(57)【要約】【課題】高い仕事関数及び波長６３３ｎｍにおける屈折率１．９〜２．１といった特性を有するスパッタ膜を得るのに適したスパッタリングターゲット部材を提供する。【解決手段】Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタリングターゲット部材であって、Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下であり、ＥＰＭＡにおける面分析において、全体の結晶相に対する（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタリングターゲット部材であって、
Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下であり、ＥＰＭＡにおける面分析において、全体の結晶相に対する（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上である、スパッタリングターゲット部材。
【請求項２】
前記Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９５以上１．０５以下である、請求項１に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項３】
前記面積率が、９５％以上である、請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項４】
相対密度が、９４％以上である、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部材。
【請求項５】
体積抵抗率が、１．０×１０3Ω・ｃｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項６】
スパッタガス中の酸素量を０から３体積％まで変化させてスパッタ膜を成膜した場合に、そのスパッタ膜の仕事関数が５．０〜６．０ｅＶの範囲内である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項７】
円筒状又は平板状である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材と基材とを備えた、スパッタリングターゲット。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材の製造方法であって、
Ｉｎ2Ｏ3粉とＧａ2Ｏ3粉をＧａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下となるように混合して混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を、焼結温度が１４００℃を超えて１６００℃未満で焼結して焼結体を得る焼結工程とを含むスパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１０】
前記焼結温度が１４５０℃〜１５５０℃である、請求項９に記載のスパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１１】
前記焼結工程において、焼結保持時間が５〜２０時間である、請求項９又は１０に記載のスパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１２】
Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタ膜であって、
Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．８５以上１．１５以下であり、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．９〜２．１であり、仕事関数が５．０〜６．０ｅＶであるスパッタ膜。
【請求項１３】
体積抵抗率が１．０Ω・ｃｍ以下である、請求項１２に記載のスパッタ膜。
【請求項１４】
波長６３３ｎｍにおける消衰係数が０．０１以下である、請求項１２又は１３に記載のスパッタ膜。
【請求項１５】
非晶質である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のスパッタ膜。
【請求項１６】
請求項１〜７に記載のスパッタリングターゲット部材を用いてスパッタ膜を成膜する成膜工程を含む、スパッタ膜の製造方法。
【請求項１７】
前記成膜工程後に、前記スパッタ膜を２００℃以下でアニール処理する工程を含む、請求項１６に記載のスパッタ膜の製造方法。
【請求項１８】
前記成膜工程では、２００℃以下でアニール処理しながら前記スパッタ膜を成膜する、請求項１６に記載のスパッタ膜の製造方法。
【請求項１９】
前記成膜工程では、スパッタガス中の酸素量を１０体積％以下で実施する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のスパッタ膜の製造方法。
【請求項２０】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のスパッタ膜を備える、膜体。
【請求項２１】
前記スパッタ膜の第１の主表面に接した第１の金属膜を更に備える、請求項２０に記載の膜体。
【請求項２２】
前記第１の金属膜の主表面に接した酸化物バリア膜を更に備える、請求項２１に記載の膜体。
【請求項２３】
前記スパッタ膜の第１の主表面に接した酸化物導電膜を備える、請求項２０に記載の膜体。
【請求項２４】
前記酸化物導電膜の主表面に接した第１の金属膜を更に備える、請求項２３に記載の膜体。
【請求項２５】
前記第１の金属膜の主表面に接した酸化物バリア膜を更に備える、請求項２４に記載の膜体。
【請求項２６】
前記酸化物導電膜の体積抵抗率が１．０×１０-3Ω・ｃｍ以下である、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の膜体。
【請求項２７】
前記酸化物導電膜が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及びＡＺＯの群から選択される少なくとも１種で形成された、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の膜体。
【請求項２８】
前記第１の金属膜が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ及びＣｏの群から選択される１種又は２種以上を９０質量％以上含む組成で形成された、請求項２１、２２、２４、２５のいずれか一項に記載の膜体。
【請求項２９】
請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の膜体と、
前記スパッタ膜の第１の主表面側における前記膜体の最外主表面に接したガラス基板又は樹脂基板とを備える、積層構造体。
【請求項３０】
前記スパッタ膜の第１の主表面と反対側の第２の主表面に接した有機層を更に備える、請求項２９に記載の積層構造体。
【請求項３１】
前記有機層の主表面に接した第２の金属膜を更に備える、請求項３０に記載の積層構造体。
【請求項３２】
前記第２の金属膜が、Ａｌ、Ｉｎ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｇ−Ａｇ、及びＡｇ−Ａｌの群から選択される１種又は２種以上で形成された、請求項３１に記載の積層構造体。
【請求項３３】
封止層、請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の積層構造体、薄膜トランジスタ、基板がこの順に積層された有機ＥＬ装置。
【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部材、スパッタリングターゲット部材の製造方法、スパッタリングターゲット、スパッタ膜、スパッタ膜の製造方法、膜体、積層構造体、及び有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置は、上部電極（陰極）と下部電極（陽極）といった一対の電極間に挟持された有機層を具備している。有機層としては、有機正孔輸送層と有機発光層を含むことがよく知られ、下部電極から注入された正孔と上部電極から注入された電子とが、有機発光層で再結合することで励起状態を作り、基底状態へ戻る時に発光する。有機正孔輸送層及び有機発光層に、正孔及び電子を効率良く注入するために、典型的に、上部電極には低い仕事関数を有する金属が使用され、下部電極には高い仕事関数を有する、金属複合酸化物からなるスパッタ膜が使用される。
【０００３】
