(57)【要約】【課題】Ｚｎの含有量をそれほど増大させることなしに、アーキング及びパーティクルの発生を有効に抑制する。【解決手段】Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含み、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０であり、ＸＲＤ測定によるＩｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相のピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）が０．１０以下であり、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が１０％以下であるスパッタリングターゲットである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含み、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０であり、
ＸＲＤ測定によるＩｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相のピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）が０．１０以下であり、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が１０％以下であるスパッタリングターゲット。
【請求項２】
密度が９９％以上である請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
バルク抵抗率が０．１ｍΩ・ｃｍ〜０．４ｍΩ・ｃｍである請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
平均結晶粒径が５．０μｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末及び酸化亜鉛粉末を混合し、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０になる原料粉末を得る粉末混合工程と、前記原料粉末を成形して成形体とする成形工程と、前記成形体を、１５１５℃〜１５６０℃の温度に加熱した後、前記温度から１０００℃まで１０００℃／ｈｒ以上の速度で降温する焼結工程とを含む、スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
焼結工程での加熱を、酸素雰囲気もしくは大気雰囲気の下で行う、請求項５に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
焼結工程での前記温度を、１０時間以上にわたって維持する、請求項５又は６に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
焼結工程での加熱時の昇温速度を、３０℃／ｈｒ〜６００℃／ｈｒとする請求項５〜７のいずれか一項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】
この明細書は、スパッタリングターゲットおよび、スパッタリングターゲットの製造方法に関する技術を開示するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等に搭載される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）その他の種々の表示装置用電極、タッチパネル及び電子ペーパーなどのフィルム用電極等を製造するに際しては、ガラス又はプラスチック等の成膜用基板上に、スパッタリングにより、金属複合酸化物からなる透明導電膜を形成することが行われる。
【０００３】
この種の透明導電膜としては現在、優れた光透過性及び導電性を有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜が主流となっている。このＩＴＯ膜を生成するため、酸化インジウム及び酸化スズを含むスパッタリングターゲット、いわゆるＩＴＯターゲットが広く使用されるに至っている。
【０００４】
ところで、ＩＴＯターゲットは、主にＩｎ2Ｏ3結晶相とＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相からなることがある。これらの各結晶相は抵抗が異なり、その抵抗差は、スパッタリングによる成膜に際する電圧印加時に、アーキング及びパーティクルの発生要因となる可能性がある。
【０００５】
これに関連して、特許文献１には、「Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含み、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７〜１７ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５〜１２ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が１．３以上であり、且つＸＲＤ測定によるＩｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相のピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）が０．１０以下であり、相対密度が９７％以上であり、バルク抵抗が０．１〜０．５ｍΩｃｍである透明導電膜形成用ターゲット」が開示されている。
