特許 6392776 スパッタリングターゲット

(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】6392776

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】スパッタリングターゲット

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20180910BHJP

   C04B 35/01 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 A

   C04B35/01

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-546588(P2015-546588)

(86)(22)【出願日】2014年10月21日

(86)【国際出願番号】JP2014077948

(87)【国際公開番号】WO2015068564

(87)【国際公開日】20150514

【審査請求日】2017年7月31日

(31)【優先権主張番号】特願2013-230161(P2013-230161)

(32)【優先日】2013年11月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006183

【氏名又は名称】三井金属鉱業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001070

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＳＩＮＰＡＴ

(72)【発明者】

【氏名】石田 新太郎

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 淳

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／１５７５３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２２３８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７３３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２５６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ０４Ｂ ３５／００−３５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットであって、８０℃の２８質量％塩酸に、該塩酸に対し４０質量％の量の前記スパッタリングターゲットを２４時間浸漬したときに得られる溶解残渣であるＧａ₂ＺｎＯ₄およびＩｎＧａＯ₃の、前記浸漬したスパッタリングターゲットに対する質量比が０．５質量％以下であり、
相対密度が９９．７％以上であるスパッタリングターゲット。

【請求項2】

前記溶解残渣以外の部分が単相構造である請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項3】

前記溶解残渣以外の部分の組成がＩｎＧａＺｎＯ₄である請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項4】

請求項１に記載のスパッタリングターゲットの製造原料である複数の原料粉末の混合を湿式で行い、得られた混合原料を成形して成形体を作製し、該成形体を焼成する、請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項5】

前記複数の原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）が５μｍ以下であり、さらに前記各原料粉末相互のメジアン径（Ｄ５０）の差が２μｍ以下である請求項４に記載の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、スパッタリングターゲットに関し、詳しくは、アーキングやノジュールの発生の少ないＩｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）の酸化物からなる酸化物半導体膜は、アモルファスＳｉ膜よりも移動度が大きいことから、液晶表示装置や薄膜エレクトロルミネッセンス装置などのスイッチング素子などへの応用が研究されている。

【0003】

これら薄膜を作製する方法としては、スプレー法、ディップ法、真空蒸着法、スパッタリング法等があるが、製造コスト、生産性、大面積均一性、膜質、膜の特性（導電率、透光性等）の点でスパッタリング法が比較的すぐれているので、スパッタリング法が現在の生産技術の主流となっている。

【0004】

スパッタリング法で使用されるターゲットについては、アーキングやノジュールの発生を抑制する観点から、高密度であることやターゲット面内のバルク抵抗が均一であることが良いことが知られている。

【0005】

特許文献１には、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを含むターゲットにおいて、密度やターゲットのバルク抵抗、ターゲットの結晶構造と、スパッタリングしたときのアーキングや異常放電との関係が紹介されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−７３３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

酸化物半導体膜をスパッタリング法にて作製する場合、ＩＴＯ等の透明導電性膜の成膜では許容できる程度の微小なアーキングやノジュールでも膜特性に影響を与えるため、これらが発生すると安定して半導体膜を得ることは難しい。このため、酸化物半導体膜を得るためのスパッタリングターゲットにはアーキングやノジュールを減らすための更なる対策が必要となる。

【0008】

本発明の目的は、スパッタリング中のアーキングやノジュールの発生の少ないＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系のスパッタリングターゲットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成する本発明は、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットであって、８０℃の２８質量％塩酸に、該塩酸に対し４０質量％の量の前記スパッタリングターゲットを２４時間浸漬したときに得られる溶解残渣の、前記浸漬したスパッタリングターゲットに対する質量比が０．５質量％以下であるＩｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットである。

【0010】

前記スパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲットの製造原料である複数の原料粉末の混合を湿式で行い、得られた混合原料を成形して成形体を作製し、該成形体を焼成して製造されたものであることが好ましく、また、前記複数の原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）が５μｍ以下であり、さらに前記各原料粉末相互のメジアン径（Ｄ５０）の差が２μｍ以下であることが好ましい。

