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特許6134368焼結体及び該焼結体からなるスパッタリングターゲット並びに該スパッタリングターゲットを用いて形成した薄膜
(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】6134368
(24)【登録日】2017年4月28日
(45)【発行日】2017年5月24日
(54)【発明の名称】焼結体及び該焼結体からなるスパッタリングターゲット並びに該スパッタリングターゲットを用いて形成した薄膜
(51)【国際特許分類】
G11B 7/24056 20130101AFI20170515BHJP
C23C 14/34 20060101ALI20170515BHJP
C04B 35/453 20060101ALI20170515BHJP
【ＦＩ】
G11B7/24056
C23C14/34 A
C04B35/453
【請求項の数】8
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2015-205149(P2015-205149)
(22)【出願日】2015年10月19日
(65)【公開番号】特開2017-79085(P2017-79085A)
(43)【公開日】2017年4月27日
【審査請求日】2016年7月25日
(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
(72)【発明者】
【氏名】奈良 淳史
【審査官】
川中 龍太
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００７−０８０３８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−２４２６８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−３０２２６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−１５８０４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２９９３０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ１１Ｂ ７／２４ − ７／２５９５
Ｇ１１Ｂ ７／２６
Ｃ２３Ｃ １４／００ − １４／５８
Ｃ０４Ｂ ３５／４５３ − ３５／４５７
Ｃ０４Ｂ ３５／５４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＺｎＳと酸化物を含有する焼結体であって、前記焼結体はＺｎＳを４０〜５０ｍｏｌ％含有し、前記酸化物は少なくともＺｎ，Ｇａ，Ｏからなる複合酸化物を含み、前記焼結体の組成が４ａｔ％≦Ｇａ／（Ｇａ＋Ｚｎ−Ｓ）≦１８ａｔ％の関係式を満たすことを特徴とする焼結体。
【請求項2】
バルク抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の焼結体。
【請求項3】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の焼結体。
【請求項4】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結体からなるスパッタリングターゲット。
【請求項5】
Ｚｎ，Ｇａ，Ｓ，Ｏを含有する膜であって、ＳをＺｎＳ換算で４０〜５０ｍｏｌ％含有し、４ａｔ％≦Ｇａ／（Ｇａ＋Ｚｎ−Ｓ）≦１８ａｔ％の関係式を満たすことを特徴とする膜。
【請求項6】
波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．１０以上であることを特徴とする請求項５記載の膜。
【請求項7】
波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．１以下であることを特徴とする請求項５又は６記載の膜。
【請求項8】
アモルファスであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、焼結体及び該焼結体からなるスパッタリングターゲット並びに該スパッタリングターゲットを用いて形成した薄膜に関し、特にＤＣスパッタリングが可能なスパッタリングターゲット及び所望の特性を備えた薄膜に関する。
【背景技術】
【0002】
有機ＥＬ、液晶ディスプレイやタッチパネル、光ディスク等の各種光デバイスにおいて可視光を利用する場合、使用する材料は透明である必要があり、特に可視光領域の全域において、高い透過率をもつことが望まれる。例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ２は、高透過率かつ柔軟な材料であることから、光ディスクの保護膜と使用されてきた。しかし、この材料は絶縁性であることから、ＤＣスパッタリングができないという問題があった。
【0003】
このようなことから、ＺｎＳに導電性材料を添加することで低抵抗化し、ＤＣスパッタリングを可能とする技術がある。例えば、特許文献１には、酸化亜鉛（ＺｎＳ）を主成分とし、さらに導電性酸化物を含有させることにより、バルク抵抗値を下げ、ＤＣスパッタリングを可能とすることが開示されている。導電性酸化物としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛が開示されている。