この特許文献１では、特にＺｎの含有量について、「ＩｎとＳｎとＺｎの合計量に対する亜鉛の原子数率（Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ））を０．５〜１２ａｔ％とすることで、ターゲット中のＩｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の割合を小さくし、スパッタ成膜時のアーキングやパーティクルの発生を抑制することができる。ターゲットに含まれる亜鉛（Ｚｎ）の含有量が多すぎると、膜の抵抗率が上がる場合があるが、Ｓｎの含有量が少なすぎるとＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12相が多くなり、アーキングが増える。」と記載されている。
【０００６】
特許文献２には、「抵抗が低く、理論相対密度が高く、強度が高いターゲット、インジウム含有量が低減されたターゲット、スパッタリング法を用いて透明導電膜を成膜する際に発生する異常放電を抑制し安定にスパッタリングを行うことができるターゲット及びその製造方法を提供する」との課題の下、「インジウム、錫、亜鉛及び酸素を含有し、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によってビックスバイト構造化合物のピークのみが実質的に観測されることを特徴とするスパッタリングターゲット」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第６１５９８６７号公報
【特許文献２】特許第４９４７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｉｎ2Ｏ3結晶相とＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相との抵抗差によるアーキング及びパーティクルの発生を抑制するには、ＩＴＯターゲット中のＺｎの含有量を多くして、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の割合を減らすことが有効であると考えられる。
この一方で、Ｚｎの含有量を増加させると、スパッタリングにより形成した薄膜の抵抗率が高くなり、透明導電膜としての所定の用途で要求される特性を満たすことが困難になる。
【０００９】
この明細書では、Ｚｎの含有量をそれほど増大させることなしに、アーキング及びパーティクルの発生を有効に抑制することができるスパッタリングターゲットおよび、スパッタリングターゲットの製造方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この明細書で開示するスパッタリングターゲットは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含み、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０であり、ＸＲＤ測定によるＩｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相のピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）が０．１０以下であり、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が１０％以下であるものである。
【００１１】
この明細書で開示するスパッタリングターゲットの製造方法は、酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末及び酸化亜鉛粉末を混合し、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０になる原料粉末を得る粉末混合工程と、前記原料粉末を成形して成形体とする成形工程と、前記成形体を、１５１５℃〜１５６０℃の温度に加熱した後、前記温度から１０００℃まで１０００℃／ｈｒ以上の速度で降温する焼結工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のスパッタリングターゲットによれば、Ｚｎの含有量をそれほど増大させることなしに、アーキング及びパーティクルの発生を有効に抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、この明細書で開示する実施の形態について詳細に説明する。
一の実施形態のスパッタリングターゲットは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含み、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０であり、ＸＲＤ測定によるＩｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相のピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）が０．１０以下であり、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が１０％以下である。このようにＺｎの含有量が比較的少ないにも関わらず、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が小さいスパッタリングターゲットは、後述の焼結工程の条件、特に加熱後の降温速度等を調整することにより得られる。
【００１４】
（組成）
