圆筒形陶瓷溅射靶材及在背衬管上接合一个或多个圆筒形陶瓷溅射靶材构成的圆筒形陶瓷溅射靶制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种圆筒形陶瓷溅射靶材及将该圆筒形陶瓷溅射靶材接合在背衬管上的圆筒形陶瓷溅射靶，由此能够抑制出现电弧、出现结节、出现裂纹的问题，其中所述问题只通过将各种块体特性(晶粒径、相对密度、电导率等)单独设置在适当的范围内是无法防止的。提供一种圆筒形陶瓷溅射靶材，在圆筒形陶瓷溅射靶材上，在靶的轴向上分成四份区域，再将四份区域中的每个在圆周方向上以0°、90°、180°和270°的间隔来划分区域，当在所划分出的每个区域上测量色差ΔE*ab时，色差ΔE*ab不到1.0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】圆筒形陶瓷溅射靶材及在背衬管上接合一个或多个圆筒形陶瓷溅射靶材构成的圆筒形陶瓷溅射靶
本专利技术涉及一种圆筒形陶瓷溅射靶材以及通过在背衬管上接合一个以上的圆筒形陶瓷溅射靶材而构成的圆筒形陶瓷溅射靶。尤其是，涉及一种IGZO(氧化铟镓锌)、IZO(氧化铟锌)、ITO(氧化铟锡)等透明氧化物半导体的烧结体的圆筒形溅射靶材(下称“圆筒形靶材”。)以及在背衬管上结合有所述圆筒形溅射靶材的圆筒形溅射靶(下称“圆筒形靶”。)。
技术介绍
对于圆筒形靶材，优选将各种块体特性(晶粒尺寸、相对密度、电导率等)管理在适当的范围内。但是很多测试项目(晶粒尺寸、相对密度、块体电阻值、表面粗糙度等)是局部测试，基本上是独立获取各测试项目的。再有，在检测圆筒形靶材的性能时，无法伴随产品本身的破坏而进行检测、评估。再有，采用圆筒形靶材时，与以往的平板型靶材相比，存在制造困难的一面，且由于靶材的成分和烧结时靶材内的热量的传导方法和热量传导的位置不均匀、氧气浓度不均匀，会导致极难制造出整个块体的特性均匀的靶材。另一方面，已知在圆筒形靶的使用面上，只要存在一处故障点，就会造成出现电弧、出现结节、出现裂纹等问题。实际上，在圆筒形靶上，溅射时常常会出现电弧、结节等异常状况。即便对溅射时出现异常的靶进行关于影响溅射的因素的各测试项目(晶粒尺寸、相对密度、块体电阻值、表面粗糙度等)的检测，但很多时候影响溅射的各因素都没有任何异常，此时，溅射时导致出现电弧、出现结节等异常状况的原因不明。因此，存在的问题是：当关于影响溅射的各因素的各测试项目没有任何异常时，如果不实际进行溅射，就无法检测出有问题的圆筒形靶或圆筒形靶材。从这一点出发，也需要一个综合评价、管理圆筒形靶材整体的指标。本申请专利技术人经过锐意研究，认识到采用宏观的即综合观察的结果进行的评价是很重要。以往在制造烧结体时，通过改变烧结条件，可控制相对密度或晶粒，提高溅射时的特性。但是，由于晶粒的评价通常使用平均晶粒尺寸(参照采用几百～几千倍的观察视场拍摄的SEM照片以编码法等进行测量)的指标，所以还停留在圆筒形靶材的局部评价上。然而，作为圆筒形靶材的晶粒分布，已知可大致分为以下四种模式。第一种模式是分布为从小颗粒逐渐到大颗粒的情况，第二种是在小颗粒中例如存在异常晶粒长大的大颗粒的情况，第三种模式是颗粒直径两极分化的情况，第四种模式是所有晶粒均匀的情况。在上述四种模式中，造成问题的主要是宏观地看第一种模式～第三种模式时，存在晶粒的群与群之间尺寸不同的模式。当在晶粒的群与群之间存在晶粒尺寸不同的模式(即不是宏观地看时各个晶粒的差异，而是获取一定程度均匀的晶粒的集合区域来作为群时，存在多个群，多个群中的每一个由尺寸不同的晶粒构成。)时，多会在群与群之间的界面处发生破裂。进而，造成的结果是根据晶粒尺寸不同，圆筒形靶材内的各区域的强度会不同，在进行表面切割时产生表面粗糙度会变化的问题。从而，综合地评价、管理圆筒形靶材整体的特性是很重要的。在专利文献1中，记载了将氧化物半导体的溅射靶中包含的化合物的平均粒径设置在10μm以下，优选在6μm以下，更优选在4μm以下；将去除了烧完的表面的靶表面部和用平面磨床从该表面部研磨2mm的部分的色差ΔE控制在预定值以下，并且将电阻率设置在预定值以下，由此在形成氧化物半导体或透明导电膜等氧化物薄膜时，得到可无需提高氧分压且不容易形成聚集体并抑制发生异常放电的溅射靶。然而，根据专利文献1中所述的实验结果，仅通过与晶粒尺寸的关系就可确定电阻率设置在预定值以下，基本上与控制色差没有任何关系。专利文献2公开了一种靶，其中通过控制靶的颜色来控制溅射靶的成分组成的化学计量偏差，从而显著地抑制在溅射期间产生颗粒。然而，其是以颜色本身作为问题，而不是以色差ΔE*ab作为问题。另外，该制造方法是制造平坦靶的传统方法，不涉及圆筒形靶。在专利文献3中，溅射靶的颜色不均匀，会造成在溅射发热时来自靶表面的热辐射不均匀，容易产生温度差等问题，因此为了抑制颜色不均匀，提出了含有Zr、Si和Al中的至少一种添加剂的氧化锌烧结体。