[发明专利]溅射复合靶、制作透明导电膜的方法以及基材料

说明书

技术领域

本发明涉及溅射复合靶、用其制作透明导电膜的方法以及备有透明导 电膜的基材料。更具体地，本发明涉及溅射复合靶、用其制作透明导电膜 的方法以及备有透明导电膜的基材料，其中溅射复合靶适合于用于制造具 有低电阻以及良好导电性的氧化铟(In₂O₃)基的透明导电膜。

背景技术

迄今为止，已经将氧化铟(例如In₂O₃-SnO₂基，在下文中称作“ITO”) 基的膜作为透明导电膜用于诸如液晶显示器以及等离子体显示器等平板显 示器中。

可以使用例如将钛作为原料添加到ITO的溅射靶通过溅射处理，这些 透明导电膜可以作为具有低电阻的薄膜而形成于衬底上。在这种情况下， 为了增强膜的电和光特性，通过在约300℃的高温下加热玻璃制的衬底，完 成薄膜的形成(见专利文献1，JP-A-2004-168636)。

但是，在将诸如彩色膜和油墨的其他组件用于衬底的情况下，在这些 其他组件中包括了那些具有较低耐热温度的部分。因此，需要一种在衬底 不加热到高温的情况下制造透明导电膜的处理处理。同样，具体在氧化铟 系统中，掺杂的添加剂或者氧空位很大程度地影响导电载流子。因此，从 材料角度和处理角度都广泛地进行研究和发展。

例如，对于氧化铟钨薄膜，通过指定构成材料的成分比率，其可以通 过在诸如150℃的相对较低温度下制造(见专利文献2，JP-A-2002-256424)。 而且，对于氧化铟锌薄膜，已经公开了以下方法：一种方法通过在氧气或 氢气气氛中使已经获得的透明导电膜在衬底上经受200℃的热处理以获得 良良好透明导电膜(见专利文献3，WO 04/105054)；另一种方法掺杂铝或 镓以形成膜并在之后在还原气氛中使此膜经受不高于300℃的热处理，由此 降低电阻(见专利文献4，JP-A-2000-44236)；另一种方法将氢气加入溅射 气体中并且之后在80℃到180℃下进行热处理(见专利文献5， JP-A-2002-343150)。

此外，已经研究了通过执行处理以控制电阻和稳定性，其中该处理的 目的是为了在溅射处理中以及溅射处理前后的步骤中引入氧空位。

例如，对于关注于ITO靶的制备方法，已经公开了以下方法：在一种 方法中，除了氧化铟和氧化锡之外，在制备ITO靶的时候添加金属铟和金 属锡，以将靶内的氧含量调节在按重量计算8％到17％内(见专利文献6， JP-A-05-222526)；在一种方法中，在制备ITO靶的时候，在真空或惰性气 体气氛或还原气体气氛下进行烧结步骤，由此降低靶内的氧含量(见专利 文献7，JP-A-03-44465)。

此外，作为在低温度下获得具有低阻抗ITO薄膜的方法，已经公开了 这样一种方法，其中在直流磁控溅射处理中，通过控制偏压和靶电流优化 被溅射而接近衬底的分子的能量以及制作速率，由此在衬底材料被放置在 不高于40℃的相对低温下的情况下获得具有低阻抗的薄膜(见专利文献8， JP-A-2006-117967)。

发明内容

但是，根据用于衬底的部件，可能有必要在比前述专利文献2到5所 公开的方法中的温度更低的温度下进行生产或处理。另外，根据如前述专 利文献3到4中公开的生产之后的热处理，不仅增加了步骤，而且当导电 氧化物薄膜形成在塑料膜上时，因为处理辊形中间产物，因此会遇到设备 的尺寸变得更大以及温度分布的控制很困难的问题。

根据前述专利文献5中所公开的在溅射气体中引入氢气的方法，氢离 子不可避免地被植入靶中，因此，很难避免在溅射时的生产过程中靶和气 氛的改变。此外，在使用低温泵作为真空泵的情况下，有必要通过氢介质 缩短泵的再生间隔，其导致实现有效率的生产变的困难。

同样，在上述专利文献6和7中所公开的在制备溅射靶时控制气氛的 情况下，需要进一步地讨论靶本身的烧结密度不足以及制作步骤的复杂化 所引起的问题。另外，在制备含有金属部分的氧化物靶的情况下，控制烧 结气氛同样地困难。此外，如前述专利文献8中所公开的，为了在溅射时 控制偏压以及靶电流，溅射设备的电源回路部分复杂化，使得此设备变得 昂贵。因此，不容易将此技术发展到一般设备上。