スパッタリングターゲットは、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）を含むものとする。スパッタリングターゲットは、典型的には、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）と酸化錫（ＳｎＯ2）の無機化合物からなる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主体とするものである。
【００１５】
ＩｎとＳｎとＺｎの合計に占めるＳｎの割合（Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ））は、７ａｔ％〜１０ａｔ％とし、かつ、ＩｎとＳｎとＺｎの合計に占めるＺｎの割合（Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ））は、０．５ａｔ％〜３ａｔ％とする。これにより、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の割合がある程度少なく、結晶相間の抵抗差によるアーキング及びパーティクルを抑えることができる。また、当該スパッタリングターゲットを用いて形成した薄膜の抵抗率が小さくなって、透明導電膜として所定の用途に有効に用いることができる。特にＺｎの割合を所定の範囲にすることにより、成膜による抵抗率が０．１ｍΩ・ｃｍ〜０．４ｍΩ・ｃｍと適切な範囲になることがある。
【００１６】
Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が７ａｔ％未満である場合は、Ｓｎ4+がＩｎ2Ｏ3結晶相のＩｎサイトに置換固溶することにより発生するキャリアが少ないため抵抗率が増加する。一方、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が１０ａｔ％を超える場合は、Ｓｎが増加するためにＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の割合が増大してしまう。また、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が０．５ａｔ％未満である場合は、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の割合が有意に低下せず、アーキング及びパーティクルを十分抑制することができない。この一方で、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）が３ａｔ％を超える場合は、薄膜の抵抗率の増大を招く。
【００１７】
このような観点から、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）は、好ましくは７ａｔ％〜１０ａｔ％であり、より好ましくは９ａｔ％〜１０ａｔ％である。また、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）は、好ましくは０．５ａｔ％〜３ａｔ％であり、より好ましくは２ａｔ％〜３ａｔ％である。
【００１８】
また、アーキング及びパーティクルを抑制しつつ、抵抗率の小さな薄膜を形成するため、スパッタリングターゲット中のＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）は、２．３〜２０とすることが好ましく、さらに３ａｔ％〜９ａｔ％とすることがより一層好ましい。
【００１９】
スパッタリングターゲットの各元素の組成は、たとえばＩＣＰ−ＭＳにより分析することができる。
【００２０】
（ＸＲＤピーク強度比）
このようなスパッタリングターゲットに対して、Ｘ線回折（ＸＲＤ）による測定を行った場合、Ｉｎ2Ｏ3結晶相に対するＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相のピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）は、０．１０以下であり、好ましくは０．０９以下、より好ましくは０．０５以下である。
これはすなわち、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の割合が少ないことを意味し、それにより、スパッタリングターゲットの抵抗が均一になる。その結果として、これを用いたスパッタリングで成膜する際のアーキング及びパーティクルの発生を低減することができる。特に１．０〜３．０μｍ程度の微小サイズのパーティクルの発生を１００個以下、更には４５個以下、更には３０個以下に抑制できることがある。この場合、高機能化・高精細化した２Ｋ、４Ｋディスプレイやスマートフォンなどのような中小型ディスプレイで問題となるような微細なパーティクルの発生を抑制することもできる。
【００２１】
このピーク強度比は、株式会社リガク製の全自動多目的Ｘ線回折装置（型式：Ｕｌｔｉｍａ）を用いて導出することができる。具体的には、はじめに、スパッタリングターゲットから採取したものを粉末状にし、これを目開き１００μｍで篩った篩下の粉末を圧粉してサンプルとする。次いで、このサンプルに対して粉末Ｘ線回折法を用いて、そのＸ線回折プロファイルを得る。それにより得られたＸ線回折プロファイルに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、結晶相の同定を行う。なお、ピーク強度比の算出には、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相は２θ＝２３．９°付近より、Ｉｎ2Ｏ3結晶相は２θ＝２１．５°付近より読み取って求めたピーク強度を用いる。ここで測定条件として、管電圧は４０ｋＶ、管電流は３０ｍＡ、スキャンスピードは５°／ｍｉｎ、ステップは０．０２°とする。実際のピークは歪等によるピークシフトが起こることがあるため、ＩＣＤＤカードを参照し、±０．２°付近の最大のピークをピークとして採用する。ここでは、バックグラウンドの除去は行わない。
