JP6961925B2 - Oxide sputtering target - Google Patents
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Description
本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイの陽極として用いられる積層反射電極膜において基材となる透明酸化物膜を形成するための酸化物スパッタリングターゲットに関する。 The present invention relates to an oxide sputtering target for forming a transparent oxide film as a base material in a laminated reflective electrode film used as an anode of, for example, an organic electroluminescence (EL) display.
有機ELディスプレイは、基板の上に積層された陽極、有機EL発光層、陰極を有し、陽極から正孔を、陰極から電子を有機EL発光層に注入し、有機EL発光層で正孔と電子とを再結合させることによって、可視光を発光させる。可視光を陰極側から外部に取り出すトップエミッション方式の有機ELディスプレイでは、有機EL発光層から陰極側に直接放出された可視光だけではなく、陽極側に放出された可視光を陽極で反射させて陰極側で取り出すことによって輝度を向上させる。この陽極として、一般的にITO膜/金属膜/ITO膜を積層した積層構造を有する積層反射電極膜が用いられる。金属膜としては、AgまたはAg合金からなるAg膜が用いられる。 The organic EL display has an anode, an organic EL light emitting layer, and a cathode laminated on a substrate, and holes are injected from the anode into the organic EL light emitting layer, and electrons are injected into the organic EL light emitting layer from the cathode, and holes are formed in the organic EL light emitting layer. Visible light is emitted by recombining with electrons. In a top-emission organic EL display that extracts visible light from the cathode side to the outside, not only the visible light emitted directly from the organic EL light emitting layer to the cathode side but also the visible light emitted to the anode side is reflected by the anode. Brightness is improved by taking out on the cathode side. As the anode, a laminated reflective electrode film having a laminated structure in which an ITO film / metal film / ITO film is laminated is generally used. As the metal film, an Ag film made of Ag or an Ag alloy is used.
しかし、ITO膜/Ag膜/ITO膜からなる積層反射電極膜は、波長(432.8nm)付近の青色光の反射率が低いことが課題である。有機ELディスプレイに、青色光の反射率が低い積層反射電極膜を使用すると、青色の輝度が低下してしまう。また、青色の輝度を上げるために投入電力を多くすると、青色発光材が劣化し易くなり、寿命が短くなるおそれがある。 However, the laminated reflective electrode film composed of the ITO film / Ag film / ITO film has a problem that the reflectance of blue light near the wavelength (432.8 nm) is low. If a laminated reflective electrode film having a low reflectance of blue light is used for the organic EL display, the brightness of blue is lowered. Further, if the input power is increased in order to increase the brightness of blue, the blue light emitting material is liable to deteriorate and the life may be shortened.
また、有機ELディスプレイでは、陽極を特定の配線パターンに形成する必要がある。ITO膜/Ag膜/ITO膜からなる積層反射電極膜において、過酸化水素水やリン酸、硝酸、酢酸の混合液で一括エッチングをするためには、ITO膜を、非晶質膜とする必要があった。非晶質のITO膜を形成するためには、水蒸気または水を含んだ雰囲気でのスパッタが必要である。 Further, in an organic EL display, it is necessary to form the anode in a specific wiring pattern. In a laminated reflective electrode film composed of an ITO film / Ag film / ITO film, the ITO film needs to be an amorphous film in order to perform batch etching with a mixed solution of hydrogen peroxide solution, phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid. was there. In order to form an amorphous ITO film, sputtering in an atmosphere containing water vapor or water is required.
一方で、ZnOを主成分とする酸化物スパッタリングターゲットを用いて成膜した透明酸化物膜は、広範囲の可視光に対して光の透過率が高く、この酸化物膜とAg膜と積層した積層反射電極膜は、ITO膜/Ag膜/ITO膜からなる積層反射電極膜と比較して青色光の反射率が高い。また、ZnOを主成分とする酸化物スパッタリングターゲットは、水蒸気または水を含まない通常雰囲気(主にArガス)でのスパッタによって、Ag膜と一括エッチングできる酸化物膜を成膜できる。さらに、Inと比較して安価なZnの酸化物を主成分として用いているため、ITOよりも原料コストが安くなる。 On the other hand, a transparent oxide film formed by using an oxide sputtering target containing ZnO as a main component has high light transmittance for a wide range of visible light, and the oxide film and the Ag film are laminated. The reflective electrode film has a higher transmittance of blue light than a laminated reflective electrode film composed of an ITO film / Ag film / ITO film. Further, the oxide sputtering target containing ZnO as a main component can form an oxide film that can be batch-etched with the Ag film by sputtering in a normal atmosphere (mainly Ar gas) that does not contain water vapor or water. Further, since Zn oxide, which is cheaper than In, is used as the main component, the raw material cost is lower than that of ITO.
ZnOを主成分とする酸化物スパッタリングターゲットは、下記の文献に記載されている。
特許文献1には、酸化ガリウムが5〜40wt%ドーピングされているZnOからなるスパッタリングターゲットが開示されている。
特許文献2には、60〜87モル%のZnOと10〜25モル%のGa2O3とを含み、更にTiO2、SnO2から選ばれた少なくとも1種類の酸化物を含有したスパッタリングターゲットが開示されている。
特許文献3には、ZnOを主成分とし、Ti及びGaの両元素を含有し、両元素がTi1.1at%以上又はGa4.5at%以上の範囲で含有されているスパッタリングターゲットが開示されている。
Oxide sputtering targets containing ZnO as a main component are described in the following documents.
Patent Document 1 discloses a sputtering target made of ZnO in which gallium oxide is doped with 5 to 40 wt%.
Patent Document 2 describes a sputtering target containing 60 to 87 mol% of ZnO and 10 to 25 mol% of Ga 2 O 3, and further containing at least one oxide selected from TiO 2 and SnO 2. It is disclosed.
Patent Document 3 discloses a sputtering target containing ZnO as a main component, containing both Ti and Ga elements, and containing both elements in the range of Ti 1.1 at% or more or Ga 4.5 at% or more. ..
