金屬組成物除了主體外，還含有成份比例異于該主體的成份比例的副成份。
[0043]較佳地，當(dāng)該氧化金屬組成物中，銦的原子含量范圍大于60且小于80at.%，鋅的原子含量范圍為大于10且小于25at.%,錫的原子含量范圍為10至15at.%時(shí),且鋅的原子含量與錫的原子含量間的比值大于I且小于2時(shí)，該較佳實(shí)施例濺射靶材具有不含六方層狀化合物的更為穩(wěn)定的晶相結(jié)構(gòu)。
[0044]本發(fā)明的主要功效在于，該濺射靶材的氧化金屬組成物的原子含量在特定范圍，配合鋅的原子含量范圍大于錫的原子含量范圍，則利用該濺射靶材經(jīng)濺射所形成的氧化金屬薄膜的結(jié)晶溫度，較鋅的原子含量范圍大于錫的原子含量范圍的濺射靶材并經(jīng)濺射所形成的氧化金屬薄膜的結(jié)晶溫度高。故，本發(fā)明通過(guò)該氧化金屬薄膜的高結(jié)晶溫度的特性，使得該氧化金屬薄膜在后續(xù)通過(guò)一般回火(約220°C )的制程后，不易結(jié)晶化，進(jìn)而避免結(jié)晶化后結(jié)晶區(qū)域的蝕刻特性差的問(wèn)題。
[0045]再者，由于使用不含六方晶層狀化合物的濺射靶材進(jìn)行濺射法時(shí)，該濺射靶材的電性較佳，可進(jìn)一步地避免電阻率高的六方晶層狀化合物產(chǎn)生的“異常放電”的問(wèn)題，既而避免異常放電所造成的“濺射形成氧化金屬薄膜在一個(gè)基板的同時(shí)，多余的微小凸粒也附著在該基板上”的缺點(diǎn)，進(jìn)而提升濺射形成氧化金屬薄膜的優(yōu)良率。因此，通過(guò)上述較佳的不含六方層狀化合物的濺射靶材，再經(jīng)濺射形成的氧化金屬薄膜也具備質(zhì)量更優(yōu)良的結(jié)晶溫度與蝕刻特性、穩(wěn)定的電性，及高透光性，進(jìn)而供氧化金屬薄膜更適合應(yīng)用于光電【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0046]其次，由于六方晶層狀化合物的結(jié)構(gòu)與氧化金屬組成物的主體的晶相結(jié)構(gòu)差異較大，當(dāng)濺射靶材中非同時(shí)含有晶相結(jié)構(gòu)為方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的主體及六方晶層狀化合物時(shí)，也可進(jìn)一步地避免該濺射靶材在燒結(jié)制程后會(huì)產(chǎn)生裂靶的問(wèn)題。因此，本發(fā)明通過(guò)鋅的原子含量與錫的原子含量間的比值大于I且小2，進(jìn)一步將濺射靶材的主體與副成份的晶相結(jié)構(gòu)相似化，可大幅降低裂靶的機(jī)率。
[0047]本發(fā)明濺射靶材的氧化金屬組成物的鋅的原子含量大于錫的原子含量，除了可以提高后續(xù)濺射形成氧化金屬薄膜的結(jié)晶溫度，而使氧化金屬薄膜不易結(jié)晶外，還可進(jìn)一步地抑制濺射靶材產(chǎn)生小突起 (nodule)的問(wèn)題；另外，本發(fā)明濺射靶材經(jīng)濺射形成的氧化金屬薄膜相對(duì)蝕刻劑為草酸而言，蝕刻速率較高，較容易被蝕刻，而可減少蝕刻及圖案化氧化金屬薄膜的時(shí)間。
[0048]特別地，本發(fā)明濺射靶材的氧化金屬組成物的密度不小于6g/cm3，也可避免“當(dāng)靶材密度低于6g/cm3時(shí)，在濺射過(guò)程中常會(huì)因?yàn)榘胁目锥吹拇嬖诙菀自斐僧惓７烹姟钡膯?wèn)題，既而顯著地提升氧化金屬薄膜的制程優(yōu)良率及借由濺射法形成均勻度高且質(zhì)量佳的氧化金屬薄膜，適合應(yīng)用在照明或顯示器【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0049]以下為本發(fā)明濺射靶材的具體實(shí)施例1~5及比較例的制作過(guò)程。
[0050]《具體實(shí)施例1》
[0051]制作該具體實(shí)施例1所使用的原料是:高純度(>99.9%)的氧化銦3.986Kg、氧化錫0.645Kg以及氧化鋅0.37Kg等三種金屬氧化物粉末。
