溅射靶材及氧化金属薄膜制造技术

一种溅射靶材，包含一种氧化金属组成物，包括氧化铟、氧化锌及氧化锡，基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计，铟的原子含量范围为60至80at.%，锌的原子含量范围为10至25at.%，锡的原子含量范围为1至20at.%，且锌的原子含量大于锡的原子含量，本发明专利技术溅射靶材所形成的金属氧化物薄膜的结晶温度不小于250℃，且其电阻率不大于5×10-4Ω·cm，且透光率不小于85%，并具备良好的蚀刻特性。

Sputtering target material and oxide metal film

A sputtering target, comprising a metal oxide composition, including Zinc Oxide, indium oxide and tin oxide, 100at.% atom total content of indium and zinc and tin based, indium atoms in the range of 60 to 80at.%, the zinc atom content in the range of 10 to 25at.%, the range of the content of tin atom is 1 to 20at.%, and the content of zinc atom atom content greater than tin, the crystallization temperature of metal oxide films formed by the invention of the sputtering target of not less than 250 DEG C, and the resistivity is less than 5 * 10-4. Cm, and light transmittance of not less than 85%, and has the characteristics of good etching.

【技术实现步骤摘要】
溅射靶材及氧化金属薄膜
本专利技术涉及靶材及氧化金属薄膜，特别是涉及一种溅射靶材及氧化金属薄膜。该氧化金属薄膜可应用于透明电极材料或透明氧化物半导体材料等领域。
技术介绍
透明导电薄膜，特别是其中透明且可导电的氧化金属薄膜，较一般金属薄膜而言透光率佳，而广泛地应用于光电
，例如：在照明
中的有机/无机发光二极管灯的电极；或在显示器的
中作为液晶显示器的内部连线、触控面板的电极，及主动型有机发光二极管显示器的电极与传输电路。通常，上述的氧化金属薄膜的形成过程是准备一个溅射靶材，并以溅射的方式先整面性地形成于平坦的基板表面，或已图案化的结构表面，再对该氧化金属薄膜进行黄光、微影、蚀刻等制程，后根据需求制作出预定图案的氧化金属薄膜。目前，最常使用的溅射靶材为铟锡氧化物(ITO)，并在溅射后制作出以铟锡氧化物所构成的铟锡氧化物薄膜。但传统铟锡氧化物中的铟为稀有金属之一，在地球中的储藏量有限，使用者无不担忧铟原料是否有枯竭的一天。且，铟锡氧化物薄膜在非晶态时的薄膜电阻率约为7×10-4Ω·cm，必需在结晶化后电阻率始有明显下降的效果，约为2×10-4Ω·cm。因此，对于有低电阻率需求的产品，一般会使用结晶化后的铟锡氧化物薄膜，但事实上，铟锡氧化物薄膜却因为结晶化而衍生表面不平坦，及在弱酸中不容易蚀刻的问题。除此之外，未经结晶化的铟锡氧化物薄膜虽具有平坦的表面，及在弱酸中易于蚀刻的特性，但除了电阻率偏高之外，却又衍生在后制程的铝蚀刻剂中容易被腐蚀的问题。因此，所属
的研究人士积极发展替代传统铟锡氧化物溅射靶材的材料，目的为降低铟的使用量，并能维持金属氧化物薄膜的均匀度、透光率、稳定度以及制程中的蚀刻特性，为学界及业界努力研究及发展的重点之一。日本专利公开案JP2011190542号揭示一个铟锌锡溅射靶材，主要是通过提升该溅射靶材的密度，并配合锡与锌间的比值(锡/锌)大于1时，将减少溅射靶材的突起物(nodule)的产生，既而降低该溅射靶材异常放电的机率。然而，本专利技术的专利技术人发现，上述日本专利公开案的JP2011190542号所揭示的溅射靶材虽然可降低自身异常放电的机率，小幅改善溅射靶材在溅射时的稳定度，却未能同步提升该溅射靶材所形成的氧化金属薄膜结晶温度，导致该氧化金属薄膜的结晶温度低，也造成结晶化的氧化金属薄膜的蚀刻速率不稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经溅射而制得在非结晶态就具备低电阻率、结晶温度高且蚀刻特性佳的氧化金属薄膜的溅射靶材。此外，本专利技术的另一目的，是为了提供一种在非结晶态就具备低电阻率、结晶温度高且蚀刻特性佳的氧化金属薄膜。于是，本专利技术溅射靶材，包含一种氧化金属组成物，包括氧化铟、氧化锌及氧化锡，基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计，铟的原子含量范围为60至80at.%，锌的原子含量范围为10至25at.%，锡的原子含量范围为1至20at.%，且锌的原子含量大于锡的原子含量。较佳地，前述溅射靶材，其中该锌原子含量与锡原子含量间比值大于1且小于2。较佳地，前述溅射靶材，其中该氧化金属组成物不含以铟、锌及氧所构成的六方晶层状化合物。较佳地，前述溅射靶材，其中该氧化金属组成物包括一个主体，以及一个成份比例异于该主体的副成份。较佳地，前述溅射靶材，其中该主体为由铟、锌、锡及氧所构成的晶相为方铁锰矿结构。