ここで、下部電極となるスパッタ膜を製造する際に、高仕事関数膜は、ガラス又はプラスチック等の成膜用基板上あるいはその上に成膜された金属膜上に、酸化物焼結体により形成されたスパッタリングターゲット部材を用いてスパッタリング法により成膜される。そのため、高い仕事関数を有するスパッタ膜を得るために、原料であるスパッタリングターゲット部材が着目されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、主としてＧａ、ＩｎおよびＯからなり、Ｇａを全金属原子に対して４９．１原子％以上６５原子％以下含有し、主にβ−Ｇａ2Ｏ3型構造のＧａＩｎＯ３相とビックスバイト型構造のＩｎ2Ｏ3相から構成され、Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）×１００（％）で定義されるＸ線回折ピーク強度比が４５％以下であり、密度が５．８ｇ／ｃｍ3以上である透明導電膜製造用焼結体ターゲットが記載されている。このような焼結体ターゲットを用いてスパッタリング法により得られた透明導電膜は、５．１ｅＶ以上の仕事関数を示し、波長６３３ｎｍにおいて１．６５以上１．８５以下の屈折率を示すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、有機ＥＬの開発が進み、各電子デバイスの製造業者から様々な構造が提案されている。このような事情により、電子デバイスにおいては、光学的な特性を最適化することが重要であるため、各電子デバイスの構造に応じた屈折率を有するスパッタ膜を提供することが可能なスパッタリングターゲット部材を提案することが望ましい。したがって、特許文献１に記載された屈折率とは異なるスパッタ膜を得るため、公知技術であるスパッタリングターゲット部材においては未だ改善の余地があると考えられる。
【０００７】
そこで、本発明の実施形態は、高い仕事関数を有し、かつ屈折率が、波長６３３ｎｍにおいて、１．９〜２．１であるスパッタ膜を得るのに適したスパッタリングターゲット部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の一側面において、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタリングターゲット部材であって、Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下であり、ＥＰＭＡにおける面分析において、全体の結晶相に対する（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上である、スパッタリングターゲット部材である。
【０００９】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、前記Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９５以上１．０５以下である。
【００１０】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、前記面積率が、９５％以上である。
【００１１】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、相対密度が、９４％以上である。
【００１２】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、体積抵抗率が、１．０×１０3Ω・ｃｍ以下である。
【００１３】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、スパッタガス中の酸素量を０から３体積％まで変化させてスパッタ膜を成膜した場合に、そのスパッタ膜の仕事関数が５．０〜６．０ｅＶの範囲内である。
【００１４】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、円筒状又は平板状である。
【００１５】
また、本発明は別の一側面において、上記何れかのスパッタリングターゲット部材と基材とを備えた、スパッタリングターゲットである。
【００１６】
また、本発明は別の一側面において、上記何れかのスパッタリングターゲット部材の製造方法であって、Ｉｎ2Ｏ3粉とＧａ2Ｏ3粉をＧａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下となるように混合して混合粉末を得る混合工程と、前記混合粉末を、焼結温度が１４００℃を超えて１６００℃未満で焼結して焼結体を得る焼結工程とを含むスパッタリングターゲット部材の製造方法である。
【００１７】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の製造方法の一実施形態においては、前記焼結温度が１４５０℃〜１５５０℃である。
【００１８】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の製造方法の一実施形態においては、前記焼結工程において、焼結保持時間が５〜２０時間である。
【００１９】
また、本発明は別の一側面において、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されており、Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．８５以上１．１５以下であり、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．９〜２．１であり、仕事関数が５．０〜６．０ｅＶであるスパッタ膜である。
【００２０】
本発明に係るスパッタ膜の一実施形態においては、体積抵抗率が１．０Ω・ｃｍ以下である。
【００２１】
本発明に係るスパッタ膜の一実施形態においては、波長６３３ｎｍにおける消衰係数が０．０１以下である。
【００２２】
本発明に係るスパッタ膜の一実施形態においては、非晶質である。
【００２３】
また、本発明は別の一側面において、上記何れかのスパッタリングターゲット部材を用いてスパッタ膜を成膜する成膜工程を含む、スパッタ膜の製造方法である。
【００２４】
本発明に係るスパッタ膜の製造方法の一実施形態においては、前記成膜工程後に、前記スパッタ膜を２００℃以下でアニール処理する工程を含む。
【００２５】
本発明に係るスパッタ膜の製造方法の一実施形態においては、前記成膜工程では、２００℃以下でアニール処理しながら前記スパッタ膜を成膜する。
【００２６】
本発明に係るスパッタ膜の製造方法の一実施形態においては、前記成膜工程では、スパッタガス中の酸素量を１０体積％以下で実施する。
【００２７】
また、本発明は別の一側面において、上記何れかのスパッタ膜を備える、膜体である。
【００２８】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記スパッタ膜の第１の主表面に接した第１の金属膜を更に備える。
【００２９】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記第１の金属膜の主表面に接した酸化物バリア膜を更に備える。
【００３０】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記スパッタ膜の第１の主表面に接した酸化物導電膜を備える。
【００３１】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記酸化物導電膜の主表面に接した第１の金属膜を更に備える。
【００３２】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記第１の金属膜の主表面に接した酸化物バリア膜を更に備える。
【００３３】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記酸化物導電膜の体積抵抗率が１．０×１０-3Ω・ｃｍ以下である。
【００３４】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記酸化物導電膜が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及びＡＺＯの群から選択される少なくとも１種で形成されている。
【００３５】
本発明に係る膜体の一実施形態においては、前記第１の金属膜が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ及びＣｏの群から選択される１種又は２種以上を９０質量％以上含む組成で形成されている。
【００３６】
また、本発明は別の一側面において、上記何れかの膜体と、前記スパッタ膜の第１の主表面側における前記膜体の最外主表面に接したガラス基板又は樹脂基板とを備える積層構造体である。
【００３７】
本発明に係る積層構造体の一実施形態においては、前記スパッタ膜の第１の主表面と反対側の第２の主表面に接した有機層を更に備える。
【００３８】
本発明に係る積層構造体の一実施形態においては、前記有機層の主表面に接した第２の金属膜を更に備える。
【００３９】