【0004】
また、特許文献２には、ＺｎＳ系誘電体材料（ＩＴＯを含む場合もある）を主成分とし、該材料中に、０〜５ｍｏｌ％のＡｌ２Ｏ３を配合したＺｎＯが５〜３０ｍｏｌ％分散したスパッタリングターゲットが開示されている。このターゲットは５００Ω以下の抵抗値を有し、ＤＣスパッタリングが可能であり、さらに、このターゲットを用いて得られる誘電体膜は非晶質であることが記載されている。
【0005】
しかし、導電性材料として酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）を添加した場合、可視光短波長域に吸収を生じてしまい、透過率が低下するといった問題がある。この点、波長が６５０ｎｍの光を利用する光ディスク（ＤＶＤ）用途では、特に問題とならないが、タッチパネルやディスプレイ等の表示デバイスに使用する場合には、可視光領域全域で透明（高透過率）であることが要求されるため、このようなデバイスには適さないという問題がある。また、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を添加した場合、ＡｌはＺｎよりも安定な硫化物を形成し易く、Ａｌが硫黄（Ｓ）と結合してしまい、ＺｎＳの優れた特性が維持できないという問題もある。
【0006】
また、保護層として使用される場合、デバイスのいくつかには、水との接触を嫌う金属等も多く使用されているため、その特性の一つとして、水（湿度）からの保護も要求される。特に、光ディスクのような記録保存媒体は、長期データ保存のため耐水性が必要とされており、また、有機ＥＬの場合には、酸素や水に非常に弱いため、材料には特に高い耐水性が要求されている。
【0007】
なお、本発明を含め、上記の技術は、光学特性等を制御するための膜（光学調整膜、保護膜等）であり、導電性が求められる一般的な透明導電膜（電極）として使用されるものとは用途が異なるものである。このような膜は屈折率や透過率といった光学特性以外にも、耐湿性やアモルファス膜といったさらなる高性能化のために複数の特性の向上も求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２００３−２４２６８４号公報
【特許文献2】特開２０１１−８９１２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、バルク抵抗率が低く、ＤＣスパッタリングが可能な焼結体スパッタリングターゲットを提供することを課題とする。また、本発明は、所望の光学特性等を備える薄膜を提供することを課題とする。この薄膜は、可視光領域全域において透過率が高く、且つ、屈折率が高く、さらに、アモルファス膜であり、良好な耐湿性を備えていることから、有機ＥＬ、液晶ディスプレイやタッチパネル、光ディスク等の光デバイス用の光学薄膜として有用である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するために、本発明者は鋭意研究を行った結果、下記に提示する材料系を採用することで、ＤＣスパッタリングによる安定で生産性が高い成膜が可能であり、且つ、所望の光学特性等を備えた薄膜を得ることが可能となり、該薄膜を使用する光デバイスの特性改善や生産性向上が可能であるとの知見を得た。
【0011】
本発明者はこの知見に基づき、下記の発明を提供する。１）ＺｎＳと酸化物を含有する焼結体であって、前記焼結体はＺｎＳを４０〜７０ｍｏｌ％含有し、前記酸化物には、少なくともＺｎ，Ｇａ，Ｏからなる酸化物を含み、前記焼結体の組成が４ａｔ％≦Ｇａ／（Ｇａ＋Ｚｎ−Ｓ）≦１８ａｔ％の関係式を満たすことを特徴とする焼結体。
２）バルク抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする上記１）記載の焼結体。
３）相対密度が９０％以上であることを特徴とする上記１）又は２）記載の焼結体。
４）上記１）〜３）のいずれか一に記載の焼結体からなるスパッタリングターゲット。
５）Ｚｎ，Ｇａ，Ｓ，Ｏを含有する膜であって、ＳをＺｎＳ換算で４０〜７０ｍｏｌ％含有し、４ａｔ％≦Ｇａ／（Ｇａ＋Ｚｎ−Ｓ）≦１８ａｔ％の関係式を満たすことを特徴とする膜。
６）波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．１０以上であることを特徴とする上記５）記載の膜。
７）波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．１以下であることを特徴とする上記５）又は６）記載の膜。
８）アモルファスであることを特徴とする上記５）〜７）のいずれか一に記載の膜。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、上記に示す材料系を採用することにより、バルク抵抗率が低く、ＤＣスパッタリングによる安定的な成膜が可能であり、これより、生産性向上が可能となる。また、本発明によれば、有機ＥＬ、液晶ディスプレイやタッチパネル、光ディスク等の光デバイス用の薄膜として良好な光学特性（透過率や屈折率）を確保することができるとともに、良好な耐水性等を確保することできる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の焼結体（スパッタリングターゲット）は、ＺｎＳと酸化物を含有する焼結体であって、前記酸化物は、少なくともＺｎ，Ｇａ，Ｏからなる酸化物を含むものである。Ｚｎ，Ｇａ，Ｏからなる酸化物としては、Ｇａが固溶したＺｎＯ固溶体（ＧＺＯ）や、ＺｎＧａ２Ｏ４のような複合酸化物がある。これによって、バルク抵抗率が低く、ＤＣ（直流）スパッタリングが可能となると共に、良好な光学特性（透過率や屈折率等）と耐水性を備えた、有機ＥＬ、液晶ディスプレイやタッチパネル、光ディスク等の光デバイス用に適したアモルファス薄膜を成膜することが可能となる。
