KR20090051170A

KR20090051170A - 란타노이드 함유 산화물 타겟

Info

Publication number: KR20090051170A
Application number: KR1020097002580A
Authority: KR
Inventors: 가즈요시 이노우에; 노부오 다나까
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2009-05-21
Also published as: US20100282604A1; WO2008018403A1; US8038911B2; TW200825196A; TWI441933B

Abstract

본 발명은 인듐(In)과, 하기 A군으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며, AInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟을 제공한다. A군: 란탄(La), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)

산화물 타겟, 란타노이드, 가돌리늄, 란탄, 네오디뮴, 이테르븀, 에르븀, 디스프로슘

Description

란타노이드 함유 산화물 타겟{LANTHANOID-CONTAINING OXIDE TARGET}

본 발명은 도전막 또는 반도체를 형성할 때에 사용하는 산화물의 타겟에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 란타노이드를 함유하는 산화물 소결체로 이루어지는 산화물 타겟에 관한 것이다.

인듐을 주성분으로 하는 투명 도전막에서는 주석을 도핑한 산화인듐(ITO)이 일반적으로 사용되고 있다. 이는, 주석의 도핑에 의해 캐리어의 농도를 향상시켜 도전성이 우수한 투명 도전막이 얻어지기 때문이다.

그러나, ITO막은 에칭 가공에는 강산(예를 들면, 왕수 등)을 이용할 필요가 있어, TFT 액정용 전극에 이용했을 경우, 바탕층의 금속 배선을 부식시키는 경우가 있는 등의 난점을 갖고 있다. 또한, 스퍼터링에 의해 ITO막을 제조할 때에 이용하는 ITO 타겟은 환원에 의해 흑화되기 쉽기 때문에, 그 특성의 경시 변화가 문제가 되고 있다.

ITO막보다 에칭이 우수함과 동시에, ITO막과 동등한 도전성 및 광 투과율을 갖는 투명 도전막 및 이를 얻기 위해 바람직한 스퍼터링 타겟으로서, 산화인듐과 산화아연으로 이루어지는 타겟이나 투명 도전막이 제안되어 있다(하기 특허 문헌 1, 2). 그러나, 이들 산화인듐과 산화아연으로 이루어지는 투명 도전막은 약산으 로의 에칭 속도가 높기 때문에, 금속 박막의 에칭액으로도 에칭될 수 있다. 따라서, 투명 도전막 상에 형성한 금속 박막을 에칭하는 경우, 산화인듐과 산화아연으로 이루어지는 투명 도전막도 동시에 에칭될 수 있어, 투명 도전막 상의 금속 박막만을 선택적으로 에칭하는 경우에는 적당하지 않았다.

또한, 산화인듐과 산화아연으로 이루어지는 투명 박막은 스퍼터링법에 의한 성막 중에 대량의 산소의 존재에 의해 산화물 반도체로서도 이용할 수 있다고 알려져 있다(하기 특허 문헌 3).

또한, 인듐과 란타노이드 원소를 포함하는 투명 도전막은 유기 EL용 전극이나 반투과·반반사 LCD 전극으로서 유용하다고 보고되어 있다(하기 특허 문헌 4 내지 12).

그러나, 란타노이드계 원소의 산화물은 도전성이 없고, 이들 산화물을 산화인듐에 혼합하여 타겟을 제조했을 경우, 절연성 입자가 그대로 타겟 중에 존재하여, 스퍼터링 중에 이상 방전을 일으키거나 타겟 표면이 흑화되어 스퍼터링 속도가 저하되는 등의 문제점이 생길 우려가 있었다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)6-234565호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 (평)7-235219호 공보

특허 문헌 3: 미국 공개 2005/199959

특허 문헌 4: 일본 특허 공개 제2004-68054호 공보

특허 문헌 5: 일본 특허 공개 제2004-119272호 공보

특허 문헌 6: 일본 특허 공개 제2004-139780호 공보

특허 문헌 7: 일본 특허 공개 제2004-146136호 공보

특허 문헌 8: 일본 특허 공개 제2004-158315호 공보

특허 문헌 9: 일본 특허 공개 제2004-240091호 공보

특허 문헌 10: 일본 특허 공개 제2004-294630호 공보

특허 문헌 11: 일본 특허 공개 제2004-333882호 공보

특허 문헌 12: 일본 특허 공개 제2005-314734호 공보

<발명의 개시>

본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 이상 방전이나 타겟의 표면 흑화가 없는 산화물 타겟을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 도전성이 높은 산화물 타겟을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 이하의 산화물 타겟(이하, 단순히 타겟이라 함) 등이 제공된다.

1. 인듐(In)과, 하기 A군으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며, AInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

A군: 란탄(La), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)

2. 주석(Sn)과, 하기 A군으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며, A₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

3. 인듐(In) 및 주석(Sn)과, 하기 B군으로부터 선택되는 원소 (B)를 함유하는 산화물의 타겟이며, B₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

B군: 란탄(La), 가돌리늄(Gd), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)

4. 상기 원소 (B)가 Gd이고, In, Sn 및 Gd의 함유량의 합계에 대한 Gd의 비율[Gd/(Gd+Sn+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

5. 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]이 원소 (B)의 함유량[B/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]보다 많은 것을 특징으로 하는 3 또는 4에 기재된 산화물 타겟.

6. 상기 원소 (A)가 Nd, Yb 및 Dy 중 어느 하나이고, 상기 원소 (B)가 Gd, Nd, Yb 및 Dy 중 어느 하나이고, 밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

7. 상기 원소 (A)가 La이고, In과 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 1에 기재된 산화물 타겟.

8. 상기 원소 (A)가 La이고, Sn과 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+Sn): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 2에 기재된 산화물 타겟.

9. 상기 원소 (B)가 La이고, In, Sn 및 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+Sn+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

10. 상기 원소 (A) 또는 원소 (B)가 La이고, 밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 3, 5, 7 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

11. 상기 원소 (A) 또는 원소 (B)가 La이고, 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 것을 특징으로 하는 1 내지 3, 5, 7 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

12. 상기 원소 (A) 또는 원소 (B)가 Gd이고, 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 것을 특징으로 하는 3 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

13. 상기 원소 (A) 또는 (B)가 Er이고, 밀도가 4.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 3, 5 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

또한, 상기 발명은 하기 각 란타노이드를 함유하는 산화물 타겟을 포함하는 것이다.

[란탄(La)]

1. 인듐(In) 및 란탄(La)을 함유하는 산화물의 타겟이며, LaInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

2. 상기 In과 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 1에 기재된 산화물 타겟.

3. 주석(Sn) 및 란탄(La)을 함유하는 산화물의 타겟이며, La₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

4. 상기 Sn과 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+Sn): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

5. 인듐(In), 주석(Sn) 및 란탄(La)을 함유하는 산화물의 타겟이며, La₂Sn₂O₇ 및/또는 LaInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

6. 상기 In, Sn 및 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+Sn+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 5에 기재된 산화물 타겟.

7. 밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

8. 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 것을 특징으로 하는 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

[가돌리늄(Gd)]

1. 인듐(In), 주석(Sn) 및 가돌리늄(Gd)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Gd₂Sn₂O₇ 및/또는 GdInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

2. 상기 In, Sn 및 Gd의 함유량의 합계에 대한 Gd의 비율[Gd/(Gd+Sn+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 2에 기재된 산화물 타겟.

3. In, Sn 및 Gd의 함유량의 합계에 대한 Sn의 비율[Sn/(Gd+Sn+In): 원자비]과, Gd의 비율[Gd/(Gd+Sn+In): 원자비]이 하기 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 1 및 2에 기재된 산화물 타겟.

[Sn/(Gd+Sn+In)]>[Gd/(Gd+Sn+In)]

4. 밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

5. 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 것을 특징으로 하는 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

[네오디뮴(Nd)]

1. 인듐(In) 및 네오디뮴(Nd)을 함유하는 산화물의 타겟이며, NdInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

2. 주석(Sn) 및 네오디뮴(Nd)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Nd₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

3. 인듐(In), 주석(Sn) 및 네오디뮴(Nd)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Nd₂Sn₂O₇ 및/또는 NdInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

4. 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]이 Nd의 함유량[Nd/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]보다 많은 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

5. 밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

[이테르븀(Yb)]

1. 인듐(In) 및 이테르븀(Yb)을 함유하는 산화물의 타겟이며, YbInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

2. 주석(Sn) 및 이테르븀(Yb)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Yb₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

3. 인듐(In), 주석(Sn) 및 이테르븀(Yb)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Yb₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

4. 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]이 Yb의 함유량[Yb/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]보다 많은 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

[에르븀(Er)]

1. 인듐(In) 및 에르븀(Er)을 함유하는 산화물의 타겟이며, ErInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

2. 주석(Sn) 및 에르븀(Er)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Er₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

3. 인듐(In), 주석(Sn) 및 에르븀(Er)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Er₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

4. 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]이 Er의 함유량[Er/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]보다 많은 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

5. 밀도가 4.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 산화물 타겟.

