[发明专利]溅射用靶

说明书

本申请是国际申请日为2007年7月26日、国际申请号为PCT/JP2007/064704、进入国家阶段的申请号为200780028770.5、发明名称为“透明导电膜的成膜方法”的PCT申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及成膜方法，特别是涉及透明导电膜的成膜方法。

背景技术

迄今，等离子显示面板(PDP)或液晶面板等FDP(Flat Display Panel)中使用的透明电极使用IN-Sn-O系透明导电膜(以下称为ITO膜)，但是近年由于铟资源的枯竭导致铟的价格高涨，所以谋求替代ITO的透明导电材料。

作为替代ITO的透明导电材料，对ZnO类材料进行了研究。但是ZnO由于电阻高，利用单纯的ZnO时难以用于电极中。

已知若在ZnO中添加Al₂O₃则电阻率降低，例如，将在ZnO中添加有Al₂O₃的靶进行溅射成膜为透明电极时，该透明电极的电阻率为ITO膜的数倍，低电阻化在实用上不充分。

通常若导电膜成膜后进行加热处理(退火处理)则电阻率降低，但是添加有Al₂O₃的ZnO膜通过高温区域的大气退火处理，电阻率反而升高。

专利文献1：日本特开平11-236219号公报

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，使用廉价且供给稳定的材料制造电阻率低的透明导电膜。

为了解决上述问题，本发明提供透明导电膜的成膜方法，其是在真空氛围中将以ZnO为主成分的靶进行溅射，在成膜对象物表面上形成透明导电膜的透明导电膜的成膜方法，该方法中，向上述靶中添加含有Al₂O₃的主添加氧化物使含有Al的主添加元素的原子数相对于Zn原子数100个为1个～10个，从由TiO₂、HfO₂和ZrO₂构成的副添加氧化物组中选择1种以上副添加氧化物，将上述选择的上述副添加氧化物添加到上述靶中使上述选择的副添加氧化物中的Ti、Hf和Zr的总计原子数相对于Zn的原子数100个为0.5个～5个。

本发明是透明导电膜的成膜方法，其是在形成上述透明导电膜后、将上述透明导电膜加热到规定的加热温度进行退火处理的透明导电膜的成膜方法，该方法中，使上述加热温度为250℃以上且低于500℃。

本发明是透明导电膜的成膜方法，该方法中，上述退火处理是在大气氛围中对上述透明导电膜进行加热。

而且，本发明中，主成分指的是含有全部的50原子％以上的成为主成分的物质。

本发明如上所述构成，由于在靶中添加有Al₂O₃(主添加氧化物)和TiO₂(副添加氧化物)，通过本发明成膜的透明导电膜以ZnO为主成分，添加有Al(主添加元素)和Ti(副添加元素)。

而且，添加在靶中的副添加氧化物为HfO₂时，透明导电膜中添加了Hf作为副添加元素，副添加氧化物为ZrO₂时，透明导电膜中添加了Zr作为副添加元素。副添加元素为所谓的4A族元素。

ZnO膜通过添加Al降低电阻率，由于添加Al导致的ZnO的晶格畸变通过添加Ti缓和，所以可以以高浓度添加掺杂剂(Al和Ti的总量)。结果是，与不添加Al时或不添加Ti而仅添加Al时相比，透明导电膜的电阻率降低。

而且，添加Hf和Zr中的任意一种或两种来替代Ti作为副添加元素时和同时添加Hf和Zr中的任意一种或两种与Ti时，具有与仅添加Ti时同样的效果。

若向ZnO膜中以高浓度仅添加Al作为施主(电子供体)，则由于结晶中的电子迁移率降低，直接以氧化物状态进入膜中的Al增加，电阻率反而增大。本发明中，通过除了添加Al还添加Ti等其它施主，可以防止电子迁移率降低，从而可以以高浓度添加掺杂剂。

添加有Al和Ti的ZnO膜通过溅射成膜后，通过加热处理(退火处理)而活化，电阻降低。ZnO膜中，Al不是氧化物而以原子形式进入结晶，由此进行活化，但是若在大气氛围中、400℃以上的高温下加热透明导电膜则Al被氧化而失活。

Ti由于与Al相比在更高温度下活化，即使在大气氛围中、高温(例如450℃)下也不氧化，所以即使在高温下对本申请的透明导电膜进行加热，电阻率也不增大。而且，若在真空中则不会产生Al的氧化。