トップエミッション方式の有機ELディスプレイにおいて用いる陽極は、可視光の反射率が高いこと、一括エッチングが可能であることなどに加えて、有機EL発光層に効率よく正孔を注入できるように仕事関数が高いことが望まれる。陽極の仕事関数が低いと、正孔輸送を行うためにより高い電力を必要とする。高い電力を付与すると、有機ELディスプレイの寿命が短くなり、発光効率も低下する。しかしながら、従来のZnOを主成分とする酸化物スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸化物膜は、有機ELディスプレイの陽極として用いるには仕事関数が低い場合があった。また、ZnOを主成分とする酸化物膜は、耐環境性(高温高湿環境への耐性)がITO膜と比較して低く、Ag膜を保護する機能が不足するといった問題があった。 The anode used in the top-emission organic EL display has a high reflectance of visible light, enables batch etching, and has a work function so that holes can be efficiently injected into the organic EL light emitting layer. High is desired. A low work function of the anode requires higher power to carry out hole transport. When a high electric power is applied, the life of the organic EL display is shortened and the luminous efficiency is also lowered. However, the oxide film formed by using the conventional oxide sputtering target containing ZnO as a main component may have a low work function for use as an anode of an organic EL display. Further, the oxide film containing ZnO as a main component has a problem that the environmental resistance (resistance to a high temperature and high humidity environment) is lower than that of the ITO film, and the function of protecting the Ag film is insufficient.
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、AgまたはAg合金からなるAg膜と積層した場合に、反射率と仕事関数が高く、かつ導電性が高く、耐環境性に優れ、Ag膜との一括エッチングが可能な酸化物を安定して成膜することができる酸化物スパッタリングターゲットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and when laminated with an Ag film made of Ag or an Ag alloy, it has high reflectance and work function, high conductivity, and excellent environmental resistance. Another object of the present invention is to provide an oxide sputtering target capable of stably forming an oxide capable of batch etching with an Ag film.
上記課題を解決するために、本発明の酸化物スパッタリングターゲットは、ZnOを主成分とし、全金属成分量に対して、Gaを10.0原子%以上20.0原子%以下、Yを0.1原子%以上10.0原子%以下、Tiを0.5原子%以上10.0原子%以下の量にて含有し、相対密度が91.3%以上である酸化物からなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the oxide sputtering target of the present invention contains ZnO as a main component, and Ga is 10.0 atomic% or more and 20.0 atomic% or less, and Y is 0. 1 atomic% or more and 10.0 atomic% or less , Ti is 0 . It is characterized by containing an oxide in an amount of 5 atomic% or more and 10.0 atomic% or less and having a relative density of 91.3% or more.
本発明の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、ZnOを主成分とするので、Ag膜との一括エッチングが可能な酸化物膜を成膜できる。
また、Gaを10.0原子%以上20.0原子%以下の量にて含むので、導電性が高く、耐環境性に優れ、かつAg膜との密着性が高く、Ag膜と積層した場合に反射率が高い酸化物膜を成膜することができる。
さらに、Yを0.1原子%以上10.0原子%以下の量にて含むので、仕事関数が高い酸化物膜を成膜することができる。
Since the oxide sputtering target of the present invention contains ZnO as a main component, an oxide film capable of batch etching with an Ag film can be formed.
Further, since Ga is contained in an amount of 10.0 atomic% or more and 20.0 atomic% or less, it has high conductivity, excellent environmental resistance, and high adhesion to the Ag film, and when laminated with the Ag film. It is possible to form an oxide film having a high reflectance.
Further, since Y is contained in an amount of 0.1 atomic% or more and 10.0 atomic% or less, an oxide film having a high work function can be formed.
またさらに、Tiを0.5原子%以上含有するので、耐環境性と耐アルカリ性とに優れた酸化物膜を成膜することができる。そして、Tiの量が10.0原子%以下とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制でき、酸化物膜の成膜を安定して行うことができる。 Furthermore , Ti is set to 0 . Since it contains 5 atomic% or more, an oxide film having excellent environmental resistance and alkali resistance can be formed. Since the amount of Ti is 10.0 atomic% or less, the occurrence of abnormal discharge during sputtering can be suppressed, and the oxide film can be stably formed.
ここで、本発明の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、さらに、全金属成分量に対して、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、B、Al、In、Si、Ge、Pb、Biおよびランタノイド系列の元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加元素を、合計で0.01原子%以上10.0原子%以下の量にて含有していてもよい。
この場合、耐環境性がより向上し、さらに導電性が向上した酸化物膜を成膜することができる。
Here, in the oxide sputtering target of the present invention, further, with respect to the total amount of metal components, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al. , In, Si, Ge, Pb, Bi and at least one additive element selected from the group consisting of elements of the lanthanoid series, in a total amount of 0.01 atomic% or more and 10.0 atomic% or less. You may.
In this case, an oxide film having further improved environmental resistance and further improved conductivity can be formed.
本発明によれば、Ag膜と積層した場合に反射率と仕事関数が高く、かつ耐環境性に優れ、Ag膜との一括エッチングが可能な酸化物膜を安定して成膜することができる酸化物スパッタリングターゲットを提供することが可能となる。 According to the present invention, when laminated with an Ag film, an oxide film having high reflectance and work function, excellent environmental resistance, and capable of batch etching with the Ag film can be stably formed. It becomes possible to provide an oxide sputtering target.
以下に、本発明の一実施形態である酸化物スパッタリングターゲットについて詳細に説明する。
本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットは、例えば有機ELディスプレイの陽極として用いられる積層反射電極膜において基材となる透明酸化物膜を形成する際に使用されるものである。
The oxide sputtering target according to the embodiment of the present invention will be described in detail below.
The oxide sputtering target of the present embodiment is used, for example, when forming a transparent oxide film as a base material in a laminated reflective electrode film used as an anode of an organic EL display.
(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態である酸化物スパッタリングターゲットは、ZnOを主成分とする酸化物からなる。この酸化物は、全金属成分量に対して、Gaを10.0原子%以上20.0原子%以下、Yを0.1原子%以上10.0原子%以下、SnまたはTiを少なくとも1種または2種の合計で0.5原子%以上10.0原子%以下の量にて含有し、残部がZn及び不可避不純物とされている。以下に、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットを構成する酸化物における金属成分元素の含有割合を上述のように規定した理由について説明する。
(First Embodiment)
The oxide sputtering target according to the first embodiment of the present invention is composed of an oxide containing ZnO as a main component. This oxide has Ga of 10.0 atomic% or more and 20.0 atomic% or less, Y of 0.1 atomic% or more and 10.0 atomic% or less, and Sn or Ti of at least one kind with respect to the total amount of metal components. Alternatively, it is contained in an amount of 0.5 atomic% or more and 10.0 atomic% or less in total of the two types, and the balance is Zn and unavoidable impurities. Hereinafter, the reason why the content ratio of the metal component element in the oxide constituting the oxide sputtering target of the present embodiment is defined as described above will be described.