[0052]首先，進(jìn)行球型粉末形成階段。將這三種金屬氧化物粉末依照比例混合入10~50公升的球磨桶或是100公升的球磨機(jī)；接著，加入氧化鋯球與金屬氧化物混合粉末進(jìn)行連續(xù)8小時(shí)以上的球磨。其中，加入氧化鋯球的目的是使混合粉末在球磨過(guò)程中分散均勻，進(jìn)而使粉末粒徑大幅降低；此外，氧化鋯球的球徑需配合粉末的原始粒徑與目標(biāo)粒徑，不適合的球徑會(huì)造成效率不足或過(guò)度磨耗。繼續(xù)，在球磨的第一階段加入分散劑與純水，以得到低粘度的漿料，該第一階段可以降低粉體粒徑，使金屬氧化物粉末均勻分散，并在后制程中不易分離；再來(lái)，在球磨的第二階段時(shí)，加入粘結(jié)劑，得到高粘度漿料，使粉體與粘結(jié)劑均勻分散，并于胚件成形時(shí)提供優(yōu)異的粘結(jié)力，且易于燒結(jié)成形。接著，進(jìn)行造粒步驟，其是使用噴霧干燥機(jī)等設(shè)備進(jìn)行，造粒之后粉末形態(tài)需為完整扎實(shí)的圓球顆粒，而可促進(jìn)粉末的流動(dòng)性，并助于后續(xù)階段的進(jìn)行，且特別地，造粒完成后的粉體粒徑大約是20~100微米。再者，為了確保粉末的均勻性，造粒完成后，以150mesh (目)的篩網(wǎng)過(guò)篩，配合使用搖篩機(jī)，過(guò)濾大顆粒粉末及雜質(zhì)，并將過(guò)篩后的粉末保存于真空保存桶中，以避免吸水氣，導(dǎo)致成型困難的問(wèn)題。
[0053]其次，進(jìn)行靶材成型階段。先將造粒后的粉末倒入涂有脫模劑的模具中，其中，模具的尺寸視欲制作的靶材尺寸規(guī)格而定，再者，該脫模劑通常是長(zhǎng)碳鏈化合物，適合于作為脫模劑的可以為油酸、高分子蠟、聚乙烯醇，及甲基纖維素等；接著，進(jìn)行預(yù)壓:對(duì)填有粉末的模具分段加壓至200~1200kg/cm2，并加熱30~50°C，使高分子粘結(jié)劑產(chǎn)生作用，而增加粉末的流動(dòng)性，并且能夠達(dá)到更好的結(jié)合能力，且預(yù)壓后脫模將粉末轉(zhuǎn)換得到相對(duì)密度為50~65%的生胚靶材，特別地，又以液壓成型的方式得到更為致密的生胚與強(qiáng)化強(qiáng)度，以利后續(xù)得到高密度靶材；還可借由控制冷液壓成型機(jī)的升壓降壓速度，使生胚不會(huì)翹曲，達(dá)到所要求的密度；又，生胚密度越高，后續(xù)燒結(jié)效率將會(huì)越高。
[0054]繼續(xù)，進(jìn)行燒結(jié)階段。此階段在充滿氧氣的高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行；其中，氧氣通常與空氣、氬氣，或是氮?dú)饣旌?使用，通氧氣的用途是可以防止結(jié)構(gòu)缺陷，而得到高相對(duì)密度的靶材，且相對(duì)密度介于85~99.99%間。繼續(xù)，在燒結(jié)進(jìn)行時(shí)，高溫?zé)Y(jié)爐的腔體溫度自室溫升溫到100°C，并持溫?cái)?shù)小時(shí)，以去除生胚中的水氣；接著，再慢速升溫到700°C，并持溫?cái)?shù)小時(shí)，以去除生胚中的高分子粘結(jié)劑。又，該種去除生胚中的高分子粘結(jié)劑的過(guò)程稱為脫蠟，并在適當(dāng)?shù)目諝饬鲌?chǎng)循環(huán)帶動(dòng)的條件下，將因高熱而由生胚表面揮發(fā)出來(lái)的粘結(jié)劑帶至爐外，再經(jīng)由廢氣處理裝置處理后排至大氣，而形成靶材粗胚。在脫臘過(guò)程非常重要，必須將生胚中的高分子完全去除，否則容易造成后續(xù)成型的靶材內(nèi)部殘留碳，而使靶材在濺射的使用過(guò)程中在靶材表面產(chǎn)生許多凸粒(nodule)，導(dǎo)致后續(xù)所形成的氧化金屬薄膜均勻性不佳；接著，將腔體升溫到900°C，進(jìn)行靶材素?zé)A(yù)燒結(jié)，可以增強(qiáng)靶材粗胚的剛性。