【0011】

前記スパッタリングターゲットは、前記溶解残渣以外の部分が単相構造であることが好ましく、さらに前記溶解残渣以外の部分の組成がＩｎＧａＺｎＯ₄であることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明のＩｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットは、スパッタ時にアーキングやノジュールの発生が少なく、このスパッタリングターゲットから歩留りのよい酸化物半導体膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施例１で得られたスパッタリングターゲットをＸ線回折装置（ＸＲＤ）で分析したときに得られたＸ線チャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明のスパッタリングターゲットはＩｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなる。すなわち、本発明のスパッタリングターゲットの構成元素はＩｎ、Ｇａ、ＺｎおよびＯであり、その他非回避的な不純物元素が含まれ得る。Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットにおける各元素の含有量としては、例えば、Ｉｎの含有量はＩｎ₂Ｏ₃換算で好ましくは４３．２〜４５．２質量％、より好ましくは４３．７〜４４．７％であり、Ｇａの含有量はＧａ₂Ｏ₃換算で好ましくは２８．４〜３１．４質量％、より好ましくは２９．２〜３０．６％であり、Ｚｎの含有量はＺｎＯ換算で好ましくは２４．９〜２６．９質量％、より好ましくは２５．４〜２６．４％である。Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの含有量が前記範囲内であると、スパッタリングにより良好なＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Firm Transistor）特性が得られるという利点がある。

【0015】

本発明のスパッタリングターゲットにおいて、８０℃の２８質量％塩酸に、該塩酸に対し４０質量％の量の前記スパッタリングターゲットを浸漬したときに得られる溶解残渣の、前記浸漬したスパッタリングターゲットに対する質量比は０．５質量％以下であり、好ましくは０．３質量％以下であり、より好ましくは０．２質量％以下である。この条件を満たすことにより本発明のスパッタリングターゲットはスパッタ時にアーキングやノジュールの発生が少ない。

【0016】

前述のとおり、酸化物半導体膜をスパッタリング法にて作製する場合、ＩＴＯ等の透明導電性膜の成膜では許容できる程度の微小なアーキングやノジュールであっても膜特性に影響を与える。これは、ターゲットから得られる膜が半導体膜であるため、わずかな酸素量や厚みの違いにより膜抵抗が影響を受けてしまうためであると考えられる。

【0017】

アーキングやノジュールに影響を与える因子として、ターゲット面内のバルク抵抗の差が挙げられる。ターゲット内に、他の箇所よりもバルク抵抗の高い部分が存在するとその部分がスパッタリングされずに残り、そこにアーキングと呼ばれる異常放電が発生し、異常放電にともないノジュールが発生する。そのため、酸化物半導体を得るためのターゲットは、バルク抵抗がより均質であることが要求される。

【0018】

Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの酸化物からなるターゲットにおいては、これらの元素が例えばＩｎＧａＺｎＯ₄、 Ｇａ₂ＺｎＯ₄、ＩｎＧａＯ₃、Ｉｎ₂Ｇａ₂ＺｎＯ₇等の様々な組成の化合物として存在することが知られている。これらの中でもＧａ₂ＺｎＯ₄やＩｎＧａＯ₃はＩｎＧａＺｎＯ₄よりもバルク抵抗が高い。これらのバルク抵抗の高いＧａ₂ＺｎＯ₄相やＩｎＧａＯ₃相がターゲット中に混在していると、これらの相がアーキングやノジュールの原因となると考えられる。これらＧａ₂ＺｎＯ₄やＩｎＧａＯ₃のようなバルク抵抗の高い結晶相の生成を抑制すれば、アーキングやノジュールの発生の少ないターゲットを得ることができると考えられる。

【0019】

従来、ターゲット中のＧａ₂ＺｎＯ₄相やＩｎＧａＯ₃相は一般的にＸＲＤプロファイルにより確認されていたが、ＸＲＤにより検出できるのはこれら結晶相の含有率が数質量％以上の場合に限られ、これより低い含有率の場合には検出が困難であり、更に、定量的にその含有率を求めることは事実上不可能であった。ターゲット中のＧａ₂ＺｎＯ₄相やＩｎＧａＯ₃相は、数質量％より低い含有率でもアーキングやノジュールの原因となるので、ＸＲＤによる評価ではアーキングやノジュールの発生に関する知見を得ることはできなかった。