【００２２】
（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率）
この実施形態では、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が１０％以下である。Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率は、好ましくは８％以下、より好ましくは６％以下である。
これにより、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相を起点とするアーキングの発生を抑制することができる。言い換えれば、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が１０％より大きい場合は、アーキングが増加する原因となる。
【００２３】
Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率は、日本電子株式会社製のＥＰＭＡ（型式：ＪＸＡ−８５００Ｆ）を用いて導くことができる。具体的には、はじめに適当なサイズに切断した焼結体の観察面を鏡面研磨しサンプルとする。次いで、このサンプルに対してＥＰＭＡによる面分析を行うことで、Ｓｎ元素のマッピング像を得る。このＳｎ元素のマッピング像では、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相はＳｎ元素の強度が高く、Ｉｎ2Ｏ3結晶相はＳｎ元素の強度が低くあらわれる。ここで得られるＳｎ元素の面分析像を画像処理ソフトにより二値化し、白く表現されたＳｎ元素の強度が高い部分の面積率をＳｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率とする。
【００２４】
（密度）
スパッタリングターゲットの密度は、９９％以上であることが好ましく、さらに９９．５％以上であることがより一層好ましい。密度が低いと、スパッタリングターゲットの強度不足やアーキングの発生を招く。
【００２５】
この密度は、密度＝実測密度÷基準密度×１００（％）の式にて算出することができる。ここで、基準密度は、焼結体の各構成元素において、酸素を除いた元素の酸化物の理論密度から算出される密度の値である。例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含むターゲットであれば、各構成元素であるインジウム、スズ、亜鉛、酸素のうち、酸素を除いたインジウム、スズ、亜鉛の酸化物として、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛(ＺｎＯ)の各密度を、理論密度の算出に用いる。また、焼結体中のインジウム、スズ、亜鉛の元素分析値（ａｔ％又は質量％）から、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の質量比を算出する。そして、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛(ＺｎＯ)のそれぞれについて密度を当該質量比に乗じた値を合計し、１００ｇ／ｃｍ3で除して、基準密度を求める。例えば、換算の結果、酸化インジウムが８８質量％、酸化スズが９質量％、酸化亜鉛が３質量％のターゲットの場合、理論密度は、（Ｉｎ2Ｏ3の密度（ｇ／ｃｍ３）×８８＋ＳｎＯ2の密度（ｇ／ｃｍ3）×９＋ＺｎＯの密度（ｇ／ｃｍ3）×３）／１００（ｇ／ｃｍ3）として算出する。Ｉｎ2Ｏ3の理論密度は７．１８ｇ／ｃｍ3、ＳｎＯ2の理論密度は６．９５ｇ／ｃｍ3、ＺｎＯの理論密度は５．６７ｇ／ｃｍ3であれば、理論密度７．１１ｇ／ｃｍ3として計算する。一方、実測密度とは、重量を体積で割った値である。焼結体の場合は、アルキメデス法により体積を求めて算出する。
【００２６】
（バルク抵抗率）
スパッタリングターゲットのバルク抵抗率は、好ましくは０．１ｍΩ・ｃｍ〜０．４ｍΩ・ｃｍ、より好ましくは０．１ｍΩ・ｃｍ〜０．２ｍΩ・ｃｍである。バルク抵抗率が高すぎると、アーキングが発生する原因となることがある。
【００２７】
バルク抵抗は、四探針法を用いてスパッタリングターゲットのスパッタリングに供される表面の中心及び周辺部３点を測定し、その平均値とする。
【００２８】
（平均結晶粒径）
スパッタリングターゲットの平均結晶粒径は、５．０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２．０μｍ〜３．５μｍである。平均結晶粒径が大きいと、ターゲットの強度が低下しスパッタ時にクラックが発生する原因となる可能性がある。
【００２９】
平均結晶粒径を測定するには、スパッタリングターゲットの中央付近及び四隅の合計５箇所の部位からサンプルを採取する。そして、各サンプルについてターゲット断面の任意の表面について３００倍のＳＥＭ像を撮影し、撮影した画像上に５本の直線を引いて、各直線が結晶粒子と交わってできる線分の長さをコード長とし、それらのコード長の平均値を求めて、これを平均結晶粒径とする。
【００３０】
（製造方法）
上述したようなスパッタリングターゲットは、たとえば、粉末混合工程、成形工程及び焼結工程を順次に経ることで製造することができる。
【００３１】
粉末混合工程では、酸化インジウム粉末、酸化スズ粉末及び酸化亜鉛粉末を準備し、これらの粉末を混合して、これを原料粉末とする。原料粉末は、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０になるように、各粉末を配合することにより得られる。Ｚｎの含有量がこの範囲内になるように、酸化亜鉛粉末の添加量を比較的少なくすることにより、製造されるスパッタリングターゲットを用いて形成した薄膜の抵抗率の増大が抑制される。