【0015】
ＤＣスパッタリングは、ＲＦ（高周波）スパッタリングに比べて、成膜速度が速く、スパッタリング効率が良いという優れた特徴を持つ。また、ＤＣスパッタリング装置は価格が安く、制御が容易であり、電力の消費量も少なくて済むという利点がある。したがって、本発明のスパッタリングターゲットを使用することで、低コストで安定して膜を製造することができ、生産性が向上する。
【0016】
スパッタリングターゲット中の硫化亜鉛（ＺｎＳ）の含有量は、４０ｍｏｌ％以上、７０ｍｏｌ％以下とする。ＺｎＳの含有量を４０〜７０ｍｏｌ％とする理由は、含有量が４０ｍｏｌ％未満であると、ＺｎＳの持つ優れた特長、すなわち、酸化物膜に比べて軟らかく、フレキシブルデバイスに適するという特長を維持することができず、また、形成した膜がアモルファスとならず、耐水性（耐湿性）に劣り、一方、含有量が７０ｍｏｌ％を超えると、スパッタリングターゲットの導電性が低下し、ＤＣスパッタリングができないからである。
【0017】
本発明の焼結体を構成する酸化物は、前述の通り、Ｚｎ，Ｇａ，Ｏからなる固溶体や複合酸化物を少なくとも含むものであるが、その他にも、Ｚｎの酸化物（ＺｎＯなど）、Ｇａの酸化物（Ｇａ２Ｏ３など）を含んでいてもよい。そして、本発明の焼結体の組成は、４ａｔ％≦Ｇａ／（Ｇａ＋Ｚｎ−Ｓ）≦１８ａｔ％の関係式を満たすことを特徴とする。なお、前記関係式における元素記号は、焼結体中における各元素の濃度（原子比）を意味する。
【0018】
Ｇａ酸化物の含有量が少ないと、膜特性（特に、耐湿性）が低下するため好ましくなく、一方、Ｇａ酸化物の含有量が多いと、導電性が低下して、安定的なＤＣスパッタリングが困難となるため、ＧａとＺｎとの比は、上記の範囲内とすることが好ましい。なお、ＺｎＳにもＺｎが含まれるため、上記関係式において、ＺｎＳ中のＺｎ（Ｓ）分を差し引いている。
【0019】
導電性酸化物として、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等が知られており、また、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３等をさらに添加することが知られている。従来このような導電性酸化物を添加することでターゲットの抵抗を下げることが行われていたが、一方で、添加材の種類や量によっては膜の光学特性を劣化させることがあり、特に可視光領域全域において高い透過率が必要な表示デバイス用の膜としては、十分な特性が得られていなかった。
【0020】
例えば、Ｉｎ２Ｏ３を含有する材料を使用した場合は、短波長域に吸収を生じてしまう。また、ＳｎＯ２を含有する材料を使用した場合、十分な導電性を得るために、その添加量を増やす必要があり、その結果、ＺｎＳ量が減って、ＺｎＳの持つ優れた特長が得られなくなる。また、Ｉｎ２Ｏ３と同様、ＳｎＯ２についても短波長域に吸収が生じやすくなるという問題がある。したがって、可視光領域全域において、高透過率の膜を得るためには、ＺｎＯ系材料を使用することが有効である。さらに、このＺｎＯ系材料に価数の異なる酸化物を添加することで、導電性等を改善することができる。
【0021】
価数の異なる酸化物としては、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３等が知られている。しかし、Ａｌ２Ｏ３を使用した場合には、Ｚｎよりも安定な硫化物を形成しまい、ＺｎＳの優れた特性を低下させる。また、硫化物を形成することにより、添加したＡｌ２Ｏ３がＺｎＯへのｎ型ドーパントとして働かなくなるため、導電性が低下する。また、Ｂ２Ｏ３は耐水性が低くデバイスの信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。一方、Ｇａ２Ｏ３の場合、Ｚｎよりも硫化物安定性が劣るため、ＺｎＳの特性および導電性を阻害することはない。したがって、価数の異なる酸化物としては、Ｇａ２Ｏ３を添加することが好ましい。このように本発明は、添加材の種類と量を厳密に調整することで、良好な光学特性を確保しつつ、ＤＣスパッタリングを可能にするものである。
【0022】
本発明の焼結体は、スパッタリングターゲットとして使用する場合、相対密度９０％以上、さらには９５％以上とすることが好ましい。このような高密度のスパッタリングターゲットは、膜厚の均一性を高め、また、スパッタリング時のパーティクル（発塵）やノジュールの発生を抑制することができるという効果を有する。これによって、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができる。
【0023】
また、本発明の焼結体は、スパッタリングターゲットとして使用する場合、バルク抵抗率を１０Ω・ｃｍ以下とすることが好ましい。バルク抵抗率の低下により、ＤＣスパッタによる成膜が可能となる。ＤＣスパッタリングはＲＦスパッタリングに比べて、成膜速度が速く、スパッタ効率が優れており、スループットを向上できる。なお、製造条件によってはＲＦスパッタリングを行うことも場合もあるが、その場合でも、成膜速度の向上がある。