[디스프로슘(Dy)]

1. 인듐(In) 및 디스프로슘(Dy)을 함유하는 산화물의 타겟이며, DyInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

2. 주석(Sn) 및 디스프로슘(Dy)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Dy₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

3. 인듐(In), 주석(Sn) 및 디스프로슘(Dy)을 함유하는 산화물의 타겟이며, Dy₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

4. 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]이 Dy의 함유량[Dy/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]보다 많은 것을 특징으로 하는 3에 기재된 산화물 타겟.

본 발명의 산화물 타겟은 란타노이드를 포함하는 소정 구조의 산화물이 포함되어 있기 때문에 도전성이 우수한 점에서, 이상 방전이 없는 산화물 타겟이 된다. 이 산화물 타겟은 스퍼터링 타겟, 전자빔용 타겟, 또는 이온 플레이팅용 타겟으로서 이용되고, 박막 형성용 원료가 된다.

도 1은 실시예 1-1에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 2는 실시예 1-2에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 3은 실시예 1-3에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 4는 실시예 1-4에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 5는 실시예 1-5에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 6은 실시예 1-6에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 7은 실시예 1-7에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 8은 실시예 1-8에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 9는 실시예 1-9에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 10은 실시예 1-10에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 11은 실시예 1-11에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 12는 실시예 1-12에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 13은 비교예 1-1에서 제조한 소결체의 X선 차트이다.

도 14는 실시예 2-1에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 15는 실시예 2-2에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 16은 실시예 2-3에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 17은 실시예 2-4에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 18은 실시예 2-5에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 19는 실시예 2-6에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 20은 실시예 2-7에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 21은 실시예 2-8에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 22는 실시예 2-9에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 23은 실시예 2-10에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 24는 실시예 3-1에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 25는 실시예 3-3에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 26은 실시예 3-5에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 27은 실시예 3-6에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 28은 실시예 3-7에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 29는 실시예 3-8에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 30은 실시예 3-9에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 31은 실시예 4-1에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 32는 실시예 4-2에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 33은 실시예 4-3에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 34는 실시예 4-4에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 35는 실시예 4-5에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 36은 실시예 4-6에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 37은 실시예 4-7에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 38은 실시예 4-8에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 39는 실시예 4-9에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 40은 실시예 5-1에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 41은 실시예 5-2에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 42는 실시예 5-3에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 43은 실시예 5-4에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 44는 실시예 5-5에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 45는 실시예 5-6에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 46은 실시예 5-7에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 47은 실시예 5-8에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 48은 실시예 5-9에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 49는 실시예 5-10에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 50은 실시예 5-11에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 51은 실시예 5-12에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 52는 실시예 6-1에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 53은 실시예 6-2에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 54는 실시예 6-3에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 55는 실시예 6-4에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 56은 실시예 6-5에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 57은 실시예 6-6에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 58은 실시예 6-7에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 59는 실시예 6-8에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 60은 실시예 6-9에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 61은 실시예 6-10에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

도 62는 실시예 6-11에서 제조한 타겟의 X선 차트이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명의 산화물 타겟은 이하의 1 내지 3의 요건을 만족시키는 것을 특징으로 한다.

1. 인듐(In)과, 란탄(La), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)로 이루어지는 군(A군)으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며, AInO₃으로 표시되는 산화물을 함유한다(타겟 I).

2. 주석(Sn)과, 상기 A군으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며, A₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유한다(타겟 II).

3. 인듐(In) 및 주석(Sn)과, 란탄(La), 가돌리늄(Gd), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)로 이루어지는 군(B군)으로부터 선택되는 원소 (B)를 함유하는 산화물의 타겟이며, B₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유한다(타겟 lII).

이하, A군 또는 B군을 구성하는 란타노이드마다 본 발명을 설명한다.

[란탄(La)]

본 발명의 산화물 타겟의 제1 양태는 인듐(In) 및 란탄(La)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, LaInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 I).

이 타겟 I을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃ 및 La₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 적어 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다. 이에 따라, ITO막과 동등한 광 투과율을 갖는 투명 도전막이 안정적으로 얻어진다.

타겟 I은 LaInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 산화물의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) LaInO₃

(b) LaInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(c) LaInO₃과 La₂O₃의 혼합물

이들 중에서 (b)의 소결체가 바람직하다. 또한, 타겟 중의 산화물의 구조는 X선 회절 측정에 의해 얻어지는 차트로부터 동정한다. 후술하는 타겟 II, III 및 다른 란타노이드 함유 산화물 타겟도 동일하다.

이 타겟에 있어서, La와 In의 합계에서 차지하는 La의 비율(원자비: La/(La+In))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, La 원자의 첨가 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있고, 0.5를 초과하면, La₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중의 소결 공정에서 균열되거나 변형되는 문제가 있다.

타겟에서의 La와 In의 원자비는 소결 전의 원료인 인듐 화합물과 란탄 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전의 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 인듐 화합물과 란탄 화합물로 이루어지는 LaInO₃ 등의 란탄·인듐 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 I의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물과 란탄 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

인듐 원자를 포함하는 화합물로서는 산화인듐, 수산화인듐 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화인듐이다.

란탄 원자를 포함하는 화합물로서는 산화란탄, 수산화란탄 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화란탄이다.

상기 출발 원료는 비드밀 등에 의해 분쇄 혼합하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 원료를 균일하게 혼합할 수 있고, 또한 원료의 입경을 작게 할 수 있다.

원료의 평균 입경은 최대라도 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 La₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. LaInO₃의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, La₂O₃의 반응성이 낮아 LaInO₃이 생성하지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 LaInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 LaInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 LaInO₃의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. LaInO₃의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 LaInO₃의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이들 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제2 양태는 주석(Sn) 및 란탄(La)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, La₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 II).

이 타겟 II를 이용한 경우, 단순히 SnO₂ 및 La₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟 표면의 흑화가 없고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 II는 La₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로, 타겟을 구성하는 산화물의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) La₂Sn₂O₇

(b) La₂Sn₂O₇과 SnO₂의 혼합물

(c) La₂Sn₂O₇과 La₂O₃의 혼합물

상기 중 (b)의 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, La와 Sn의 합계에서 차지하는 La의 비율(원자비: La/(La+Sn))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, La의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, La₂O₃이 단독으로 존재하게 되고, 타겟 중에 절연성 입자가 존재하게 되어, 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다.

상기 La와 Sn의 원자비는 소결 전의 주석 화합물과 란탄 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 란탄 화합물로 이루어지는 La₂Sn₂O₇의 산화물이 생성되고, 나머지 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 II의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 주석 원자를 포함하는 화합물과 란탄 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

주석 원자를 포함하는 화합물로서는 산화주석(산화제일주석, 산화제이주석), 메타주석산 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화주석(산화제이주석)이다.

원료의 평균 입경은 최대라도 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 La₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. La₂Sn₂O₇의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내 지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, La₂O₃의 반응성이 낮아 La₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 La₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 La₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 La₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 La₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. La₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 바람직하다. 10 ㎛를 초과하는 La₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이들 이상 방전이 억제되어 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제3 양태는 인듐(In), 주석(Sn) 및 란탄(La)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, La₂Sn₂O₇ 및/또는 LaInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 III).

이 타겟 III을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃, SnO₂ 및 La₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 없고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 III은 La₂Sn₂O₇ 및/또는 LaInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것이며, 타겟을 구성하는 산화물의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) La₂Sn₂O₇과 In₂O₃의 혼합물

(b) La₂Sn₂O₇과 In₂O₃과 SnO₂의 혼합물

(c) La₂Sn₂O₇과 LaInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(d) La₂Sn₂O₇과 LaInO₃과 SnO₂의 혼합물

상기 중 (a), (b) 또는 (c)로 이루어지는 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, La의 원자비(La/(La+In+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.3, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.25이다. 0.001 미만이면, La의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, La₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 강도가 너무 작아져서 스퍼터링시의 열에 의한 응력에 의해 균열이 발생하는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중에 균열되는 등의 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 타겟에서의 La와 Sn의 함유량의 비(원자비)는 하기 식의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

La/(La+In+Sn=전체 양이온 금속 원소)<Sn/(La+In+Sn)

이는 La와 Sn은 반응하기 쉽기 때문에, La₂Sn₂O₇이 생성되기 쉬워진다. 즉, La가 Sn보다 과잉으로 존재하는 경우에는 Sn의 거의 모두가 La에 의해 소비되기 때 문에, 주로 LaInO₃이 생성된다. 그 결과, In₂O₃에 대한 Sn의 도핑량이 감소하기 때문에, 타겟의 벌크 저항이 상승하는 경우가 있다.

한편, 상기 식을 만족시키도록 La의 함유량을 Sn의 함유량보다 적게 했을 경우, La는 Sn에 의해 소비되지만, 과잉의 Sn은 In₂O₃에 도핑된다. 이에 따라, 타겟의 저항치는 작아져, 안정한 스퍼터링 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, Sn의 함유량[원자비: Sn/(La+In+Sn)]은 상술한 관계를 만족시키면서, 0.03 내지 0.45의 범위가 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.3의 범위가 바람직하다.