本発明に係る積層構造体の一実施形態においては、前記第２の金属膜が、Ａｌ、Ｉｎ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｇ−Ａｇ、及びＡｇ−Ａｌの群から選択される１種又は２種以上で形成される。
【００４０】
また、本発明は別の一側面において、封止層、上記何れかの積層構造体、薄膜トランジスタ、基板がこの順に積層された有機ＥＬ装置である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲット部材は高い仕事関数及び屈折率が１．９〜２．１といった特性を有するスパッタ膜を得るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るスパッタリングターゲット部材の製造方法の一実施形態を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明に係る積層構造体の一実施形態を説明するための断面図である。
【図３】本発明に係る積層構造体の他の実施形態を説明するための断面図である。
【図４】本発明に係る積層構造体の他の実施形態を説明するための断面図である。
【図５】本発明に係る積層構造体の他の実施形態を説明するための断面図である。
【図６】本発明に係る積層構造体の他の実施形態を説明するための断面図である。
【図７】本発明に係る積層構造体の他の実施形態を説明するための断面図である。
【図８】（Ａ）は、実施例１で得られたスパッタリングターゲット部材のターゲット断面のＳＥ像（５００倍）を示す図であり、（Ｂ）は、実施例１で得られたスパッタリングターゲット部材のＸ線回折（ＸＲＤ）の分析結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
［１．スパッタリングターゲット部材］
本発明に係るスパッタリングターゲット部材は、一実施形態において、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタリングターゲット部材であって、Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下であり、ＥＰＭＡ分析における面分析において、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上である。
以下、当該スパッタリングターゲット部材の好適な条件例について説明する。
【００４５】
（組成）
本発明に係るスパッタリングターゲット部材は一実施形態において、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び残部が不可避的不純物で形成される。不可避的不純物とは、概ね金属あるいは金属酸化物製品において、原料中に存在したり、製造工程において不可避的に混入したりするもので、例えば原料粉粉砕時のメディアなどが挙げられる。本来は不要なものであるが、微量であり、金属あるいは金属酸化物製品の特性に影響を及ぼさないため、許容されている不純物である。本発明に係るスパッタリングターゲット部材において、不可避的不純物としては、例えばＳｎが含まれ、その総量は一般的には１０００質量ｐｐｍ以下であり、典型的には５００質量ｐｐｍ以下であり、より典型的には１００質量ｐｐｍ以下である。
【００４６】
Ｇａ／Ｉｎの原子比は、０．９０以上１．１１以下である。上記Ｇａ／Ｉｎの原子比は、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の割合を増やすという観点から、下限側として０．９０以上であり、０．９５以上であることが好ましく、０．９７以上であることがより好ましい。上記Ｇａ／Ｉｎの原子比は、同様に、上限側として１．１１以下であり、１．０５以下であることが好ましく、１．０３以下であることがより好ましい。
【００４７】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、Ｇａ及びＩｎは酸化物の形態で存在することができる。本発明に係るスパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、Ｘ線回折において、スパッタ膜の屈折率を目標とする値に調整するという観点から、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3に同定されるピークが観察される。ここで、ＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｒｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ）カードにおいて、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3は、Ｎｏ．００−０１４−０５６４である。
【００４８】
ＸＲＤ測定は以下の手順で行う。測定対象となるスパッタリングターゲット部材を厚み方向に切断し、測定面（ターゲット断面側）を、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０：２０００に準拠した砥粒の平均粒径＃４００の研磨紙で研磨したものを測定サンプルとし、Ｘ線回折法を用いて、下記の測定条件によりＸ線回折チャートを得る。なお、解析ソフトウェアはＰＤＸＬを使用した。ＰＤＸＬは、ソフト内で固溶などに起因するピークのシフトを自動で計算し、ＩＣＤＤカードのピークを移動し、同定しやすくする機能を有する。
＜測定条件＞
ＸＲＤ回折装置の一例：Ｓｍａｒｔ  Ｌａｂ（株式会社リガク製） 
菅電圧：４０ｋＶ
菅電流：３０ｍＡ
測定範囲：２θ＝１０°〜９０°
スキャン軸：２θ／θ
スキャン速度：１０°／ｍｉｎ
ステップ幅：０．０１°
解析ソフトウェア：ＰＤＸＬ（ＳｍａｒｔＬａｂに付属）
【００４９】
ＥＰＭＡ分析における面分析において、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率をターゲットの断面側において測定する。高い仕事関数を有し、かつ屈折率が１．９〜２．１であるスパッタ膜を得るという観点から、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上であることが好ましい。この判断は、ＸＲＤとの比較から行う。（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。ただし、上限側は典型的に１００％以下であり、より典型的に９９％以下である。
なお、ＥＰＭＡによる面分析を下記に説明する。
スパッタリングターゲット部材を切り出して試験片とする。次いで、この試験片をスライシングマシンで約１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍ角に切断したものを測定サンプルとして、研磨材を用い、鏡面研磨を行う。電子線マイクロアナライザ（例：ＪＸＡ−８５００Ｆ、日本電子株式会社製）を用いて、面分析により試験片の研磨面を測定し、任意に選択した少なくとも３点測定する。
＜測定条件＞
加圧電流：１５．０ｋｖ
照射電流：１．０〜２．０×１０-7Ａ
測定倍率：５００倍
解像度：２５６×２５６ｄｐｉ
走査：ビームスキャン
なお、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率を求める際には、以下の手順により行う。
１．面分析の結果を表示する。
２．金属元素の面分析結果に対し、粒子計測を実行し、Ｇａ及びＩｎが重なる領域を求める。この領域は、当該スパッタリングターゲット部材が先述したＸＲＤにより（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の存在しかほとんど確認されないので、ＥＰＭＡで確認されたＧａとＩｎが共存した、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相であると断定して求めるものである。
粒子計測は、以下の条件とする。ＪＸＡ−８５００Ｆに付属したソフトの粒子計測を利用した場合に、フィルター、二値化の方法、ラべリング方法等を選択する必要があるが、それぞれ以下とする。
＜粒子計測の条件＞
フィルター：スムージングフィルター
二値化：自動
二値化のラべリング８連結、外周の粒子もラべリングする。
ラべリング像の計測専有面積率
専有面積率において、ラべリングした粒子のそれぞれのＩｎとＧａを含む領域の面積率が表示される。
３．（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率を算出する。すなわち、本発明においては、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率は、試験片の研磨面を少なくとも計測した３点における測定範囲内の合計面積に対する、ラベリングした粒子から計測された（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積を算出した（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の合計面積の割合により示される。
