[發(fā)明專利]濺射靶及其用途

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280050110.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104011255A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.赫佐格;M.舒爾泰斯;S.施奈德-貝茨;M.施洛特;W.德瓦爾德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賀利氏材料工藝有限責(zé)任兩合公司;弗勞恩霍弗實(shí)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)
• 主分類號(hào): C23C14/08
• 分類號(hào): C23C14/08;C23C14/34;C23C14/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;李炳愛(ài)

本發(fā)明涉及由含有至少兩個(gè)相或組分的材料制成的濺射靶。本發(fā)明特別涉及含有氧化物和元素金屬的濺射靶。本發(fā)明還涉及所述濺射靶的用途。

液晶顯示器（LCDs）和用于太陽(yáng)熱能用途的吸收層長(zhǎng)期以來(lái)是電子工業(yè)的重要元件。它們用于信息技術(shù)的許多領(lǐng)域并始終需要更大尺寸和更高分辨率的圖像顯示器。為了改進(jìn)顯示器的對(duì)比度，自二十世紀(jì)80年代以來(lái)已開(kāi)發(fā)出CrO_x/Cr的光吸收薄層。在美國(guó)專利no.?5,976,639中公開(kāi)了相關(guān)實(shí)例。

通常通過(guò)濺射沉積（“濺射”）施加光吸收薄層。濺射涉及通過(guò)用高能離子（通常稀有氣體離子）轟擊使原子或化合物從固體（所謂的濺射靶）上分離，然后進(jìn)入氣相。該氣相中的原子或分子最后通過(guò)冷凝沉積在濺射靶附近的基底上，它們?cè)诖诵纬蓪印?/p>

由于鉻的毒性，迫切要求這些層不含鉻。因此，不斷尋找改進(jìn)的半導(dǎo)體材料。特別地，其它氧化物已證實(shí)是有前途的替代物。

例如，US?6,387,576?B2公開(kāi)了含有SiO作為介電材料并含有至少一種其它金屬（其可以是鐵、鈷、釩或鈦）的光吸收層——所謂的“黑矩陣”。在此上下文中，SiO含量沿顯示器的光入射方向降低，而金屬含量提高。由此形成的層必須具有至少0.2微米的層厚度以符合光學(xué)要求。

本發(fā)明因此基于提供非常適合制造甚至在小于0.2微米的層厚度下也具有足夠高的反射率和足夠高的吸收率的光吸收、高電阻和電絕緣層的濺射靶的目的。

通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的濺射靶實(shí)現(xiàn)所述目的。這是由含有至少兩個(gè)相或組分的材料制成的濺射靶，由此還原金屬氧化物形成基質(zhì)且元素金屬或金屬合金嵌在所述氧化物基質(zhì)中。還通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求11的所述濺射靶用于制造光吸收、高電阻層的用途實(shí)現(xiàn)該目的。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還原金屬氧化物應(yīng)被理解為是指包含比化學(xué)計(jì)量組成少的氧的金屬氧化物。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，“金屬氧化物形成基質(zhì)”應(yīng)被理解為是指存在的金屬氧化物占多于50體積%至98體積%，優(yōu)選占多于55體積%或更多。該金屬或金屬合金以細(xì)分散形式存在于基質(zhì)中。其占2至少于50體積%，優(yōu)選2體積%至45體積%或更少。

在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的靶含有90體積%?-?98體積%的金屬氧化物作為基質(zhì)并含有2體積%?-?20體積%的元素金屬或金屬合金。

在另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的靶含有55體積%?-?70體積%的金屬氧化物作為基質(zhì)并含有30體積%?-?45體積%的元素金屬或金屬合金。

該金屬氧化物可以是任何還原金屬氧化物。所述氧化物優(yōu)選是元素周期表第4-6族的氧化物，優(yōu)選選自氧化鈦的任何氧化物變型、氧化鈮的任何氧化物變型、氧化釩的任何氧化物變型、氧化鉬的任何氧化物變型、氧化鉭的任何氧化物變型、氧化鎢的任何氧化物變型或其混合物。還原氧化鈮，特別是N₂O_5-x，特別優(yōu)選。

嵌在該基質(zhì)中的金屬優(yōu)選是Ag或Al，Ag特別優(yōu)選。金屬合金也可以嵌在該基質(zhì)中，含有Ag或Al的金屬合金是優(yōu)選的。

通常，由氧化物和金屬構(gòu)成且金屬的體積分?jǐn)?shù)不大于20%的雙組分材料不導(dǎo)電并因此不用作DC濺射靶。根據(jù)導(dǎo)電相的形態(tài)和量，只有高于大約15%?-?30%體積分?jǐn)?shù)才會(huì)形成使靶導(dǎo)電的滲流網(wǎng)絡(luò)（percolation?network）。

但是，根據(jù)本發(fā)明，使用還原金屬氧化物，即包含比化學(xué)計(jì)量組成少的氧的金屬氧化物。由此即使未形成滲流金屬網(wǎng)絡(luò)也能使濺射靶導(dǎo)電。其比電阻優(yōu)選為1.5??cm或更低，更優(yōu)選0.35??cm或更低，特別是0.1??cm或更低，特別優(yōu)選0.05??cm或更低。可以將比電阻的下限規(guī)定為10^-5??cm。

該濺射靶可以由上文規(guī)定的混合物構(gòu)成。相反，所述混合物也可以布置在載體上。該載體可以例如由不銹鋼制成。所述載體通常充當(dāng)濺射沉積中的陰極。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述陰極是平面陰極或管狀陰極。根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，該陰極是管狀陰極。如果適用，該濺射靶可包含除載體和該混合物外的其它組分，特別是可布置在例如載體與該混合物之間的其它層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，濺射靶的密度>85%。濺射靶的密度優(yōu)選>95%。密度[%]是指表觀密度[g/cm³]與理論密度[g/cm³]的比率。