(Ga)
Gaは、適量添加することによってZnO(酸化亜鉛)のドーパントとして作用し、電気抵抗を低減させる効果を有する元素であることから、Gaを適量添加することにより、酸化物スパッタリングターゲットの導電性が向上し、また導電性の高い酸化物膜を成膜することが可能となる。また、Gaは、Ag膜に対する濡れ性を向上させる作用効果を有する元素であるから、Gaを添加することによって、Ag膜に対する密着力が高い酸化物膜を成膜することができる。よって、この酸化物膜とAg膜とを積層した積層反射膜は、反射率が高く、高温高湿環境下で使用した場合であっても、Ag膜への水分の侵入が抑制されるので、耐環境性が向上する。さらに、Gaは、耐アルカリ性を向上させる作用効果を有する元素であることから、Gaを添加することにより、エッチング処理の際に使用されるマスキング材を剥離するのに用いるアルカリ処理液に対して劣化が起こりにくい酸化物膜を成膜することができる。よって、この酸化物膜とAg膜とを積層した積層反射膜は、エッチング処理による加工性に優れたものとなる。
ここで、Gaの含有量が10.0原子%未満の場合は、成膜した酸化物膜の導電性が低下するおそれがある。また、成膜した酸化物膜は、Ag膜に対する密着力や耐アルカリ性が低くなるおそれがあり、この酸化物膜とAg膜とを積層した積層反射膜は、耐環境性や耐アルカリ性が低下するおそれがある。一方、Gaの含有量が20.0原子%を超える場合は、かえってターゲットの導電性が低下し、DCスパッタが困難となるおそれがある。また、成膜した酸化物膜の電気抵抗が高くなり、絶縁膜となるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Gaの含有量を10.0原子%以上20.0原子%以下の範囲内に設定している。
(Ga)
Since Ga is an element that acts as a dopant of ZnO (zinc oxide) by adding an appropriate amount and has an effect of reducing electrical resistance, the conductivity of the oxide sputtering target is improved by adding an appropriate amount of Ga. In addition, it is possible to form a highly conductive oxide film. Further, since Ga is an element having an action effect of improving the wettability with respect to the Ag film, by adding Ga, an oxide film having a high adhesion to the Ag film can be formed. Therefore, the laminated reflective film in which the oxide film and the Ag film are laminated has high reflectance, and even when used in a high temperature and high humidity environment, the invasion of water into the Ag film is suppressed. Environmental resistance is improved. Further, since Ga is an element having an action effect of improving alkali resistance, the addition of Ga deteriorates the masking material used in the etching treatment with respect to the alkali treatment liquid used for peeling off the masking material. It is possible to form an oxide film in which Therefore, the laminated reflective film in which the oxide film and the Ag film are laminated has excellent workability by etching treatment.
Here, if the Ga content is less than 10.0 atomic%, the conductivity of the formed oxide film may decrease. In addition, the film-formed oxide film may have low adhesion to the Ag film and alkali resistance, and the laminated reflective film in which the oxide film and the Ag film are laminated has reduced environmental resistance and alkali resistance. There is a risk. On the other hand, when the Ga content exceeds 20.0 atomic%, the conductivity of the target is rather lowered, which may make DC sputtering difficult. In addition, the electrical resistance of the deposited oxide film increases, which may result in an insulating film.
For this reason, in the present embodiment, the Ga content is set within the range of 10.0 atomic% or more and 20.0 atomic% or less.
(Y)
Yは、酸化物膜の仕事関数を向上させる作用効果を有することから、Yを適量添加することにより、仕事関数の高い酸化物膜を成膜することが可能となる。また、Yは、ターゲットの密度を向上させる効果を有する元素であることから、Yを適量含む酸化物スパッタリングターゲットは密度が高くなる。
ここで、Yの含有量が0.1原子%未満の場合は、仕事関数の高い酸化物膜を成膜することが困難となるおそれがある。一方、Yの含有量が10.0原子%を超える場合は、成膜した酸化物膜の電気抵抗が高くなり、絶縁膜となるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、Yの含有量を0.1原子%以上10.0原子%以下の範囲内に設定している。
(Y)
Since Y has an effect of improving the work function of the oxide film, it is possible to form an oxide film having a high work function by adding an appropriate amount of Y. Further, since Y is an element having an effect of improving the density of the target, the density of the oxide sputtering target containing an appropriate amount of Y becomes high.
Here, if the Y content is less than 0.1 atomic%, it may be difficult to form an oxide film having a high work function. On the other hand, when the Y content exceeds 10.0 atomic%, the electric resistance of the formed oxide film becomes high, and there is a possibility that the film becomes an insulating film.
For this reason, in the present embodiment, the Y content is set within the range of 0.1 atomic% or more and 10.0 atomic% or less.
(SnまたはTiの少なくとも1種または2種)
Sn及びTiは、酸化物膜の耐環境性や耐アルカリ性を向上させる作用効果を有することから、SnまたはTiを適量添加することにより、耐環境性や耐アルカリ性の高い酸化物膜を成膜することが可能となる。
ここで、SnまたはTiの含有量が0.5原子%未満の場合は、耐環境性や耐アルカリ性が向上した酸化物膜を成膜することが困難となるおそれがある。一方、SnまたはTiの含有量が10.0原子%を超える場合は、異常放電が発生し易くなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、SnまたはTiの含有量を少なくとも1種または2種を合計で0.5原子%以上10.0原子%以下の範囲内に設定している。
(At least one or two types of Sn or Ti)
Since Sn and Ti have an action effect of improving the environmental resistance and alkali resistance of the oxide film, an oxide film having high environmental resistance and alkali resistance is formed by adding an appropriate amount of Sn or Ti. It becomes possible.
Here, when the Sn or Ti content is less than 0.5 atomic%, it may be difficult to form an oxide film having improved environmental resistance and alkali resistance. On the other hand, when the Sn or Ti content exceeds 10.0 atomic%, abnormal discharge may easily occur.
For this reason, in the present embodiment, the Sn or Ti content is set within the range of 0.5 atomic% or more and 10.0 atomic% or less in total for at least one type or two types.
(Zn)
本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットは、ZnOを主成分とするので、過酸化水素水やリン酸、硝酸、酢酸の混合液など、エッチング液として一般に使用されている酸に対する溶解速度が高く、Ag膜との一括エッチングが可能な酸化物膜を成膜できる。
本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいて、全金属成分量に対するZnの含有量は60原子%以上である。
(Zn)
Since the oxide sputtering target of the present embodiment contains ZnO as a main component, it has a high dissolution rate in an acid generally used as an etching solution such as a hydrogen peroxide solution, a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid, and Ag. An oxide film that can be batch-etched with the film can be formed.