但是，专利文献3中记载的溅射靶是以往的平板型靶，且由于通过使靶中含有添加剂来防止颜色不均匀，所以靶的组分和所需的溅射形成的薄膜的组分不同，因此它不是一个根本性的解决方案。在专利文献4中，颜色差异(颜色不均匀)是以烧结体的表面和内部之间色差作为问题，所以只是对靶的局部评价。此外，其涉及的是常规的平板型靶，用于解决表面与内部之间的颜色差异的具体方法也与专利文献3中一样，是含有从添加剂Al、Ga、B、Nb、In、Y、Sc中选择的至少一种元素的方法。因此，专利文献4中记载的专利技术也和专利文献3一样，在该专利技术中，即使能够消除靶的表面和内部的颜色差异，由于靶的组分和所需的溅射形成的薄膜的组分不同，因此，其不是一个根本性的解决方案。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2012-153522号公报专利文献2：日本专利公开2001-11614号公报专利文献3：日本专利公开2010-202896号公报专利文献4：日本专利公开2010-150107号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的课题是提供一种圆筒形靶，其可抑制出现电弧、出现结节、出现裂纹的问题，而所述问题只通过将各种块体特性(晶粒尺寸、相对密度、块体电阻值、表面粗糙度等)局部地单独设置在适当范围内，即基本上独立获取多个参数进行评价是无法防止。具体而言是，提供一种圆筒形靶材和圆筒形靶，所述圆筒形靶材不仅考虑到关于圆筒形靶材的特性的个别影响溅射的因素的观察结果，还兼顾宏观地观察了靶材整体的结果，可确保靶材整体的均匀化，所述圆筒形靶是将一个以上的这些圆筒形靶材结合在背衬管上的圆筒形靶。解决问题的手段为解决上述课题，本申请的专利技术人着眼于圆筒形靶材的色差ΔE*ab。即一种圆筒形靶，即使对涉及影响溅射的因素的各测试项目(晶粒尺寸、相对密度、块体电阻值、表面粗糙度等)进行检测，影响溅射的因素并没有任何异常，但实际溅射时却会发生出现电弧、出现结节等异常，所述圆筒形靶都是圆筒形靶材表面的色差ΔE*ab随区域而不同的靶。另一方面，当圆筒形靶材是表面整体的色差ΔE*ab目测几乎相同的圆筒形靶时，溅射时倾向于出现电弧、出现结节的异常发生得少。本专利技术人经过锐意研究，结果发现色差ΔE*ab作为评价、管理各个烧结体整体的指标是有效的。得知色差ΔE*ab可视为各圆筒形靶材的块体特性的综合性结果，使该色差ΔE*ab在烧结体内尽量均匀将抑制在溅射中发生异常。如此，发现了作为使圆筒形靶材的整体特性稳定的指标的色差ΔE*ab，完成了专利技术。在本说明书中，色差ΔE*ab是采用日本电色工业公司制造的NF333测量的。色差可用以下的公式1表示。ΔE*ab＝((ΔL*)^2+(Δa*)^2+(Δb*)^2)^0.5(公式1)晶粒是圆筒形靶材的组织的代表，对电导率等也有很大影响。色差ΔE*ab受到相对密度、晶粒尺寸、表面粗糙度等靶组织或物理形状等的影响。本专利技术针对受到例如相对密度、晶粒尺寸、表面粗糙度的靶组织或物理形状的各影响的色差Δ*，可通过认识圆筒形靶材整体的色差Δ*，提供整个块体均匀的溅射靶。采用本专利技术，提供一种圆筒形靶材，其特征在于：在其轴向上等间隔分成四份，再将分成四份的区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆筒形陶瓷溅射靶材，是轴向长度在210mm以下的圆筒形陶瓷溅射靶材，其特征在于：将所述圆筒形靶材轴向等间隔分成四份，再将分成四份的区域每个在圆周方向上以0°、90°、180°和270°的间隔划分成各个区域，在所述各个区域内两点的色差ΔE*ab均不到1.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.28 JP 2016-0142701.一种圆筒形陶瓷溅射靶材，是轴向长度在210mm以下的圆筒形陶瓷溅射靶材，其特征在于：将所述圆筒形靶材轴向等间隔分成四份，再将分成四份的区域每个在圆周方向上以0°、90°、180°和270°的间隔划分成各个区域，在所述各个区域内两点的色差ΔE*ab均不到1.0。2.一种圆筒形陶瓷溅射靶材，是轴向长度超过210mm的圆筒形陶瓷溅射靶材，其特征在于：在从所述圆筒形陶瓷溅射靶材的一端到210mm之间，将所述圆筒形靶材轴向等间隔分成四份，再将分成四份的区域每个在圆周方向上以0°、90°、180°和270°的间隔划分成各个区域，在所述各个区域内两点的色差ΔE*ab均不到1.0，在从所述圆筒形陶瓷溅射靶材的一端超过210mm的区域内，将所述圆筒形靶材在...

【专利技术属性】
技术研发人员：馆野谕，
申请(专利权)人：JX金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP