特許 5744980 ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5744980

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B28B 3/00 20060101AFI20150618BHJP

   C01G 9/08 20060101ALI20150618BHJP

   C23C 14/34 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   B28B3/00 Z

   C01G9/08

   C23C14/34 A

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-156440(P2013-156440)

(22)【出願日】2013年7月29日

(62)【分割の表示】特願2009-530192(P2009-530192)の分割

【原出願日】2008年8月29日

(65)【公開番号】特開2014-816(P2014-816A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2013年8月21日

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2007/066994

(32)【優先日】2007年8月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001085

【氏名又は名称】株式会社クラレ

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100112634

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 美奈子

(72)【発明者】

【氏名】藤田 昌大

(72)【発明者】

【氏名】吉良 章夫

(72)【発明者】

【氏名】白波瀬 雅

(72)【発明者】

【氏名】辻 嘉久

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 秀治

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１９９７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０４４９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１５３２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２５４２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４０−００３０１０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５９−０２２６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｂ ３／００−５／１２

Ｃ０１Ｇ ９／０８

Ｃ０１Ｇ １１／０２

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）凸状の突起を有する台座と、（Ｂ）台座の凸状の突起に嵌着されて試料装填部を形成する台座補助具と、（Ｃ）台座補助具側の中心に、台座の凸状突起の断面積と等しい断面積の非貫通空洞部を有する衝撃受部材とを含んでなる衝撃ターゲットカプセルであって、（Ａ）台座、（Ｂ）台座補助具および（Ｃ）衝撃受部材は着脱自在に構成された衝撃ターゲットカプセルに試料を装填し、衝撃波を用いて成型することを特徴とするＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体の製造方法。

【請求項2】

前記衝撃ターゲットカプセルは、前記（Ａ）台座、（Ｂ）台座補助具及び（Ｃ）衝撃受部材の外周部に嵌合する保護リングと、前記（Ｃ）衝撃受部材と当該保護リングとで保持され、衝撃ターゲットカプセルに衝撃を与えるときに発生する圧力を開放するための圧力開放口および／または圧力開放溝を備える衝撃誘導部材を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。

【請求項3】

該衝撃波が１５ＧＰａ以上である請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

該ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が、硫化亜鉛または硫化亜鉛と他の金属硫化物の混合物である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記衝撃ターゲットカプセルに１５ＧＰａ以上の衝撃波を与えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体は、結晶子サイズが２５０Å以下で、相対密度が０．８５以上の硫化亜鉛または硫化亜鉛と他の金属硫化物の混合物である請求項１〜５のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高密度ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体及びその製造方法に関し、より詳しくは、無機ＥＬ素子形成用ターゲット材としての硫化亜鉛成型体およびその製造方法に関する。更に詳しくは、成形に衝撃波を用いるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成型体製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

これまでＥＬ素子の発光層の形成には、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法といった製膜技術が一般的に使用されてきた。そしてこれらの製膜技術によって発光層を形成する際のターゲット材となる硫化亜鉛成型体の製造方法として、硫化亜鉛粉末に発光性元素を混合した硫化亜鉛粉末をホットプレス法にて成型する方法、または冷間プレス法にて成型した後、焼成炉によって焼結させる方法などが開発されてきた。しかしながら、硫化亜鉛粉末は、結晶性が悪く、成型体の相対密度（嵩密度と理論密度との比）を高めることが難しい。例えば単純にホットプレス法で成型するだけの場合や、冷間プレスで予備成型し、単純に焼結するだけの成型方法では、得られる成型体の相対密度が６０〜７０％程度にしかならない。そのような相対密度の低い成型体を使用して電子ビーム蒸着などの方法で製膜する場合、硫化亜鉛成型体からガスが放出し、真空度の低下のみならず、発光層を構築できないなどの問題があった。

【0003】

そこで、硫化亜鉛と酸化ケイ素を混合し、ホットプレスすることで嵩密度を向上させる方法（特許文献１参照）や、バリウム成分を添加した硫化亜鉛粉末を用いて冷間プレスにより成型し、硫化水素ガス中で焼成成型する方法（特許文献２参照）が改良法として提案されている。更に、冷間プレスした成型体をホットプレスする方法（特許文献３参照）が知られている。

