濺射靶及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適合于形成ITO、IZO、IGZO等膜的濺射靶及其制造方法。尤其涉 及一種從靶的濺射初期到結(jié)束時、膜特性變化少的ITO、IZO、IGZO等濺射靶及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] ITO(銦-錫復(fù)合氧化物）膜被廣泛用作以液晶顯示器為主的顯示器件的透明電極 (導(dǎo)電膜）。作為形成該ITO膜的方法，通過真空蒸鍍法、濺射法等通常稱為物理蒸鍍法的 方法來進(jìn)行。特別是從操作性、被膜的穩(wěn)定性的角度出發(fā)，多使用磁控濺射法來形成。
[0003] 銦-鋅氧化物（In203-Zn0 :通常稱為IZO)濺射靶被廣泛用于液晶顯示裝置的透明 導(dǎo)電性薄膜、氣體傳感器等。
[0004] 另外，在有源矩陣型液晶顯示裝置等的顯示元件中，使用各像素驅(qū)動用的以硅基 材料作為有源層的薄膜晶體管，但是由于隨著像素的微細(xì)化，晶體管的占有區(qū)域增加導(dǎo)致 的開口率減小、需要高溫成膜等缺陷，因而近年來一直在進(jìn)行使用透明氧化物半導(dǎo)體的薄 膜晶體管的開發(fā)。
[0005] 對于透明氧化物半導(dǎo)體而言，出于能夠通過濺射法在大面積上均勻成膜、高迀移 率等觀點(diǎn)而受到關(guān)注，其中，包含以銦、鎵、鋅、氧為構(gòu)成元素的In-Ga-Zn-0基材料（以下記 為"IGZO"）的非晶質(zhì)IGZO膜的迀移率高于非晶硅的迀移率，在有源層中使用非晶質(zhì)IGZO 膜的場效應(yīng)型晶體管具有開關(guān)比大、關(guān)閉電流值低等特性，因此被認(rèn)為是有前景的。
[0006] 利用濺射法形成膜通過如下方式進(jìn)行：使Ar離子等陽離子與設(shè)置在陰極的靶物 理撞擊，由該撞擊能量而放出構(gòu)成的靶的材料，在對置的陽極側(cè)的基板上層疊與靶材料基 本相同組成的膜。利用濺射法的被覆法具有以下特征，通過調(diào)節(jié)處理時間、供給功率等，能 夠以穩(wěn)定的成膜速度形成從數(shù)nm薄的膜到數(shù)十ym厚的膜。
[0007] 濺射靶通常以載置在支撐體上的形態(tài)存在，有平板狀的情況、圓筒形的情況。該靶 通常由燒結(jié)體制造，需要以適當(dāng)?shù)慕雍蠌?qiáng)度接合（粘接（接著））在支撐體上。
[0008] 接合強(qiáng)度弱時，在靶的操作例如向濺射裝置傳送或安裝時，或者在濺射時受到熱 影響，在靶中產(chǎn)生應(yīng)變，靶發(fā)生變形、或者產(chǎn)生龜裂，根據(jù)情況有時從支撐體上剝離。
[0009] 靶的應(yīng)變、龜裂，在濺射時伴隨電弧放電的產(chǎn)生，產(chǎn)生濺射成膜的不均，存在使品 質(zhì)下降的問題。
[0010] 因此，靶與支撐體的接合是重要的，在公知技術(shù)中有以下的例子。在下述專利文獻(xiàn) 1中公開了，在包含圓筒形狀的陶瓷燒結(jié)體的靶材20的內(nèi)周面上，或者在包含圓筒形狀的 陶瓷燒結(jié)體的靶材的內(nèi)周面和圓筒形支撐基材10的外周面的兩者上，形成包含鎳或銅的 第一打底層30,在該第一打底層上，形成包含錫的第二打底層40,然后，將該靶材配置在圓 筒形支撐基材的外側(cè)，用接合材料將兩者接合，從而制造靶。
[0011] 該專利文獻(xiàn)1的課題在于，提供一種能夠得到充分的接合率和接合強(qiáng)度，即使在 濺射中受到熱影響，也能夠顯著減少破裂的產(chǎn)生的濺射靶及其制造方法。
[0012] 另外，在下述專利文獻(xiàn)2中，公開了一種濺射靶的制造方法，其為通過焊接法將濺 射靶材與背襯板接合的濺射靶的制造方法，其特征在于，至少在濺射靶材的接合表面上通 過電鍍法形成焊料覆膜層。在這種情況下，在通過焊接法將靶材與背襯板接合的靶的制造 方法中，課題也是提供一種接合強(qiáng)度為高水平且接合強(qiáng)度的偏差小的靶的制造方法。
[0013] 另外，在下述專利文獻(xiàn)3中，公開了一種濺射用靶的焊接方法，其特征在于，在將 包含鈦或鈦合金的靶材與包含銅、銅合金、鈦和鈦合金中的至少一種的背襯板材接合時，在 鈦或鈦合金上作為打底處理進(jìn)行鍍鎳或鍍銅處理后，對靶材和背襯板材兩面進(jìn)行超聲波金 屬化，然后用焊料接合；并記載了能夠得到接合強(qiáng)度極高的濺射用靶。
[0014] 但是，關(guān)于所述專利文獻(xiàn)1~3,存在的問題是：并不具有充分的接合強(qiáng)度，操作靶 時例如向濺射裝置傳送或安裝時，或者受到濺射時的熱影響，在靶中產(chǎn)生應(yīng)變，靶變形，或 者產(chǎn)生龜裂，根據(jù)情況有時從支撐體上剝離。