【００３２】
酸化インジウム粉末は、かさ密度：０．３〜０．８ｇ／ｃｍ3、メジアン径（Ｄ50）：０．５〜２．５μｍ、比表面積：３．０〜６．０ｍ2／ｇのものを使用し、酸化スズ粉末は、かさ密度：０．２〜０．６ｇ／ｃｍ3、メジアン径（Ｄ50）：１．０〜２．５μｍ、比表面積：３．０〜６．０ｍ2／ｇ、酸化亜鉛粉末は、かさ密度：０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3、メジアン径（Ｄ50）：０．３〜２．０μｍ、比表面積：２．０〜６．０ｍ2／ｇを使用することが好ましい。これらを混合して、最密充填に好適な粒度分布になるようにする。
【００３３】
原料粉末は、たとえばビーズミルにより湿式混合・微粉砕し、水に分散させたスラリーとすることができる。そして、造粒を行うことが好ましい。これにより、原料粉末の流動性を良くして、プレス成形時の充填状況を良好なものにすることができる。この際に、たとえば、バインダーの役割を果たすＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を４ｗｔ％〜１０ｗｔ％で含有する水溶液を、原料粉末に対して５０ｃｃ／ｋｇ〜２５０ｃｃ／ｋｇ添加することができる。
【００３４】
次いで、成形工程を行う。成形工程では、上記の原料粉末を金型に充填し、たとえば、４００ｋｇｆ／ｃｍ2〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を１分〜３分にわたって保持して、所定の形状に成形する。圧力４００ｋｇｆ／ｃｍ2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／ｃｍ2を超えると、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される場合があり、生産上好ましくない場合がある。
【００３５】
その後の焼結工程では、電気抵抗路その他の電気炉等を使用し、酸素雰囲気もしくは大気雰囲気下で成形体を焼結し、焼結体を得る。ここでは、成形体を１５１５℃〜１５６０℃の温度まで昇温して加熱する。これにより、上記のようにＺｎの含有量をある程度少なくしても、スパッタリングターゲットのピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）を小さくすることができる。加熱により到達させる当該温度が１５６０℃を超えると、Ｚｎの蒸散により密度が減少する。一方、１５１５℃未満とすれば、焼結が不十分となる。この温度は、焼結炉内に設置された熱電対で測定される温度とする。
【００３６】
上記の温度に到達させるに当っては、成形体を、３０℃／ｈｒ〜６００℃／ｈｒ、さらに６０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒの速度で昇温させることが好ましい。昇温速度が３０℃／ｈｒ未満である場合は、過剰なエネルギーと時間が費やされて、コストの増加や生産性の低下を招く可能性がある。一方、昇温速度が６００℃／ｈｒを超える場合は、急激な温度上昇に伴うクラックの発生や、内部に気孔が残留し密度の低下を招くおそれがある。
昇温速度は、焼結炉内に設置された熱電対を用いて１５秒ごとに測定し、直近の測定値との温度差を時間間隔で除して得られる各速度の平均値として求める。後述の降温速度についても実質的に同様にして求める。
【００３７】
上記の温度に維持する時間は、１０時間以上とすることが好ましい。この時間が１０時間よりも短いと、焼結が十分に進行せず、スパッタリングターゲットの密度の低下や反りの発生が懸念される。但し、保持時間が４０時間を超えると、過剰なエネルギーと時間が費やされて、コストの増加や生産性の低下を招く場合がある。
【００３８】
加熱後の降温は、上記の温度から１０００℃に至るまでの間、１０００℃／ｈｒ以上の速度で行うことが重要である。なお、１０００℃からさらに降温させる際の速度は特に問わない。上記の温度から１０００℃までを、このような速い速度で降温することにより、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12の生成を抑制し、スパッタリングターゲットのピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）を０．１０以下と十分に小さくすることができるとともに、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率を１０％以下とすることができる。また、該降温速度を１０００℃／ｈｒ以上とすれば、粒成長が抑制されるので、スパッタリングターゲットの平均結晶粒径を小さくすることもできる。
なお、一般に１０００℃までの降温速度は、３００℃／ｈｒ以下となることが多い。したがって、１０００℃までの降温速度の好ましい範囲は、１０００℃／ｈｒ〜１６００℃／ｈｒである。
【００３９】
上述した降温速度は、たとえば、循環ガス送風による空冷やクーリングタワーを利用した水冷等を用いることにより実現することができる。
【００４０】
これにより得られる焼結体を、所定の寸法形状に切断し、機械研削ないし化学研削等の公知の方法にて研削することにより、スパッタリングターゲットを得ることができる。このようなスパッタリングターゲットは、一般に表面に基材がボンディングされて、スパッタリングに供される。
【００４１】
（透明導電膜）