【0004】

しかしながら、特許文献１記載の方法では、多量の酸化ケイ素を入れて成型するため、相対密度は向上するが、ケイ素が製膜時に混入する、また特許文献２においては、バリウムが混入するという問題が生じる。更に特許文献２では、硫化水素中で焼成成型するため特別な装置が必要になるという問題も生じる。また、特許文献３では、特殊な材質の装置等は必要ないが、２つの装置を使用せねばならず、工数も多く煩雑であるという問題点は解決できていない。また、ホットプレスを使用するため、熱的に不安定な物質の使用や逆に高結晶性で蒸気圧の低いものを用いた場合には、熱還元による内容物のシンタリングが起こり、不均一な成型体として得られたり、逆に成形物が得られない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−３２４９６８号公報

【特許文献2】特開平２−５９４６３号公報

【特許文献3】特開平５−３１０４６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の目的は、高密度ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体及びその製造方法、特に熱的に不安定な金属を含有する材料または高結晶性材料を使用した高密度ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、鋭意検討を重ね、衝撃波を用いることで、上記目的を達成することを見出し、本発明に至った。

【0008】

すなわち本発明は、以下のものを提供する。

【0009】

［１］（Ａ）凸状の突起を有する台座と、（Ｂ）台座の凸状の突起に嵌着されて試料装填部を形成する台座補助具と、（Ｃ）台座補助具側の中心に、台座の凸状突起の断面積と等しい断面積の非貫通空洞部を有する衝撃受部材とを含んでなる衝撃ターゲットカプセルであって、（Ａ）台座、（Ｂ）台座補助具および（Ｃ）衝撃受部材は着脱自在に構成された衝撃ターゲットカプセルに試料を装填し、衝撃波を用いて成型することを特徴とするＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体の製造方法。
［２］さらに、衝撃誘導部材を設けた衝撃ターゲットカプセルを使用する［１］記載の方法。
［３］該衝撃誘導部材が、衝撃を与えるときに発生する圧力を開放するための圧力開放口および／または圧力開放溝を備えた衝撃ターゲットカプセルである［２］２記載の方法。
［４］該衝撃波が１５ＧＰａ以上である［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。
［５］該ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が、硫化亜鉛または硫化亜鉛と他の金属硫化物の混合物である［１］〜［４］のいずれかに記載の方法。
［６］前記衝撃ターゲットカプセルに１５ＧＰａ以上の衝撃波を与えることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかに記載の方法。
［７］ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体は、結晶子サイズが２５０Å以下で、相対密度が０．８５以上の硫化亜鉛または硫化亜鉛と他の金属硫化物の混合物である［１］〜［６］のいずれかに記載の方法。

【発明の効果】

【0010】

本発明の成型体の製造方法によれば、高密度ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体及びその製造方法、特に熱的に不安定な金属を含有する材料または高結晶性材料を使用した高密度ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体及びその製造方法が提供される。その製造方法によれば、特に、嵩密度が３．５以上の高い密度を有する硫化亜鉛または硫化亜鉛と他の金属硫化物からなる混合物の成型体を高い生産性で製造することができる。本発明の成型体の製造方法では、各部材が着脱自在に構成された新規な衝撃ターゲットカプセル内に試料を収容するので高圧力（高衝撃力）とした場合に、そのカプセルを破壊することなく成型体を取り出すことができ、高い相対密度の成型体を高い生産性で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明で使用する衝撃ターゲットカプセルの一例を示す概略図である。

【図2】本発明で使用する衝撃ターゲットカプセルの他の例を示す概略断面図である。

【図3】台座補助具のない衝撃ターゲットカプセルの例を示す概略断面図である。

【図4】本発明で使用する衝撃ターゲットカプセルの他の例を示す概略図である。

【図5】図４の概略断面図である。

【図6】図５のＡ−Ａ矢視図である。

【図7】図５のＢ−Ｂ矢視図である。

【図8】図５のＣ−Ｃ、及びＤ−Ｄ矢視図である。

【図9】図８のＥ−Ｅ矢視図である。

【符号の説明】

【0012】

１ 台座
２ 凸状の突起
３ 台座補助具
４ 衝撃受部材
５ 空洞部
６ モーメンタムトラップ
７ 台座
８ 衝撃受部材
９ 凸状の突起
１０ 台座補助具
１１ 保護リング
１２ 衝撃誘導部材
１３ ボルト穴

【好ましい実施形態】

【0013】

本発明で使用するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体としては、特に制限されるものではないが、硫化亜鉛、硫化カドミウム、セレン化亜鉛、セレン化カドミウムなどを用いることができる。これらは、ＩＩ族金属化合物とＶＩ族元素含有化合物を反応させて得られたものをそのまま使用しても構わないし、焼成などの方法で結晶化させたものを使用しても構わない。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体としては硫化亜鉛または硫化亜鉛と他の金属硫化物の混合物が好ましい。

【0014】

他の金属硫化物との混合物を使用する場合には、他の金属の化合物をＩＩ−ＶＩ族化合物と混合し、焼成など熱的処理を行う方法、例えば、他の金属の硫化物を硫化亜鉛と直接にボールミルなどを用いて混合し、得られた混合物を焼成したものを使用しても構わない。

【0015】

他の金属としては、マンガン、銅、銀、イリジウムなどの遷移金属、アルミニウム、ガリウム、インジウム、マグネシウム、ストロンチウムなどの典型金属、セリウム、プラセオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウムなどの希土類元素を使用することができる。これらの元素の混合量としては、特に制限されるものではなく、使用する元素の種類によって異なることは言うまでもないが、母体となるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対して、通常、１〜５０００００ｐｐｍ、経済性、操作性を考慮して、１０〜１０００００ｐｐｍ、より好ましくは、５０〜５００００ｐｐｍの範囲で混合することができる。

【0016】

本発明では、必要に応じて、結着性を高めるために、融剤を使用することができる。使用される融剤としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛などの塩化物、硝酸ナトリウム、硝酸カリウムなどの硝酸塩を使用することができる。使用する量としては、成形性を改善できる程度で、残留物が成型物の強度に影響を及ぼさない程度、すなわち、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対して、０．１〜３０重量％、より好ましくは、０．２〜２０重量％の範囲で使用される。

【0017】

本発明では、衝撃ターゲットカプセルにＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を封入し、衝撃波を照射する。使用される衝撃ターゲットカプセルとしては特に制限されるものではなく、衝撃波に耐え且つ製造されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成形物の形状を維持し、取り出せるものであれば良い。衝撃波を受ける部分は、衝撃波を均一に受け、且つ、変型、破壊により成形物を損なわないために、平滑であることが肝要である。例えば、凸状の突起を有する台座と、凸状の突起に装着されて、試料充填部を形成する台座補助具と、衝撃受部材とを含むような衝撃ターゲットカプセルであれば、成形物を取り出しやすく、また、成型体の破損を防ぐこともでき、好ましい。

【0018】

本発明で使用する衝撃ターゲットカプセルの例を図によって詳細に説明する。図１は本発明で使用する衝撃ターゲットカプセルの一例の概略図であり、本質的に、（Ａ）凸状の突起を有する台座１と、（Ｂ）凸状の突起２に隙間なく嵌着されて試料装填部を形成する台座補助具３と、（Ｃ）衝撃受部材４とから構成される。これらの形状はとくに限定されるものではないが、円形状のものが作製しやすく実用的であり、強度的にも優れているので円形状のものについて具体的に説明する。

【0019】

本発明の衝撃ターゲットカプセルにおいて、（Ａ）凸状の突起を有する台座、（Ｂ）凸状の突起に隙間なく嵌着されて試料装填部を形成する台座補助具及び（Ｃ）衝撃受部材は着脱自在に構成される。台座の直径をＤ１、厚さをＬ１、突起の直径をＤ２、突起の高さをＬ２とした場合、実用的な一段式火薬銃または一段式ガス銃の大きさを考慮すると、通常Ｄ１は１０〜２００ｍｍ、Ｌ１は２〜２０ｍｍ、Ｄ２は８〜１６０ｍｍ、Ｌ２は２〜５０ｍｍ程度である。

【0020】

台座補助具は、凸状の突起に隙間なく嵌着されて試料装填部を形成するものであり、台座補助具を用いることにより、試料の僅かな成型誤差に対応してターゲットカプセルを組み立てることができる。台座補助具は台座及び衝撃受部材と同じ材質とすることが好ましい。台座補助具の直径をＤ３、厚さをＬ３とした場合、Ｄ３は９〜１９０ｍｍ程度であるが、Ｄ３＜Ｄ１であることが好ましい。衝撃受部材は、必要に応じて空洞部５を有しており、Ｌ４は通常２〜６０ｍｍ程度である（空洞部５を設ける場合、その厚みＬ５は通常５９ｍｍ以下である）。試料を装填するためにはＬ３＞Ｌ２であり、試料の厚みはＬ３−Ｌ２によって決められる。

【0021】

台座補助具の厚さＬ３は、飛翔体によって与えられる衝撃に耐えることができれば、特に制限されるものではないが、厚さがあまり薄すぎると、機械的強度の問題があり、また厚さがあまり厚すぎると、ターゲットカプセルの重量が著しく増加することにより操作性が低下するので、３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲とするのが好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とするのがより好ましい。

【0022】

試料の厚みは、与える衝撃力に依存するので一概には決められないが、あまり厚すぎると試料に均質に衝撃が加わらないため好ましくない。試料の厚みは、通常、衝撃波を与える飛翔体の与衝撃面の厚み程度にするのが好ましく、０．０１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とするのが好ましい。０．０２ｍｍ〜１８ｍｍの範囲がさらに好ましい。

【0023】

試料は、充填する厚みにタブレット化されて装填される。タブレットの成型方法は特に限定されないが、突起部及び台座補助具と密着して装填されるような形状に形成することが必要である。タブレットの底面積は突起部の面積と概略同じであるが、あまり大きいと衝撃波が伝わらない部分が発生し、試料の均質性が損なわれる恐れがあるため、通常は飛翔体の与衝撃面の面積と同程度か、それよりも若干小さくなるように構成するのがよく、飛翔体の与衝撃面の面積の３０〜１００％とするのが好ましい。４０〜９０％とするのがより好ましく、試料の均質性を考慮して、５０〜８０％とするのがさらに好ましい。

【0024】

試料は、突起部や台座補助具と密接に接触した形で装填される。例えば図１に示すように、突起２に嵌着された台座補助具３と衝撃受部材４の間に形成されるリング状の空間（厚みＬ３−Ｌ２）に収めて装填される。図２は台座１、台座補助具２及び衝撃受部材３から構成されたターゲットカプセルの別の例を正面から見た断面図であり、衝撃受部材３は空洞部５を有する。図２では、試料の厚みはＬ３−Ｌ２＋Ｌ５によって決められる。

【0025】

図３は台座補助具のないターゲットカプセルの例であり、衝撃受部材４に空洞部を有する例である。この場合、試料は台座１の突起２と空洞部５の間に形成される空間部（厚みＬ５−Ｌ２）に装填される。

【0026】

衝撃受部材４の直径をＤ４、厚みをＬ４とした場合、Ｄ４＞Ｌ４であることが好ましいが、衝撃受部材４の厚さは、あまり薄すぎると飛翔体の衝突による衝撃に耐えられない恐れがあり、またあまり厚すぎると重量の点で好ましくないので、通常、２ｍｍ〜６０ｍｍの範囲の範囲に作製される。

【0027】

空洞部を有する衝撃受部材において、厚さＬ４−Ｌ５は飛翔体衝撃面の材質及び厚みに依存するので一概には決められないが、この厚さをあまり厚くすると、衝撃波の拡散が起こりやすく、またあまり薄くすると、衝撃波により破壊されることにより、試料を回収できなくなることがある。衝撃受部材が飛翔体衝撃面の材質と同じ場合は飛翔体衝撃面の厚さと同じか、薄くするのがよい。このような観点から、Ｌ４−Ｌ５の厚さは飛翔体衝撃面の厚さの２０％〜１２０％とするのが好ましく、４０％〜１１０％とするのがより好ましい。