【0020】

たとえば、特許文献１においてもＸＲＤプロファイルからターゲットの結晶構造を特定しているが、前述のとおり、ＸＲＤで検出できないからといってＧａ₂ＺｎＯ₄相やＩｎＧａＯ₃相がターゲットに含まれていないとはいえず、このターゲット材がアーキングやノジュールの少ない優れたターゲットであるとはいえない。また、特許文献１においてはターゲットのバルク抵抗値についても言及されているが、ターゲット中に絶縁性化合物が少量含まれていたとしても、バルク抵抗が低い結晶相がターゲット全体のバルク抵抗を支配するため、ターゲットのバルク抵抗が低いからといってアーキングやノジュールの少ないターゲットであるとはいえない。

【0021】

本発明者は、ＩｎＧａＺｎＯ₄相等は２８質量％程度の塩酸に溶解するが、Ｇａ₂ＺｎＯ₄相やＩｎＧａＯ₃相は前記塩酸に実質的に溶解しないことを見出し、溶解しない残存物の量から、ＸＲＤによっては検出できない数質量％より低い含有率のＧａ₂ＺｎＯ₄やＩｎＧａＯ₃であっても検出することができるという知見を得た。この知見に基づき、前記条件のもとで得られる溶解残渣の比率を規定することにより、アーキングやノジュールの発生を少ないターゲットを創出したのが本発明である。

【0022】

前記溶解残渣とは、塩酸に浸漬したスパッタリングターゲットのうち、塩酸中への溶解が実質的に進行しない状態で塩酸中に存在する残存物を意味する。前記溶解残渣が実質的にＧａ₂ＺｎＯ₄およびＩｎＧａＯ₃であることはＸＲＤ分析により確認されている。

【0023】

溶解残渣の前記質量比は、具体的には次のように求めることができる。８０℃の２８質量％塩酸１０ｋｇに、スパッタリングターゲット４ｋｇを投入し、温度を８０℃に保ち、撹拌しながら２４時間溶解させる。その後、ろ過して得られた溶解残渣を１００℃で２４時間乾燥してその質量を測定する。投入したスパッタリングターゲットの質量に対する前記溶解残渣の質量の比率（％）を求める。

【0024】

本発明のスパッタリングターゲットにおいては、バルク抵抗の均一性の観点から、前記溶解残渣以外の部分が一定の組成を有する単相構造であることが好ましく、さらにその部分の組成がＩｎＧａＺｎＯ₄であることが好ましい。スパッタリングターゲットの組成は、ターゲットの製造に用いる原料粉末中の元素の構成比によって決定される。単相構造を有するスパッタリングターゲットは、その単相構造の組成を実現し得る元素比になるように各種原料粉末を混合することによって製造することができる。ＩｎＧａＺｎＯ₄の組成の単相構造を有するスパッタリングターゲットは、ＩｎＧａＺｎＯ₄の組成を実現し得る元素比になるように各種原料粉末を混合することによって製造することができる。

【0025】

本発明のスパッタリングターゲットの形状には特に制限はなく、平板状や円筒形状などが挙げられる。

【0026】

本発明のスパッタリングターゲットは、常法により低融点半田を使用して基材に接合してスパッタリングに使用することができる。

【0027】

本発明のスパッタリングターゲットは、前述のとおりスパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ない。なお、スパッタリング中のアーキングの発生とノジュールの発生とはパラレルの関係にあり、ノジュールの発生が少なければアーキングの発生も少ないと評価できる。
＜スパッタリングターゲットの製造方法＞
本発明のスパッタリングターゲットは、たとえば、該ターゲットの製造に必要な複数の原料粉末である酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）粉末、酸化ガリウム（Ｇａ₂Ｏ₃）粉末、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末、ＩＧＺＯ粉末を混合し、得られた混合原料を成形して成形体を作製し、該成形体を焼成して製造することができる。