[0015] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)
[0017] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012-132065號公報
[0018] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平11-106904號公報
[0019] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開平8-67978號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 發(fā)明所要解決的問題
[0021] 本發(fā)明著眼于這樣的情況而作出，濺射靶通常以載置在支撐體上的形態(tài)存在，有 平板狀的情況、圓筒形的情況。該靶通常由燒結(jié)體制造，將該燒結(jié)體靶以適當(dāng)?shù)慕雍蠌?qiáng)度接 合（粘接）在支撐體上，其目的在于：提高接合強(qiáng)度，抑制向濺射裝置的傳送或安裝時的靶 的操作中的剝離等，或者即使在受到濺射時的熱影響的情況下，也有效地抑制靶的應(yīng)變的 產(chǎn)生、靶的變形、龜裂、從支撐體的剝離。由此，本發(fā)明的課題在于，提供抑制在濺射時產(chǎn)生 電弧放電、產(chǎn)生粉粒，抑制濺射成膜的不均，提高了品質(zhì)的濺射靶。
[0022] 用于解決問題的手段
[0023] 以這樣的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，本發(fā)明提供以下的發(fā)明。
[0024] 1) 一種濺射靶，其為陶瓷制燒結(jié)體與支撐體接合而得到的濺射靶，其特征在于，陶 瓷制燒結(jié)體的支撐體側(cè)的表面粗糙度Ra為0. 5ym以上且4. 0ym以下，在該表面上形成有 包含銅或者含有80原子％以上銅的銅合金的打底層，所述濺射靶具有將支撐體與打底層 通過銦或者含有80原子％以上銦的銦合金層接合而形成的層疊結(jié)構(gòu)。
[0025] 2) -種濺射靶，其為陶瓷制燒結(jié)體與支撐體接合而得到的濺射靶，其特征在于，陶 瓷制燒結(jié)體的支撐體側(cè)的表面粗糙度Ra為0. 5ym以上且4. 0ym以下，在該表面上形成有 包含銅或者含有80原子％以上銅的銅合金的第一層、以及在第一層上包含銦或者含有80 原子％以上銦的銦合金的第二層；所述濺射靶具有將支撐體與第二層通過銦或者含有80 原子％以上銦的銦合金的接合材料接合而形成的層疊結(jié)構(gòu)。
[0026] 3)如上述1)或2)所述的濺射靶，其特征在于，支撐體和陶瓷制燒結(jié)體為平板。
[0027] 4)如上述1)或2)所述的濺射靶，其特征在于，支撐體為棒狀或者圓筒狀，并且所 述陶瓷制燒結(jié)體為圓筒狀。
[0028] 5)如上述1)~4)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，燒結(jié)體的支撐體側(cè)的表面 還具有0. 1ym以上且1ym以下的微細(xì)溝。
[0029] 6)如上述2)~5)中任一項所述的濺射祀，其特征在于，第一層以5~20ym的厚 度形成，第二層以5~10ym的厚度形成。
[0030] 7)如上述1)~6)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，燒結(jié)體為ITO、IZO或IGZO 的陶瓷制燒結(jié)體。
[0031] 8)如上述1)~7)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，支撐體為無氧銅、銅合金、 Ti(包括合金）或SUS。
[0032] 9)如上述2)~8)中任一項所述的濺射靶，其特征在于，第一層與燒結(jié)體之間的剝 離強(qiáng)度在170~200°C的加熱處理后為lOMPa以上。
[0033] 10) -種濺射靶的制造方法，其為制造陶瓷制燒結(jié)體與支撐體接合而得到的濺射 靶的方法，其特征在于，將陶瓷制燒結(jié)體的支撐體側(cè)的表面粗糙度Ra調(diào)節(jié)為0. 5ym以上且 4. 0ym以下，在該表面上形成包含銅或者含有80原子％以上銅的銅合金的打底層，并將支 撐體與打底層通過銦或者含有80原子％以上銦的銦合金層接合，由此形成層疊結(jié)構(gòu)。
[0034] 11) 一種濺射靶的制造方法，其為制造陶瓷制燒結(jié)體與支撐體接合而得到的濺射 靶的方法，其特征在于，將陶瓷制燒結(jié)體的支撐體側(cè)的表面粗糙度Ra調(diào)節(jié)為0. 5ym以上 4. 0ym以下，在該表面上形成包含銅或者含有80原子％以上銅的銅合金的第一層，然后在 該第一層上形成包含銦或者含有80原子％以上銦的銦合金的第二層，并將支撐體與第二 層通過銦或者含有80原子％