【0028】

衝撃受部材の材質よりも飛翔体衝撃面の材質が硬い場合は、衝撃により衝撃受部材がより破壊されやすくなるため、厚さＬ４−Ｌ５は飛翔体衝撃面の厚さの５０％〜１４０％とするのが好ましく、６０％〜１２０％とするのがより好ましい。

【0029】

衝撃受部材と台座補助具とは一体化されていても、分離されていてもよい。衝撃受部材の直径Ｄ４が、衝撃受部材の断面積が飛翔体の断面積よりも大きくなるようにすることが望ましく、飛翔体断面積の１〜３倍、好ましくは１〜２倍の範囲に設定される。

【0030】

図４は別のターゲットカプセルの例であり、左側から組立て順に解体した概略図である。図４において、６はモーメンタムトラップであり、衝撃圧縮の際に生じた運動量を周囲へ飛散させ、ターゲットカプセルの破壊を防止する役割をする。７は台座であり、８は衝撃受部材であり、図４の態様では台座７及び衝撃受部材８は同じ形状であり、一対の部材を構成している。これら一対の台座及び衝撃受部材と、各台座及び衝撃受部材に設けられた凸状の突起９に嵌着される台座補助具１０とで試料装填部を形成する。組み合わされた一対の台座及び衝撃受部材と台座補助具は、さらに保護リング１１で嵌合される。保護リングは、衝撃受部材が受けた衝撃により衝撃受部材が横方向に広がり、衝撃波が拡散するのを防ぐ。

【0031】

図５は図４の概略断面図であり、図６及び図７は各々図５のＡ−Ａ矢視図及びＢ−Ｂ矢視図である。図４または図５において、衝撃受部材８は直接飛翔体からの衝撃を受ける。１２は衝撃誘導部材であり、火薬または火薬銃もしくは軽ガス銃で発生する衝撃波が通過するときに妨げとなるガスを逃がすためのガス開放口および／またはガス開放溝を備えるのが好ましい。図５、図８、図９は、衝撃誘導部材の台座側表面に８本の溝を放射状に設けるとともに、それらに平行して、衝撃誘導部材の内側を衝撃波が通過するときに妨げとなる不要なガスを内側から外へ逃がすための貫通口が放射状に設けられた例である。溝や貫通口は衝撃波を開放するために設けられるので形状、大きさにはとくに制限はない。１３はボルト穴であるが、モーメンタムトラップに設けられたボルト穴は、一対の台座及び衝撃受部材と台座補助具で構成される試料装填部に試料を装填し、ボルトで緊結した際に飛び出したボルト部分を格納する役目をする。

【0032】

台座の直径、厚さ、突起の直径、突起の高さについては図１で述べたとおりであり、一対の台座及び衝撃受部材と、各台座に設けられた凸状の突起に嵌着される台座補助具とで試料装填部を形成できればとくに制限されない。図４〜図９は概略を示した図であり、モーメンタムトラップ及び保護リングについてもとくに制限はない。

【0033】

衝撃ターゲットカプセルの材質としては、特に限定されるものではなく、鉄、ニッケル、銅、真鍮、ステンレス、チタン、タングステンなどの材質を使用することができる。材料の加工性、経済性、衝撃波への耐久性を考慮して、鉄の使用が好ましい。

【0034】

衝撃ターゲットカプセルと充填するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が接触する部分では、接触による金属の混入が予想されるため、直接接触しないように、皮膜を設けることができる。使用される皮膜としては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体中に混入しても差し支えない金属、例えば、銅、マンガン、アルミニウムおよびその酸化物など金属箔の施用、溶射によって形成される皮膜等が使用できる。また、有機高分子による皮膜も使用できる。使用できる有機高分子としては、特に制限されるものではなく、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデンなどのポリフッ化物、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などである。被覆の形成方法としても、塗布、スプレー、フィルムなどの方式を使用することができる。