【００５０】
（相対密度）
本発明に係るスパッタリングターゲット部材は、一実施形態において、相対密度が９４％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましく、９５．５％以上であることがさらにより好ましい。スパッタリングターゲット部材の相対密度は、スパッタ膜の品質と相関がある。スパッタリングターゲット部材が低密度であると、異常放電や空孔部からの発塵により、スパッタ膜にパーティクルを発生させるおそれがある。相対密度が９４％以上の場合、内部の空隙の数は操業の許容範囲となり、空隙によるパーティクルの発生を抑制することができる。ただし、空隙は少ない方がよい。
なお、スパッタリングターゲット部材の相対密度の算出方法を以下に説明する。
本発明において「相対密度」は、相対密度＝（測定密度／計算密度）×１００（％）で表される。計算密度とは、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。本発明のＧａ−Ｉｎ−Ｏターゲットであれば、各構成元素であるガリウム、インジウム、酸素のうち、酸素を除いたガリウム、インジウムの酸化物として、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）と酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）とを計算密度の算出に用いる。ここで、焼結体中のガリウムとインジウムとの元素分析値（ａｔ％、又は質量％）から、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）と酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）との質量比に換算する。例えば、換算の結果、酸化ガリウムが５０質量％、酸化インジウムが５０質量％のＩＧＯターゲットの場合、計算密度は、（Ｇａ2Ｏ3の密度（ｇ／ｃｍ3）×５０＋Ｉｎ2Ｏ3の密度（ｇ／ｃｍ3）×５０）／１００（ｇ／ｃｍ3）として算出する。Ｇａ2Ｏ3の理論密度は５．９５ｇ／ｃｍ3、Ｉｎ2Ｏ3の理論密度は７．１８ｇ／ｃｍ3として計算する。一方、測定密度とは、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。
【００５１】
（体積抵抗率）
本発明に係るスパッタリングターゲット部材は、一実施形態において、その体積抵抗率は、スパッタリングの際の成膜レートの向上という観点から、１．０×１０3Ω・ｃｍ以下が好ましく、５．０×１０2Ω・ｃｍ以下がより好ましく、１．０×１０2Ω・ｃｍ以下が更に好ましく、例えば１．０〜１．０×１０3Ω・ｃｍとすることができる。
本発明において、スパッタリングターゲット部材の体積抵抗率は抵抗率測定器を用いて四探針法により測定する。スパッタリングターゲット部材の表面には、焼結による変質層が存在するため、１．０ｍｍ研削し、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０：２０００に準拠した砥粒の平均粒径＃４００の研磨紙で仕上げる。実施例においては、以下の装置で測定した。
抵抗率測定器：型式ＦＥＬＬ−ＴＣ−１００−ＳＢ−Σ５＋（エヌピーエス株式会社製）
測定治具：試料台ＲＧ−５
【００５２】
本発明に係るスパッタリングターゲット部材は、一実施形態において、スパッタガス中の酸素量を０から３体積％まで変化させてスパッタ膜を成膜した場合に、そのスパッタ膜の仕事関数が５．０〜６．０ｅＶの範囲内であることが好ましい。なお、以下に成膜条件を例示する。
＜成膜条件＞
スパッタ装置：キャノンアネルバ社製、型番：ＳＰＦ−３１３Ｈ
基板        ：ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（コーニング社製）
入力        ：１Ｗ／ｃｍ2
基板温度    ：常温
到達真空度  ：２．０×１０-4Ｔｏｒｒ以下
スパッタガス：Ａｒ＋酸素（０〜３体積％）
ガス流量    ：５０ｓｃｃｍ
膜厚        ：１００ｎｍ
仕事関数は例えば、光電子分光法により測定することができる。測定においては、以下の装置、手順を用いる。
装置の一例：大気中光電子分光装置ＡＣ−３（ＲＩＫＥＮ  ＫＥＩＫＩ製）
手順：スパッタ後、１０分以内に成膜基板を真空パックし、測定直前に大気開放する。大気中に保管しておくと、表面が劣化し、正確な値が出ないためである。
【００５３】
スパッタリングターゲット部材としては、限定的ではないが、平板状、円筒状などの形状に加工して使用することが可能である。
【００５４】
［２．スパッタリングターゲット部材の製造方法］
次に、スパッタリングターゲット部材の製造方法について図面を用いて説明する。本発明に係るスパッタリングターゲット部材の製造方法は、一実施形態において、図１に示すように混合工程Ｓ１１と加圧成形工程Ｓ２１と焼結工程Ｓ３１と機械加工工程Ｓ４１とを含む。以下、各工程をそれぞれ例示する。なお、先述したのと重複する内容については、割愛する。
【００５５】
（混合工程Ｓ１１）
混合工程Ｓ１１では、原料粉としてＧａ2Ｏ3粉及びＩｎ2Ｏ3粉をＧａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下となるように秤量する。不純物による電気特性への悪影響を避けるために、純度３Ｎ（９９．９質量％）以上の原料粉を用いることが好ましく、純度４Ｎ（９９．９９質量％）以上の原料粉を用いることがより好ましい。なお、精製する結晶相への影響が軽微であるため、不純物としてＳｎを１０００質量ｐｐｍまで含んでも良い。
【００５６】
次に、Ｇａ2Ｏ3粉とＩｎ2Ｏ3粉をそれぞれ湿式で混合・微粉砕する。混合と粉砕を行って得られる混合粉は、メジアン径が５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが更により好ましい。なお、混合粉のメジアン径は、エタノールを分散媒として１分間の超音波分散後、レーザー回折散乱法粒度測定装置を用いて粒度の累積分布を測定したときの体積基準によるメジアン径（Ｄ５０）を指す。
ただし、混合と粉砕が不十分であると、製造したスパッタリングターゲット部材中に各成分が偏析して、高抵抗率領域と低抵抗率領域が存在することになり、スパッタ成膜時に高抵抗率領域での帯電等によるアーキングなどの異常放電の原因となってしまうので、充分に混合と粉砕を行うことが望ましい。好適な混合と粉砕の方法としては、例えば、原料粉を水に投入し分散させてスラリー化し、このスラリーを、湿式媒体撹拌ミル（ビーズミル等）を用いて微粉砕する方法が挙げられる。また、大型スパッタリングターゲット部材を作製する場合、焼結後の反りが大きくなることがあり、その場合一度Ｇａ2Ｏ3粉とＩｎ2Ｏ3粉を混合した粉を、８００〜１２５０℃で仮焼してから、微粉砕しても良い。
【００５７】
次に、得られたスラリーにバインダーとしてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を投入する。ＰＶＡの量は、特に限定されるものではなく、適宜調整可能である。
【００５８】
次に、ＰＶＡ投入後のスラリーはスプレードライヤーで乾燥・造粒して、混合粉末を得る。乾燥は、限定的ではないが、例えば１５０〜２００℃の条件で行うことができる。乾燥後は篩別して粗大粒子を分離することが好ましい。篩別は、目開き５００μｍ以下の篩で行うことが好ましく、目開き２５０μｍ以下の篩で行うことがより好ましい。ここで、目開きはＪＩＳ  Ｚ８８０１−１：２００６に準拠して測定される。
【００５９】
（加圧成形工程Ｓ２１）
加圧成形工程Ｓ２１では、所望の形状の金型に混合粉末を充填し、プレスして成形体を得る。プレス時の面圧は例えば４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2とすることができる。また、冷間静水圧プレスを行っても良い。
【００６０】
（焼結工程Ｓ３１）
焼結工程Ｓ３１では、例えば成形体を酸素含有雰囲気下、１４００℃を超える加熱温度で５時間以上焼結してＧａ−Ｉｎ−Ｏ複合酸化物相を含有する焼結体を得る。
【００６１】
酸素含有雰囲気下で加熱するとしたのは酸化物の蒸発を抑制し焼結体の密度を向上させるためである。酸素含有雰囲気としては、例えば、酸素雰囲気及び空気雰囲気が挙げられるが、より密度が向上するという観点から、酸素雰囲気が好ましい。焼結工程Ｓ３１における加熱温度が１４００℃を超えるとしたのは焼結の反応速度が十分に早いこと、並びに、（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3を生成させるためである。特許文献１に記載のように、１４００℃以下での焼結では、β−Ｇａ2Ｏ3が生成している。すなわち、加熱温度は、下限側として１４００℃を超え、１４５０℃以上であることが好ましく、１５００℃以上であることがより好ましい。一方で、温度が高すぎると酸化物の揮発による組成ずれの懸念があることから、加熱温度は１６００℃未満で焼結することが好ましく、１５５０℃以下がより好ましい。１４００℃を超える加熱温度での加熱保持時間は、焼結を十分に進行させるため、５時間以上が好ましい。当該加熱保持時間は１０時間以上がより好ましいがそれ以上時間を伸ばしても、相対密度の上昇は少ないため、２０時間以下が好ましい。