In the oxide sputtering target of the present embodiment, the Zn content with respect to the total metal component amount is 60 atomic% or more.
(不可避不純物)
不可避不純物は原料由来あるいは製造の過程である程度混入することが避けられない元素であって、上記の発明効果に影響を及ぼさない元素を指す。本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいて、不可避不純物の含有量は、一般に合計で100質量ppm以下である。
(Inevitable impurities)
Inevitable impurities are elements derived from raw materials or inevitably mixed in during the manufacturing process, and refer to elements that do not affect the above-mentioned effects of the invention. In the oxide sputtering target of the present embodiment, the content of unavoidable impurities is generally 100 mass ppm or less in total.
(酸化物スパッタリングターゲットの製造方法)
次に、本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
原料粉末として、酸化ガリウム(Ga2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化スズ(SnO2)の各粉末を用意する。原料粉末は、純度が99.9質量%以上であることが好ましい。
(Manufacturing method of oxide sputtering target)
Next, a method for manufacturing the oxide sputtering target according to the present embodiment will be described.
As raw material powders, gallium oxide (Ga 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), titanium oxide (TIO 2 ), and tin oxide (SnO 2 ) powders are prepared. The raw material powder preferably has a purity of 99.9% by mass or more.
用意した各原料粉末を、金属元素の含有割合が上述の範囲内となるように選択して秤量する。この秤量した酸化物粉末を混合装置によって混合して混合粉末を得る。混合装置としては、ボールミル装置などの粉砕機能を備えた混合装置が好ましい。粉砕機能を備えた混合装置を用いることによって、原料粉末を微細化しながら混合することができるので、組成が均一な混合粉末を得ることができる。混合は、湿式で行ってもよいし、乾式で行ってもよい。 Each of the prepared raw material powders is selected and weighed so that the content ratio of the metal element is within the above range. The weighed oxide powder is mixed by a mixing device to obtain a mixed powder. As the mixing device, a mixing device having a crushing function such as a ball mill device is preferable. By using a mixing device having a pulverizing function, the raw material powder can be mixed while being refined, so that a mixed powder having a uniform composition can be obtained. The mixing may be performed wet or dry.
次に、得られた混合粉末を、所望の形状に成形する。成形体の成形方法としては、一軸プレスや冷間静水圧プレス(CIP)などの加圧成形法を用いることができる。 Next, the obtained mixed powder is molded into a desired shape. As a molding method of the molded product, a pressure molding method such as a uniaxial press or a cold hydrostatic press (CIP) can be used.
次に、成形体を焼成して焼結させて焼結体を得る。焼成は大気雰囲気下または酸素雰囲気下で行うことが好ましい。大気雰囲気下または酸素雰囲気下で焼成することによって、Yによるターゲットの密度の向上作用が発現し易く、常圧焼結が可能になり、生産性が向上する。また、酸化物の酸素欠損が生じにくくなり、組成が均一で高密度の焼結体を得ることができる。 Next, the molded product is fired and sintered to obtain a sintered body. The firing is preferably performed in an air atmosphere or an oxygen atmosphere. By firing in an air atmosphere or an oxygen atmosphere, the effect of improving the density of the target by Y is likely to be exhibited, atmospheric pressure sintering becomes possible, and productivity is improved. In addition, oxygen deficiency of the oxide is less likely to occur, and a sintered body having a uniform composition and high density can be obtained.
そして、得られた焼結体に対して切削加工又は研削加工を施すことにより、所定形状の酸化物スパッタリングターゲットに加工する。 Then, the obtained sintered body is cut or ground to be processed into an oxide sputtering target having a predetermined shape.
(第二の実施形態)
第二の実施形態である酸化物スパッタリングターゲットは、さらに、全金属成分量に対して、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、B、Al、In、Si、Ge、Pb、Biおよびランタノイド系列の元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加元素を、合計で0.01原子%以上10.0原子%以下の量にて含有する。すなわち、第二の実施形態である酸化物スパッタリングターゲットは、全金属成分量に対して、Gaを10.0原子%以上20.0原子%以下、Yを0.1原子%以上10.0原子%以下、SnまたはTiの少なくとも1種または2種を合計で0.5原子%以上10.0原子%以下、そして上記の添加元素を合計で0.01原子%以上10.0原子%以下の量にて含有し、残部がZn及び不可避不純物とされている。本実施形態の酸化物スパッタリングターゲットにおいては、全金属成分量に対するZnの含有量は50原子%以上である。
(Second embodiment)
The oxide sputtering target of the second embodiment further comprises Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al with respect to the total amount of metal components. , In, Si, Ge, Pb, Bi and at least one additive element selected from the group consisting of elements of the lanthanoid series, in a total amount of 0.01 atomic% or more and 10.0 atomic% or less. That is, in the oxide sputtering target of the second embodiment, Ga is 10.0 atomic% or more and 20.0 atomic% or less, and Y is 0.1 atomic% or more and 10.0 atoms with respect to the total amount of metal components. % Or less, at least one or two types of Sn or Ti in total of 0.5 atomic% or more and 10.0 atomic% or less, and the above additive elements in total of 0.01 atomic% or more and 10.0 atomic% or less. It is contained in an amount, and the balance is Zn and unavoidable impurities. In the oxide sputtering target of the present embodiment, the Zn content with respect to the total metal component amount is 50 atomic% or more.
Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、B、Al、In、Si、Ge、Pb、Biおよびランタノイド系列などの添加元素は、酸化物膜の耐環境性を向上させる作用効果を有することから、これらの元素を適量添加することにより、耐環境性の高い酸化物膜を成膜することが可能となる。また、上記の添加元素は、三価以上の原子価を有する元素であり、ZnOのドーパントとして作用して、酸化物膜の抵抗値をより低くし、Ag膜との反射積層膜とした場合にその反射積層膜の抵抗値を安定化させる作用効果を有する。
ここで、上記添加元素の含有量が0.01原子%未満の場合は、耐環境性が向上した酸化物膜を成膜することが困難となるおそれがある。一方、上記添加元素の含有量が10.0原子%を超える場合は、成膜された酸化物膜の可視光の透過性が低下して、Ag膜との積層膜とした場合にその反射積層膜の可視光の反射率が低くなるおそれがある。
このような理由から、本実施形態では、上記添加元素の含有量を、合計で0.01原子%以上10.0原子%以下の範囲内に設定している。
Additive elements such as Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al, In, Si, Ge, Pb, Bi and lanthanoid series are the oxide film. Since it has an action effect of improving environmental resistance, it is possible to form an oxide film having high environmental resistance by adding an appropriate amount of these elements. Further, the above-mentioned additive element is an element having a valence of trivalent or higher, and acts as a dopant of ZnO to lower the resistance value of the oxide film to form a reflective laminated film with an Ag film. It has the effect of stabilizing the resistance value of the reflective laminated film.