【0028】

本発明のスパッタリングターゲットは、溶解残渣の前記質量比が０．５質量％以下であり、前述の通り、バルク抵抗の高い化合物であるＧａ₂ＺｎＯ₄やＩｎＧａＯ₃の含有量が少ないターゲットである。Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの酸化物からなるスパッタリングターゲットは、前述の理由により一定の組成を有する単相構造であることが好ましいが、所定の組成を有する単相構造が得られるように原料粉末を配合しても、原料粉末の混合や使用する原料品種などの製造条件によって、前記所定の組成とは異なる組成を有する前記バルク抵抗の高い化合物などが生成し得る。たとえばＩｎＧａＺｎＯ₄という組成を有する単相構造のターゲットを製造しようとして、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を所定の比率で混合し、成形体を高温で焼結しても、混合が不十分であると、成形体の局所ごとに組成のずれが発生し、焼結によりＧａ₂ＺｎＯ₄やＩｎＧａＯ₃のようなバルク抵抗の高い化合物が生成する。また、原料粉末の粒径が大きいなど原料粉末の反応性が低い場合にも、前記３種類の原料粉末の反応が不十分になり、前記バルク抵抗の高い化合物が生成する。

【0029】

前記バルク抵抗の高い化合物の生成を抑制し、本発明のスパッタリングターゲットを得るためには、原料粉末を湿式で混合すること（湿式混合）が好ましい。湿式混合とは、分散媒として水やアルコール等の液体を用いて原料粉末を混合する混合方式を意味する。湿式混合すると、原料粉末の混合が良好になり、均一な組成を有するターゲットが得られる。分散媒を用いずに原料粉末を混合する乾式混合では、原料粉末の凝集がほぐれにくく、原料粉末の均一な混合状態を得ることが困難であるので、その成形体を焼成すると絶縁性化合物である前記バルク抵抗の高い化合物が生成しやすい。湿式混合した後のスラリーから、スリップキャスト法や、スラリーを噴霧乾燥して顆粒を作製し、その顆粒を型に充填して加圧成形する方法などにより成形体が作製される。これらの方法については後述する。

【0030】

また、各原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）が５μｍ以下であることが好ましい。たとえば、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末のメジアン径（Ｄ５０）はすべて５μｍ以下であることが好ましい。前記メジアン径（Ｄ５０）は、より好ましくは２μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。前記メジアン径（Ｄ５０）の下限には特に制限はないが通常０．３μｍである。原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）が前記範囲であると、原料粉末相互の反応性が良好になり、前記バルク抵抗の高い化合物の生成を抑制できる。

【0031】

さらに、前記各原料粉末相互のメジアン径（Ｄ５０）の差が２μｍ以下であることが好ましい。たとえば、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末とのメジアン径（Ｄ５０）の差、酸化インジウム粉末と酸化亜鉛粉末とのメジアン径（Ｄ５０）の差および酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末のメジアン径（Ｄ５０）の差がすべて２μｍ以下であることが好ましい。前記メジアン径（Ｄ５０）の差は、より好ましくは１μｍ以下であり、さらに好ましくは０．５μｍ以下である。前記メジアン径（Ｄ５０）の差がないこと、つまり各原料粉のメジアン径（Ｄ５０）がすべて同じであることが最も好ましい。

【0032】

前記スリップキャスト法では各種原料粉末を含むスラリーを型に流し込み、ついで排水して成形する。原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）の差が２μｍより大きいと、成形中に原料粉末が分離しやすくなり、偏析によりバルク抵抗の高い化合物が生成しやすくなる。前記スラリーを噴霧乾燥する方法でも、原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）の差が２μｍより大きいと、スラリーを輸送する配管内で分離が起こるなどの問題が生じる。

【0033】

前記メジアン径（Ｄ５０）はすべてレーザー回折・散乱法により得られた数値である。

【0034】

以下、本発明のスパッタリングターゲットの具体的な製造方法を説明する。

【0035】

（工程１）
工程１では、原料粉末から成形体を作製する。

【0036】

原料粉末として、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を使用でき、さらにＩＧＺＯ粉末を使用することもできる。前述のとおり、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末およびＩＧＺＯ粉末のメジアン径（Ｄ５０）は５μｍ以下であることが好ましい。各原料粉末相互のメジアン径（Ｄ５０）の差が２μｍ以下であることが好ましい。酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末およびＩＧＺＯ粉末の混合比率は、本ターゲット所定の構成元素比になるように適宜決定される。本製造方法において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末およびＩＧＺＯ粉末の混合粉末を使用する場合、混合粉末に含まれる各元素の比率（質量％）は最終的に得られるターゲットに含まれる各元素の比率（質量％）と同視できることが確認されている。