【0035】

本発明では、衝撃波をターゲットカプセル内のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に照射し、成型する。衝撃波の発生方法としては、特に限定されるものではなく、一段式火薬銃、二段式火薬銃などの火薬銃、軽ガス銃などの銃砲式を用いて飛翔体をターゲットカプセルに衝突させて、衝撃波を発生することもできるし、飛翔体上に直接火薬を設置、爆破することで飛翔体をターゲットカプセルに衝突させて、衝撃波を発生する方式を採用してもかまわない。設備の簡便さ、飛翔体の大きさによる量的生産性の観点からは、直接爆破により飛翔体をターゲットカプセルに衝突させる方式を採用することが好ましい。

【0036】

本発明で、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を成型するに必要な衝撃波としては、使用するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を主体とする混合硫化物の種類、結晶化度等に依存するため、特に限定されるものではないが、通常、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶転移が起こる圧力、すなわち、１５ＧＰａ以上、高すぎる圧力は、結晶の破壊をもたらすため、１００ＧＰａ以下、経済性、安全性を考慮して、１６ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下、より好ましくは、１８ＧＰａ以上、７０ＧＰａ以下の圧力であればよい。

【0037】

衝撃波は、飛翔体の材質にもよるが、通常、一段式火薬銃で１０〜５０ＧＰａ、一段式ガス銃で０．０１〜１５ＧＰａ程度発生する。飛翔体の材質としては、例えば、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリプロピレン、ポリアミド等の高分子材料、鉄、ニッケル、銅、真鍮、ステンレス、チタン、タングステン等の金属材料等が挙げられる。更に高分子材料の表面（衝突部分）に金属材料を張り合わせたものを使用することができる。

【0038】

本発明では、衝撃波照射後、衝撃ターゲットカプセルを解体し、充填されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成型体を取り出すことによって、成型物を得ることができる。成型物は、そのまま使用しても良いし、表面を研磨して、不要物を除去して使用することもできる。

【0039】

本発明の成型体の製造方法によれば、結晶径が大きくならなくても成型することができ、得られた成型体は結晶子サイズが２５０Å以下で、相対密度が０．８５以上である。結晶子サイズはＸ線回折によって求めることができる。

【0040】

本発明において、得られた成型物は、必要に応じて、加熱焼成される。この焼成によって、硫化物結晶化度が向上するが、必要以上の焼成は、成型体が分解することもあるので留意が必要である。加熱の温度は、加熱前の試料の結晶化度にもよるため特定されないことは言うまでもないが、通常５００℃〜１２００℃の範囲、好ましくは、６００℃〜１１００℃の範囲で実施する。

【0041】

焼成の時間も特に制限されるものではなく、目的に応じて変化するが、通常０．５〜１０時間の範囲、装置の加熱、冷却能力を考慮して、１〜８時間の範囲で実施される。通常、焼成は、不活性雰囲気下または還元雰囲気下で実施されることは言うまでもない。方法としても、バッチ式、連続式何れの方法を採用しても構わない。