상기 La, In 및 Sn의 원자비는 소결 전의 인듐 화합물과 주석 화합물과 란탄 화합물의 혼합비를 조정함으로써 얻어진다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 란탄 화합물로 이루어지는 La₂Sn₂O₇ 화합물이 생성되고, 인듐 화합물과 란탄 화합물로 이루어지는 LaInO₃ 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물과 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 III의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 란탄 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 란탄 원자를 포함하는 화합물의 구체예는 상술한 타겟 I 또는 II와 동일하다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내 지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, La₂O₃의 반응성이 낮아, La₂Sn₂O₇의 생성이나 LaInO₃의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 La₂Sn₂O₇, LaInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 La₂Sn₂O₇ 및/또는 LaInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 소결 반응(열 반응)에 의해 형성할 수 있다.

본 발명의 타겟을 구성하는 소결체는 스퍼터링 중의 흑화가 적고, 도전성이 높다. 구체적으로는, 소결체의 벌크 저항을 1 Ωcm 이하로 할 수 있다. 또한, 0.1 Ωcm 이하도 가능하다. 본 발명에서는 특히 La/(La+Sn+In)<Sn/(La+Sn+In)의 조성으로 함으로써 벌크 저항을 작게 할 수 있다.

[가돌리늄(Gd)]

본 발명의 산화물 타겟은 인듐(In), 주석(Sn) 및 가돌리늄(Gd)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Gd₂Sn₂O₇ 및/또는 GdInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 III).

이 타겟을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃, SnO₂ 및 Gd₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 없고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

본 발명의 타겟은 Gd₂Sn₂O₇ 및/또는 GdInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포 함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 산화물의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Gd₂Sn₂O₇과 In₂O₃의 혼합물

(b) Gd₂Sn₂O₇과 In₂O₃과 SnO₂의 혼합물

(c) Gd₂Sn₂O₇과 GdInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(d) Gd₂Sn₂O₇과 GdInO₃과 SnO₂의 혼합물

상기 중 (a), (b) 또는 (c)로 이루어지는 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Gd의 원자비(Gd/(Gd+In+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.3, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.25이다. 0.001 미만이면, Gd의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Gd₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 강도가 너무 작아져서 스퍼터링시의 열에 의한 응력에 의해 균열이 발생하는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중에 균열되는 등의 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 타겟에서의 Gd와 Sn의 함유량의 비(원자비)는 하기 식의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

Sn/(Gd+In+Sn=전체 양이온 금속 원소)>Gd/(Gd+In+Sn)

이는, Gd와 Sn은 반응하기 쉽기 때문에, Gd₂Sn₂O₇이 생성되기 쉬운 데 따른다. 즉, Gd가 Sn보다 과잉으로 존재하는 경우에는 Sn의 거의 모두가 Gd에 의해 소 비되기 때문에, 주로 GdInO₃이 생성된다. 그 결과, In₂O₃에 대한 Sn의 도핑량이 감소하기 때문에, 타겟의 벌크 저항이 상승하는 경우가 있다.

한편, 상기 식을 만족시키도록 Gd의 함유량을 Sn의 함유량보다 적게 했을 경우, Gd는 Sn에 의해 소비되지만, 과잉의 Sn은 In₂O₃에 도핑된다. 이에 따라, 타겟의 저항치는 작아져, 안정한 스퍼터링 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, Sn의 함유량[원자비: Sn/(Gd+In+Sn)]은 상술한 관계를 만족시키면서, 0.03 내지 0.45의 범위가 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.4의 범위가 바람직하다.

상기 Gd, In 및 Sn의 원자비는 소결 전의 인듐 화합물과 주석 화합물과 가돌리늄 화합물의 혼합비를 조정함으로써 얻어진다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 가돌리늄 화합물로 이루어지는 Gd₂Sn₂O₇ 화합물이 생성되고, 인듐 화합물과 가돌리늄 화합물로 이루어지는 GdInO₃ 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물과 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 가돌리늄 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

가돌리늄 원자를 포함하는 화합물로서는 산화가돌리늄, 수산화가돌리늄 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화가돌리늄이다.

원료의 평균 입경은 최대라도 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Gd₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. Gd₂Sn₂O₇의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Gd₂O₃의 반응성이 낮아, Gd₂Sn₂O₇의 생성이나 GdInO₃의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Gd₂Sn₂O₇, GdInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Gd₂Sn₂O₇ 및/또는 GdInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 소결 반응(열 반응)에 의해 형성할 수 있다.

본 발명의 타겟을 구성하는 소결체는 스퍼터링 중의 흑화가 적고, 도전성이 높다. 구체적으로는, 소결체의 벌크 저항을 1 Ωcm 이하로 할 수 있다. 또한, 0.1 Ωcm 이하도 가능하다. 본 발명에서는 특히 Gd/(Gd+Sn+In)<Sn/(Gd+Sn+In)의 조성으로 함으로써 벌크 저항을 작게 할 수 있다.

[네오디뮴(Nd)]

본 발명의 산화물 타겟의 제1 양태는 인듐(In) 및 네오디뮴(Nd)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, NdInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 I).

이 타겟 I을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃ 및 Nd₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 적고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다. 이에 따라, ITO막과 동등한 광 투과율을 갖는 투명 도전막이나, 산화인듐·산화아연으로 이루어지는 산화물 반도체막과 동등한 광 투과성을 갖는 산화물 반도체막이 안정적으로 얻어진다.

타겟 I은 NdInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) NdInO₃

(b) NdInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(c) NdInO₃과 Nd₂O₃의 혼합물

이들 중에서 (b)의 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Nd와 In의 합계에서 차지하는 Nd의 비율(원자비: Nd/(Nd+In))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Nd 원자의 첨가 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Nd₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟 중에 절연물인 Nd₂O₃이 입상으로 존재하게 되어 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중의 소결 공정에서 균열되거나, 변형되는 문제가 있다.

타겟에서의 Nd와 In의 원자비는 소결 전의 원료인 인듐 화합물과 네오디뮴 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전의 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 인듐 화합물과 네오디뮴 화합물로 이루어지는 NdInO₃ 등의 네오디뮴·인듐 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 I의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물과 네오디뮴 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

네오디뮴 원자를 포함하는 화합물로서는 산화네오디뮴, 탄산네오디뮴, 염화네오디뮴, 질산네오디뮴, 황산네오디뮴 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화네오디뮴이다.

원료의 평균 입경은 최대라도 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Nd₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. NdInO₃의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Nd₂O₃의 반응성이 낮아, NdInO₃이 생성되지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 NdInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 NdInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 NdInO₃의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. NdInO₃의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 NdInO₃의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하에서는 이들 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제2 양태는 주석(Sn) 및 네오디뮴(Nd)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Nd₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 II).

이 타겟 II를 이용한 경우, 단순히 SnO₂ 및 Nd₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 스퍼터링 중의 이상 방전도 없고 타겟 표면의 흑화가 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 II는 Nd₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Nd₂Sn₂O₇

(b) Nd₂Sn₂O₇과 SnO₂의 혼합물

(c) Nd₂Sn₂O₇과 Nd₂O₃의 혼합물

(d) Nd₂Sn₂O₇과 SnO₂와 Nd₂O₃의 혼합물

상기 중 (b)의 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Nd와 Sn의 합계에서 차지하는 Nd의 비율(원자비: Nd/(Nd+Sn))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Nd의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Nd₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있 다. 또한, 그와 같은 경우에는 RF 스퍼터링법을 채용함으로써, 이상 방전을 억제할 수 있는 경우가 있다.

상기 Nd와 Sn의 원자비는 소결 전의 주석 화합물과 네오디뮴 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 네오디뮴 화합물로 이루어지는 Nd₂Sn₂O₇의 산화물이 생성되고, 나머지 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 II의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 주석 원자를 포함하는 화합물과 네오디뮴 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

네오디뮴 원자를 포함하는 화합물은 상술한 타겟 I과 마찬가지이다.

원료의 평균 입경은 최대라도 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Nd₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. Nd₂Sn₂O₇의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Nd₂O₃의 반응성이 낮아, Nd₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 Nd₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Nd₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Nd₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 Nd₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. Nd₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Nd₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키기도 하는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이들 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있다.

본 발명의 산화물 타겟의 제3 양태는 인듐(In), 주석(Sn) 및 네오디뮴(Nd)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Nd₂Sn₂O₇ 및/또는 NdInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 III).

이 타겟 III을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃, SnO₂ 및 Nd₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 스퍼터링 중의 이상 방전도 없고, 또한 타겟 표면의 흑화가 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 III은 Nd₂Sn₂O₇ 및/또는 NdInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Nd₂Sn₂O₇과 In₂O₃의 혼합물

(b) Nd₂Sn₂O₇과 In₂O₃과 SnO₂의 혼합물

(c) Nd₂Sn₂O₇과 NdInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(d) Nd₂Sn₂O₇과 NdInO₃과 SnO₂의 혼합물

상기 중 (a), (b) 또는 (c)로 이루어지는 소결체가 바람직하다. 보다 바람직하게는 (a)로 이루어지는 소결체이다.

