[發明專利]濺射靶材及其制造方法

在審

• 申請號: 201710192660.8
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107236877A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 上坂修治郎;熊谷友正;玉田悠
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22C13/00;C23C14/08;C23C14/34
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及為了形成用于驅動例如大型液晶顯示器、有機EL顯示器等的薄膜晶體管的氧化物半導體膜而使用的濺射靶材及其制造方法。

背景技術

以往，對于由薄膜晶體管(以下稱為“TFT”。)驅動的方式的液晶顯示器、有機EL顯示器等顯示裝置，在TFT的溝道層采用非晶質硅膜、晶體硅膜是主流的。而且，隨著顯示器的高清晰化的要求，氧化物半導體作為TFT的溝道層中使用的材料備受關注。例如包含專利文獻1中公開的In(銦)、Ga(鎵)、Zn(鋅)和O(氧)的氧化物半導體膜(以下稱為“I-G-Z-O薄膜”。)具有優異的TFT特性而開始實用化。該I-G-Z-O薄膜中所含的In、Ga在日本是稀有金屬儲備對象鋼種中所指定的稀少且昂貴的金屬。

因此，作為不包含上述I-G-Z-O薄膜中所含的In、Ga的氧化物半導體膜，包含Zn、Sn(錫)和O的Zn-Sn-O系氧化物半導體膜(以下稱為“ZTO系薄膜”。)正在受到關注。而且，該ZTO系薄膜是通過使用了濺射靶的濺射法而成膜的。該濺射法是指：使離子、原子或團簇與濺射靶表面發生碰撞來切削(或者濺起)該物質的表面，從而使構成該物質的成分沉積在基板等的表面上而成膜的方法。

此處，ZTO系薄膜由于是含氧的薄膜，因此，可以在濺射法中使用在含有氧氣的氣氛下成膜的所謂反應性濺射法。該反應性濺射法是指：通過在由氬氣和氧氣構成的混合氣體的氣氛下進行濺射的方法，邊使離子、原子或團簇與氧反應邊進行濺射，從而形成氧化物系薄膜的方法。

而且，對于該反應性濺射法中使用的濺射靶，由具有與上述ZTO系薄膜的成分組成接近的成分組成的ZTO系氧化物燒結體形成的濺射靶材在利用釬焊材料而焊接到墊板上的狀態下使用。

另一方面，近年來，隨著上述顯示裝置的大型化，逐漸開始需要長度超過2m的長尺寸濺射靶。

但是，由氧化物燒結體形成的濺射靶由其原材料為硬且脆的氧化物形成，因此長尺寸材料的制造較困難，而且由于氧化物燒結體與墊板的熱膨脹差而擔心焊接時產生裂紋。因此，采用并列連接多個靶構件而成的分割濺射靶。例如，專利文獻1中提出了，沿著接合的靶構件間所形成的接頭，在墊板上設置保護體的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-127005號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，專利文獻1中提出的分割濺射靶是將具有各個靶構件的尺寸分別為長邊355mm、短邊210mm、厚度6mm這樣較小面積的濺射面的靶構件多個并列連接而制造的。

為了利用上述方法得到上述說明的長度超過2m的長尺寸濺射靶，靶構件的分割數變多，需要在墊板上焊接多個靶構件。而且，根據本發明人的研究，確認到：處理靶構件時會產生裂紋、或者為了與相鄰靶構件的位置對準而需要大量的工時。另外，分割數多時，還有在成膜時由靶構件的接頭中殘留的焊接材料等產生的雜質混入到氧化物半導體膜中的擔心。

另外，根據本發明人的研究，確認到：在濺射靶的厚度方向上存在相對密度的參差不齊時，由其密度差導致成膜速度發生變化，難以控制氧化物半導體膜的厚度，有時氧化物半導體膜的厚度會變得不均勻。

本發明的目的在于，提供濺射靶材及其制造方法，該濺射靶材為用于減少分割濺射靶中的分割數的長尺寸制品，且在均勻地控制氧化物半導體膜的厚度方面是適宜的。

用于解決問題的方案

本發明的濺射靶材為相對于金屬成分整體含有20～50原子％的Sn、余量為Zn和不可避免的雜質的氧化物燒結體，且該濺射靶材的長邊為660mm以上，短邊為200mm以上，厚度方向的相對密度的離散度[(最大值-最小值)/平均值]×100(％)為0.4％以下。

另外，本發明的濺射靶材優選的是，相對密度的平均值為98.0％以上。

另外，本發明的濺射靶材優選的是，相對于金屬成分整體，含有總計0.005～4.000原子％的Al、Si、Ga、Mo和W中的1種以上。

本發明的濺射靶材可以經過如下工序而得到：制作造粒粉的工序；將前述造粒粉預焙燒而制作預焙燒粉末的工序；對前述預焙燒粉末進行濕式粉碎后，通過澆鑄成型制作成型體的工序；和，在非還原性氣氛中邊導入大氣邊進行前述成型體的焙燒的工序。

另外，前述預焙燒優選在1000～1200℃的范圍內進行。

另外，前述焙燒優選在1300～1500℃的范圍內進行。