【0024】
光学調整膜として使用する場合、通常、反射防止や光損失低減のために、特定の屈折率を持つ材料が必要とされる。必要な屈折率はデバイス構造（光学調整膜の周辺層の屈折率）によって異なる。本発明によって得られる膜は、波長５５０ｎｍにおける屈折率ｎを２．１０以上の範囲に制御することが可能となる。なお、スパッタリングターゲットを用いて形成した膜の組成は、そのターゲットの組成と実質的に同程度になるように制御することが可能である。すなわち、Ｚｎ，Ｇａ，Ｓ，Ｏを含有し、ＳをＺｎＳ換算で４０〜７０ｍｏｌ％含有し、４ａｔ％≦Ｇａ／（Ｇａ＋Ｚｎ−Ｓ）≦１８ａｔ％の関係式を満たすものである。
【0025】
光学調整膜自体、高い透過率（消衰係数が小さい）ことが好ましく、本発明によれば、波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．１以下と、可視光の短波長域において、吸収が少ない膜を得ることができる。なお、この消衰係数は、膜厚に依存しない値である。また、本発明の膜は、アモルファスであるため加工性に優れ、また、高温高湿耐性を備えることから、膜質の劣化を防ぐことができる。
【0026】
本発明の焼結体は、各原料粉末を秤量、混合した後、この混合粉末を不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気の下、加圧焼結（ホットプレス）するか、又は、原料粉末をプレス成形した後、この成形体を常圧焼結することによって、製造することができる。このとき、焼結温度は、８００℃以上、１４００℃以下とすることが好ましい。８００℃未満とすると高密度の焼結体が得られず、１４００℃超とすると、原料の蒸発による組成ズレや、密度の低下が生じるため、好ましくない。また、プレス圧力は、１５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２とするのが好ましい。
【0027】
さらに密度を向上させるためには、Ｇａ２Ｏ３原料粉末とＺｎＯ原料粉末とを秤量、混合した後、この混合粉末を仮焼（合成）し、その後、これを微粉砕したものを用意し、この合成粉末とＺｎＳ粉末とを混合して、焼結用粉末として用いることが有効である。このように予め合成と微粉砕を行うことで均一微細な原料粉末を得ることができ、緻密な焼結体を作製することができる。微粉砕後の粒径については、平均粒径５μｍ以下、好ましくは、平均粒径２μｍ以下とする。また、仮焼温度は、好ましくは８００℃以上１２００℃以下とする。このような範囲とすることで、焼結性が良好となり、さらなる高密度化が可能となる。
【0028】
後述の実施例、比較例を含め、本願願発明における評価方法等は、以下の通りである。（成分組成について）
装置：ＳＩＩ社製ＳＰＳ３５００ＤＤ
方法：ＩＣＰ-ＯＥＳ（高周波誘導結合プラズマ発光分析法）
（密度測定について）
寸法測定（ノギス）、重量測定
【0029】
（相対密度について）下記、理論密度を用いて算出する。
相対密度（％）＝寸法密度／理論密度×１００
理論密度は、各金属元素の化合物換算配合比から計算する。
ＺｎのＺｎＳ換算重量をａ（ｗｔ％）、ＧａのＧａ２Ｏ３換算重量をｂ（ｗｔ％）、
ＺｎのＺｎＯ換算重量をｃ（ｗｔ％）としたとき、
理論密度＝１００／（ａ／４．０６＋ｂ／５．９５＋ｃ／５．６１）
また、各金属元素の化合物換算密度は下記値を使用。
ＺｎＳ：４．０６ｇ／ｃｍ３、Ｇａ２Ｏ３：５．９５ｇ／ｃｍ３、
ＺｎＯ：５．６１ｇ／ｃｍ３
【0030】
（バルク抵抗について）装置：ＮＰＳ社製 抵抗率測定器 Σ−５＋
方法：直流４探針法
（成膜方法、条件について）
装置：ＡＮＥＬＶＡ ＳＰＬ−５００
ターゲット：φ６ｉｎｃｈ×５ｍｍｔ
基板：φ４ｉｎｃｈ
基板温度：室温
【0031】
（屈折率、消衰係数について）装置：ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製 分光光度計 ＵＶ−２４５０
測定サンプル：膜厚５００ｎｍ以上のガラス基板上成膜サンプル、及び、未成膜ガラス基板
測定データ：
（成膜サンプル）：薄膜面からの反射率及び透過率及び基板面からの反射率（いずれも裏面反射あり）
（ガラス基板）：裏面反射あり反射率及び透過率、裏面反射なし反射率
計算方法：測定データから以下の資料に基づき算出（小檜山光信著、光学薄膜の基礎理論、株式会社オプトロニクス社、（２００６）、１２６−１３１）
【0032】
（膜のアモルファス性について）成膜サンプルのＸ線回折による回折ピークの有無で判断した。下記条件での測定にて膜材料に起因する回折ピークが見られない場合、アモルファス膜と判断する。
なお、回折ピークが存在しないとは、２θ＝１０°〜６０°における最大ピーク強度をＩｍａｘ、２θ＝４０°〜５０°の平均ピーク強度をＩＢＧとしたときに、Ｉｍａｘ／ＩＢＧ ＜ ５ である場合を意味する。
装置：リガク社製ＵｌｔｉｍａＩＶ
管球：Ｃｕ−Ｋα線
管電圧：４０ｋＶ
電流：３０ｍＡ
測定方法：２θ−θ反射法
スキャン速度：８．０°／ｍｉｎ
サンプリング間隔：０．０２°
測定範囲：１０°〜６０°
測定サンプル：ガラス基板（Ｅａｇｌｅ２０００）上成膜サンプル（膜厚５００ｎｍ以上）
【0033】
（高温高湿耐性について）高温高湿耐性（耐候性）試験：温度８０℃、湿度８０％条件下にて４８時間保管後、光学定数及び抵抗測定を実施し、高温高湿試験前後において、特性差が１０％未満の場合には〇、１０％以上の場合には×、と判断する。
【実施例】