接下來(lái)，將腔體慢速升溫到1100°C，由于在這階段靶材粗胚會(huì)開(kāi)始收縮，因此溫度控制非常重要，升溫速度要控制得當(dāng)，避免靶材粗胚收縮過(guò)快而造成破裂、龜裂等燒結(jié)不佳的狀況；接著再慢速升溫到1300~1600°C，并停留數(shù)小時(shí)，最高溫度的選擇要視欲得到的結(jié)構(gòu)或是生成相而定，溫度選擇對(duì)于靶材電阻率有很大的影響。再來(lái)，將腔體降溫到1100°C，此時(shí)，要以非常慢速的程溫控制降溫，避免造成靶材各部分降溫不均勻而破裂，繼續(xù)，再降溫到室溫，此時(shí)，可以使用爐冷的方式，或是風(fēng)車(chē)程溫控制快速降溫的方式，以形成濺射靶材。
[0055]最后，進(jìn)行靶材加工階段。先利用水刀或線切割設(shè)備，將濺射靶材依所需求尺寸進(jìn)行切割，基于靶材硬度高，所以切割設(shè)備的耐用性、切割效率及切割損失量都應(yīng)納入考慮范圍。又，因?yàn)闊Y(jié)后的靶材表面粗糙，部分氧化物可能揮發(fā)，且有些許翹曲現(xiàn)象，還需再利用平面磨床搭配立式磨床進(jìn)行表面研磨，并利用導(dǎo)角機(jī)進(jìn)行導(dǎo)角，加工完后，濺射靶材表面平整，即完成濺射靶材的制作。
[0056]《具體實(shí)施例2》
[0057]該具體實(shí)施例2與該具體實(shí)施例1的制作方法相似，其不同處在于該具體實(shí)施例2所使用的原料是:高純度(>99.9%)的氧化銦3.662Kg、氧化錫0.85Kg以及氧化鋅0.49Kg等三種金屬氧化物粉末。
[0058]《具體實(shí)施例3》
[0059]該具體實(shí)施例3與該具體實(shí)施例1的制作方法相似，其不同處在于該具體實(shí)施例3所使用的原料是:高純度(>99.9%)的氧化銦3.415Kg、氧化錫0.777Kg以及氧化鋅0.807Kg等三種金屬氧化物粉末。
[0060]《具體實(shí)施例4》
[0061]該具體實(shí)施例4與該具體實(shí)施例1的制作方法相似，其不同處在于該具體實(shí)施例4所使用的原料是:高純度(>99.9%)的氧化銦4.047Kg、氧化錫0.488Kg以及氧化鋅0.465Kg等三種金屬氧化物粉末。
[0062]《具體實(shí)施例5》
[0063]該具體實(shí)施例5與該具體實(shí)施例1的制作方法相似，其不同處在于該具體實(shí)施例5所使用的原料是:高純度(>99.9%)的氧化銦4.155Kg、氧化錫0.205Kg以及氧化鋅0.637Kg等三種金屬氧化物粉末。
[0064]《比較例》
[0065]該比較例與該具體實(shí)施例1的制作方法相似，其不同處在于該比較例所使用的原料是:高純度(>99.9%)的氧化銦4.046Kg、氧化錫0.620Kg以及氧化鋅0.335Kg等三種金屬氧化物粉末。
[0066]< 分析 >
[0067]以下為具體實(shí)施例1~5 與比較例濺射靶材的各項(xiàng)分析結(jié)果，及具體實(shí)施例1~5與比較例經(jīng)濺射法在一個(gè)基板上形成厚度為IOOnm的氧化金屬薄膜的各項(xiàng)分析過(guò)程。
[0068][濺射靶材]
[0069]〔成份分析〕
[0070]以EDS測(cè)量及計(jì)算具體實(shí)施例1~5與比較例的主體及副成份的成份含量。
[0071]〔晶相結(jié)構(gòu)分析〕
[0072]以BSE測(cè)量具體實(shí)施例1~5與比較例。
[0073]以XRD測(cè)量具體實(shí)施例1~5與比較例，觀察其繞射角度的變化，以確認(rèn)主體的晶相結(jié)構(gòu)；配合以XTEM測(cè)量具體實(shí)施例1~5與比較例，確認(rèn)主體副成份的晶相結(jié)構(gòu)是否含有六方層狀合化物。
[0074]〔密度分析〕
[0075]以阿基米德方法分析絕對(duì)密度。
[0076]〔電阻率分析〕
[0077]以四點(diǎn)探針?lè)治鲈摓R射靶材的電阻率。
