[發明專利]圓筒形陶瓷濺射靶材及在背襯管上接合一個或多個圓筒形陶瓷濺射靶材構成的圓筒形陶瓷濺射靶

在審

• 申請號: 201780005879.0
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN108431293A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 館野諭
• 申請（專利權）人: JX金屬株式會社
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C04B35/01;C04B37/02
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 楊國權;李慧

本發明的目的是提供一種圓筒形陶瓷濺射靶材及將該圓筒形陶瓷濺射靶材接合在背襯管上的圓筒形陶瓷濺射靶，由此能夠抑制出現電弧、出現結節、出現裂紋的問題，其中所述問題只通過將各種塊體特性(晶粒徑、相對密度、電導率等)單獨設置在適當的范圍內是無法防止的。提供一種圓筒形陶瓷濺射靶材，在圓筒形陶瓷濺射靶材上，在靶的軸向上分成四份區域，再將四份區域中的每個在圓周方向上以0°、90°、180°和270°的間隔來劃分區域，當在所劃分出的每個區域上測量色差ΔE*ab時，色差ΔE*ab不到1.0。

技術領域

本發明涉及一種圓筒形陶瓷濺射靶材以及通過在背襯管上接合一個以上的圓筒形陶瓷濺射靶材而構成的圓筒形陶瓷濺射靶。尤其是，涉及一種IGZO(氧化銦鎵鋅)、IZO(氧化銦鋅)、ITO(氧化銦錫)等透明氧化物半導體的燒結體的圓筒形濺射靶材(下稱“圓筒形靶材”。)以及在背襯管上結合有所述圓筒形濺射靶材的圓筒形濺射靶(下稱“圓筒形靶”。)。

背景技術

對于圓筒形靶材，優選將各種塊體特性(晶粒尺寸、相對密度、電導率等)管理在適當的范圍內。但是很多測試項目(晶粒尺寸、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等)是局部測試，基本上是獨立獲取各測試項目的。再有，在檢測圓筒形靶材的性能時，無法伴隨產品本身的破壞而進行檢測、評估。再有，采用圓筒形靶材時，與以往的平板型靶材相比，存在制造困難的一面，且由于靶材的成分和燒結時靶材內的熱量的傳導方法和熱量傳導的位置不均勻、氧氣濃度不均勻，會導致極難制造出整個塊體的特性均勻的靶材。

另一方面，已知在圓筒形靶的使用面上，只要存在一處故障點，就會造成出現電弧、出現結節、出現裂紋等問題。實際上，在圓筒形靶上，濺射時常常會出現電弧、結節等異常狀況。即便對濺射時出現異常的靶進行關于影響濺射的因素的各測試項目(晶粒尺寸、相對密度、塊體電阻值、表面粗糙度等)的檢測，但很多時候影響濺射的各因素都沒有任何異常，此時，濺射時導致出現電弧、出現結節等異常狀況的原因不明。因此，存在的問題是：當關于影響濺射的各因素的各測試項目沒有任何異常時，如果不實際進行濺射，就無法檢測出有問題的圓筒形靶或圓筒形靶材。從這一點出發，也需要一個綜合評價、管理圓筒形靶材整體的指標。

本申請發明人經過銳意研究，認識到采用宏觀的即綜合觀察的結果進行的評價是很重要。以往在制造燒結體時，通過改變燒結條件，可控制相對密度或晶粒，提高濺射時的特性。但是，由于晶粒的評價通常使用平均晶粒尺寸(參照采用幾百～幾千倍的觀察視場拍攝的SEM照片以編碼法等進行測量)的指標，所以還停留在圓筒形靶材的局部評價上。

然而，作為圓筒形靶材的晶粒分布，已知可大致分為以下四種模式。第一種模式是分布為從小顆粒逐漸到大顆粒的情況，第二種是在小顆粒中例如存在異常晶粒長大的大顆粒的情況，第三種模式是顆粒直徑兩極分化的情況，第四種模式是所有晶粒均勻的情況。

在上述四種模式中，造成問題的主要是宏觀地看第一種模式～第三種模式時，存在晶粒的群與群之間尺寸不同的模式。當在晶粒的群與群之間存在晶粒尺寸不同的模式(即不是宏觀地看時各個晶粒的差異，而是獲取一定程度均勻的晶粒的集合區域來作為群時，存在多個群，多個群中的每一個由尺寸不同的晶粒構成。)時，多會在群與群之間的界面處發生破裂。進而，造成的結果是根據晶粒尺寸不同，圓筒形靶材內的各區域的強度會不同，在進行表面切割時產生表面粗糙度會變化的問題。從而，綜合地評價、管理圓筒形靶材整體的特性是很重要的。

在專利文獻1中，記載了將氧化物半導體的濺射靶中包含的化合物的平均粒徑設置在10μm以下，優選在6μm以下，更優選在4μm以下；將去除了燒完的表面的靶表面部和用平面磨床從該表面部研磨2mm的部分的色差ΔE控制在預定值以下，并且將電阻率設置在預定值以下，由此在形成氧化物半導體或透明導電膜等氧化物薄膜時，得到可無需提高氧分壓且不容易形成聚集體并抑制發生異常放電的濺射靶。然而，根據專利文獻1中所述的實驗結果，僅通過與晶粒尺寸的關系就可確定電阻率設置在預定值以下，基本上與控制色差沒有任何關系。