Here, when the content of the additive element is less than 0.01 atomic%, it may be difficult to form an oxide film having improved environmental resistance. On the other hand, when the content of the additive element exceeds 10.0 atomic%, the transparency of visible light of the formed oxide film is lowered, and when it is formed as a laminated film with an Ag film, it is reflected and laminated. The reflectance of visible light on the film may be low.
For this reason, in the present embodiment, the total content of the additive elements is set within the range of 0.01 atomic% or more and 10.0 atomic% or less.
本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットは、上記添加元素の酸化物粉末を、上述のGa2O3粉末、Y2O3粉末、TiO2粉末、SnO2粉末などの原料粉末とともに混合し、得られた混合粉末を所定の形状に成形した後、焼結させることによって製造することができる。上記添加元素の酸化物は、添加元素を三価以上の原子価とされている酸化物であることが好ましい。添加元素の原子価が三価以上とされていることによって、ZnOのドーパントとしての作用効果を発揮することができる。 The oxide sputtering target of the present embodiment is obtained by mixing the oxide powder of the additive element with the raw material powders such as the Ga 2 O 3 powder, the Y 2 O 3 powder, the TiO 2 powder, and the SnO 2 powder described above. It can be produced by molding the resulting mixed powder into a predetermined shape and then sintering it. The oxide of the additive element is preferably an oxide having a valence of trivalent or higher as the additive element. When the valence of the additive element is trivalent or higher, the effect of ZnO as a dopant can be exhibited.
以上のような構成とされた本実施形態である酸化物スパッタリングターゲットによれば、ZnOを主成分とするので、Ag膜との一括エッチングが可能な酸化物膜を成膜できる。また、Gaを10.0原子%以上20.0原子%以下の量にて含むので、導電性が高く、耐環境性に優れ、かつAg膜との密着性が高く、Ag膜と積層した場合に反射率が高い酸化物膜を成膜することができる。 According to the oxide sputtering target of the present embodiment having the above configuration, since ZnO is the main component, an oxide film capable of batch etching with the Ag film can be formed. Further, since Ga is contained in an amount of 10.0 atomic% or more and 20.0 atomic% or less, it has high conductivity, excellent environmental resistance, and high adhesion to the Ag film, and when laminated with the Ag film. It is possible to form an oxide film having a high reflectance.
さらに、Yを0.1原子%以上10.0原子%以下の量にて含むので、Ag膜と積層した場合に仕事関数が高い酸化物膜を成膜することができる。またさらに、SnまたはTiの少なくとも1種または2種を合計で0.5原子%以上含有するので、耐環境性と耐アルカリ性とに優れた酸化物膜を成膜することができる。そして、SnまたはTiの少なくとも1種または2種の合計の量が10.0原子%以下とされているので、スパッタ時における異常放電の発生を抑制でき、酸化物膜の成膜を安定して行うことができる。 Further, since Y is contained in an amount of 0.1 atomic% or more and 10.0 atomic% or less, an oxide film having a high work function can be formed when laminated with an Ag film. Furthermore, since at least one or two types of Sn or Ti are contained in a total of 0.5 atomic% or more, an oxide film having excellent environmental resistance and alkali resistance can be formed. Since the total amount of at least one or two types of Sn or Ti is 10.0 atomic% or less, the occurrence of abnormal discharge during sputtering can be suppressed, and the formation of the oxide film is stable. It can be carried out.
またさらに、全金属成分量に対して、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、B、Al、In、Si、Ge、Pb、Biおよびランタノイド系列の元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加元素を、合計で0.01原子%以上10.0原子%以下の量にて含有する場合には、耐環境性がより向上し、さらに導電性が向上した酸化物膜を成膜することができる。 Furthermore, with respect to the total amount of metal components, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al, In, Si, Ge, Pb, Bi and lanthanoids. When at least one additive element selected from the group consisting of a series of elements is contained in a total amount of 0.01 atomic% or more and 10.0 atomic% or less, the environmental resistance is further improved, and further. An oxide film with improved conductivity can be formed.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、酸化物スパッタリングターゲットを、有機ELディスプレイの陽極として用いられる積層反射電極膜において基材となる透明酸化物膜を形成する際に使用されるものとして説明したが、タッチパネルの抵抗膜などのその他の用途に用いられる透明酸化物膜を製造する際に使用してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, the oxide sputtering target has been described as being used for forming a transparent oxide film as a base material in a laminated reflective electrode film used as an anode of an organic EL display. It may be used when producing a transparent oxide film used for other uses such as a resistance film.
また、本実施形態では、Ga、Y、SnまたはTiの少なくとも1種または2種を含有し、残部がZn及び不可避不純物とされている酸化物スパッタリングターゲットと、これらの金属元素とともに、さらに、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、B、Al、In、Si、Ge、Pb、Biおよびランタノイド系列の元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加元素を含有する酸化物スパッタリングターゲットとを説明したが、さらに上記以外の添加元素を添加してもよい。但し、この場合、全金属成分量に対するZnの含有量は50原子%以上であることが必要である。 Further, in the present embodiment, an oxide sputtering target containing at least one or two kinds of Ga, Y, Sn or Ti, and the balance being Zn and unavoidable impurities, and these metal elements, and Zr. , Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al, In, Si, Ge, Pb, Bi and at least one selected from the group consisting of elements of the lanthanoid series. Although the oxide sputtering target containing the additive element of the above has been described, an additive element other than the above may be further added. However, in this case, the Zn content with respect to the total metal component amount needs to be 50 atomic% or more.
以下に、本発明に係る酸化物スパッタリングターゲットの作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。なお、下記の表1の本発明例8、9、10は、参考例である。 The results of the evaluation test for evaluating the action and effect of the oxide sputtering target according to the present invention will be described below. Examples 8, 9, and 10 of the present invention in Table 1 below are reference examples.