【0037】

原料粉末は事前に乾式混合してもよい。乾式混合方法には特に制限はなく、例えば、各粉末およびジルコニアボールをポットに入れ、ボールミル混合することができる。

【0038】

この混合粉末から成形体を作製する方法として、たとえば前述のスリップキャスト方法およびスラリーを噴霧乾燥する方法が挙げられる。

【0039】

スリップキャスト方法
スリップキャスト方法では、前記混合粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製し、このスラリーを型に流し込み、次いで排水して成形する。

【0040】

前記有機添加物としては、バインダー、分散剤を挙げることができる。バインダーとしては、エマルジョン系のバインダーが一般的であり、分散剤としてはポリカルボン酸アンモニウム等が一般的である。

【0041】

混合粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製する際に使用する分散媒には特に制限はなく、目的に応じて、水、アルコール等から適宜選択して使用することができる。

【0042】

混合粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製する方法には特に制限はなく、例えば、混合粉末、有機添加物および分散媒をポットに入れ、ボールミル混合する方法が使用できる。この混合が湿式混合である。

【0043】

得られたスラリーを型に流し込み、次いで排水して成形し、成形体を作製する。型としては、石膏型や加圧して排水を行う樹脂型が一般的である。

【0044】

スラリーを噴霧乾燥する方法
スラリーを噴霧乾燥する方法では、前記混合粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製し、このスラリーを噴霧乾燥して得られた乾燥粉末を型に充填して加圧成形する。

【0045】

前記有機添加物としては、バインダー、分散剤を挙げることができる。バインダーとしては、水溶性バインダーが一般的であり、分散剤としてはポリカルボン酸アンモニウム等が一般的である。

【0046】

混合粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製する際に使用する分散媒には特に制限はなく、目的に応じて、水、アルコール等から適宜選択して使用することができる。

【0047】

混合粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製する方法には特に制限はなく、例えば、混合粉末、有機添加物および分散媒をポットに入れ、ボールミル混合する方法が使用できる。この混合が湿式混合である。

【0048】

得られたスラリーを噴霧乾燥して含水率が１％以下の乾燥粉末を作製し、これを型に充填して一軸プレスまたは静水圧プレスにより加圧して成形し、成形体を作製する。

【0049】

（工程２）
工程２では、工程１で得られた成形体を焼成し、焼成体を作製する。焼成炉には特に制限はなく、セラミックスターゲット材の製造に従来使用されている焼成炉を使用することができる。

【0050】

焼成温度は、通常、１３００〜１５００℃、好ましくは１４００℃〜１４５０℃である。焼成温度が高いほど高密度のターゲット材が得られるが、高すぎるとターゲット材の焼結組織が肥大化して割れやすくなる。

【0051】

（工程３）
工程３では、工程２で得られた焼成体を切削加工し、スパッタリングターゲットを作製する。加工は、平面研削盤等を用いて行う。加工後の表面粗度Ｒａは、砥石の砥粒の大きさを選定することにより制御することができる。

【実施例】

【0052】

実施例および比較例において得られたスパッタリングターゲットの評価方法は以下の通りである。
１．相対密度
スパッタリングターゲットの相対密度はアルキメデス法に基づき測定した。具体的には、スパッタリングターゲットの空中重量を体積（スパッタリングターゲットの水中重量／計測温度における水比重）で除し、下記式（Ｘ）に基づく理論密度ρ文字（ｇ／ｃｍ³）に対する百分率の値を相対密度（単位：％）とした。

【数式１】

【0053】

【0054】

（式中C₁〜C_iはそれぞれスパッタリングターゲットの構成物質の含有量（重量％）を示し、ρ₁〜ρ_iはC₁〜C_iに対応する各構成物質の密度（ｇ／ｃｍ³）を示す。）
２．溶解残渣
スパッタリングターゲットを３ｃｍ角以下に破砕した試料４ｋｇを、８０℃の２８質量％塩酸１０ｋｇに、温度を８０℃に保持し、撹拌しながら２４時間浸漬した。２４時間浸漬した時点で試料の溶解は進行していないことを確認した。得られた残渣含有液をろ過して、溶解残渣を回収し、１００℃で２４時間乾燥して、その質量を測定した。浸漬した試料の質量に対する溶解残渣の質量の比率（溶解残渣の質量比（％））を求めた。
３．原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）
原料粉末のメジアン径（Ｄ５０）は日機装株式会社製レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（ＨＲＡ9320-Ｘ100）を用いて測定した。溶媒は水を使用し、測定物質の屈折率２．２０で測定した。
４．ノジュール量
スパッタリングターゲットをＣｕ製の基材に、低融点半田としてインジウムを使用して接合し、下記条件でスパッタを行った。

