氧化鋅燒結體料片及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種氧化鋅燒結體料片，其能夠在真空蒸鍍成膜中抑制飛濺現象的發生，且能夠穩定地獲得沒有針孔缺陷的透明導電膜。通過針對環狀二級粒子的比率為50%以上且由氧化鋅粉末或者由氧化鋅與摻雜劑的混合粉末構成的造粒粉末進行加壓成型，并在常壓下以800℃～1300℃的溫度使其燒結，進而在壓力為1×10-3Pa以下的真空中以800℃～1300℃的溫度保持1分鐘以上且10分鐘以下的時間以進行還原處理，由此獲得具有六方晶系晶體結構，并且將基于采用CuKα射線的X射線衍射的（103）面、（110）面的積分強度分別作為I(103)、I(110)時，由I(103)/(I(103)＋I(110))表示的單軸加壓面的取向度為0.48以上的氧化鋅燒結體料片。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在采用真空蒸鍍法制造氧化物透明導電膜時作為蒸發源使用的氧化鋅燒結體料片，以及用于獲得該氧化鋅燒結體料片的制造方法。
技術介紹
氧化物透明導電膜具有高導電性和在可見光區域中的高透過率。因此，氧化物透明導電膜不僅應用于太陽能電池、液晶顯示元件、其它各種光接收元件的電極等方面，而且還發揮其在近紅外線區域波長下的反射吸收特性而作為汽車和建筑物的窗玻璃等中使用的熱射線反射膜、或者作為各種抗靜電膜、冷凍陳列柜等的防霧用的透明發熱體來加以利用。 在氧化物透明導電膜中，使用了含有鋁、鎵作為摻雜劑的氧化鋅(ZnO )、含有銻、氟作為摻雜劑的氧化錫(SnO2)、含有錫作為摻雜劑的氧化銦(In2O3)等。尤其是含有錫作為摻雜劑的氧化銦膜，也被稱作ITO (Indium Tin Oxide)膜，由于其特別容易獲得低電阻的透明導電膜而被廣泛應用。作為制造這些氧化物透明導電膜的方法，可采用如下方法在真空中加熱蒸發源并使蒸發的原料沉積在基板上的真空蒸鍍法；使氬離子沖擊靶而碰撞出構成靶的物質，并使其沉積在對置的基板上的濺射法；涂布透明導電層形成用涂液的方法。在這些方法中，真空蒸鍍法和濺射法是在使用蒸汽壓低的材料時以及在需要精密控制膜厚時有效的方法，其操作非常簡單方便，因而在工業上得到了廣泛應用。這些方法中的真空蒸鍍法，是一種通常在壓力為10_3Pa 10_2Pa左右的真空中加熱作為蒸發源的固體(或者液體)而使其一度分解成氣體分子或原子后，再使其作為薄膜凝結在基板表面上的方法。作為蒸發源的加熱方式，通常采用電阻加熱法(RH法)和電子束加熱法(EB法、電子束蒸鍍法)，也有通過激光來實施的加熱法、高頻感應加熱法等。另外，已知還有閃蒸蒸鍍法、電弧等離子體蒸鍍法、反應性蒸鍍法等，這些方法也被包含在真空蒸鍍法中。另外，在真空蒸鍍法中，高密度等離子體輔助蒸鍍(HEPE)法等伴隨有蒸發物、反應氣體的離子化的方法，均被統稱為離子鍍法。在ITO膜的制造中，除了一般采用的濺射法以外，還經常采用電子束蒸鍍法、高密度等離子輔助蒸鍍法等離子鍍法、其它真空蒸鍍法，作為真空蒸鍍法的蒸發源，采用由ITO的燒結體所構成的ITO料片(也稱作ITO顆粒)。其中，ITO膜是一種容易在其制造中獲得所需品質的膜材料，但由于作為主要原料的銦是稀有金屬而價格高昂，因此在其低成本化方面存在限度。與此相比，由氧化鋅、或者由含有鋁、鎵等作為摻雜劑的氧化鋅所構成的氧化鋅透明導電膜，由于作為主要原料的鋅的價格極其低廉并且光的透過率高、耐等離子體性優良，因此，已作為薄膜硅太陽能電池的電極得到了廣泛應用。另外，由于氧化鋅的禁帶寬度較寬廣達約3. 4eV、且激發子能量高，因此，近年來也有頻繁報道其在發光二極管方面的應用。并且，還期待其在透明薄膜晶體管中的應用。此外，在含有摻雜劑的氧化鋅透明導電膜中，之所以含有價數大于鋅的元素即含有鋁、鎵等硼族元素，是因為基于此能夠減小膜的比電阻(電阻率)。在氧化鋅透明導電膜的制造中，也主要采用濺射法。在濺射法中，作為原料使用氧化鋅燒結體的靶，并為了獲得均勻性優良的膜，迄今為止提出了各種晶體取向性的氧化鋅燒結體靶。例如，在專利文獻I中公開了(002)晶體取向性大于(101)晶體取向性的氧化鋅燒結體靶，在專利文獻2中公開了(101)晶體取向性大的氧化鋅燒結體靶，在專利文獻3中公開了(110)晶體取向性大的氧化鋅燒結體靶。