【００６２】
（機械加工工程Ｓ４１）
機械加工工程Ｓ４１では、形成された焼結体を、平面研削盤、円筒研削盤、旋盤、切断機、マシニングセンタ等の機械加工機を用いて、所望の形状に機械加工して、スパッタリングターゲット部材を得る。
【００６３】
［３．スパッタリングターゲット］
本発明に係るスパッタリングターゲットは、一実施形態において、上述したスパッタリングターゲット部材と、バッキングプレート又はバッキングチューブ等の基材とを接合して使用する。スパッタリングターゲット部材と基材は公知の任意の方法で接合すればよいが、例えば低融点の半田、例えばインジウム半田等を用いることが可能である。基材の材料としても公知の任意の材料を使用すればよいが、例えば銅（例えば無酸素銅）、銅合金、アルミ合金、チタン、ステンレススチール等を使用することが可能である。
【００６４】
［４．スパッタ膜］
本発明に係るスパッタ膜は、一実施形態において、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物により形成されたスパッタ膜であって、Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．８５以上１．１５以下である。なお、本発明に係るスパッタ膜は、結晶化した膜の一部をいわゆるエッチング残渣として残さないため、非晶質であることが好ましい。
スパッタ膜の結晶性を確認する方法を下記に例示する。スパッタ膜に対してＸＲＤを行い、特定の結晶ピークが観察されず、ブロードなハローパターンが観察された場合には、その観察対象であるスパッタ膜は、非晶質であるといえる。
＜測定条件＞
ＸＲＤ回折装置の一例：Ｓｍａｒｔ  Ｌａｂ（株式会社リガク製） 
菅電圧：４０ｋＶ
菅電流：３０ｍＡ
測定範囲：２θ＝１０°〜９０°
スキャン軸：２θ／θ
スキャン速度：１０°／ｍｉｎ
ステップ幅：０．０１°
解析ソフトウェア：ＰＤＸＬ（ＳｍａｒｔＬａｂに付属）
【００６５】
（屈折率）
本発明に係るスパッタ膜は、一実施形態において、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．９〜２．１である。屈折率は例えば、分光エリプソメーターを用いて測定することができる。
【００６６】
（消衰係数）
本発明に係るスパッタ膜は、一実施形態において、波長６３３ｎｍにおける消衰係数が、透過率を向上させるという観点から、０．０１以下であることが好ましく、０．００１以下であることがより好ましく、０．０００５以下であることが更に好ましい。ただし、下限側は、典型的に０以上であり、より典型的に０．００００１以上である。消衰係数は例えば、分光エリプソメーターを用いて測定することができる。
【００６７】
（仕事関数）
本発明に係るスパッタ膜は、一実施形態において、仕事関数が５．０〜６．０ｅＶであることが好ましい。仕事関数は、下限側としては５．０ｅＶ以上が好ましく、５．２ｅＶ以上がより好ましく、５．５ｅＶ以上が更に好ましい。仕事関数の値は、採用されるデバイスによるため、一概にどの値が良いかは決められないが、この範囲で制御できることが好ましい。仕事関数は例えば、光電子分光法により測定することができる。測定においては、以下の装置、手順を用いる。
装置：大気中光電子分光装置ＡＣ−３（ＲＩＫＥＮ  ＫＥＩＫＩ製）
手順：スパッタ後、１０分以内に成膜基板を真空パックし、測定直前に大気開放する。大気中に保管しておくと、表面が劣化し、正確な値が出ないためである。
【００６８】
（体積抵抗率）
本発明に係るスパッタ膜は、一実施形態において、体積抵抗率が１．０Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１．０×１０-1Ω・ｃｍ以下であることがより好ましく、５．０×１０-2Ω・ｃｍ以下であることが更に好ましく、例えば１．０×１０-3〜１．０Ω・ｃｍとすることができる。これにより、導電膜として好適に使用することができる。
本発明において、体積抵抗率は抵抗率測定器を用いて四探針法により測定する。実施例においては、以下の装置で測定した。
抵抗率測定器：型式ＦＥＬＬ−ＴＣ−１００−ＳＢ−Σ５＋（エヌピーエス株式会社製）
測定治具：試料台ＲＧ−５
【００６９】
［５．スパッタ膜の製造方法］
本発明に係るスパッタ膜の製造方法は、一実施形態において、先述したスパッタリングターゲット部材を用いて成膜する成膜工程を含む。スパッタリングターゲット部材が、使用可能なスパッタリング装置には特に制約はない。例えば、マグネトロンスパッタリング装置、ＲＦ印可型マグネトロンＤＣスパッタリング装置等が使用可能である。
【００７０】
成膜工程では、スパッタガス中の酸素量は、体積抵抗率の低いスパッタ膜を得るという観点から、１０体積％以下で実施するのが好ましく、５体積％以下で実施することがより好ましく、３体積％以下で実施することが更に好ましい。また、スパッタガス中の酸素量は、０体積％以上で実施するが好ましく、酸素を含まないと仕事関数が低い傾向がみられることから、１体積％以上で実施することがより好ましく、２体積％以上で実施することが更に好ましい。
【００７１】
成膜工程後に、体積抵抗率を小さくするため、スパッタ膜をアニール処理する工程を更に含んでも良い。また、成膜工程では、アニール処理しながら、スパッタ膜を成膜しても良い。アニール処理の条件としては、例えば大気中で６０〜２００℃で、０．２〜５時間にわたって実施することが挙げられる。
【００７２】
［６．積層構造体］
図２は、本発明に係る積層構造体の一実施形態を説明するための断面図である。図３〜７は、本発明に係る積層構造体の他の実施形態を説明するための断面図である。以下、本発明に係る積層構造体の一実施形態について図面を使用して説明する。
【００７３】
図２〜図７に示すように、積層構造体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆは、第２の金属膜１１と、有機層１２と、膜体１３と、基板１４とを備える。
【００７４】
第２の金属膜１１は、膜体１３と反対側の有機層１２の主表面１２−１に接している。第２の金属膜は、例えば有機ＥＬ装置として使用した際に、カソードとしての役割を有する。第２の金属膜１１は、金属であれば特に限定されないが、電子注入を容易にして発光効率を上げるために仕事関数の低い金属を使用するという観点から、Ａｌ、Ｉｎ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｇ−Ａｇ、及びＡｇ−Ａｌよりなる群から選択される１種又は２種以上で形成されていることが好ましい。例えば、上記第２の金属膜１１は真空蒸着法或いはスパッタリング法により成膜される。なお、第２の金属膜１１の厚さは、典型的に５〜２０ｎｍであり、より典型的に７〜１７ｎｍである。
【００７５】
有機層１２は、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１と反対側の第２の主表面１３ａ−２に接している。有機層１２は、有機正孔輸送層と有機発光層を含み、スパッタ膜１３ａ上に有機正孔輸送層を備え、該有機正孔輸送層上に有機発光層を備える。
【００７６】
膜体１３は、例えば有機ＥＬ装置として使用した際に、アノードとしての役割を有する。図２に示した膜体１３は、先述したスパッタ膜１３ａを備えている。図３に示した膜体１３は、スパッタ膜１３ａと、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１に接した第１の金属膜１３ｂとを備えている。図４に示した膜体１３は、スパッタ膜１３ａと、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１に接した第１の金属膜１３ｂと、第１の金属膜１３ｂの主表面１３ｂ−１に接した酸化物バリア膜１３ｃとを備えている。図５に示した膜体１３は、スパッタ膜１３ａと、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１に接した酸化物導電膜１３ｄとを備えている。図６に示した膜体１３は、スパッタ膜１３ａと、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１に接した酸化物導電膜１３ｄと、酸化物導電膜１３ｄの主表面１３ｄ−１に接した第１の金属膜１３ｂとを備えている。図７に示した膜体１３は、スパッタ膜１３ａと、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１に接した酸化物導電膜１３ｄと、酸化物導電膜１３ｄの主表面１３ｄ−１に接した第１の金属膜１３ｂと、第１の金属膜１３ｂの主表面１３ｂ−１に接した酸化物バリア膜１３ｃとを備えている。
