[发明专利]溅射靶及使用该靶的薄膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种溅射靶、特别是适合形成含有钙原子及铝原子的非晶氧化物的电子化合物的薄膜的溅射靶、以及使用该靶的薄膜的制造方法。

背景技术

钙铝石化合物具有12CaO·7Al₂O₃所表示的代表组成，且其具有以下特征性的晶体结构：具有三维连结的直径约0.4nm的空隙(笼)。构成该笼的骨架带有正电荷，每个晶胞形成12个笼。为了满足晶体的电中性条件，该笼的1/6其内部由氧离子占据。但是，该笼内的氧离子具有与构成骨架的其他氧离子在化学上不同的特性，因此笼内的氧离子特别地被称为游离氧离子。钙铝石化合物也记作[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺·2O^2-(非专利文献1)。

在将钙铝石化合物的笼中的游离氧离子的一部分或全部置换为电子的情况下，钙铝石化合物被赋予导电性。这是因为，包合在钙铝石化合物的笼内的电子不太受笼的拘束，可以在晶体中自由移动(专利文献1)。这种具有导电性的钙铝石化合物特别地被称为“导电性钙铝石化合物”。

因为这种导电性钙铝石化合物具有约2.4eV的极低的功函数，所以期待将其应用于用于冷电子发射源及有机EL元件的电子注入电极、或利用化学反应的还原剂等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2005/000741号

非专利文献

非专利文献1：F.M.Lea,C.H.Desch,The Chemistry of Cement and Concrete,2nd ed.,p.52,Edward Arnold & Co.,London,1956

发明内容

发明所要解决的问题

一般而言，导电性钙铝石化合物的块体是通过将导电性钙铝石化合物的粉末在高温的还原环境下进行烧结处理而制造(专利文献1)。该烧结处理的温度例如为约1200℃。

然而，此种现有的方法尽管作为块状的导电性钙铝石化合物的制造方法是有效的，但是有时不适合作为薄膜状的导电性钙铝石化合物的制造方法。

即，在想要通过需要在例如1200℃以上这样高的温度下进行处理的现有的方法而制造导电性钙铝石化合物的薄膜的情况下，构成薄膜的支撑基板的材料限于很少一部分耐热材料。其结果是产生薄膜与基板的组合的种类明显受到限制这样的问题。

例如，在各种电气装置或元件中经常使用玻璃基板作为具有通用性的基板。然而，通用的玻璃基板的耐热温度最高为约700℃，在现有的方法中，就玻璃基板的耐热温度的关系而言，难以在玻璃基板上形成导电性钙铝石化合物的薄膜。

因此，为了避免或抑制这样的问题，对于可以在较低的工艺温度下制造导电性钙铝石化合物的薄膜的技术，具有很强烈的要求。

本申请的发明人发现，通过使用导电性钙铝石化合物的靶在低氧分压的环境下通过气相蒸镀法进行成膜，可以形成含有钙原子及铝原子的非晶氧化物的电子化合物的薄膜。

本发明的目的在于提供一种可以通过溅射法形成含有钙原子及铝原子的非晶氧化物的电子化合物的薄膜的新型导电性钙铝石化合物的溅射靶。

用于解决问题的手段

本发明提供一种非晶膜形成用溅射靶，其为含有导电性钙铝石化合物的溅射靶，其中，该导电性钙铝石化合物的电子密度为3×10²⁰cm^-3以上，且该导电性钙铝石化合物含有选自由碳(C)、铁(Fe)、钠(Na)、和锆(Zr)所构成的组中的一种以上元素。

另外，本发明提供一种制造方法，其为含有钙原子及铝原子的非晶氧化物的电子化合物的薄膜的制造方法，其中，使用上述溅射靶，在低氧分压的环境下通过溅射法在基板上进行成膜，从而形成含有钙原子及铝原子的非晶氧化物的电子化合物的薄膜(以下，也称为“非晶电子化合物的薄膜”)。

本发明人确认了通过利用非晶电子化合物的薄膜形成有机电致发光元件的电子注入层，与利用氟化锂的膜形成电子注入层的情况相比，提高有机电致发光元件的电压-电流密度的特性。

认为在氟化锂的膜中，金属锂在膜中析出，并且从金属锂放出电子。即，在氟化锂的膜中，在作为膜表面的金属锂析出部的“点”处放出电子。

与此相对，在上述非晶氧化物的电子化合物的薄膜中，在膜表面的整体、即“面”处放出电子。因此，认为与氟化锂的膜相比，电流密度变大。