【0034】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【0035】
（実施例１）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、Ａｒ雰囲気中、温度１１００℃、圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件でホットプレス焼結した。
その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９７．７％に達し、バルク抵抗は０．０２Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。ターゲットの成分組成は、分析の結果、原料粉末の配合比と同等になることを確認した。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、図１に示すように、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
【0036】
上記仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、ＤＣスパッタ、スパッタパワー５００Ｗ、酸素を２．０ｖｏｌ％含有するＡｒガス圧０．５Ｐａとし、膜厚５０００〜７０００Åに成膜した。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した。表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．３５、消衰係数が０．０２と、所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0037】
【表1】
【0038】
（実施例２）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９６．７％に達し、バルク抵抗は０．００３Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、図１に示すように、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．２４、消衰係数が０．０４と、所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性（図２参照）が、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0039】
（実施例３）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９８．２％に達し、バルク抵抗は０．００１Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．２２、消衰係数が０．００１、所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0040】
（実施例４）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９８．５％に達し、バルク抵抗は０．２Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．２３、消衰係数が０．０３、と所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0041】
（実施例５）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉、ＺｎＳ粉を表１に記載される配合比で混合した。この混合粉を、実施例１と同様に（但し、焼結温度は１１５０℃）でホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９７．５％に達し、バルク抵抗は０．０１Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．２３、消衰係数が０．０５と、所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0042】
（実施例６）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を真空中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９６．６％に達し、バルク抵抗は０．５Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．３１、消衰係数が０．０５と、所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0043】
（実施例７）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を真空中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗と相対密度を測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９６．８％に達し、バルク抵抗は３Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。また、ＥＭＰＡ（電子線マイクロアナライザー）を用いてターゲット組織を観察した結果、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物が形成されていることを確認した。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．３２、消衰係数が０．０４と、所望の光学特性が得られた。また、アモルファス性、高温高湿耐性（耐候性）は、良好であった。