對于該氧化鋅透明導電膜，也與ITO膜同樣地，研究了基于真空蒸鍍法的制造，并提出了如專利文獻4 7中所公開的各種類型的氧化鋅燒結體料片。從防止成膜時發生裂紋或裂縫的觀點出發，作為該真空蒸鍍法中使用的氧化鋅燒結體料片，使用相對密度(堆積密度相對于理論密度的比率)為50% 70%左右的氧化鋅燒結體料片。但是，對氧化鋅燒結體而言，其與ITO燒結體相比是高電阻的材料，因此，當與 濺射法中使用的具有90%以上高相對密度的燒結體靶相比較時，燒結體料片的電阻率值提高，而提高的量對應于相對密度低的部分。若燒結體料片的電阻率值增高，則基于等離子體束或電子束難以進行均勻的升華，此時，與均勻的蒸發氣體相混合而蒸鍍材料以幾ym 1000 μ m左右的大小進行飛散，從而有時會發生沖擊蒸鍍膜的飛濺現象。該飛濺現象會成為針孔缺陷等的膜缺陷的原因。因此，希望實現能夠抑制上述飛濺現象的發生的氧化鋅燒結體料片。如專利文獻4 7的記載，在制造氧化鋅燒結體料片時，是在大氣或氮氣環境中進行燒結，但在專利文獻4中記載有從蒸鍍時的穩定性的觀點出發，為了提高導電性而在氬氣環境或真空等還原性氣體環境中對所獲得的氧化鋅燒結體料片進行熱處理是有效的。另外，在專利文獻6中記載有通過使X射線衍射分析中的(100)面、(002)面和(101)面的衍射峰中的至少任一者的半寬度設定為O. 110°以下、并使氧化鋅燒結體料片晶粒的粒徑均勻化，能夠抑制飛濺現象；在專利文獻7中則記載有通過使氧化鋅燒結體料片中的閉孔減少，從而能夠抑制飛濺現象。但是，實際情況是在這些技術中對飛濺現象的抑制還談不上充分。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平6-88218號公報專利文獻2 日本特開平6-340468號公報專利文獻3 :日本特開2002-121067號公報專利文獻4 :日本特開平6-248427號公報專利文獻5 :日本特開2006-117462號公報專利文獻6 :日本特開2007-56351號公報專利文獻7 日本特開2007-56352號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題本專利技術的目的在于提供一種氧化鋅燒結體料片，該氧化鋅燒結體料片包括通常會使成膜變得不穩定的高電阻的料片，使用該氧化鋅燒結體料片并采用真空蒸鍍法形成膜時，能夠抑制飛濺現象的發生，能夠穩定地獲得沒有針孔等缺陷的氧化鋅透明導電膜。解決課題所用的方法為了解決上述問題，本專利技術人在進行精心研究時獲得了如下見解對利用特殊制造條件所制造的氧化鋅的造粒粉末進行單軸加壓成型而獲得成型體，然后對該成型體進行常壓燒結獲得氧化鋅燒結體料片，通過使用該氧化鋅燒結體料片能夠抑制飛濺現象。如此的氧化鋅燒結體料片的特征與成為升華面的單軸加壓面的晶體取向性有關，其特征在于，(103)晶體取向性大。如此地，通過增大氧化鋅燒結體料片的(103)晶體取向性，能夠抑制飛濺，獲得提高成膜穩定性的顯著效果。更具體而言，本專利技術的氧化鋅燒結體料片，其特征在于，由具有六方晶系晶體結構的氧化鋅燒結體構成，或者由具有六方晶系晶體結構的含有摻雜劑的氧化鋅燒結體構成，當將基于使用CuKa射線的X射線衍射的(103)面、(110)面的積分強度分別設為1(1(13)、I(HO)時，由I(_/ (1(103) + Imco)表示的單軸加壓面的取向度為O. 48以上。優選前述取向度為O. 5以上，更優選為O. 55以上，最優選為O. 6以上。 另外，優選本專利技術的氧化鋅燒結體料片的電阻率為1Χ102Ω · cm以下。并且，優選相對密度為50%以上且70%以下。本專利技術的氧化鋅燒結體料片，是通過對環狀二級粒子的比率為50%以上且由氧化鋅粉末或者由成為摻雜劑的添加元素與氧化鋅的混合粉末構成的造粒粉末進行加壓成型而獲得成型體，并在常壓下以800°C 1300°C的溫度對該成型體進行燒結而獲得。此外，優選對由前述本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾我部健太郎，
申請(專利權)人：住友金屬礦山株式會社，
類型：
國別省市：