【００７７】
スパッタ膜１３ａは、先述したように、高い仕事関数を有している。先述したスパッタリングターゲット部材を用いてスパッタリング法により第１の金属膜１３ｂ又は酸化物導電膜１３ｄ上に成膜される。もちろん、後述する有機ＥＬ装置を製造する場合には、第１の金属膜１３ｂに成膜せずに、ガラス基板又は樹脂基板等の基板１４に成膜してもよい。なお、スパッタ膜１３ａの厚さは、典型的に１〜２０ｎｍであり、より典型的に２〜１０ｎｍである。
【００７８】
第１の金属膜１３ｂは、特に限定されないが、反射率に優れ、導電性が高い金属を使用するという観点から、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ及びＣｏよりなる群から選択される１種又は２種以上を９０質量％以上含む組成で形成されていることが好ましい。例えば、上記第１の金属膜１３ｂは真空蒸着法或いはスパッタリング法により成膜される。なお、第１の金属膜１３ｂの厚さは、典型的に１０〜２００ｎｍであり、より典型的に２０〜１５０ｎｍである。
【００７９】
酸化物バリア膜１３ｃは、特に限定されないが、第１の金属膜１３ｂの酸化又は腐食を防止するという観点から、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｚｎ、及びＩｎよりなる群から選択される１種又は２種以上から選ばれる元素の酸化物或いは窒化物で形成されていることが好ましい。なお、酸化物バリア膜１３ｃの厚さは、典型的に５〜１００ｎｍであり、より典型的に１０〜６０ｎｍである。
【００８０】
酸化物導電膜１３ｄは、特に限定されないが、１．０×１０-3Ω・ｃｍ以下の高い導電性を有する、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及びＡＺＯよりなる群から選択される１種又は２種以上で形成されていることが好ましい。なお、酸化物導電膜１３ｄの厚さは、典型的に１〜２０ｎｍであり、より典型的に２〜１０ｎｍである。なお、酸化物導電膜１３ｄを配置したことで、第１の金属膜１３ｂを配置せずに、より良好な導通性が得ることができる。
【００８１】
酸化物導電膜１３ｄがＩＴＯで形成されている場合には、例えばＩｎ2Ｏ3を主成分とし、ＳｎをＳｎＯ2換算で５〜１５質量％含む。
酸化物導電膜１３ｄがＩＺＯで形成されている場合には、例えばＩｎ2Ｏ3を主成分とし、ＺｎをＺｎＯ換算で２．５〜１５質量％含む。
酸化物導電膜１３ｄがＡＺＯで形成されている場合には、例えばＺｎＯを主成分とし、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で０．５〜１０質量％含む。
【００８２】
基板１４は、スパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１側における膜体１３の最外主表面に接する。ここで、膜体１３の最外主表面は、図２に示したスパッタ膜１３ａの第１の主表面１３ａ−１で表され、図３に示した第１の金属膜１３ｂの主表面１３ｂ−１で表され、図４に示した酸化物バリア膜１３ｃの主表面１３ｃ−１で表され、図５に示した酸化物導電膜１３ｄの主表面１３ｄ−１で表され、図６に示した第１の金属膜１３ｂの主表面１３ｂ−１で表され、図７に示した酸化物導電膜１３ｄの主表面１３ｄ−１で表される。なお、基板１４としては、例えばガラス基板又は樹脂基板が挙げられる。
【００８３】
当該積層構造体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆは、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に使用することができる。より詳細には、有機ＥＬ装置（不図示）は、封止層、積層構造体、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、基板、がこの順に積層されている。駆動回路により、下部電極及び上部電極に電圧が印加されると、有機層１２へ上部電極から電子が、下部電極から正孔が流れ込み、有機層１２の発光分子で電子と正孔が再結合することにより発光する。基板と反対側の封止層側から有機層１２からの光をとり出す。
【実施例】
【００８４】
本発明を実施例、比較例に基づいて具体的に説明する。以下の実施例、比較例の記載は、あくまで本発明の技術的内容の理解を容易とするための具体例であり、本発明の技術的範囲はこれらの具体例によって制限されるものではない。
【００８５】
（実施例１）
市販のＧａ2Ｏ3粉及びＩｎ2Ｏ3粉を、表１に示すＧａ／Ｉｎの原子比となるように秤量した後、これらの粉末を湿式で混合・微粉砕し、その後、スプレードライヤーで乾燥・造粒して、混合粉末を得た。
【００８６】
次に、この混合粉末を金型に充填しプレス機にて加圧成形（面圧：３００ｋｇｆ／ｃｍ2、保持時間：１分）し、厚み１３ｍｍの成形体を作製した。その後、得られた成形体をＣＩＰ成型（面圧：１５００ｋｇｆ／ｃｍ2、保持時間：２０分）した。
【００８７】
次に、得られた成形体を焼結炉に装入し、酸素雰囲気下、温度１５００℃で１０時間焼結した後、室温まで自然冷却して厚み１０ｍｍの焼結体を得た。
【００８８】
そして、得られた焼結体を上面、下面、及び側面を機械加工で切削し、各表面を平面研削盤で研削し、φ２０３．２ｍｍ×５ｍｍｔの平板状のスパッタリングターゲット部材を得た。得られたスパッタリングターゲット部材について、下記に示す評価をそれぞれ実施した。
【００８９】
＜ＥＰＭＡ分析＞
先述したように、電子線マイクロアナライザを用いてスパッタリングターゲット部材の組織を観察した結果、図８（Ａ）に示すように、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏからなる（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相が形成されていることを確認した。また、前記（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相について、先述した方法により、面積率を求めた。なお、面積率を表１に示す。
【００９０】
＜相対密度＞
測定対象となるスパッタリングターゲット部材の実測密度をアルキメデス法で求め、相対密度＝実測密度／計算密度によって相対密度を求めた。なお、相対密度を表１に示す。
【００９１】
＜結晶相＞
スパッタリングターゲット部材について、先述した方法により、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）を行うことにより判定した。その結果、図８（Ｂ）に示したＸＲＤグラフを得た。ＩＣＤＤによれば、Ｎｏ．００−０１４−０５６４である（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3と、Ｎｏ．００−０５１−０２０５であるＧａ2Ｉｎ6Ｓｎ2Ｏ16と、Ｎｏ．００−０５１−０２０４であるＧａ2.4Ｉｎ5.6Ｓｎ2Ｏ16と、Ｎｏ．０１−０８９−４５９５であるＩｎ2Ｏ3と、Ｎｏ．０１−０８７−１９０１であるＧａ2Ｏ3が観察された。
【００９２】
＜体積抵抗率＞
直流四探針法を用いた抵抗率測定器（エヌピーエス株式会社製、型式ＦＥＬＬ−ＴＣ−１００−ＳＢ−Σ５＋、測定治具ＲＧ−５）を使用して、先述した方法でスパッタリングターゲット部材の体積抵抗率を測定した。なお、体積抵抗率を表１に示す。
【００９３】
＜組成＞
スパッタリングターゲット部材についてＩＣＰ発光分光分析法（高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法）により行った。スパッタリングターゲット部材の一部を試料として酸で溶解し、超純水で希釈して測定試料とした。この溶液について各金属元素の分析を行った。その結果、各金属元素のうちＧａ及びＩｎは、Ｇａ2Ｏ3粉及びＩｎ2Ｏ3粉の混合比から算出されたＧａ及びＩｎの原子比とほぼ同じであった。なお、Ｓｎが極微量であるが、数百質量ｐｐｍを検出した。
【００９４】
次に、得られたスパッタリングターゲット部材を、インジウム半田で銅製のバッキングプレートにボンディングして、スパッタリングターゲットを得た。このスパッタリングターゲットをＤＣ（直流）スパッタ装置で、先述した成膜条件に従って、アルゴンガス中に酸素０体積％、１体積％、２体積％、３体積％を含有するといった条件で、それぞれ成膜した。
【００９５】
＜仕事関数＞
酸素０体積％〜３体積％で得られたスパッタ膜の仕事関数を大気中光電子分光装置ＡＣ−３（ＲＩＫＥＮ  ＫＥＩＫＩ製）で、先述した方法により、任意に選択した２箇所測定した。その測定値の平均値を仕事関数とした。
【００９６】
＜屈折率＞