【実施例】

【0042】

以下に、実施例を挙げ、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0043】

実施例１
直径１１０ｍｍ、厚さ３０ｍｍのモーメンタムトラップ６、直径１００ｍｍ、厚さ７ｍｍで中心部に直径４０ｍｍ、高さ５ｍｍの凸状突起９を有する一対の台座７及び衝撃受部材８、外径６０ｍｍ、内径４０ｍｍ、高さ１０ｍｍの円筒形の台座補助具１０、外径１１０ｍｍ、内径１００ｍｍ、高さ１６ｍｍの円筒形の保護リング１１、直径１００ｍｍ、厚さ３３ｍｍで、図８及び図９に示すような幅約１３ｍｍ、長さ約３０ｍｍで放射状に設けられた８個の溝と、それらに平行して内側から外へ貫通する放射状に設けられた貫通口を有する衝撃誘導部材から構成される図４〜図９に示すような鉄製のターゲットカプセルを準備し、一対の台座及び衝撃受部材と、台座及び衝撃受部材に設けられた凸状の突起に嵌着される台座補助具とで構成される試料装填部に、Ｘ線回折によって求めた結晶子サイズ２０１Åの硫化亜鉛３０ｇを２ｔプレスを使用して、加圧充填した（嵩密度３ｇ／ｃｍ^３）。これらをボルトで締結した後、モーメンタムトラップ上に載置し、保護リング、衝撃誘導部材を順次重ね合わせ、衝撃誘導部材の最上部に、厚さ２ｍｍ、４２ｍｍφの鉄製飛翔体をステンレステープで固定して設置した。飛翔体上部に、内径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、高さ１５ｍｍの塩ビ製リングに、ペンスリット火薬１８ｇ（衝撃波で１８ＧＰａ相当）、雷管を装着して爆破した。ペンスリット火薬の爆発により、飛翔体はターゲットカプセルに爆着した。爆破終了後、ターゲットカプセルを分解し、内部の硫化亜鉛を取り出したところ、外径４０ｍｍ、高さ４．８ｍｍの成型体が得られた。成型体の嵩密度は、３．６であり、相対密度（嵩密度と理論密度との比。理論密度として硫化亜鉛本来の密度４．０ｇ／ｃｍ^３を使用した。以下の例において同じ。）は０．９０、結晶子サイズは１８６Åであり、ターゲット材として充分な密度を有した成型体を得ることができた。

【0044】

実施例２
実施例１において、硫化亜鉛に代えて、銅１０００ｐｐｍを含有するＸ線回折によって求めた結晶子サイズ２２１Åの硫化亜鉛３０ｇを使用した以外は、実施例１と同様に行った。その結果、嵩密度３．６、相対密度０．９０、結晶子サイズ１９６Åのターゲット材として充分な密度を有した成型体を得ることができた。

【0045】

実施例３
実施例２において、ペンスリット火薬の量を２０ｇとした（衝撃波で２０ＧＰａ相当）以外は、実施例１と同様に行った。その結果、嵩密度３．７、相対密度０．９３、結晶子サイズ２４１Åのターゲット材として充分な密度を有した成型体を得ることができた。

【0046】

実施例４
株式会社ジー・エム・エンジニアリング製衝撃波発生装置Ｔｙｐｅ２０に、実施例１で使用したものと同様のサンプルを充填した同様のターゲットカプセルを装着し、ポリプロピレン製飛翔体（衝撃面鉄製２ｍｍ厚）を８００ｍ／秒で衝突させ、１６．５ＧＰａの圧力を与えた。得られた成型体の嵩密度は３．４０であり、相対密度は０．８５、結晶子サイズ１８１Åであった。

【0047】

実施例５
Ｄ１＝６０ｍｍ、Ｄ２＝２０ｍｍ、Ｄ４＝６０ｍｍ、Ｌ１＝１０ｍｍ、Ｌ２＝７ｍｍ、Ｌ４＝１２ｍｍ、Ｌ５＝１０ｍｍの図３に示すターゲットカプセルを使用する以外は実施例１と同様に実施した。爆破終了後、ターゲットカプセルを分解し、硫化亜鉛成型体を取り出した。得られた成型体の相対密度は０．８６、結晶子サイズ１８０Åであったが、実施例１で得られた成型体と比較して成型体の外周部に脆い部分があった。

【0048】

比較例１
３０ｍｍφのグラファイトモールドに、実施例１で用いた硫化亜鉛１２ｇを入れ、ホットプレス機に充填した。モールド内を１３０Ｐａまで減圧し、１０分間保持、アルゴンにて常圧に解放した。この操作を３回実施し、圧力をアルゴンガスで開放し、９００℃まで１時間で昇温した。昇温後圧力を開放し、２時間で室温まで冷却した。モールドから成型体をはずし、３０ｍｍφの成型体を得た。得られた成型体の結晶子サイズは２８６Åであった。

【0049】

比較例２
実施例２の銅１０００ｐｐｍを含有する硫化亜鉛を用いた以外は比較例１と同様に行った。得られた成型体の結晶子サイズは４０６Åであった。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】