上記のスパッタリングターゲットを用いて、たとえばガラス又はプラスチック等の成膜用基板上にスパッタリングすることにより、透明導電膜を形成することができる。基板への成膜条件としては種々の条件が採用され得るが、例えば、スパッタ圧力を０．６Ｐａとし、導入ガスをＡｒとＯ2からなる混合ガス（Ｏ2分圧が０〜３％）とし、直流電力１〜３Ｗ／ｃｍ2条件でスパッタリングを行うことが好ましい。非晶質の透明導電膜は、エッチング後に、結晶化温度以上の温度で熱処理して結晶化させることにより、低抵抗の結晶質の透明導電膜とすることができる。
【００４２】
かかる透明導電膜は、スパッタリングターゲットと同様に、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｏを含み、Ｓｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝７ａｔ％〜１０ａｔ％、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ＋Ｚｎ）＝０．５ａｔ％〜３ａｔ％、ＳｎとＺｎの原子数比（Ｓｎ／Ｚｎ）が２．３〜２０であるものになる。
【００４３】
透明導電膜の抵抗率は、０．１ｍΩ・ｃｍ〜０．４ｍΩ・ｃｍ、さらに０．１ｍΩ・ｃｍ〜０．３ｍΩ・ｃｍであることが好ましい。これにより、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）その他の種々の表示装置用電極、タッチパネル及び電子ペーパーなどのフィルム用電極等の用途に適した所要の特性を発揮することができる。抵抗率は四探針法により測定する。
【実施例】
【００４４】
次に、スパッタリングターゲットを試作し、その効果を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、これに限定されることを意図するものではない。
【００４５】
比表面積５ｍ2／ｇのインジウム化合物、スズ化合物及び亜鉛化合物を、表１に示す含有量及びＳｎ／Ｚｎ組成比に秤量し、個別に粉砕し、粉砕により得られた混合粉を５００ｋｇｆ／ｃｍ2でプレス成形して成形体を作製した。この成形体に対し、酸素雰囲気または大気雰囲気で、表１に示す温度で５〜４０時間にわたって加熱した後、表１に示す降温速度で降温した。これにより、実施例１〜８及び比較例１〜１６のスパッタリングターゲットを作製した。
【００４６】
なお、実施例１〜８及び比較例１〜１５は各原料粉に対して、酸化インジウム粉末をメジアン径（Ｄ50）０．２〜２．０μｍ、酸化スズ粉末をメジアン径（Ｄ50）０．１〜１．５μｍ、酸化亜鉛粉末をメジアン径（Ｄ50）０．０５〜１．０μｍとなるよう個別に粉砕を行って、各原料配合に混合した。
【００４７】
これらの実施例１〜８及び比較例１〜１５の各スパッタリングターゲットについて、先に述べた方法により、密度、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率、ピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）、平均結晶粒径、バルク抵抗率をそれぞれ算出した。その結果を表１に示す。
【００４８】
また、各スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行い、アーキング累積回数と、抵抗率を求めた。これらの結果も表１に示す。
アーキング累積回数は、ランドマークテクノロジー社製マイクロアークモニターにて、アーキング発生回数を測定した。アーキングの判定基準は、検出電圧１００Ｖ以上、放出エネルギー（アーク放電が発生している時のスパッタ電圧×スパッタ電流×発生時間）が２０ｍＪ以下のアーキングをカウントした。成膜条件は、スパッタ圧力を０．６Ｐａとし、導入ガスをアルゴンと酸素とからなる混合ガス（酸素分圧１％）とし、直流電力２．３Ｗ／ｃｍ2としてスパッタリングを行い、透明導電膜を作製した。
透明導電膜の抵抗率は、比較例１は成膜後２２０℃、その他の実施例及び比較例は成膜後２５０℃で熱処理した後に、四端子法により測定した場合の抵抗率（シート抵抗）を測定したものである。熱処理温度は各実施例、比較例の抵抗率が最も低くなる温度もしくはその近傍の温度を選定した。なお、比較例１は、通常のＩＴＯであり、結晶化温度が本発明よりも低いため、膜の抵抗率測定前の熱処理温度も低くした。
【００４９】
【表１】
2020164957.tif 000002
【００５０】
表１に示すところから、焼結温度を所定の範囲とし、かつ焼結温度から１０００℃までの降温速度を速くした実施例１〜８では、ピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）が小さく、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が低いスパッタリングターゲットが得られたことが解かる。この場合、スパッタリング時のアーキング累積回数が少なくなり、また抵抗率も小さくなった。
【００５１】
一方、比較例１〜５、９、１０は、焼結温度から１０００℃までの降温速度が遅かったことに起因して、ピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が増大し、アーキング累積回数が増えた。
比較例６、７、１１〜１５は、Ｚｎ含有量が多いことにより、アーキング累積回数が少なくなった。しかしながら、これらの比較例６、７では、多量のＺｎにより、抵抗率が大きくなった。
【００５２】
比較例８は、Ｚｎを含まないことにより、ピーク強度比（Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12／Ｉｎ2Ｏ3）及び、Ｓｎ3Ｉｎ4Ｏ12結晶相の面積率が増大し、アーキング累積回数が多くなった。