较佳地，前述溅射靶材，其中该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物，且副成份中铟的原子含量百分比小于主体中铟的原子含量百分比。较佳地，前述溅射靶材，其中该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物，且副成份中锌的原子含量百分比大于主体中锌的原子含量百分比。较佳地，前述溅射靶材，其中该氧化金属组成物的绝对密度不小于6g/cm3。再者，本专利技术氧化金属薄膜由上述的溅射靶材所形成，其薄膜结晶温度在250℃以上。较佳地，前述氧化金属薄膜的电阻率不大于5×10-4Ω·cm，且透光率不小于85%。本专利技术的有益效果在于：利用本专利技术溅射靶材经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度，较锌的原子含量范围大于锡的原子含量范围的溅射靶材并经溅射所形成的氧化金属薄膜的结晶温度高。附图说明图1是本专利技术溅射靶材的具体实施例1以扫瞄式电子显微镜（ScanningElectronMicroscope，以下简称SEM）进行电子束扫描该具体实施例的表面并分析背向散射电子所产生的信号图（back-scatteringelectron，以下简称BSE）；图2是一BSE图，并以箭头说明具体实施例1的含有异于主体的副成份；图3是X射线衍射仪(X-raydiffraction，以下简称XRD)测量图，说明以XRD测量具体实施例1时，仅测得单相结构；图4是横截面穿透式电子显微镜(cross-sectionaltransmissionelectronmicroscopy，以下简称XTEM)测量图，说明具体实施例1的副成份为异于主体的单晶的晶相结构；图5是一XTEM图，说明具体实施例1的主体的晶相结构；图6是一XTEM图，说明具体实施例1的副成份的晶相结构；图7是一BSE图，说明将以能量散射光谱仪(EnergyDispersiveSpectrometer，以下简称EDS)分析具体实施例1的成份比例；图8一EDS图，说明具体实施例1的成份比例；图9是本专利技术溅射靶材的具体实施例2的BSE图；图10是具体实施例2的XRD测量图；图11一EDS图，说明具体实施例2的成份比例。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明：本专利技术溅射靶材包含一氧化金属组成物。该氧化金属组成物包括氧化铟、氧化锌及氧化锡。在该氧化金属组成物中，当铟、锌及锡的原子总含量以100at.%计时，铟的原子含量范围为60至80at.%，锌的原子含量范围为10至25at.%，锡的原子含量范围为1至20at.%，且其中，锌的原子含量大于锡的原子含量。较佳地，在该氧化金属组成物中，锌的原子含量与锡的原子含量间的比例大于1且小于2。另一方面，该氧化金属组成物包括一个主体，及一个含量异于该主体的副成份。该主体是以铟、锌、锡、氧所构成的化合物，且该主体的晶相属于方铁锰矿结构(Bixbyite)；除此之外，当该氧化金属组成物整体的锌的原子含量大于锡的原子含量，配合锌的原子含量与锡的原子含量间的比值大于1且小于2时，该主体及该副成份皆不含六方层状化合物。该副成份为以铟、锌、锡、氧所构成的化合物，且该副成份中铟的原子含量百分比小于主体中铟的原子含量百分比。本专利技术溅射靶材主要经由混合粉末、压制成型，及烧结制成而制得。其中，当以X射线衍射仪(X-raydiffraction，以下简称XRD)测量时，本专利技术溅射靶材的氧化金属组成物仅测得单晶相结构；然而，当以扫瞄式电子显微镜（ScanningElectronMicroscope，以下简称SEM）进行电子束扫描本专利技术溅射靶材的氧化金属组成物的表面并分析背向散射电子（back-scatteringelectron，以下简称BSE）所产生的信号，其显示氧化金属组成物除了主体外，还包括异于该主体的副成份所构成的二次相。再进一步地，当通过横截面穿透式电子显微镜(cross-sectionaltransmissionelectronm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射靶材，其特征在于：该溅射靶材包含：一种氧化金属组成物，包括氧化铟、氧化锌及氧化锡，基于铟、锌及锡的原子总含量100at.%计，铟的原子含量范围为60至80at.%，锌的原子含量范围为10至25at.%，锡的原子含量范围为1至20at.%，且锌的原子含量大于锡的原子含量。

【技术特征摘要】
2012.07.10 TW 101124757;2013.04.30 TW 1021154301.一种溅射靶材，其特征在于：该溅射靶材包含：一种氧化金属组成物，包括氧化铟、氧化锌及氧化锡，基于铟、锌及锡的原子总含量100at.％计，铟的原子含量范围为60至80at.％，锌的原子含量范围为10至25at.％，锡的原子含量范围为1至20at.％，且锌的原子含量与锡的原子含量比值不小于1.06，其中，该氧化金属组成物包括一个主体，以及一个成份比例异于该主体的副成份，该主体的铟原子含量不小于71.9at.％，该副成份为由铟、锌、锡及氧所构成的化合物，且副成份中铟的原子含量百分比小于主体中铟的原子含量百分比。2.如权利要求1所述的溅射靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢明昌，郭芝吟，尹新淳，张智咏，
申请(专利权)人：光洋应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：