【0055】

＜スパッタリング条件＞
装置：ＤＣマグネトロンスパッタ装置、排気系クライオポンプ、ロータリーポンプ
到達真空度：３×１０^-4Ｐａ
スパッタ圧力：０．４Ｐａ
酸素分圧：４×１０^-2Ｐａ
スパッタ後のターゲットの表面を写真撮影し、画像解析により、ターゲット表面の面積に対するターゲット表面におけるノジュールの面積の比率（％）をノジュール量とした。また、このノジュール量を面積比率の少ない方から下記のＡ〜Ｄの判定基準で評価した。

【0056】

Ａ：３％未満
Ｂ：３％以上６％未満
Ｃ：６％以上９％未満
Ｄ：９％以上
ノジュール量が少ないほど好適なスパッタリング膜が形成出来ていると評価できる。ＡまたはＢ判定となったターゲットはノジュール量が少なく、生成された膜の大面積での均一性、膜質、導電率、透光性等の膜特性が良好となる。従って、ＡまたはＢ判定となったターゲットであれば従来よりも歩留り良く、効率的に酸化物半導体膜を得ることができるといえる。
［実施例１］
メジアン径（Ｄ５０）が０．８μｍである酸化亜鉛粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が０．６μｍである酸化インジウム粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が２μｍである酸化ガリウム粉末とをポット中でジルコニアボールによりボールミル乾式混合して、混合粉末を調製した。混合粉末における酸化インジウム粉末の含有量は４４．２質量％、酸化亜鉛粉末の含有量は２５．９質量％、酸化ガリウム粉末の含有量は２９．９質量％であった。この配合比により、実質的に溶解残渣以外の部分の組成がＩｎＧａＺｎＯ₄である単相構造のスパッタリングターゲットが得られる。

【0057】

このポットに、バインダーとして混合粉末に対して０．２質量％のアクリルエマルジョンバインダー、分散剤として混合粉末に対して０．６質量％のポリカルボン酸アンモニウム、および分散媒として混合粉末に対して２０質量％の水を加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。このスラリーを石膏型に流し込み、次いで排水して成形体を得た。

【0058】

次に、この成形体を焼成して焼成体を作製した。焼成は、大気雰囲気中、焼成温度１４００℃、焼成時間１０時間、昇温速度３００℃/ｈ、降温速度５０℃／ｈで行った。

【0059】

得られた焼成体を切削加工し、表面粗度Ｒａが０．７μｍである直径が１５２．４ｍｍで厚みが６ｍｍであるスパッタリングターゲットを得た。加工には、＃１７０の砥石を使用した。

【0060】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。また、得られたスパッタリングターゲットの結晶構造をＸ線回折装置（ＸＲＤ）により調べた。Ｘ線チャートを図１に示した。図１により、得られたスパッタリングターゲットは、実質的に溶解残渣以外の部分の組成がＩｎＧａＺｎＯ₄の単相構造であることが判る。
［実施例２］
実施例１と同様に乾式混合して混合粉末を調製した。

【0061】

混合粉末が入っているポットに、バインダーとして混合粉末に対して０．２質量％のＰＶＡバインダー、分散剤として混合粉末に対して０．６質量％のポリカルボン酸アンモニウム、および分散媒として混合粉末に対して４０質量％の水を加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。このスラリーを入り口温度が２００℃の噴霧乾燥機で噴霧乾燥して含水率が１％以下の乾燥粉末を得た。得られた乾燥粉末を金型に充填して、８００ｋｇｆ/ｃｍ²の一軸プレスで加圧して成形体を得た。得られた成形体を実施例１と同じ方法で焼成および加工して、実施例１と同寸法のスパッタリングターゲットを得た。