スパッタ膜の屈折率は、分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、型番：ＥＳＭ−３００）で測定し、波長６３３ｎｍの値を用いた。また、スパッタ膜を大気中、１５０℃で１時間にわたって、アニール処理した後、その処理後のスパッタ膜の屈折率も測定した。
【００９７】
＜消衰係数＞
スパッタ膜の消衰係数は、分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、型番：ＥＳＭ−３００）で測定し、波長６３３ｎｍの値を用いた。また、スパッタ膜を大気中、１５０℃で１時間にわたって、アニール処理した後、その処理後のスパッタ膜の屈折率も測定した。
【００９８】
＜薄膜の体積抵抗率＞
直流四探針法を用いた抵抗率測定器（エヌピーエス株式会社製、型式ＦＥＬＬ−ＴＣ−１００−ＳＢ−Σ５＋、測定治具ＲＧ−５）を使用して、先述した方法でスパッタ膜の表面の体積抵抗率を測定した。また、スパッタ膜を大気中、１５０℃で１時間にわたって、アニール処理した後、その処理後のスパッタ膜の屈折率も測定した。
【００９９】
＜結晶性＞
先述した方法でスパッタ膜の結晶性を観察した。また、スパッタ膜を大気中、１５０℃で１時間にわたって、アニール処理した後、その処理後のスパッタ膜の結晶性も観察した。
【０１００】
（実施例２）
実施例２では、Ｇａ／Ｉｎの原子比を０．９０５に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０１】
（実施例３）
実施例３では、Ｇａ／Ｉｎの原子比を１．１０５に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０２】
（実施例４）
実施例４では、焼結条件を大気中に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０３】
（実施例５）
実施例５では、焼結温度を１５５０℃に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０４】
（実施例６）
実施例６では、焼結温度を１４５０℃に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０５】
（比較例１）
比較例１では、焼結温度を１４００℃に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０６】
（比較例２）
比較例２では、焼結温度を１６００℃に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。焼結体が敷板と反応してしまったため、スパッタリングターゲット部材を作製できなかった。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件を表１に示す。
【０１０７】
（比較例３）
比較例３では、Ｇａ／Ｉｎの原子比を０．６６７に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０８】
（比較例４）
比較例４では、Ｇａ／Ｉｎの原子比を１．５００に変更したこと以外、実施例１と同様に実施した。なお、スパッタリングターゲット部材の製造条件及び評価結果を表１に示し、スパッタ膜の評価結果を表２に示す。
【０１０９】
【表１】
2020105558.tif 000002
【０１１０】
【表２】
2020105558.tif 000003
【０１１１】
（実施例による考察）
実施例１〜６で製造されたスパッタ膜は、仕事関数が５．０〜６．０ｅＶであり、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．９〜２．１であったので、有機ＥＬ装置に使用することにも有用であると考えられる。
【０１１２】
比較例１は、焼結温度が低かったために、目標とする屈折率を得ることができなかった。比較例３は、Ｇａ／Ｉｎが低かったため、結晶相にビックスバイタイト構造のＩｎ2Ｏ3相が比較的多く形成されていた。その結果、実施例１〜６と比べて仕事関数が低く、目標とする屈折率を得ることができなかった。比較例４は、Ｇａ／Ｉｎが高かったため、結晶相にβ−ＧａＩｎＯ3相が比較的多く形成されていた。その結果、実施例１〜６と比べて体積抵抗率が高く、仕事関数が低く、目標とする屈折率を得ることができなかった。
【符号の説明】
【０１１３】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ  積層構造体
１１  第２の金属膜
１２  有機層
１２−１  主表面
１３  膜体
１３ａ  スパッタ膜
１３ａ−１  第１の主表面
１３ａ−２  第２の主表面
１３ｂ  第１の金属膜
１３ｂ−１  主表面
１３ｃ  酸化物バリア膜
１３ｃ−１  主表面
１３ｄ  酸化物導電膜
１３ｄ−１  主表面
１４  基板
Ｓ１１  混合工程
Ｓ２１  充填工程
Ｓ３１  焼結工程
Ｓ４１  機械加工工程
【図１】
2020105558.tif 000004
【図２】
2020105558.tif 000005
【図３】
2020105558.tif 000006
【図４】
2020105558.tif 000007
【図５】
2020105558.tif 000008
【図６】
2020105558.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月5日(2019.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタリングターゲット部材であって、
Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下であり、ＥＰＭＡにおける面分析において、全体の結晶相に対する（Ｇａ,Ｉｎ）2Ｏ3相の面積率が９０％以上である、スパッタリングターゲット部材。
【請求項２】
前記Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．９５以上１．０５以下である、請求項１に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項３】
前記面積率が、９５％以上である、請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項４】
相対密度が、９４％以上である、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部材。
【請求項５】
体積抵抗率が、１．０×１０3Ω・ｃｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項６】
スパッタガス中の酸素量を０から３体積％まで変化させてスパッタ膜を成膜した場合に、そのスパッタ膜の仕事関数が５．０〜６．０ｅＶの範囲内である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項７】
円筒状又は平板状である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材と基材とを備えた、スパッタリングターゲット。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材の製造方法であって、
Ｉｎ2Ｏ3粉とＧａ2Ｏ3粉をＧａ／Ｉｎの原子比が０．９０以上１．１１以下となるように混合して混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を、焼結温度が１４００℃を超えて１６００℃未満で焼結して焼結体を得る焼結工程とを含むスパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１０】
前記焼結温度が１４５０℃〜１５５０℃である、請求項９に記載のスパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１１】
前記焼結工程において、焼結保持時間が５〜２０時間である、請求項９又は１０に記載のスパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１２】
Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物で形成されたスパッタ膜であって、
Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．８５以上１．１５以下であり、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．９〜２．１であり、仕事関数が５．０〜６．０ｅＶであるスパッタ膜。
【請求項１３】
体積抵抗率が１．０Ω・ｃｍ以下である、請求項１２に記載のスパッタ膜。
【請求項１４】
波長６３３ｎｍにおける消衰係数が０．０１以下である、請求項１２又は１３に記載のスパッタ膜。