이 타겟에 있어서, Nd의 원자비(Nd/(Nd+In+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Nd의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Nd₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 스퍼터링시에 타겟이 균열되는 등의 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속): 원자비]이 전체 양이온 금속 원소에 대한 Nd의 함유량[Nd/(전체 양이온 금속): 원자비]보다 많은 것이 바람직하다. 즉, 하기 식의 관계를 만족시키는 것이 바람직 하다.

Nd/(전체 양이온 금속 원소)<Sn/(전체 양이온 금속 원소)

이는 Nd와 Sn은 반응하기 쉽기 때문에, Nd₂Sn₂O₇이 생성되기 쉬운 데 따른다. 즉, Nd가 Sn보다 과잉으로 존재하는 경우에는 Sn의 거의 모두가 Nd에 의해 소비되기 때문에, 주로 NdInO₃이 생성된다. 그 결과, In₂O₃에 대한 Sn의 도핑량이 감소하기 때문에, 타겟의 벌크 저항이 상승하는 경우가 있다.

한편, 상기 식을 만족시키도록 Nd의 함유량을 Sn의 함유량보다 적게 했을 경우, Nd는 Sn에 의해 소비되지만, 과잉의 Sn은 In₂O₃에 도핑된다. 이에 따라, 타겟의 저항치는 작아져, 안정한 스퍼터링의 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, Sn의 함유량[원자비: Sn/(Nd+In+Sn)]은 상술한 관계를 만족시키면서, 0.03 내지 0.45의 범위가 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.3의 범위가 바람직하다.

상기 Nd, In 및 Sn의 원자비는 소결 전의 인듐 화합물과 주석 화합물과 네오디뮴 화합물의 혼합비를 조정함으로써 얻어진다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 네오디뮴 화합물로 이루어지는 Nd₂Sn₂O₇ 등의 네오디뮴·주석 화합물이 생성되고, 인듐 화합물과 네오디뮴 화합물로 이루어지는 NdInO₃ 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물과 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 III의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함 하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 네오디뮴 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 네오디뮴 원자를 포함하는 화합물의 구체예는 상술한 타겟 I 또는 II와 동일하다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Nd₂O₃의 반응성이 낮아, Nd₂Sn₂O₇의 생성이나 NdInO₃의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Nd₂Sn₂O₇, NdInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Nd₂Sn₂O₇ 및/또는 NdInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 소결 반응(열 반응)에 의해 형성할 수 있다.

본 발명의 타겟을 구성하는 소결체는 도전성이 높다. 특히 상술한 타겟 I 및 타겟 III은 높은 도전성을 갖는다. 구체적으로, 타겟 I 및 타겟 III에서는 벌크 저항을 5 Ωcm 이하로 할 수 있다. 또한, 1 Ωcm 이하도 가능하다. 본 발명에서는 특히 Nd/(Nd+Sn+In)<Sn/(Nd+Sn+In)의 조성으로 함으로써 벌크 저항을 작게 할 수 있다.

[이테르븀(Yb)]

본 발명의 산화물 타겟의 제1 양태는 인듐(In) 및 이테르븀(Yb)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, YbInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 I).

이 타겟 I을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃ 및 Yb₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 적어 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다. 이에 따라, ITO막과 동등한 광 투과율을 갖는 투명 도전막이나, 산화인듐·산화아연으로 이루어지는 산화물 반도체막과 동등한 광 투과성을 갖는 산화물 반도체막이 안정적으로 얻어진다.

타겟 I은 YbInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) YbInO₃

(b) YbInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(c) YbInO₃과 Yb₂O₃의 혼합물

이들 중 (a), (b)의 소결체가 바람직하다. 이 경우, Yb₂O₃이 단독으로 존재하는 일이 없어 스퍼터링 중의 이상 방전을 억제할 수 있다. (c)의 경우, Yb₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 이상 방전을 발생하는 경우가 있다.

이 타겟에 있어서, Yb와 In의 합계에서 차지하는 Yb의 비율(원자비: Yb/(Yb+In))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Yb 원자의 첨가 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Yb₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟 중에 절연물인 Yb₂O₃이 입상으로 존재하게 되어, 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중의 소결 공정에서 균열되거나 변형되는 문제가 있다.

타겟에서의 Yb와 In의 원자비는 소결 전의 원료인 인듐 화합물과 이테르븀 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전의 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 인듐 화합물과 이테르븀 화합물로 이루어지는 YbInO₃ 등의 이테르븀·인듐 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 I의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물과 이테르븀 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

이테르븀 원자를 포함하는 화합물로서는 산화이테르븀, 질산이테르븀 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화이테르븀이다.

원료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면, Yb₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. YbInO₃의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Yb₂O₃의 반응성이 낮아, YbInO₃이 생성되지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 YbInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 YbInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 YbInO₃의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. YbInO₃의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 YbInO₃의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제2 양태는 주석(Sn) 및 이테르븀(Yb)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Yb₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 II).

이 타겟 II를 이용한 경우, 단순히 SnO₂ 및 Yb₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟 표면의 흑화가 없고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 II는 Yb₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Yb₂Sn₂O₇

(b) Yb₂Sn₂O₇과 SnO₂의 혼합물

(c) Yb₂Sn₂O₇과 Yb₂O₃의 혼합물

(d) Yb₂Sn₂O₇과 SnO₂와 Yb₂O₃의 혼합물

상기 중 (b)의 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Yb와 Sn의 합계에서 차지하는 Yb의 비율(원자비: Yb/(Yb+Sn))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Yb의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Yb₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다.

상기 Yb와 Sn의 원자비는 소결 전의 주석 화합물과 이테르븀 화합물의 혼합 비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 이테르븀 화합물로 이루어지는 Yb₂Sn₂O₇ 등의 이테르븀·주석의 산화물이 생성되고, 나머지 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 II의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 주석 원자를 포함하는 화합물과 이테르븀 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

이테르븀 원자를 포함하는 화합물은 상술한 타겟 I과 마찬가지이다.

원료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Yb₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. Yb₂Sn₂O₇의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Yb₂O₃의 반응성이 낮아, Yb₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 Yb₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Yb₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Yb₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 Yb₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. Yb₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Yb₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키기도 하는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제3 양태는 인듐(In), 주석(Sn) 및 이테르븀(Yb)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Yb₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 III).

이 타겟 III을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃, SnO₂ 및 Yb₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 스퍼터링 중의 이상 방전도 없고, 또한 타겟 표면의 흑화가 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 III은 Yb₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Yb₂Sn₂O₇과 In₂O₃의 혼합물

(b) Yb₂Sn₂O₇과 In₂O₃과 SnO₂의 혼합물

(c) Yb₂Sn₂O₇과 YbInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(d) Yb₂Sn₂O₇과 YbInO₃와 SnO₂의 혼합물

상기 중 (a) 또는 (b)로 이루어지는 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Yb의 원자비(Yb/(Yb+In+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Yb의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Yb₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 스퍼터링시에 타겟이 균열되는 등의 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속): 원자비]이 전체 양이온 금속 원소에 대한 Yb의 함유량[Yb/(전체 양이온 금속): 원자비]보다 많은 것이 바람직하다. 즉, 하기 식의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

Yb/(전체 양이온 금속 원소)<Sn/(전체 양이온 금속 원소)

이는 Yb와 Sn은 반응하기 쉽기 때문에, Yb₂Sn₂O₇이 생성되기 쉬운 데 따른다. 즉, Yb가 Sn보다 과잉으로 존재하는 경우에는 Sn의 거의 모두가 Yb에 의해 소비되기 때문에, 주로 YbInO₃이 생성된다. 그 결과, In₂O₃에 대한 Sn의 도핑량이 감소하 기 때문에, 타겟의 벌크 저항이 상승하는 경우가 있다.

한편, 상기 식을 만족시키도록 Yb의 함유량을 Sn의 함유량보다 적게 했을 경우, Yb는 Sn에 의해 소비되지만, 과잉의 Sn은 In₂O₃에 도핑된다. 이에 따라, 타겟의 저항치는 작아져, 안정한 스퍼터링 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, Sn의 함유량[원자비: Sn/(Yb+In+Sn)]은 상술한 관계를 만족시키면서, 0.03 내지 0.45의 범위가 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.3의 범위가 바람직하다.

상기 Yb, In 및 Sn의 원자비는 소결 전의 인듐 화합물과 주석 화합물과 이테르븀 화합물의 혼합비를 조정함으로써 얻어진다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 이테르븀 화합물로 이루어지는 Yb₂Sn₂O₇ 등의 이테르븀·주석 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물과 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 III의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 이테르븀 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 이테르븀 원자를 포함하는 화합물의 구체예는 상술한 타겟 I 또는 II와 마찬가지이다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Yb₂O₃의 반응성이 낮아, Yb₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Yb₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Yb₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 소결 반응(열 반응)에 의해 형성할 수 있다.