<酸化物スパッタリングターゲットの製造>
原料粉末として、酸化ガリウム(Ga2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化チタン(TiO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化モリブテン(MoO2)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化ジルコニウム(ZrO2)の各粉末を用意した。
原料粉末は、全て純度が99.9質量%以上のものを用意した。用意した各原料粉末を、それぞれ表1に示す原子比率となるように秤量した。
<Manufacturing of oxide sputtering target>
As raw material powders, gallium oxide (Ga 2 O 3), yttrium oxide (Y 2 O 3), titanium oxide (TiO 2), tin oxide (SnO 2), molybdenum oxide (MoO 2), iron oxide (Fe 2 O 3 ), Niobide oxide (Nb 2 O 5 ), and zirconium oxide (ZrO 2 ) powders were prepared.
As the raw material powders, those having a purity of 99.9% by mass or more were prepared. Each of the prepared raw material powders was weighed so as to have the atomic ratio shown in Table 1.
秤量した原料粉末を、原料粉末の合計質量に対して4倍の量のZrO2ボール(5mmφと10mmφを同重量比で含む)および溶媒とともに樹脂製のポットに投入し、ボールミル装置を用いて、85rpm、48時間の条件の下、湿式混合した。溶媒としては、アルコールを用いた。湿式混合後、樹脂製のポットから原料粉末を取り出して、乾燥して混合粉末を得た。 The weighed raw material powder was put into a resin pot together with 4 times the amount of ZrO 2 balls (containing 5 mmφ and 10 mmφ in the same weight ratio) and a solvent with respect to the total mass of the raw material powder, and used with a ball mill device. Wet mixing was performed under the conditions of 85 rpm and 48 hours. Alcohol was used as the solvent. After wet mixing, the raw material powder was taken out from the resin pot and dried to obtain a mixed powder.
得られた混合粉末を型に充填し、冷間静水圧プレス(CIP)を用いて、175MPaの圧力で1分間プレスして成形体を得た。得られた成形体を焼成炉に投入して、大気雰囲気下で1450℃まで10℃/secで昇温し、昇温後、その温度を3時間維持する条件にて加熱した後、自然冷却して、150mm×200mm×7mmtの焼結体を得た。得られた焼結体を機械加工して、126mm×178mm×6mmtの酸化物スパッタリングターゲットを製造した。 The obtained mixed powder was filled in a mold and pressed for 1 minute at a pressure of 175 MPa using a cold hydrostatic press (CIP) to obtain a molded product. The obtained molded product was put into a firing furnace, heated to 1450 ° C. at 10 ° C./sec in an atmospheric atmosphere, heated under the condition that the temperature was maintained for 3 hours, and then naturally cooled. A 150 mm × 200 mm × 7 mmt sintered body was obtained. The obtained sintered body was machined to produce a 126 mm × 178 mm × 6 mmt oxide sputtering target.
<酸化物スパッタリングターゲットの評価>
本発明例及び比較例で製造した酸化物スパッタリングターゲットについて、組成、相対密度、異常放電試験、比抵抗を、下記の方法により測定した。その結果を表1に示す。
<Evaluation of oxide sputtering target>
The composition, relative density, abnormal discharge test, and specific resistance of the oxide sputtering targets produced in the examples of the present invention and the comparative examples were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.
(組成)
成形前の混合粉末の金属含有量をICP分析にて測定し、測定された金属元素の含有量を原子%に換算した。なお、上記の酸化物スパッタリングターゲットの製造条件においては、混合粉末の組成とその混合粉末を用いて製造したターゲットの組成とが一致することは予め確認した。
(composition)
The metal content of the mixed powder before molding was measured by ICP analysis, and the measured content of the metal element was converted into atomic%. It was confirmed in advance that the composition of the mixed powder and the composition of the target produced using the mixed powder match under the above-mentioned production conditions of the oxide sputtering target.
(相対密度)
酸化物スパッタリングターゲットの実測密度を、ノギスにて測定した酸化物スパッタリングターゲットの寸法と電子天秤にて測定した重量とから算出した。次に、酸化物スパッタリングターゲットの理論密度を、酸化物スパッタリングターゲットに含まれている各酸化物の質量%含有率と密度から算出した。例えば、GaとYとTiを含む酸化物スパッタリングターゲットの場合は、Ga2O3の質量%含有率をC1、密度をρ1とし、Y2O3の質量%含有率をC2、密度をρ2とし、TiO2の質量%含有率をC3、密度をρ3とし、ZnOの質量%含有率をC4、密度をρ4とすると、理論密度は下記の式より算出できる。
理論密度=1/[C1/100ρ1+C2/100ρ2+C3/100ρ3+C4/100ρ4]
(Relative density)
The measured density of the oxide sputtering target was calculated from the dimensions of the oxide sputtering target measured with a caliper and the weight measured with an electronic balance. Next, the theoretical density of the oxide sputtering target was calculated from the mass% content and density of each oxide contained in the oxide sputtering target. For example, in the case of an oxide sputtering target containing Ga, Y and Ti, the mass% content of Ga 2 O 3 is C1, the density is ρ1, the mass% content of Y 2 O 3 is C2, and the density is ρ2. Assuming that the mass% content of TiO 2 is C3 and the density is ρ3, the mass% content of ZnO is C4, and the density is ρ4, the theoretical density can be calculated from the following formula.
Theoretical density = 1 / [C1 / 100ρ1 + C2 / 100ρ2 + C3 / 100ρ3 + C4 / 100ρ4]
そして、相対密度を、上記の実測密度と理論密度とから下記の式より算出した。
相対密度(%)=実測密度/理論密度×100
Then, the relative density was calculated from the above measured density and the theoretical density by the following formula.
Relative density (%) = measured density / theoretical density x 100
(異常放電試験)
酸化物スパッタリングターゲットを、Cu製のバッキングプレートにはんだ付けし、DCマグネトロンスパッタ装置に装着した。次に、1×10−4Paまで排気した後、Arガス圧:0.3Pa、投入電力:DC500W、ターゲット−基板間距離:70mmの条件で、スパッタを行った。スパッタ時の異常放電回数はMKSインスツルメンツ社製DC電源(型番:RPDG−50A)のアークカウント機能により、放電開始から1時間の異常放電回数として計測した。
(Abnormal discharge test)
The oxide sputtering target was soldered to a backing plate made of Cu and mounted on a DC magnetron sputtering apparatus. Next, after exhausting to 1 × 10 -4 Pa, sputtering was performed under the conditions of Ar gas pressure: 0.3 Pa, input power: DC 500 W, and target-board distance: 70 mm. The number of abnormal discharges during spatter was measured as the number of abnormal discharges for one hour from the start of discharge by the arc count function of a DC power supply (model number: RPDG-50A) manufactured by MKS Instruments.
(比抵抗)
三菱化学製抵抗測定器ロレスタGPにより、四探針法を用いて酸化物スパッタリングターゲットの比抵抗を測定した。
(Specific resistance)
The resistivity of the oxide sputtering target was measured by the four-probe method using the resistivity measuring instrument Loresta GP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
<酸化物膜の成膜と酸化物膜の評価>
本発明例及び比較例の酸化物スパッタリングターゲットを用いて、ガラス基板上に、500nmの厚さで酸化物膜を成膜した。酸化物膜は、DCマグネトロンスパッタ装置によって成膜した。スパッタの条件は、上記異常放電試験と同じ条件とした。
得られた酸化物膜について、透過率を下記の方法により測定した。その結果を表1に示す。
<Oxide film formation and oxide film evaluation>
Using the oxide sputtering targets of the examples of the present invention and the comparative examples, an oxide film having a thickness of 500 nm was formed on a glass substrate. The oxide film was formed by a DC magnetron sputtering apparatus. The spattering conditions were the same as in the abnormal discharge test described above.
The transmittance of the obtained oxide film was measured by the following method. The results are shown in Table 1.
(透過率)
分光光度計(日立分光光度計U−4100)を用いて、酸化物膜の波長400−800nmの可視光領域の透過率を測定し、その平均値を算出した。
(Transmittance)
Using a spectrophotometer (Hitachi spectrophotometer U-4100), the transmittance of the oxide film in the visible light region with a wavelength of 400 to 800 nm was measured, and the average value was calculated.
<積層反射膜の成膜と積層反射膜の評価>
ガラス基板上に、酸化物膜10nm/Ag−Cu合金膜100nm/酸化物膜10nmの三層構造の積層反射膜を成膜した。酸化物膜は、本発明例及び比較例の酸化物スパッタリングターゲットを用い、DCマグネトロンスパッタ装置によって成膜した。Ag−Cu合金膜は、Ag−0.5at%Cu合金スパッタリングターゲットを用い、DCマグネトロンスパッタ装置によって成膜した。スパッタの条件は、上記異常放電試験と同じ条件とした。
得られた積層反射膜について、シート抵抗、反射率、仕事関数、耐環境性、エッチング性、耐アルカリ性を下記の方法により測定した。その結果を表1に示す。
<Formation of laminated reflective film and evaluation of laminated reflective film>
A laminated reflective film having a three-layer structure having an oxide film of 10 nm / Ag—Cu alloy film of 100 nm / oxide film of 10 nm was formed on a glass substrate. The oxide film was formed by a DC magnetron sputtering apparatus using the oxide sputtering targets of the examples of the present invention and the comparative example. The Ag-Cu alloy film was formed by a DC magnetron sputtering apparatus using an Ag-0.5 at% Cu alloy sputtering target. The spattering conditions were the same as in the abnormal discharge test described above.
The sheet resistance, reflectance, work function, environmental resistance, etching resistance, and alkali resistance of the obtained laminated reflective film were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.
(シート抵抗)
三菱化学製抵抗測定器ロレスタGPにより、四探針法を用いて積層反射膜表面のシート抵抗を測定した。
(Sheet resistance)
The sheet resistance on the surface of the laminated reflective film was measured by the four-probe method using the resistance measuring instrument Loresta GP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
(反射率)
分光光度計(日立分光光度計U−4100)で積層反射膜の反射率を測定した。青色波長付近の波長400−450nmの光の反射率の平均値を算出した。
(Reflectance)
The reflectance of the laminated reflective film was measured with a spectrophotometer (Hitachi spectrophotometer U-4100). The average value of the reflectance of light having a wavelength of 400-450 nm near the blue wavelength was calculated.
(仕事関数)
理研計器製の大気中光電子分光装置AC−2にて、積層反射膜表面の仕事関数を測定した。仕事関数が高いほど、有機ELディスプレイの陽極として用いるのに好ましい。仕事関数と積層膜表面の抵抗値は比例関係にあるため、仕事関数が高すぎる積層膜は絶縁膜となっている可能性がある。
(Work function)
The work function of the surface of the laminated reflective film was measured with an atmospheric photoelectron spectrometer AC-2 manufactured by RIKEN Keiki. The higher the work function, the more preferable it is to be used as an anode of an organic EL display. Since the work function and the resistance value on the surface of the laminated film are in a proportional relationship, the laminated film having an excessively high work function may be an insulating film.
(耐環境性)
温度85℃、湿度85%の高温高湿環境中に100時間放置した。放置後の積層反射膜の反射率を上述の方法により測定した。そして、下記の式により高温高湿環境中の放置前後の反射率の変化率を算出して、耐環境性を評価した。反射率の変化率が小さいほど、耐環境性に優れることを意味する。
反射率の変化率=(放置後の反射率−放置前の反射率)/放置前の反射率×100
(Environment resistance)
It was left for 100 hours in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%. The reflectance of the laminated reflective film after being left to stand was measured by the above method. Then, the rate of change in reflectance before and after leaving in a high-temperature and high-humidity environment was calculated by the following formula to evaluate the environmental resistance. The smaller the rate of change in reflectance, the better the environmental resistance.
Rate of change of reflectance = (reflectance after leaving-reflectance before leaving) / reflectance before leaving x 100
(エッチング性)
反射積層膜に対して、フォトリソグラフィーによりパターニングを施した後、エッチング液(燐硝酢酸:関東化学SEAシリーズ)でウェットエッチングを行って、配線幅30μmの櫛型パターンを形成した。得られた櫛型パターンをSEMにて観察し、Ag−Cu合金膜と酸化物膜の配線幅を測定した。そして、下記の式により、Ag−Cu合金膜と酸化物膜の配線幅の変動率を算出して、エッチング性を評価した。配線幅の変動率が小さいほど、エッチング液に対するAg−Cu合金膜と酸化物膜の溶解速度が近いことを意味する。
配線幅の変動率
=(Ag−Cu合金膜の配線幅−酸化物膜の配線幅)/Ag−Cu合金膜の配線幅×100
(Etching property)
After patterning the reflective laminated film by photolithography, wet etching was performed with an etching solution (phosphoricular acetic acid: Kanto Chemical SEA series) to form a comb-shaped pattern having a wiring width of 30 μm. The obtained comb-shaped pattern was observed by SEM, and the wiring width between the Ag—Cu alloy film and the oxide film was measured. Then, the volatility of the wiring width between the Ag—Cu alloy film and the oxide film was calculated by the following formula, and the etching property was evaluated. The smaller the fluctuation rate of the wiring width, the closer the dissolution rate of the Ag—Cu alloy film and the oxide film to the etching solution.
Fluctuation rate of wiring width = (wiring width of Ag-Cu alloy film-wiring width of oxide film) / wiring width of Ag-Cu alloy film x 100
(耐アルカリ性)
反射積層膜を、40℃の5%NaOH水溶液に10分浸漬した。NaOH水溶液浸漬前後の反射積層膜の膜厚を測定した。そして、下記の式より、膜厚の変化率を算出して、耐アルカリ性を評価した。膜厚の変化率が小さいほどアルカリに溶解しにくく、耐アルカリ性に優れることを意味する。
膜厚の変化率=(浸漬前の膜厚−浸漬後の膜厚)/(浸漬前の膜厚)×100
(Alkali resistance)
The reflective laminate was immersed in a 5% NaOH aqueous solution at 40 ° C. for 10 minutes. The film thickness of the reflective laminated film before and after immersion in the NaOH aqueous solution was measured. Then, the rate of change in film thickness was calculated from the following formula to evaluate the alkali resistance. The smaller the rate of change in film thickness, the more difficult it is to dissolve in alkali, which means that the alkali resistance is excellent.
Rate of change in film thickness = (film thickness before immersion-film thickness after immersion) / (film thickness before immersion) x 100
Gaの含有量が10.0原子%未満とされた比較例1においては、酸化物膜/Ag−Cu合金膜/酸化物膜の積層反射膜としたときの耐環境性、耐アルカリ性が低くなった。
Gaの含有量が20.0原子%を超えた比較例2においては、DCスパッタによる成膜が不可であった。
In Comparative Example 1 in which the Ga content was less than 10.0 atomic%, the environmental resistance and alkali resistance of the laminated reflective film of the oxide film / Ag—Cu alloy film / oxide film became low. rice field.
In Comparative Example 2 in which the Ga content exceeded 20.0 atomic%, film formation by DC sputtering was not possible.
Yの含有量が0.1原子%未満とされた比較例3においては、積層反射膜としたときの仕事関数が低くなった。一般的に、有機ELディスプレイの陽極として用いられているITO10nm/Ag100nm/ITO10nmからなる積層反射膜は、仕事関数が4.6〜4.8eVの範囲にある。このため、比較例3で得られた積層反射膜を、有機ELディスプレイの陽極として用いると性能が低下するおそれがある。
Yの含有量が10.0原子%を超えた比較例4においては、DCスパッタによる成膜が不可であった。
In Comparative Example 3 in which the Y content was less than 0.1 atomic%, the work function when the laminated reflective film was used was low. Generally, a laminated reflective film made of ITO 10 nm / Ag 100 nm / ITO 10 nm used as an anode of an organic EL display has a work function in the range of 4.6 to 4.8 eV. Therefore, if the laminated reflective film obtained in Comparative Example 3 is used as an anode of an organic EL display, the performance may deteriorate.
In Comparative Example 4 in which the Y content exceeded 10.0 atomic%, film formation by DC sputtering was not possible.
SnまたはTiの少なくとも1種または2種の合計含有量が0.5原子%未満とされた比較例5、7においては、積層反射膜としたときの耐環境性および耐アルカリ性が低くなった。
SnまたはTiの少なくとも1種または2種の合計含有量が10.0原子%を超えた比較例6、8においては、スパッタ時の異常放電の発生数が多くなった。
添加元素(Zr)の合計含有量が10.0原子%を超えた比較例9においては、酸化物膜の単層膜したときの可視光領域の透過率が低下し、積層反射膜としたときの青色光の反反射率が低下した。
In Comparative Examples 5 and 7 in which the total content of at least one or two Sn or Ti was less than 0.5 atomic%, the environmental resistance and alkali resistance of the laminated reflective film were low.
In Comparative Examples 6 and 8 in which the total content of at least one or two Sn or Ti exceeded 10.0 atomic%, the number of abnormal discharges generated during sputtering increased.
In Comparative Example 9 in which the total content of the added element (Zr) exceeded 10.0 atomic%, the transmittance in the visible light region when the oxide film was formed as a single layer was reduced, and when the laminated reflective film was used. The anti-reflectance of blue light was reduced.
これに対して、本発明例1〜14では、酸化物ターゲットの比抵抗が低く、可視光の透過率が高くなった。また、積層反射膜は、シート抵抗が低く、青色光の反射率と仕事関数が高く、かつ耐環境性、エッチング性、耐アルカリ性に優れたものとなった。
一般的に、有機ELディスプレイの陽極として用いられているITO10nm/Ag100nm/ITO10nmからなる積層反射膜は、波長400−450nmの短波長の光(青色光)の平均反射率が79〜80%程度となる。これに対し、本発明例1〜14では、青色光の反射率が2〜4%程高くなるため、有機ELディスプレイの青色発光材の寿命に対する効果が大きい。
On the other hand, in Examples 1 to 14 of the present invention, the specific resistance of the oxide target was low and the transmittance of visible light was high. Further, the laminated reflective film has low sheet resistance, high reflectance and work function of blue light, and excellent environmental resistance, etching resistance, and alkali resistance.
Generally, a laminated reflective film made of ITO 10 nm / Ag 100 nm / ITO 10 nm, which is used as an anode of an organic EL display, has an average reflectance of about 79 to 80% for short wavelength light (blue light) having a wavelength of 400 to 450 nm. Become. On the other hand, in Examples 1 to 14 of the present invention, the reflectance of blue light is increased by about 2 to 4%, so that the effect on the life of the blue light emitting material of the organic EL display is large.
以上の評価試験の結果から、本発明例によれば、Ag膜と積層した場合に反射率と仕事関数が高く、かつ耐環境性に優れ、Ag膜との一括エッチングが可能な酸化物膜を安定して成膜することができる酸化物スパッタリングターゲットを提供することが可能となることが確認された。 From the results of the above evaluation tests, according to the example of the present invention, an oxide film having high reflectance and work function when laminated with an Ag film, excellent environmental resistance, and capable of batch etching with an Ag film can be obtained. It was confirmed that it is possible to provide an oxide sputtering target capable of stably forming a film.
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