特許 6078189 ＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6078189

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】ＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20170130BHJP

   C04B 35/00 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 A

   C04B35/00

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-71397(P2016-71397)

(22)【出願日】2016年3月31日

【審査請求日】2016年4月22日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】502362758

【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100093296

【弁理士】

【氏名又は名称】小越 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100173901

【弁理士】

【氏名又は名称】小越 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100203367

【弁理士】

【氏名又は名称】若土 雅之

(72)【発明者】

【氏名】掛野 崇

(72)【発明者】

【氏名】山口 洋平

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 瑶輔

【審査官】 山田 頼通

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６８９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２４０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７１８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６６９８３０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２６７０３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１８０３９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１０５５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９５６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５７７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８０３１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ０４Ｂ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）焼結体ターゲットであって、ターゲットを構成する酸化物がＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３、４、５のいずれか一種以上）の複合酸化物であり、ターゲットの相対密度が９８．４％以上であり、ターゲットに存在する５０〜３００ｎｍのマイクロポアの数が１０個以下であり、ＺｎとＩｎの原子比Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）が０．１〜０．２の範囲にあることを特徴とするＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。

【請求項2】

ターゲットの体積抵抗率が５．０ｍΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。

【請求項3】

ターゲットの明度が分光色差計におる測定値（Ｌ^＊）が３５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。

【請求項4】

酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉とを仮焼した仮焼粉を、成形、焼結して製造されるＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法であって、１１５０℃以上１３００℃以下、５〜２０時間で仮焼すると共に、仮焼途中、仮焼粉がＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３ における少なくともｋ＝３、４、５のいずれか一つ以上へ相変化する温度域で３時間以上保持することを特徴とするＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項5】

仮焼粉の酸化物構造をＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３、４）の複合酸化物とすることを特徴とする請求項４に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項6】

仮焼粉を、比表面積を１．０〜１０．０ｍ^２／ｇ、平均粒子径を１．０〜２．０μｍの範囲に調整することを特徴とすることを特徴とする請求項４又は５に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項7】

焼結温度を１４００℃以上１５００℃以下とすることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物焼結体（ＩＺＯ）スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

酸化インジウム−酸化スズ系酸化物（「ＩＴＯ」と表記される。）や酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物（「ＩＺＯ」と表記される）などの酸化インジウムを主成分とする酸化物の薄膜は、高い導電性と可視光域での透過性を有することから、液晶ディスプレイ装置等の各種フラットパネルディスプレイ装置の画素電極として広く使用されている。
特に、ＩＺＯに関しては、安定した非晶質の膜が得られるため、エッチング特性が良く、膜表面の平坦度も高いなどの特性を有している。透明導電性薄膜の形成方法としては、これらの酸化物焼結体から製造されたスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法が広く行われている。

【0003】

スパッタリングターゲットとして必要な特性には各種のものが有るが、その中でも焼結体の密度は重要である。密度が低いとスパッタ成膜当初は、特に問題が無い場合であっても、スパッタを長時間し続けていくと、ターゲット表面に黒色の突起物であるノジュールが生成されるようになり、その部分を起点として、異常放電が起こり、作製された膜にパーティクルが付着したりして、良好な膜を得ることができなくなり、歩留、生産性の著しい低下を引き起こすからである。

【0004】

ＩＴＯの高密度化については、これまで色々な報告があり（特許文献１）、高密度化がなされてきている。また、ＩＺＯに関しても、いくつかの報告がある（特許文献２、３）。
例えば、下記特許文献１には、ＩＴＯに亜鉛等の金属元素を添加することで、高密度のＩＴＯ焼結体が得られることが示されている。しかしながら、この技術はあくまで、酸化インジウムと酸化スズが基本成分であり、その重量比が約９０：１０と、錫が酸化物焼結体中に高濃度に添加されているＩＴＯについての焼結密度の向上に関する技術である。

【0005】

特許文献２には、ＩＺＯに微量の錫を添加することで、ＩＺＯスパッタリングターゲットのバルク抵抗を低下させる技術が示されている。しかしながら、この技術は錫を電気的ドーパントとして作用させる効果を利用したものであり、実施例のＮｏ．１０１〜Ｎｏ．１０３の結果からは、確かに錫の添加濃度が増加するにつれて、バルク抵抗が低下していくことが示されているが、焼結体の密度に関しては、逆に錫の添加濃度が増加するにつれて小さくなっている。すなわち、ＩＺＯに関しては、錫添加は焼結体の密度向上には逆効果であることが示されている。

【0006】

特許文献３は、ＩＺＯに使用する原料粉性状を制御するとともに、焼結時の昇温速度を速くすることで密度を向上させている。しかし、仮焼した酸化亜鉛粉と酸化インジウム粉とを混合し、この混合粉末を成型した後に焼結した場合に適用されるものであり、後述の本発明で用いている酸化インジウムと酸化亜鉛とを混合した後に仮焼し、この仮焼粉を成型、焼結した場合とは異なっている。

【0007】

特許文献４には、段落［００３８］において、「混合後の酸化インジウムと酸化亜鉛の混合粉末は六方晶層状化合物の生成を促進するため仮焼処理しても良い。仮焼温度は８００〜１５００°Ｃが好ましく、より好ましくは９００〜１４００°Ｃ、特に好ましくは１０００〜１３００°Ｃである。８００°Ｃ未満では六方晶層状化合物が生成せず、１５００°Ｃを超えると酸化インジウム又は酸化亜鉛の蒸発が起こる。」と記載されている。しかし、特許文献４では、実際には、仮焼を１０００℃で行っており、この温度では十分な密度の向上は得られなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平７−５４１３２号公報

【特許文献2】特許第３７２１０８０号公報

【特許文献3】特許第３７３４５４０号公報

【特許文献4】特開平０９−０７１８６０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉とを仮焼して得られた仮焼粉を成型、焼結することで得られる、ＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットに関するものであり、ＩＺＯ焼結体の高密度化を図り、結晶粒間に残留する微細な穴（マイクロポア）を低減させることで、成膜の品質を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者らは鋭意研究した結果、酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉とを仮焼する際、仮焼条件を厳密に制御することで、これまでよりも高密度で、且つマイクロポアの少ない焼結体が得られることを明らかにした。本発明は、以下のＩＺＯスパッタリングターゲット及びその製造方法提供するものである。
１）酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）焼結体ターゲットであって、ターゲットを構成する酸化物がＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３、４、５）の複合酸化物であり、ターゲットの相対密度が９８．４％以上であることを特徴とするＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。
２）ターゲットに存在する５０〜３００ｎｍのマイクロポアの数が１０個以下であることと特徴とする上記１）に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。
３）ＺｎとＩｎの原子比Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）が０．１〜０．２の範囲にあることを特徴とする上記１）又は２）に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。
４）ターゲットの体積抵抗率が５．０ｍΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。
５）ターゲットの明度が分光色差計におる測定値Ｌ^＊が３５以下であることを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。
６）酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉とを仮焼した仮焼粉を、成形、焼結して製造されるＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法であって、１１５０℃以上１３００℃以下、５〜２０時間で仮焼すると共に、仮焼途中、相変化する温度域で３時間以上保持することを特徴とするＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
７）仮焼粉の酸化物構造をＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３、４）の複合酸化物とすることを特徴とする上記６）記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
８）仮焼粉を、比表面積を１．０〜１０．０ｍ^２／ｇ、平均粒子径を１．０〜２．０μｍの範囲に調整することを特徴とすることを特徴とする上記６）又は７）に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
９）焼結温度を１４００℃以上１５００℃以下とすることを特徴とする上記６）〜８）のいずれか一に記載のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、結晶粒界に残存する微細な穴（マイクロポア）を低減させたＩＺＯ焼結体を、高密度で製造できるので、スパッタリングターゲットに加工する際に、研削量が少なく、生産性を向上させることができる。また、このＩＺＯターゲットを使用してスパッタリングした場合には、安定した薄膜特性（膜の均一性）が得られ、さらに、長時間のスパッタリング後においても、ターゲット表面のノジュールの発生を抑制し、アーキングの発生を抑制することができ、スパッタ時の異常放電や膜へのパーティクル発生等を防止することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】左側が比較例１２の鏡面研磨後の焼結体表面２，０００倍の写真であり、右側が実施例２の鏡面研磨後の焼結体表面２，０００倍の写真である。

【図2】本発明のスパッタリングターゲットにおいて、マイクロポアの測定場所を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

従来、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等を用いて焼結することで高密度化が図られていたが、このような焼結方法を変更することによる高密度化には限界があった。この原因についてさらに分析を進めたところ、焼結原料がＩｎ_２Ｏ_３とＺｎＯの場合、焼結温度が高くなるにつれて、ＩｎとＺｎの複合酸化物であるＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３、４、５）の相変化（ｋが大きな値からｋ＝３に近づく）が急速に進むために密度が上らないことが考えられた。通常、ｋの値が小さい方が密度の向上が見込めるが、相変化の急速な進行は、かえって密度の向上を妨げると共に、ポアの発生や焼結体の色を薄くするという問題を生じさせていた。

【0014】

このようなことから、本発明では、Ｉｎ_２Ｏ_３とＺｎＯの混合粉を、予め適切な条件で仮焼することで、相変化の急速な進行を抑制し（ｋの値をあまり変化させない）、密度の向上など焼結体の特性を改善するものである。そして、本発明によって得られるＩＺＯスパッタリングターゲットは、Ｉｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋１（ｋ＝３、４、５のいずれか一種以上を含む）の複合酸化物から構成されると共に、従来では達成し得なかった相対密度９８．４％以上を実現したことを特徴とするものである。ここで、相対密度は、理論密度６．９９９ｇ／ｃｍ^３に対するアルキメデス密度の比で求められるものである。

【0015】

また、本発明のスパッタリングターゲットは、高密度化とともに結晶粒界に残存する微細な穴（マイクロポア）を低減させることができるという特徴を有する。好ましくは、ターゲットに存在する５０〜３００ｎｍのマイクロポアの数が１０個以下／２６００μｍ^２である。これにより、スパッタ時の異常放電や膜へのパーティクル発生等を防止することができる。

【0016】

本発明において、マイクロポアとは、主に粒界に残存する微細な孔のことであり、ＳＥＭで観察したときに主に粒界に見られる黒く見える部位を指す。単にポアや微細孔とも呼ばれる。ＳＥＭ像にて×２０００の視野（２６００μｍ^２に相当する）を１視野として、図２に示すようにスパッタリングターゲットの３箇所、２視野（表面と断面）についてそれぞれマイクロポアの個数を測定して、６箇所の平均の数をポアの数とする。

【0017】

本発明のスパッタリングターゲットは、ＺｎとＩｎの原子比Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）が０．１〜０．２の範囲にあることが好ましい。この組成範囲は、スパッタリングターゲットを用いて形成される薄膜が、透明導電膜としての機能を発揮するために所望される範囲であり、焼結体の組織の制御等とは無関係である。上記ＺｎとＩｎの原子比は、原料の酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉の混合比を調整することで所望の範囲とすることができる。また、ターゲットの組成は、ターゲットを粉砕し、湿式分析（ＩＣＰ分析）、乾式分析（ＸＲＦ分析）で確認することができる。なお、Ｚｎの量が少ない場合、上記ｋの値が小さくなる傾向にあり、Ｚｎの量が多い場合、ｋの値が大きくなる傾向にある。

【0018】

また、本発明のスパッタリングターゲットは、体積抵抗率が５．０ｍΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。ターゲットの低抵抗化は、スパッタリングの安定性に寄与することができる。さらに、本発明のスパッタリングターゲットは、分光色差計による測定値Ｌ^＊が３５以下であることが好ましい。ターゲットの明度がスパッタリング特性に直接の影響を及ぼすことはないが、ターゲットの外観が悪いと製品として採用され難いことがあり、また通常、ターゲットは複数の焼結体を並べて一つとするが、焼結体を並べた際各焼結体の色の差を小さくすることで製品の外観を改善することができる。なお、ｋの値が大きいと色が薄く、密度が低い傾向にある。

【0019】

次に、本発明の酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）焼結体ターゲットを製造方法について説明する。
本発明の酸化物焼結体は、各原料粉の混合、仮焼、粉砕、成型、焼結のプロセスによって作製することができる。原料粉としては、酸化インジウム粉、および酸化亜鉛粉であって、比表面積が３〜１０ｍ^２／ｇのものを使用する。比表面積が同じ方が効率的な混合等に有利である場合もあるが、仮焼を実施する場合は、比表面積の差がある程度あったほうが、より良く仮焼が進む場合もある。

【0020】

次に、各原料粉を所望の組成比となるように秤量後、混合を行う。混合方法としては、ボールミルを用いた湿式混合を行った後、得られたスラリーを乾燥する方法などが挙げられる。また、湿式混合の場合、適宜、分散剤を添加することでスラリーの均一性を上げることも出来る。その他の方法でも原料の均一混合という趣旨を実現できる方法であればかまわない。

【0021】

次に、混合粉を電気炉にて、酸素濃度２０ｖｏｌ％以上の雰囲気中、１１５０℃以上１３００℃以下の温度範囲、５時間以上２０時間保持することで、混合粉の仮焼を行う。
ここで、複合酸化物のＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋１について、ｋ＝５、４、３の順に緩やかに相変化させることが重要ある。ｋ＝５は１１００℃付近、ｋ＝４は１２００℃付近、ｋ＝３は１２６０℃付近で相変化が生じるため、各々の温度域（１１００℃〜１１１０℃、１２００℃〜１２１０℃、１２６０℃〜１２７０℃）で、それぞれ３時間以上保持することにより、ｋの値が小さい、均質な仮焼粉を得ることが可能となる。なお、例えば、仮焼の最高温度が１１５０℃の場合は、当然ながら、１２００℃付近や１２６０℃付近の途中保持は不要である。
この仮焼粉は本発明のＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットを特徴付けるものであり、結晶粒界に残存する微細な穴（マイクロポア）を低減させたＩＺＯ焼結体を、高密度で製造できる好適な条件である。なお、１３００℃を超える温度では生産性が劣るものの、仮焼粉としての特性を損なうものではない。

【0022】

次に粗大化した仮焼粉を粉砕する。粉砕後の仮焼粉の比表面積が１．０〜１０．０ｍ^２／ｇ、平均粒子径（メジアン径）が０．５〜２．０μｍの範囲となるまで行うのが好ましい。より好ましくは、比表面積が１．０〜５．０ｍ^２／ｇ、平均粒子径（メジアン径）が１．０〜２．０μｍの範囲である。粉砕方法には求める粒度、被粉砕物質に応じて様々な方法があるが、ビーズミル等の湿式媒体攪拌ミル、ジェットミルと呼ばれる気流粉砕方法、あるいはこれらを併用することができる。

【0023】

次に、必要に応じて、微粉砕した仮焼粉の造粒を行う。これは、造粒により粉体の流動性を向上させることで、次工程のプレス成型時に粉体を均一に金型へ充填し、均質な成形体を得るためである。造粒には様々な方式があるが、プレス成型に適した造粒粉を得る方法の一つに、噴霧式乾燥装置（スプレードライヤー）を用いる方法がある。また、スラリー中にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のバインダーを添加し造粒粉中に含有させることで、成形体強度を向上させることが出来る。

【0024】

次に、プレス成型を行う。粉末を金型に充填し、４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を、１〜３分間保持して成形する。圧力４００ｋｇｆ／ｃｍ^２未満であると、充分な強度と密度の成形体を得ることができず、また圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上では、成形体を金型から取り出す際に、成形体自身が圧力から解放されることによる変形のため破壊する場合があり、生産上好ましくない。プレス成形によって得られた成形体は、さらに静水圧加圧装置（ＣＩＰ）により１６００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧しても良い。これにより、さらに均一で密度の高い成形体を得ることが出来る。

【0025】

次に、電気炉を使用し、酸素雰囲気中で成形体を焼結し、焼結体を得る。好適な焼結条件としては、昇温速度３．０℃／ｍｉｎで室温〜１０００℃まで昇温後、昇温速度０．５〜２．０℃／ｍｉｎで、１４００℃以上１５００℃以下まで昇温した後、１０〜２６時間温度を保持し、その後、炉冷または降温速度１．０〜５．０℃／ｍｉｎで降温することである。この場合、焼結温度が１４００℃より低いと、高密度の焼結体を得ることが出来ない。また、１５００℃を超える焼結温度では、酸化亜鉛の揮発により、焼結密度の低下や組成ずれが生じ、また炉ヒーター寿命が低下してしまうというコスト的問題もあるので、上限は１５００℃とすることが望ましい。

【0026】

焼結温度における保持時間が１０時間より短いと、焼結が充分進まず、焼結体の密度が充分高くならなかったり、焼結体が反ってしまったりする。保持時間が１４時間を越えても、不必要なエネルギーと時間を要する無駄が生じて生産上好ましくない。昇温速度が０．５℃／ｍｉｎより小さいと、所定温度になるまでに不必要に時間を要してしまい、昇温速度が５．０℃／ｍｉｎより大きいと、炉内の温度分布が均一に上昇せずに、むらが生じたり、焼結体が割れてしまったりするので、注意が必要である。以上の焼結条件は、好適な範囲を示すもので、その選択は任意であることを基本とする。

【0027】

後述の実施例、比較例を含め、本発明における評価方法等は、以下の通りである。
（酸化物の同定）
ターゲットを構成する酸化物の同定は、ＢＲＵＫＥＲ製の全自動多目的Ｘ線回折装置（型式：Ｄ８−ＡＤＶＡＮＣＥ）を用いて行う。まず、測定試料を１００μｍ以下の粉末状にし、粉末Ｘ線回折法を用いて、Ｘ線回折プロファイルを得る。次に、得られたＸ線回折プロファイルをバックグラウンド除去、Ｋα２除去などのデータ処理を施した後、ＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）のＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅ）を用いて、ｋの相の同定を行う。

【0028】

（体積抵抗率の測定）
体積抵抗率は、エヌピイエス株式会社製、型式：Σ−５＋を用いて測定する。まず、測定試料の表面に金属製の探針を４本一直線上に立て、外側の二探針間に一定電流を流し、内側の二探針間に生じる電位差を測定し抵抗を求める。次に、求めた抵抗に試料厚さ、補正係数ＲＣＦ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）をかけて、体積抵抗率を算出する。

【0029】

（ターゲットの明度）
ターゲットの明度は、日本電色工業株式会社製、型式：ＮＦ３３３を用いて測定する。まず、試料表面を＃４００程度の表面粗さとし、下記の測定条件等で測定を実施する。次に、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系を用いて、ターゲットの明度をＬ^＊、色度をａ^＊、ｂ^＊で表す。
照明・受光条件 ：０°：４５ｃ（０°照明：４５°円周受光）
測定方法：ダブルビーム方式，先分光方式
測定波長：４００ｎｍ〜７００ｎｍ、２０ｎｍ間隔出力
測定光源：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ５０，Ｄ５５，Ｄ６５，Ｄ７５，Ｆ２，Ｆ６，Ｆ２，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８，Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ１２
観察条件：各測定光源の２°および１０°視野

【実施例】

【0030】

（実施例１）
酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉を所定の比率で混合した後、この混合粉を大気雰囲気中、１３００℃、１０時間仮焼した。また、仮焼途中、１１００℃、１２００℃、１２６０℃において一定時間保持した。該仮焼粉の酸化物構造はＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３）の複合酸化物であった。この仮焼粉を、ジェットミル粉砕機と湿式媒体攪拌ミルを用いて微粉砕し、さらに造粒を行い、比表面積が２．２２ｍ^２／ｇ、平均粒子径が１．７１μｍである粒子を得た。そして、これを成型して、ＩＺＯ組成の成型体を作製した。

【0031】

次に、この成型体を酸素雰囲気中、１４３０℃の焼結温度で１４時間保持し、酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）焼結体を製造した。該焼結体のＺｎとＩｎの原子比Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）は０．１７であり、該焼結体の酸化物構造はＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３）の複合酸化物であった。さらに、この焼結体を機械加工し、厚み１０ｍｍのＩＺＯターゲットを作製した。この結果、ターゲットの相対密度は９８．６７％、体積抵抗率は２．１５ｍΩ・ｃｍ、ターゲットの明度Ｌ^＊値は３１．７、ターゲット中のマイクロポアの平均個数は３個／２６００μｍ^２であった。

【0032】

このように、相対密度が高く、明度が低いという理想的なＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットを製造することができた。このスパッタリングターゲットを使用してスパッタリングを実施したところ、長時間のスパッタリング後においても、ターゲット表面のノジュールの発生を抑制し、またアーキングの発生を抑制することができ、スパッタ時の異常放電や膜へのパーティクル発生等の防止効果が認められた。そして、安定した薄膜特性（膜の均一性）が得られた。

【0033】

以上の結果を表１に示す。

【表1】

【0034】

（実施例２−１６）
実施例２−１６では、表１に示す通り、仮焼条件（仮焼温度、仮焼時間、仮焼時途中保持温度、仮焼時途中保持時間）、仮焼粉の粉砕条件、焼結条件（焼結温度、焼結時間）、焼結体の組成比（原料の混合比など）の条件を、それぞれ変化させた。その結果、表１に示す通り、相対密度が高く、明度が低いという理想的なＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットを製造することができた。このスパッタリングターゲットを使用してスパッタリングを実施したところ、長時間のスパッタリング後においても、ターゲット表面のノジュールの発生を抑制し、またアーキングの発生を抑制することができ、スパッタ時の異常放電や膜へのパーティクル発生等の防止効果が認められた。そして、安定した薄膜特性（膜の均一性）が得られた。

【0035】

（比較例１−１２）
比較例１−１２では、表１に示す通り、仮焼条件（仮焼なし、仮焼温度、仮焼時間、仮焼時途中保持なし、仮焼時途中保持温度、仮焼時途中保持時間）、仮焼粉の粉砕条件、焼結条件（焼結温度、焼結時間）、焼結体の組成比（原料の混合比など）の条件をそれぞれ変化させた。その結果、表１に示す通り、いずれの場合も相対密度９８．４％を達成することができていなかった。また、マイクロポアの数も比較的多いものとなっていた。これらのスパッタリングターゲットを使用してスパッタリングを実施したところ、長時間のスパッタリング後において、パーティクルの増加がみられた。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明によれば、高密度で、結晶粒界に残存した微細な穴（マイクロポア）を低減したＩＺＯ焼結体を製造できるので、スパッタリングターゲットに加工する際に使用不可部分の研削量が少なく、生産性を向上させることができる。また、このＩＺＯターゲットを使用してスパッタリングした場合には、安定した薄膜特性（膜の均一性）が得られ、さらに長時間のスパッタリング後においても、ターゲット表面のノジュールの発生を抑制し、アーキングの発生を抑制することができ、スパッタ時の異常放電や膜へのパーティクル発生等の防止効果があるという優れた効果を有するので、液晶ディスプレイ装置等の各種フラットパネルディスプレイ装置の画素電極等の電極材として有用である。

【要約】      （修正有）

【課題】結晶粒界に残存する微細な穴（マイクロポア）を低減させた酸化インジウム−酸化亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）焼結体スパッタリングターゲットの提供。
【解決手段】酸化インジウム粉と酸化亜鉛粉とを仮焼して得られた仮焼粉を成型、焼結することで得られる、ＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲットの製造方法において、仮焼き条件を厳密に制御することで、ターゲットを構成する酸化物がＩｎ_２Ｏ_３とＺｎ_ｋＩｎ_２Ｏ_ｋ＋３（ｋ＝３、４、５）の複合酸化物であり、ターゲットの相対密度が９８．４％以上であることを特徴とするＩＺＯ焼結体スパッタリングターゲット。
【選択図】図１

【図1】

【図2】