생성되는 Yb₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. Yb₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Yb₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 타겟을 구성하는 소결체는 도전성이 높다. 구체적으로, 벌크 저항을 5 Ωcm 이하로 할 수 있다. 또한, 1 Ωcm 이하도 가능하다. 본 발명에서는 특히 Yb/(Yb+Sn+In)<Sn/(Yb+Sn+In)의 조성으로 함으로써 벌크 저항을 작게 할 수 있다.

또한, 이상 방전 등의 트러블을 감소시키기 위해, 벌크 저항은 2 MΩcm 미만인 것이 바람직하다.

[에르븀(Er)]

본 발명의 산화물 타겟의 제1 양태는 인듐(In) 및 에르븀(Er)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, ErInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것 을 특징으로 한다(타겟 I).

이 타겟 I을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃ 및 Er₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 적어 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다. 이에 따라, ITO막과 동등한 광 투과율을 갖는 투명 도전막이나, 산화인듐·산화아연으로 이루어지는 산화물 반도체막과 동등한 광 투과성을 갖는 산화물 반도체막이 안정적으로 얻어진다.

타겟 I은 ErInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) ErInO₃

(b) ErInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(c) ErInO₃과 Er₂O₃의 혼합물

이들 중 (a), (b)의 소결체가 바람직하다. 이 경우, Er₂O₃이 단독으로 존재하는 일이 없어 스퍼터링 중의 이상 방전을 억제할 수 있다. (c)의 경우, Er₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 이상 방전을 발생하는 경우가 있다.

이 타겟에 있어서, Er과 In의 합계에서 차지하는 Er의 비율(원자비: Er/(Er+In))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Er 원자의 첨가 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Er₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟 중에 절연물인 Er₂O₃이 입상으로 존재하게 되어, 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중의 소결 공정에서 균열되거나 변형되는 문제가 있다.

타겟에서의 Er과 In의 원자비는 소결 전의 원료인 인듐 화합물과 에르븀 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전의 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 인듐 화합물과 에르븀 화합물로 이루어지는 ErInO₃ 등의 에르븀·인듐 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 I의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물과 에르븀 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

에르븀 원자를 포함하는 화합물로서는 산화에르븀, 옥살산에르븀, 질산에르븀 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화에르븀이다.

원료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Er₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. ErInO₃의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Er₂O₃의 반응성이 낮아, ErInO₃이 생성되지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 ErInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 ErInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 ErInO₃의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. ErInO₃의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 ErInO₃의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제2 양태는 주석(Sn) 및 에르븀(Er)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Er₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 II).

이 타겟 II를 이용한 경우, 단순히 SnO₂ 및 Er₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟 표면의 흑화가 없고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 II는 Er₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Er₂Sn₂O₇

(b) Er₂Sn₂O₇과 SnO₂의 혼합물

(c) Er₂Sn₂O₇과 Er₂O₃의 혼합물

(d) Er₂Sn₂O₇과 SnO₂와 Er₂O₃의 혼합물

상기 중 (a), (b)의 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Er과 Sn의 합계에서 차지하는 Er의 비율(원자비: Er/(Er+Sn))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Er의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Er₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다.

상기 Er과 Sn의 원자비는 소결 전의 주석 화합물과 에르븀 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸 맞는 주석 화합물과 에르븀 화합물로 이루어지는 Er₂Sn₂O₇ 등의 에르븀·주석의 산화물이 생성되고, 나머지 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 II의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 주석 원자를 포함하는 화합물과 에르븀 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

에르븀 원자를 포함하는 화합물은 상술한 타겟 I과 마찬가지이다.

원료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Er₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. Er₂Sn₂O₇의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Er₂O₃의 반응성이 낮아, Er₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 Er₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Er₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Er₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 Er₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. Er₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Er₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제3 양태는 인듐(In), 주석(Sn) 및 에르븀(Er)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Er₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 III).

이 타겟 III을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃, SnO₂ 및 Er₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 스퍼터링 중의 이상 방전도 없고, 또한 타겟 표면의 흑화가 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 III은 Er₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Er₂Sn₂O₇과 In₂O₃의 혼합물

(b) Er₂Sn₂O₇과 In₂O₃과 SnO₂의 혼합물

(c) Er₂Sn₂O₇과 ErInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(d) Er₂Sn₂O₇과 ErInO₃과 SnO₂의 혼합물

상기 중 (a) 또는 (b)로 이루어지는 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Er의 원자비(Er/(Er+In+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Er의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Er₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 스퍼터링시에 타겟이 균열되는 등의 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속): 원자비]이 전체 양이온 금속 원소에 대한 Er의 함유량[Er/(전체 양이온 금속): 원자비]보다 많은 것이 바람직하다. 즉, 하기 식의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

Er/(전체 양이온 금속 원소)<Sn/(전체 양이온 금속 원소)

이는 Er과 Sn은 반응하기 쉽기 때문에, Er₂Sn₂O₇이 생성되기 쉬운 데 따른다. 즉, Er이 Sn보다 과잉으로 존재하는 경우에는 Sn의 거의 모두가 Er에 의해 소비되기 때문에, 주로 ErInO₃이 생성된다. 그 결과, In₂O₃에 대한 Sn의 도핑량이 감소하 기 때문에, 타겟의 벌크 저항이 상승하는 경우가 있다.

한편, 상기 수학식을 만족시키도록 Er의 함유량을 Sn의 함유량보다 적게 했을 경우, Er은 Sn에 의해 소비되지만, 과잉의 Sn은 In₂O₃에 도핑된다. 이에 따라, 타겟의 저항치는 작아져, 안정한 스퍼터링의 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, Sn의 함유량[원자비: Sn/(Er+In+Sn)]은 상술한 관계를 만족시키면서, 0.03 내지 0.45의 범위가 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.3의 범위가 바람직하다.

상기 Er, In 및 Sn의 원자비는 소결 전의 인듐 화합물과 주석 화합물과 에르븀 화합물의 혼합비를 조정함으로써 얻어진다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 에르븀 화합물로 이루어지는 Er₂Sn₂O₇ 등의 에르븀·주석 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물과 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 III의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 에르븀 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 에르븀 원자를 포함하는 화합물의 구체예는 상술한 타겟 I 또는 II와 마찬가지이다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Er₂O₃의 반응성이 낮아, Er₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Er₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Er₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 소결 반응(열 반응)에 의해 형성할 수 있다.

생성되는 Er₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다.

Er₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Er₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 타겟을 구성하는 소결체는 도전성이 높다. 구체적으로, 벌크 저항을 5 Ωcm 이하로 할 수 있다. 또한, 1 Ωcm 이하도 가능하다. 본 발명에서는 특히 Er/(Er+Sn+In)<Sn/(Er+Sn+In)의 조성으로 함으로써 벌크 저항을 작게 할 수 있다.

[디스프로슘(Dy)]

본 발명의 산화물 타겟의 제1 양태는 인듐(In) 및 디스프로슘(Dy)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, DyInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하 는 것을 특징으로 한다(타겟 I).

이 타겟 I을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃ 및 Dy₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 타겟 표면의 흑화가 적고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다. 이에 따라, ITO막과 동등한 광 투과율을 갖는 투명 도전막이나, 산화인듐·산화아연으로 이루어지는 산화물 반도체막과 동등한 광 투과성을 갖는 산화물 반도체막이 안정적으로 얻어진다.

타겟 I은 DyInO₃으로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) DyInO₃

(b) DyInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(c) DyInO₃과 Dy₂O₃의 혼합물

이들 중에서 (a), (b)의 소결체가 바람직하다. 이 경우, Dy₂O₃이 단독으로 존재하는 일이 없어 스퍼터링 중의 이상 방전을 억제할 수 있다. (c)의 경우, Dy₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 이상 방전을 발생하는 경우가 있다.

이 타겟에 있어서, Dy와 In의 합계에서 차지하는 Dy의 비율(원자비: Dy/(Dy+In))은 바람직하게는 0.001 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Dy 원자의 첨가 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Dy₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟 중에 절연물인 Dy₂O₃이 입상으로 존재하게 되어, 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 타겟 제조 공정 중의 소결 공정에서 균열되거나 변형되는 문제가 있다.

타겟에서의 Dy와 In의 원자비는 소결 전의 원료인 인듐 화합물과 디스프로슘 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전의 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 인듐 화합물과 디스프로슘 화합물로 이루어지는 DyInO₃ 등의 디스프로슘·인듐 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 I의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물과 디스프로슘 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

디스프로슘 원자를 포함하는 화합물로서는 산화디스프로슘, 옥살산디스프로슘, 탄산디스프로슘, 질산디스프로슘 등을 들 수 있다. 바람직하게는 산화디스프로슘, 탄산디스프로슘이다.