[0078][氧化金屬薄膜]
[0079]〔電阻率分析〕
[0080]以四點(diǎn)探針?lè)治鲈撗趸饘俦∧さ膶?dǎo)電率。
[0081]〔透光率分析〕
[0082]以UV-vis薄膜穿透率分析該氧化金屬薄膜的透光率(光波長(zhǎng)400~800nm)。
[0083]〔結(jié)晶溫度分析〕
[0084]將一個(gè)受測(cè)薄膜由低溫至高溫進(jìn)行退火，再以XRD判斷在各退火溫度的階段是否發(fā)生結(jié)晶化，借以測(cè)得薄膜產(chǎn)生結(jié)晶化的溫度。
[0085]〔蝕刻特性分析〕
[0086]需先說(shuō)明的是，一般制程中是以草酸進(jìn)行銦錫氧化物薄膜的蝕刻，并以硝酸、醋酸以及磷酸配成鋁蝕刻劑進(jìn)行鋁導(dǎo)線的蝕刻，其中硝酸、醋酸以及磷酸的比例依各廠商技術(shù)而有差異。
[0087]本蝕刻特性分析以硝酸5%、醋酸5%、磷酸80%與水10%配成一鋁蝕刻劑。分別以草酸以及該鋁蝕刻劑對(duì)具體實(shí)施例2濺射靶材所形成的成非晶態(tài)的薄膜進(jìn)行蝕刻特性的測(cè)試，并且與非晶態(tài)銦錫氧化物薄膜(a-1TO薄膜)、結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物薄膜(c-1TO薄膜)以及非晶態(tài)銦鋅氧化物薄膜U-1ZO薄膜)比較蝕刻特性。
[0088]<分析結(jié)果>
[0089]下表1為蝕刻特性測(cè)試結(jié)果，具體實(shí)施例2濺射靶材所形成的氧化金屬薄膜具有“在草酸中容易蝕刻”的特性，且在鋁蝕刻劑中的蝕刻速率與結(jié)晶態(tài)銦錫氧化物相當(dāng)，明顯較非晶態(tài)銦錫氧化物以及非晶態(tài)銦鋅氧化物緩慢。表示具體實(shí)施例2的成非晶態(tài)的金屬氧化物薄膜在草酸中容易被蝕刻，而不易被鋁蝕刻劑蝕刻，具備良好的蝕刻特性。
[0090]表1
【權(quán)利要求】
1.一種濺射靶材，其特征在于:該濺射靶材包含:一種氧化金屬組成物，包括氧化銦、氧化鋅及氧化錫，基于銦、鋅及錫的原子總含量IOOat.%計(jì)，銦的原子含量范圍為60至80at.%，鋅的原子含量范圍為10至25at.%，錫的原子含量范圍為I至20at.%，且鋅的原子含量大于錫的原子含量。
2.如權(quán)利要求1所述的濺射靶材，其特征在于:該鋅原子含量與錫原子含量間比值大于I且小于2。
3.如權(quán)利要求2所述的濺射靶材，其特征在于:該氧化金屬組成物不含以銦、鋅及氧所構(gòu)成的六方晶層狀化合物。
4.如權(quán)利要求1所述的濺射靶材，其特征在于:該氧化金屬組成物包括一個(gè)主體，以及一個(gè)成份比例異于該主體的副成份。
5.如權(quán)利要求4所述的濺射靶材，其特征在于:該主體為由銦、鋅、錫及氧所構(gòu)成的晶相為方鐵猛礦結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的濺射靶材，其特征在于:該副成份為由銦、鋅、錫及氧所構(gòu)成的化合物，且副成份中銦的原子含量百分比小于主體中銦的原子含量百分比。
7.如權(quán)利要求4所述的濺射靶材，其特征在于:該副成份為由銦、鋅、錫及氧所構(gòu)成的化合物，且副成份中鋅的原子含量百分比大于主體中鋅的原子含量百分比。
8.如權(quán)利要求1所述的濺射靶材，其特征在于:該氧化金屬組成物的絕對(duì)密度不小于6g/cm3。
9.一種氧化金屬薄膜，其特征在于:該氧化金屬薄膜是由權(quán)利要求1所述的濺射靶材所形成，其薄膜結(jié)晶溫度在250°C以上。
10.如權(quán)利要求9所述的氧化金屬薄膜，其特征在于:該氧化金屬薄膜的電阻率不大于5 X 10-4 Ω.cm,且透光率不小于85%。
【文檔編號(hào)】C23C14/34GK103540895SQ201310280288
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】盧明昌, 郭芝吟, 尹新淳, 張智詠 申請(qǐng)人:光洋應(yīng)用材料科技股份有限公司