【0044】
（比較例１）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。なお、ＺｎＳ量を規定より多くした。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗を測定した結果、表１に示す通り、バルク抵抗は５００ｋΩ・ｃｍ超となり、安定したＤＣスパッタは困難であった。
【0045】
（比較例２）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。このとき、Ｇａ２Ｏ３量を規定より少なくした。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様にホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗などを測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９８．５％に達し、バルク抵抗は０．０１Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．３２、消衰係数が０．０２と、所望の光学特性が得られた。一方、高温高湿耐性（耐候性）は劣るものであった。
【0046】
（比較例３）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。このとき、Ｇａ２Ｏ３量を規定より多くした。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様に（但し、焼結温度は１１５０℃）ホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗を測定した結果、表１に示す通り、バルク抵抗は５００ｋΩ・ｃｍ超となり、安定したＤＣスパッタは困難であった。
【0047】
（比較例４）Ａｌ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。このとき、Ｇａ２Ｏ３粉の代わりにＡｌ２Ｏ３粉を使用した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様に（但し、焼結温度は１１５０℃）ホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗などを測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９６．９％に達し、バルク抵抗は０．３Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．２８、消衰係数が０．０３と、所望の光学特性が得られた。一方、高温高湿耐性（耐候性）は劣るものであった。
【0048】
（比較例５）Ｇａ２Ｏ３粉、ＺｎＯ粉を表１に示す原子比となるように調合し、これを混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉とＺｎＳ粉とを表１に記載される配合比で混合した後、実施例１と同様に（但し、焼結温度は１１５０℃）ホットプレス焼結した。なお、ＺｎＳ量を規定より少なくした。その後、この焼結体を機械加工でスパッタリングターゲット形状に仕上げた。得られたターゲットのバルク抵抗などを測定した結果、表１に示す通り、相対密度は９６．４％に達し、バルク抵抗は０．８Ω・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。
次に、仕上げ加工したターゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件は、実施例１と同様とした。成膜サンプルの、屈折率（波長５５０ｎｍ）、消衰係数（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率、を測定した結果、表１に示す通り、スパッタにより形成した薄膜は、屈折率が２．１８、消衰係数が０．０７と、所望の光学特性が得られた。一方、アモルファス膜とならず（図２参照）、高温高湿耐性（耐候性）は劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明のスパッタリングターゲットは、バルク抵抗値が低く、相対密度が９０％以上と高密度であることから、安定したＤＣスパッタリングを可能とする。そして、このＤＣスパッタリングの特徴であるスパッタの制御性を容易にし、成膜速度を上げ、スパッタリング効率を向上させることができるという著しい効果がある。また、成膜の際にスパッタ時に発生するパーティクル（発塵）やノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができる。そして、本発明のスパッタリングターゲットを使用して形成された薄膜は、各種ディスプレイにおける透明導電膜や光ディスクの保護膜、光学調整用の膜として、光学特性や高温高湿耐性において、極めて優れた特性を有する。