원료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Dy₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. DyInO₃의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Dy₂O₃의 반응성이 낮아, DyInO₃이 생성되지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 DyInO₃이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 DyInO₃을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 DyInO₃의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. DyInO₃의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 DyInO₃의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있다.

본 발명의 산화물 타겟의 제2 양태는 주석(Sn) 및 디스프로슘(Dy)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Dy₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하 는 것을 특징으로 한다(타겟 II).

이 타겟 II를 이용한 경우, 단순히 SnO₂ 및 Dy₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟 표면의 흑화가 없고 스퍼터링 중의 이상 방전도 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 II는 Dy₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Dy₂Sn₂O₇

(b) Dy₂Sn₂O₇과 SnO₂의 혼합물

(c) Dy₂Sn₂O₇과 Dy₂O₃의 혼합물

(d) Dy₂Sn₂O₇과 SnO₂와 Dy₂O₃의 혼합물

상기 중 (b)의 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Dy와 Sn의 합계에서 차지하는 Dy의 비율(원자비: Dy/(Dy+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Dy의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Dy₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 그와 같은 경우에는 RF 스퍼터링법을 채용함으로써, 이상 방전을 억제할 수 있는 경우가 있다.

상기 Dy와 Sn의 원자비는 소결 전의 주석 화합물과 디스프로슘 화합물의 혼합비를 조정함으로써 제어할 수 있다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 디스프로슘 화합물로 이루어지는 Dy₂Sn₂O₇ 등의 디스프로슘·주석의 산화물이 생성되고, 나머지 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 II의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 주석 원자를 포함하는 화합물과 디스프로슘 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들의 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

디스프로슘 원자를 포함하는 화합물은 상술한 타겟 I과 마찬가지이다.

원료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 3 ㎛를 초과하면, 예를 들면 Dy₂O₃이 그대로 타겟 중에 절연성 입자로서 존재하기 때문에, 이상 방전의 원인이 되는 경우가 있다. Dy₂Sn₂O₇의 생성은 X선 회절에 의해 확인할 수 있다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Dy₂O₃의 반응성이 낮아, Dy₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 Dy₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Dy₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Dy₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 상기 소결에 의해 형성할 수 있다. 생성되는 Dy₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. Dy₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Dy₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키기도 하는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 산화물 타겟의 제3 양태는 인듐(In), 주석(Sn) 및 디스프로슘(Dy)을 함유하는 산화물의 소결체로 이루어지는 타겟이며, Dy₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다(타겟 III).

이 타겟 III을 이용한 경우, 단순히 In₂O₃, SnO₂ 및 Dy₂O₃으로 이루어지는 타겟의 경우에 비하여 타겟의 도전성이 높고, 또한 스퍼터링 중의 이상 방전도 없고, 또한 타겟 표면의 흑화가 없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다.

타겟 III은 Dy₂Sn₂O₇로 표시되는 형태의 산화물을 포함하고 있는 것으로서, 타겟을 구성하는 소결체의 바람직한 예로서는 이하의 것을 들 수 있다.

(a) Dy₂Sn₂O₇과 In₂O₃의 혼합물

(b) Dy₂Sn₂O₇과 In₂O₃과 SnO₂의 혼합물

(c) Dy₂Sn₂O₇과 DyInO₃과 In₂O₃의 혼합물

(d) Dy₂Sn₂O₇과 DyInO₃과 SnO₂의 혼합물

상기 중에서 (a) 또는 (b)로 이루어지는 소결체가 바람직하다.

이 타겟에 있어서, Dy의 원자비(Dy/(Dy+In+Sn))는 바람직하게는 0.001 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.2, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.15이다. 0.001 미만이면, Dy의 첨가 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 0.5를 초과하면, Dy₂O₃이 단독으로 존재하게 되어 타겟의 저항치가 너무 커져서 스퍼터링시에 이상 방전 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 또한, 타겟 자체의 강도가 저하되어, 스퍼터링시에 타겟이 균열되는 등의 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속): 원자비]이 전체 양이온 금속 원소에 대한 Dy의 함유량[Dy/(전체 양이온 금속): 원자비]보다 많은 것이 바람직하다. 즉, 하기 식의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

Dy/(전체 양이온 금속 원소)<Sn/(전체 양이온 금속 원소)

이는, Dy와 Sn은 반응하기 쉽기 때문에, Dy₂Sn₂O₇이 생성되기 쉬운 데 따른다. 즉, Dy가 Sn보다 과잉으로 존재하는 경우에는 Sn의 거의 모두가 Dy에 의해 소 비되기 때문에, 주로 DyInO₃이 생성된다. 그 결과, In₂O₃에 대한 Sn의 도핑량이 감소하기 때문에, 타겟의 벌크 저항이 상승하는 경우가 있다.

한편, 상기 수학식을 만족시키도록 Dy의 함유량을 Sn의 함유량보다 적게 했을 경우, Dy는 Sn에 의해 소비되지만, 과잉의 Sn은 In₂O₃에 도핑된다. 이에 따라, 타겟의 저항치는 작아져, 안정한 스퍼터링의 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, Sn의 함유량[원자비: Sn/(Dy+In+Sn)]은 상술한 관계를 만족시키면서, 0.03 내지 0.45의 범위가 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.3의 범위가 바람직하다.

상기 Dy, In 및 Sn의 원자비는 소결 전의 인듐 화합물과 주석 화합물과 디스프로슘 화합물의 혼합비를 조정함으로써 얻어진다. 소결 전에 혼합비에 따라, 화학양론 비율에 걸맞는 주석 화합물과 디스프로슘 화합물로 이루어지는 Dy₂Sn₂O₇ 등의 디스프로슘·주석 화합물이 생성되고, 나머지 인듐 화합물과 주석 화합물이 결정성 물질 또는 비정질 물질 등으로서 존재하는 것이라 추정된다.

타겟 III의 제조 방법으로서는, 예를 들면 원료 물질로서 인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 디스프로슘 원자를 포함하는 화합물을 사용하여 이들 혼합물을 소결하는 방법을 들 수 있다.

인듐 원자를 포함하는 화합물, 주석 원자를 포함하는 화합물 및 디스프로슘 원자를 포함하는 화합물의 구체예는 상술한 타겟 I 또는 II와 마찬가지이다.

원료 분체를 소정의 형상으로 성형한 것을 소성한다. 소성 조건은 1000 내지 1600℃이다. 바람직하게는 1200 내지 1500℃, 보다 바람직하게는 1250 내지 1450℃이다. 1000℃ 미만이면, Dy₂O₃의 반응성이 낮아, Dy₂Sn₂O₇의 생성이 보이지 않는 경우가 있다. 1600℃를 초과하면 In₂O₃의 승화나 열 분해가 발생하여 조성이 변화하거나, 생성된 Dy₂Sn₂O₇이 분해되는 경우가 있다.

본 발명에서는 소결체가 Dy₂Sn₂O₇을 함유하지만, 이 형태의 산화물은 소결 반응(열 반응)에 의해 형성할 수 있다.

생성되는 Dy₂Sn₂O₇의 입경은 EPMA의 맵핑에 의해 측정할 수 있다. Dy₂Sn₂O₇의 입경은 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 좋다. 10 ㎛를 초과하는 Dy₂Sn₂O₇의 입자가 존재하는 경우, 입자 주변의 도전성의 차이에 의해 이상 방전을 일으키는 경우가 있다. 10 ㎛ 이하이면 이상 방전이 억제되어, 안정한 스퍼터링을 할 수 있게 된다.

본 발명의 타겟을 구성하는 소결체는 도전성이 높다. 구체적으로, 벌크 저항을 5 Ωcm 이하로 할 수 있다. 또한, 1 Ωcm 이하도 가능하다. 본 발명에서는 특히 Dy/(Dy+Sn+In)<Sn/(Dy+Sn+In)의 조성으로 함으로써 벌크 저항을 작게 할 수 있다.

상술한 본 발명의 타겟 I 내지 III에서는 A군 또는 B군의 원소가 Er인 경우를 제외하고, 타겟을 구성하는 소결체의 밀도가, 바람직하게는 6.5 g/cm³ 이상, 보 다 바람직하게는 6.6 내지 7.2 g/cm³이다. 소결체의 밀도가 6.5 g/cm³ 미만이면, 타겟 표면이 흑화되어 이상 방전이 발생하는 경우가 있다.

A군 또는 B군의 원소가 Er인 경우, 밀도는 바람직하게는 4.5 g/cm³ 이상, 보다 바람직하게는 4.6 내지 7.0 g/cm³이다. 소결체의 밀도가 4.5 g/cm³ 미만이면, 타겟 표면이 흑화되어 이상 방전이 발생하는 경우가 있다.