【請求項１５】
非晶質である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のスパッタ膜。
【請求項１６】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット部材を用いてスパッタ膜を成膜する成膜工程を含む、スパッタ膜の製造方法。
【請求項１７】
請求項８に記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ膜を成膜する成膜工程を含む、スパッタ膜の製造方法。
【請求項１８】
前記成膜工程後に、前記スパッタ膜を２００℃以下でアニール処理する工程を含む、請求項１６又は１７に記載のスパッタ膜の製造方法。
【請求項１９】
前記成膜工程では、２００℃以下でアニール処理しながら前記スパッタ膜を成膜する、請求項１６又は１７に記載のスパッタ膜の製造方法。
【請求項２０】
前記成膜工程では、スパッタガス中の酸素量を１０体積％以下で実施する、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のスパッタ膜の製造方法。
【請求項２１】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のスパッタ膜を備える、膜体。
【請求項２２】
前記スパッタ膜の第１の主表面に接した第１の金属膜を更に備える、請求項２１に記載の膜体。
【請求項２３】
前記第１の金属膜の主表面に接した酸化物バリア膜を更に備える、請求項２２に記載の膜体。
【請求項２４】
前記スパッタ膜の第１の主表面に接した酸化物導電膜を備える、請求項２１に記載の膜体。
【請求項２５】
前記酸化物導電膜の主表面に接した第１の金属膜を更に備える、請求項２４に記載の膜体。
【請求項２６】
前記第１の金属膜の主表面に接した酸化物バリア膜を更に備える、請求項２５に記載の膜体。
【請求項２７】
前記酸化物導電膜の体積抵抗率が１．０×１０-3Ω・ｃｍ以下である、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の膜体。
【請求項２８】
前記酸化物導電膜が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及びＡＺＯの群から選択される少なくとも１種で形成された、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の膜体。
【請求項２９】
前記第１の金属膜が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ及びＣｏの群から選択される１種又は２種以上を９０質量％以上含む組成で形成された、請求項２２、２３、２５、２６のいずれか一項に記載の膜体。
【請求項３０】
請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の膜体と、
前記スパッタ膜の第１の主表面側における前記膜体の最外主表面に接したガラス基板又は樹脂基板とを備える、積層構造体。
【請求項３１】
前記スパッタ膜の第１の主表面と反対側の第２の主表面に接した有機層を更に備える、請求項３０に記載の積層構造体。
【請求項３２】
前記有機層の主表面に接した第２の金属膜を更に備える、請求項３１に記載の積層構造体。
【請求項３３】
前記第２の金属膜が、Ａｌ、Ｉｎ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｇ−Ａｇ、及びＡｇ−Ａｌの群から選択される１種又は２種以上で形成された、請求項３２に記載の積層構造体。
【請求項３４】
封止層、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の積層構造体、薄膜トランジスタ、基板がこの順に積層された有機ＥＬ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
例えば、特許文献１には、主としてＧａ、ＩｎおよびＯからなり、Ｇａを全金属原子に対して４９．１原子％以上６５原子％以下含有し、主にβ−Ｇａ2Ｏ3型構造のＧａＩｎＯ3相とビックスバイト型構造のＩｎ2Ｏ3相から構成され、Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）×１００（％）で定義されるＸ線回折ピーク強度比が４５％以下であり、密度が５．８ｇ／ｃｍ3以上である透明導電膜製造用焼結体ターゲットが記載されている。このような焼結体ターゲットを用いてスパッタリング法により得られた透明導電膜は、５．１ｅＶ以上の仕事関数を示し、波長６３３ｎｍにおいて１．６５以上１．８５以下の屈折率を示すことが記載されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
ＸＲＤ測定は以下の手順で行う。測定対象となるスパッタリングターゲット部材を厚み方向に切断し、測定面（ターゲット断面側）を、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０：２０００に準拠した砥粒の平均粒径＃４００の研磨紙で研磨したものを測定サンプルとし、Ｘ線回折法を用いて、下記の測定条件によりＸ線回折チャートを得る。なお、解析ソフトウェアはＰＤＸＬを使用した。ＰＤＸＬは、ソフト内で固溶などに起因するピークのシフトを自動で計算し、ＩＣＤＤカードのピークを移動し、同定しやすくする機能を有する。
＜測定条件＞
ＸＲＤ回折装置の一例：Ｓｍａｒｔ  Ｌａｂ（株式会社リガク製） 
管電圧：４０ｋＶ
管電流：３０ｍＡ
測定範囲：２θ＝１０°〜９０°
スキャン軸：２θ／θ
スキャン速度：１０°／ｍｉｎ
ステップ幅：０．０１°
解析ソフトウェア：ＰＤＸＬ（ＳｍａｒｔＬａｂに付属）
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
［４．スパッタ膜］
本発明に係るスパッタ膜は、一実施形態において、Ｇａ、Ｉｎ、Ｏ及び不可避的不純物により形成されたスパッタ膜であって、Ｇａ／Ｉｎの原子比が０．８５以上１．１５以下である。なお、本発明に係るスパッタ膜は、結晶化した膜の一部をいわゆるエッチング残渣として残さないため、非晶質であることが好ましい。
スパッタ膜の結晶性を確認する方法を下記に例示する。スパッタ膜に対してＸＲＤを行い、特定の結晶ピークが観察されず、ブロードなハローパターンが観察された場合には、その観察対象であるスパッタ膜は、非晶質であるといえる。
＜測定条件＞
ＸＲＤ回折装置の一例：Ｓｍａｒｔ  Ｌａｂ（株式会社リガク製） 
管電圧：４０ｋＶ
管電流：３０ｍＡ
測定範囲：２θ＝１０°〜９０°
スキャン軸：２θ／θ
スキャン速度：１０°／ｍｉｎ
ステップ幅：０．０１°
解析ソフトウェア：ＰＤＸＬ（ＳｍａｒｔＬａｂに付属）
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
［５．スパッタ膜の製造方法］
本発明に係るスパッタ膜の製造方法は、一実施形態において、先述したスパッタリングターゲット部材を用いてスパッタ膜を成膜する成膜工程を含む。スパッタリングターゲット部材が、使用可能なスパッタリング装置には特に制約はない。例えば、マグネトロンスパッタリング装置、ＲＦ印可型マグネトロンＤＣスパッタリング装置等が使用可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
＜消衰係数＞
スパッタ膜の消衰係数は、分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、型番：ＥＳＭ−３００）で測定し、波長６３３ｎｍの値を用いた。また、スパッタ膜を大気中、１５０℃で１時間にわたって、アニール処理した後、その処理後のスパッタ膜の消衰係数も測定した。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
＜薄膜の体積抵抗率＞
直流四探針法を用いた抵抗率測定器（エヌピーエス株式会社製、型式ＦＥＬＬ−ＴＣ−１００−ＳＢ−Σ５＋、測定治具ＲＧ−５）を使用して、先述した方法でスパッタ膜の表面の体積抵抗率を測定した。また、スパッタ膜を大気中、１５０℃で１時間にわたって、アニール処理した後、その処理後のスパッタ膜の体積抵抗率も測定した。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
比較例１は、焼結温度が低かったために、目標とする屈折率を得ることができなかった。比較例３は、Ｇａ／Ｉｎが低かったため、結晶相にビックスバイト構造のＩｎ2Ｏ3相が比較的多く形成されていた。その結果、実施例１〜６と比べて仕事関数が低く、目標とする屈折率を得ることができなかった。比較例４は、Ｇａ／Ｉｎが高かったため、結晶相にβ−ＧａＩｎＯ3相が比較的多く形成されていた。その結果、実施例１〜６と比べて体積抵抗率が高く、仕事関数が低く、目標とする屈折率を得ることができなかった。