【0062】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。Ｘ線回折の結果は図１と同様であった。
［実施例３］
実施例２と同様にして乾燥粉末を得た。

【0063】

乾燥粉末をゴム型に充填して、１２００ｋｇｆ/ｃｍ²の静水圧プレスで加圧して成形体を得た。得られた成形体を実施例１と同じ方法で焼成および加工して、実施例１と同寸法のスパッタリングターゲットを得た。

【0064】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。Ｘ線回折の結果は図１と同様であった。
［実施例４］
メジアン径（Ｄ５０）が３．２μｍである酸化亜鉛粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が２．５μｍである酸化インジウム粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が４．５μｍである酸化ガリウム粉末とをポット中でジルコニアボールによりボールミル乾式混合して、混合粉末を調製した。混合粉末における酸化インジウム粉末の含有量は４４．２質量％、酸化亜鉛粉末の含有量は２５．９質量％、酸化ガリウム粉末の含有量は２９．９質量％であった。この配合比により、実質的に溶解残渣以外の部分の組成がＩｎＧａＺｎＯ₄である単相構造のスパッタリングターゲットが得られる。

【0065】

このポットに、バインダーとして混合粉末に対して０．２質量％のアクリルエマルジョンバインダー、分散剤として混合粉末に対して０．３質量％のポリカルボン酸アンモニウム、および分散媒として混合粉末に対して１５質量％の水を加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。このスラリーを石膏型に流し込み、次いで排水して成形体を得た。

【0066】

得られた成形体を実施例１と同じ方法で焼成および加工して、実施例１と同寸法のスパッタリングターゲットを得た。

【0067】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。Ｘ線回折の結果は図１と同様であった。
［比較例１］
実施例１と同様に乾式混合して混合粉末を調製した。

【0068】

この混合粉末に対して０．２重量％のＰＶＡバインダーを混合し、湿式混合をすることなく金型に充填して、８００ｋｇｆ/ｃｍ²の一軸プレスで加圧して成形体を得た。得られた成形体を実施例１と同じ方法で焼成および加工して、実施例１と同寸法のスパッタリングターゲットを得た。

【0069】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。Ｘ線回折の結果は図１と同様であった。
［比較例２］
メジアン径（Ｄ５０）が７．２μｍである酸化亜鉛粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が８．５μｍである酸化インジウム粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が７．５μｍである酸化ガリウム粉末とをポット中でジルコニアボールによりボールミル乾式混合して、混合粉末を調製した。混合粉末における酸化インジウム粉末の含有量は４４．２質量％、酸化亜鉛粉末の含有量は２５．９質量％、酸化ガリウム粉末の含有量は２９．９質量％であった。

【0070】

このポットに、バインダーとして混合粉末に対して０．２質量％のアクリルエマルジョンバインダー、分散剤として混合粉末に対して０．３質量％のポリカルボン酸アンモニウム、および分散媒として混合粉末に対して１２質量％の水を加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。このスラリーを石膏型に流し込み、次いで排水して成形体を得た。

【0071】

得られた成形体を実施例１と同じ方法で焼成および加工して、実施例１と同寸法のスパッタリングターゲットを得た。

【0072】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。Ｘ線回折の結果は図１と同様であった。
［比較例３］
メジアン径（Ｄ５０）が０．８μｍである酸化亜鉛粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が０．６μｍである酸化インジウム粉末と、メジアン径（Ｄ５０）が４．５μｍである酸化ガリウム粉末とをポット中でジルコニアボールによりボールミル乾式混合して、混合粉末を調製した。混合粉末における酸化インジウム粉末の含有量は４４．２質量％、酸化亜鉛粉末の含有量は２５．９質量％、酸化ガリウム粉末の含有量は２９．９質量％であった。

【0073】

比較例２の混合粉末の替わりに前記混合粉末を用いたこと以外は比較例２と同様にして実施例１と同寸法のスパッタリングターゲットを得た。

【0074】

上記方法により、スパッタリングターゲットの相対密度、溶解残渣の質量比、ノジュール量を求めた。結果を表１に示した。Ｘ線回折の結果は図１と同様であった。

【0075】

【表1】

【図1】