밀도가 높은 소결체를 얻기 위해서는 소성 전의 성형 공정에 냉간 정수압(CIP) 등으로 성형하거나, 열간 정수압(HIP) 등에 의해 소결하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 타겟을 사용하여 도전성 막을 성막할 수 있다. 성막 방법으로서는 RF 마그네트론 스퍼터링법, DC 마그네트론 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 이온 플레이팅법 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 RF 마그네트론 스퍼터링법이 바람직하게 사용된다. 타겟의 벌크 저항이 1 Ωcm를 초과하는 경우, RF 마그네트론 스퍼터링법을 채용하면, 이상 방전없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지된다. 또한, 타겟의 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 경우에는 공업적으로 유리한 DC 마그네트론 스퍼터링법을 채용할 수도 있다.

이에 따라, 이상 방전없이 안정한 스퍼터링 상태가 유지되고, 공업적으로 연속하여 안정한 성막이 가능해진다.

또한, 산화인듐과 산화아연으로 이루어지는 투명 박막은 스퍼터링에 의한 성막 중에 대량의 산소를 존재시킴으로써 산화물 반도체로서 이용할 수 있다고 알려 져 있다(미국 공개 2005/199959). 본 발명에서도 스퍼터링 성막 중에 대량의 산소를 존재시킴으로써, 그 박막 중의 캐리어 밀도를 제어할 수 있기 때문에, 산화물 반도체로서의 이용이 가능하다.

실시예 및 비교예에서 제조한 타겟의 특성의 측정 방법을 이하에 나타낸다.

(1) 밀도

일정한 크기로 잘라낸 타겟의 중량과 외형 치수로부터 산출하였다.

(2) 타겟 중의 각 원소의 원자비

ICP(Inductively Coupled Plasma; 유도 결합 플라즈마) 측정에 의해 각 원소의 존재량을 측정하였다.

(3) 타겟의 벌크 저항

저항률계(미쓰비시 유카 제조, 로레스타)를 사용하여 사탐침법에 의해 측정하였다.

(4) 타겟 중에 존재하는 산화물의 구조

X선 회절에 의해 얻어진 차트를 분석함으로써 산화물의 구조를 동정하였다. X선 회절의 측정은 이하의 조건으로 행하였다.

·장치: (주)리가꾸 제조 울티마(Ultima)-III

·X선: Cu-Kα선(파장 1.5406Å, 흑연 단색화장치로 단색화)

·2θ-θ 반사법, 연속 스캔(1.0°/분)

·샘플링 간격: 0.02°

·슬릿 DS, SS:2/3°, RS: 0.6 mm

[란탄(La)]

실시예 1-1

순도 99.99％ 이상의 산화인듐 700 g과 순도 99.99％ 이상의 산화란탄 300 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이어서, 상기에서 얻어진 분말을 10 mmΦ의 금형에 삽입하고, 금형 프레스 성형기에 의해 100 kg/cm²의 압력으로 예비 성형을 행하였다. 다음으로, 냉간 정수압 프레스 성형기에 의해 4 t/cm²의 압력으로 압밀화한 후, 1350℃에서 10 시간 소성하여 소결체를 얻었다. 이 소결체를 타겟(연삭, 연마, 배킹 플레이트로의 접착)으로 가공하였다.

얻어진 타겟에 대하여 X선 회절 측정을 행한 결과, LaInO₃ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

도 1에, 타겟의 X선 차트를 나타낸다.

ICP 분석 결과, 원자비[La/(La+In)]는 0.27이었다.

EPMA(Electron Probe Micro Analyzer; 전자 탐침 미세 분석기)에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, La의 분산 상태를 확인하였다. 그 결과, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다.

또한, 타겟의 밀도는 6.78 g/cm³이고, 벌크 저항은 260 Ωcm였다.

실시예 1-2

산화주석 900 g과 산화란탄 100 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이어서, 얻어진 분말을 10 mmΦ의 금형에 삽입하고, 금형 프레스 성형기에 의해 100 kg/cm²의 압력으로 예비 성형을 행하였다. 다음으로, 냉간 정수압 프레스 성형기에 의해 4 t/cm의 압력으로 압밀화한 후, 1350℃에서 10 시간 소성하여 소결체로 하여 타겟으로 가공하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, La₂Sn₂O₇ 및 SnO₂를 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

도 2에, 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[La/(La+Sn)]는 0.09였다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 Sn, La의 분산 상태를 확인했지만, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다. 또한, 타겟의 밀도는 6.64 g/cm³이고, 벌크 저항은 950 Ωcm였다.

실시예 1-3 내지 1-12

산화인듐, 산화주석 및 산화란탄의 각 분말을 표 1의 조성이 되도록 각각 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이어서, 얻어진 분말을 10 mmΦ의 금형에 삽입하고, 금형 프레스 성형기에 의해 100 kg/cm²의 압력으로 예비 성형을 행하였다. 다음으로, 냉간 정수압 프레스 성형기에 의해 4 t/cm²의 압력으로 압밀화한 후, 1350℃에서 10 시간 소성하여 소결체로 하여 타겟으로 가공하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, In₂O₃ 및 La₂Sn₂O₇, LaInO₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다. 도 3 내지 12에, 각각 실시예 1-3 내지 1-12에서 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

표 2에 타겟의 ICP 분석 결과, EPMA에 의한 면 내의 원소 분포 측정 결과, 밀도 및 벌크 저항을 나타내었다.

비교예 1-1

산화인듐 400 g과 산화란탄 600 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이어서, 상기에서 얻어진 분말을 10 mmΦ의 금형에 삽입하고, 금형 프레스 성형기에 의해 100 kg/cm²의 압력으로 예비 성형을 행하였다. 다음으로, 냉간 정수압 프레스 성형기에 의해 4 t/cm²의 압력으로 압밀화한 후, 1350℃에서 10 시간 소성하였다.

노로부터 취출한 상태의 소결체에는 많은 크랙이 발생하였고, 또한 균열이 관측되어, 타겟(연삭, 연마, 배킹 플레이트로의 접착) 가공을 실시할 수 없었다.

이 소결체는 X선 회절 측정 결과, LaInO₃ 및 La₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 소결체인 것이 확인되었다.

도 13에, 이 소결체의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[La/(La+In)]는 0.56이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, La의 분산 상태를 확인한 결과, 그의 조성은 실질적으로 불균일하였다. 또한, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상으로서, 거의 절연 재료였다.

[가돌리늄(Gd)]

실시예 2-1 내지 2-10

표 3에 나타내는 배합비로 순도 99.9％ 이상의 산화인듐과 순도 99.9％ 이상의 산화가돌리늄과 순도 99.9％ 이상의 산화주석을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, In₂O₃ 및 Gd₂Sn₂O₇, GdInO₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다. 도 14 내지 23에, 각각 실시예 2-1 내지 2-10에서 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

표 4에, X선 회절, 타겟의 ICP 분석 결과, EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Gd의 분산 상태를 확인한 결과, 밀도 및 벌크 저항을 나타내었다.

비교예 2-1

산화인듐 400 g과 산화가돌리늄 600 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이 소결체는 X선 회절 측정 결과, GdInO₃ 및 Gd₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 소결체임이 확인되었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Gd/(Gd+In)]는 0.56이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Gd의 분산 상태를 확인한 결과, 그의 조성은 실질적으로 불균일하였다. 또한, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상으로서, 거의 절연 재료였다.

[네오디뮴(Nd)]

실시예 3-1

산화인듐 460 g과 산화네오디뮴 540 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

얻어진 타겟에 대하여 X선 회절 측정을 행한 결과, NdInO₃ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다. 도 24에, 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Nd/(Nd+In)]는 0.49였다.

EPMA에 의한 타겟의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Nd의 분산 상태를 확인하였다. 그 결과, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다.

또한, 타겟의 밀도는 6.86 g/cm³이고, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상이었다.

실시예 3-2

산화인듐 950 g과 산화네오디뮴 50 g을 혼합한 것 외에는 실시예 3-1과 동일하게 하여 타겟을 제조하였다.

얻어진 타겟에 대하여 X선 회절 측정을 행한 결과, NdInO₃ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Nd/(Nd+In)]는 0.04였다.

또한, 타겟의 밀도는 6.54 g/cm³이고, 벌크 저항은 0.026 Ωcm였다.

실시예 3-3

산화주석 480 g과 산화네오디뮴 520 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, Nd₂Sn₂O₇을 주성분으로 하고, SnO₂와 미량의 Nd₂O₃으로 이루어지는 것이 확인되었다. 도 25에, 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Nd/(Nd+Sn)]는 0.49였다.

EPMA에 의한 타겟의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 Sn, Nd의 분산 상태를 확인했지만, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다. 또한, 타겟의 밀도는 6.96 g/cm³이고, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상이었다.

실시예 3-4 내지 3-9

산화인듐, 산화주석 및 산화네오디뮴의 각 분말을 각각 표 5에 나타내는 배합량으로 혼합하고, 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, Nd₂Sn₂O₇ 및 In₂O₃을 주성분으로 하고, NdInO₃을 포함하는 것이 확인되었다.

도 26 내지 30에, 각각 실시예 3-5 내지 3-9에서 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

표 6에 타겟의 ICP 분석 결과, EPMA에 의한 면 내의 원소 분포 측정 결과, 밀도 및 벌크 저항을 나타내었다.

비교예 3-1

산화인듐 150 g, 산화주석 150 g 및 산화네오디뮴 700 g의 각 분말을 각각 혼합하고, 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이어서, 얻어진 분말을 10 mmΦ의 금형에 삽입하고, 금형 프레스 성형기에 의해 100 kg/cm²의 압력으로 예비 성형을 행하였다. 다음으로, 냉간 정수압 프레스 성형기에 의해 4 t/cm²의 압력으로 압밀화한 후, 1350℃에서 10 시간 소성하여 소결체로 했지만, 소결체가 균열되어 타겟으로 가공할 수 없었다.

얻어진 소결체에 대하여 X선 회절 측정을 행한 결과, NdInO₃ 및 Nd₂Sn₂O₇, Nd₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Nd/(Nd+In)]는 0.67이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Nd의 분산 상태를 확인하였다. 그 결과, 그의 조성은 실질적으로 불균일하였다.

또한, 소결체의 밀도는 5.64 g/cm³이고, 벌크 저항은 측정 한계 이상이었다.

[이테르븀(Yb)]

실시예 4-1 내지 4-9

산화인듐, 산화주석 및 산화이테르븀의 각 분말을 각각 표 7에 나타내는 배합량으로 혼합하고, 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정의 결과, Yb₂Sn₂O₇ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 것이 확인되었다.

도 31 내지 39에, 각각 실시예 4-1 내지 4-9에서 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

표 8에 타겟의 ICP 분석 결과, EPMA에 의한 면 내의 원소 분포 측정 결과, 밀도 및 벌크 저항을 나타내었다.

비교예 4-1

산화인듐 150 g과 산화이테르븀 850 g을 혼합시켜서 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합한 후, 분무 드라이어로 건조하였다.

이 소결체는 X선 회절 측정 결과, 산화 이테르븀(Yb₂O₃)을 주성분으로 하는 소결체임이 확인되었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Yb/(Yb+In)]는 0.81이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Yb의 분산 상태를 확인한 결과, 그의 조성은 실질적으로 불균일하였다. 또한, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상으로서, 절연체로 판단되었다.

[에르븀(Er)]

실시예 5-1

산화인듐 450 g과 산화에르븀 550 g을 혼합시켜서 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합한 후, 건조 조립하여 Φ0.1 내지 수 mm의 분체를 얻었다.

얻어진 타겟에 대하여 X선 회절 측정을 행한 결과, ErInO₃ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

도 40에, 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Er/(Er+In)]는 0.47이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Er의 분산 상태를 확인하였다. 그 결과, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다.

또한, 타겟의 밀도는 4.63 g/cm³이고, 벌크 저항은 1.8MΩcm였다.

실시예 5-2

산화주석 450 g과 산화에르븀 550 g을 혼합시켜서 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하고, 건조 조립하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, Er₂Sn₂O₇ 및 SnO₂를 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

도 41에, 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Er/(Er+Sn)]는 0.49였다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 Sn, Er의 분산 상태를 확인했지만, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다. 또한, 타겟의 밀도는 4.52 g/cm³이고, 벌크 저항은 1.9 MΩcm였다.

실시예 5-3 내지 5-12

산화인듐, 산화주석 및 산화에르븀의 각 분말을 각각 표 9에 나타내는 배합량으로 혼합하고, 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하고, 건조 조립하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, Er₂Sn₂O₇ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 것이 확인되었다.

도 42 내지 51에, 각각 실시예 5-3 내지 5-12에서 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

표 10에 타겟의 ICP 분석 결과, EPMA에 의한 면내의 원소 분포 측정 결과, 밀도 및 벌크 저항을 나타내었다.

비교예 5-1

산화인듐 100 g, 산화주석 100 g 및 산화에르븀 800 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하였다.

이 소결체는 X선 회절 측정 결과, 산화에르븀을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 소결체임이 확인되었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Er/(Er+Sn+In)]는 0.75였다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Sn, Er의 분산 상태를 확인한 결과, 그의 조성은 실질적으로 불균일하였다. 또한, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상으로서, 절연체로 판단되었다.

[디스프로슘(Dy)]

실시예 6-1

산화인듐 450 g과 산화디스프로슘 550 g을 혼합시켜서 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합한 후, 건조 조립하여 Φ0.1 내지 수 mm의 분체를 얻었다.

얻어진 타겟에 대하여 X선 회절 측정을 행한 결과, DyInO₃ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

도 52에, 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Dy/(Dy+In)]는 0.47이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Dy의 분산 상태를 확인하였다. 그 결과, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다.

또한, 타겟의 밀도는 6.94 g/cm³이고, 벌크 저항은 1.6 MΩcm였다.

실시예 6-2

산화주석 450 g과 산화디스프로슘 550 g을 혼합시켜서 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하고, 건조 조립하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, Dy₂Sn₂O₇ 및 SnO₂를 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 것이 확인되었다.

도 53에, 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Dy/(Dy+Sn)]는 0.49였다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 Sn, Dy의 분산 상태를 확인했지만, 그의 조성은 실질적으로 균일하였다. 또한, 타겟의 밀도는 6.87 g/cm³이고, 벌크 저항은 1.2 MΩcm였다.

실시예 6-3 내지 6-11

산화인듐, 산화주석 및 산화디스프로슘의 각 분말을 각각 표 11에 나타내는 배합량으로 혼합하고, 습식 비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합하고, 건조 조립하였다.

이렇게 하여 얻어진 타겟은 X선 회절 측정 결과, Dy₂Sn₂O₇ 및 In₂O₃을 주성분으로 하는 것이 확인되었다.

도 54 내지 62에, 각각 실시예 6-3 내지 6-11에서 제조한 타겟의 X선 차트를 나타내었다.

표 12에 타겟의 ICP 분석 결과, EPMA에 의한 면 내의 원소 분포 측정 결과, 밀도 및 벌크 저항을 나타내었다.

비교예 6-1

산화인듐 100 g, 산화주석 100 g 및 산화디스프로슘 800 g을 혼합시켜서 드라이비드밀로 약 5 시간 분쇄·혼합한 후, 분무 드라이어로 건조하였다.

이 소결체는 X선 회절 측정 결과, 산화디스프로슘을 주성분으로 하는 산화물로 이루어지는 소결체인 것이 확인되었다.

ICP 분석 결과, 원자비[Dy/(Dy+Sn+In)]는 0.76이었다.

EPMA에 의한 소결체의 면 내의 원소 분포 측정에 의해 In, Sn, Dy의 분산 상태를 확인한 결과, 그의 조성은 실질적으로 불균일하였다. 또한, 벌크 저항은 2 MΩcm 이상이었다.

본 발명의 타겟은 액정 표시 장치(LCD)용 투명 도전막, 전계발광(EL) 표시 소자용 투명 도전막, 태양 전지용 투명 도전막 등 다양한 용도의 투명 도전막, 산화물 반도체막을 스퍼터링법에 의해 얻기 위한 타겟으로서 바람직하다. 예를 들면, 유기 EL 소자의 전극이나 반투과·반반사 LCD용 투명 도전막, 액정 구동용 산화물 반도체막, 유기 EL 소자 구동용 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.

Claims

인듐(In)과,

하기 A군으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며,

AInO₃으로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

A군: 란탄(La), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)
주석(Sn)과,

하기 A군으로부터 선택되는 원소 (A)를 함유하는 산화물의 타겟이며,

A₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

A군: 란탄(La), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)
인듐(In) 및 주석(Sn)과,

하기 B군으로부터 선택되는 원소 (B)를 함유하는 산화물의 타겟이며,

B₂Sn₂O₇로 표시되는 산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.

B군: 란탄(La), 가돌리늄(Gd), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb), 에르븀(Er) 및 디스프로슘(Dy)
제3항에 있어서, 상기 원소 (B)가 Gd이고, In, Sn 및 Gd의 함유량의 합계에 대한 Gd의 비율[Gd/(Gd+Sn+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제3항 또는 제4항에 있어서, 전체 양이온 금속 원소에 대한 Sn의 함유량[Sn/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]이 원소 (B)의 함유량[B/(전체 양이온 금속 원소): 원자비]보다 많은 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원소 (A)가 Nd, Yb 및 Dy 중 어느 하나이고,

상기 원소 (B)가 Gd, Nd, Yb 및 Dy 중 어느 하나이고,

밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제1항에 있어서, 상기 원소 (A)가 La이고, In과 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제2항에 있어서, 상기 원소 (A)가 La이고, Sn과 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+Sn): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제3항에 있어서, 상기 원소 (B)가 La이고, In, Sn 및 La의 함유량의 합계에 대한 La의 비율[La/(La+Sn+In): 원자비]이 0.001 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원소 (A) 또는 원소 (B)가 La이고, 밀도가 6.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원소 (A) 또는 원소 (B)가 La이고, 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원소 (A) 또는 원소 (B)가 Gd이고, 벌크 저항이 1 Ωcm 이하인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.
제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원소 (A) 또는 (B)가 Er이고, 밀도가 4.5 g/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 산화물 타겟.