(57)【要約】【課題】高密度かつ低抵抗な酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造する。【解決手段】１０〜８０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する酸化亜鉛粉末を含んでなる酸化亜鉛系原料粉末を用意する工程と、酸化亜鉛系原料粉末を成形して成形体を得る工程と、成形体を加熱して不活性又は還元雰囲気で焼結させ、それにより酸化亜鉛系焼結体を得る工程とを含んでなる、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法。この製造方法によれば、３Ｂ族元素を０．１〜１０質量％含有し、かつ、７Ｂ族元素を１０〜５００質量ｐｐｍ含有する酸化亜鉛系焼結体からなり、前記酸化亜鉛系焼結体が９５％以上の相対密度を有する、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜８０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する酸化亜鉛粉末を含んでなる酸化亜鉛系原料粉末を用意する工程と、
前記酸化亜鉛系原料粉末を成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を加熱して不活性又は還元雰囲気で焼結させ、それにより酸化亜鉛系焼結体を得る工程と、
を含んでなる、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項２】
前記焼結が１３００〜１５００℃の温度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸化亜鉛系原料粉末が、３Ｂ族元素を０．１〜１０質量％含有し、かつ、７Ｂ族元素を０．０１〜１質量％含有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記加熱が、前記成形体を室温から１０００℃まで３００℃／ｈ以下の速度で昇温する段階を含み、それにより前記７Ｂ族元素の少なくとも一部を揮発させる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記７Ｂ族元素がＢｒである、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記３Ｂ族元素がＡｌである、請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
３Ｂ族元素を０．１〜１０質量％含有し、かつ、７Ｂ族元素を１０〜５００質量ｐｐｍ含有する酸化亜鉛系焼結体からなり、前記酸化亜鉛系焼結体が９５％以上の相対密度を有する、酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記７Ｂ族元素がＢｒである、請求項７に記載の酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記３Ｂ族元素がＡｌである、請求項７又は８に記載の酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化亜鉛系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】
電子デバイス等に用いられる透明導電膜として、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等が長年にわたって広く用いられている。また、透明導電膜の作製はスパッタリングによって行われるのが工業的に主流である。
【０００３】
しかしながら、近年のインジウム等のレアメタルの価格高騰といった背景もあり、ＩＴＯを代替する透明導電材料が強く望まれている。そのような透明導電材料の有望な候補として、高い透明性及び導電性を有する酸化亜鉛膜が注目されている。酸化亜鉛膜の導電率を向上させるためには、スパッタリング中のアーキングを抑制することが重要であり、そのためにはターゲットの密度及び導電率を向上させることが必要である。
【０００４】
特許文献１（特許第４６６１９４８号公報）には、ドーパント材料としてγ−アルミナを用いて酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造する方法が開示されており、ホットプレス装置における加圧焼結を経て高い密度と低い比抵抗を有する酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを得たことが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６６１９４８号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明者らは、今般、比表面積が１０〜８０ｍ２／ｇの酸化亜鉛粉末を原料として用いて不活性又は還元雰囲気で焼結させることにより、高密度かつ低抵抗な酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを得ることができるとの知見を得た。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、高密度かつ低抵抗な酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造及び提供することである。
【０００８】
本発明の一態様によれば、１０〜８０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する酸化亜鉛粉末を含んでなる酸化亜鉛系原料粉末を用意する工程と、
前記酸化亜鉛系原料粉末を成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を加熱して不活性又は還元雰囲気で焼結させ、それにより酸化亜鉛系焼結体を得る工程と、
を含んでなる、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、３Ｂ族元素を０．１〜１０質量％含有し、かつ、７Ｂ族元素を１０〜５００質量ｐｐｍ含有する酸化亜鉛系焼結体からなり、前記酸化亜鉛系焼結体が９５％以上の相対密度を有する、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットが提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法
本発明は、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法である。この方法においては、まず、１０〜８０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する酸化亜鉛粉末を含んでなる酸化亜鉛系原料粉末を成形して成形体を得る。そして、この成形体を加熱して不活性又は還元雰囲気で焼結させ、それにより酸化亜鉛系焼結体を得る。このように、比表面積が１０〜８０ｍ２／ｇの酸化亜鉛粉末を原料として用いて不活性又は還元雰囲気で焼結させることにより、高密度かつ低抵抗な酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを得ることができる。この手法で低抵抗が得られる理由は必ずしも定かではないが、以下のメカニズムが推定される。すなわち、酸化亜鉛粉末のＢＥＴ比表面積を１０ｍ２／ｇ以上と大きくすることで、不活性又は還元雰囲気といった低酸素分圧雰囲気で焼成した場合に、大きな比表面積に起因して酸素が粉末表面から抜けやすくなり、粉末中に多量の酸素欠損が生成する。この多量の酸素欠損によって、緻密化に必要な物質移動が促進されると共に、キャリアが増え、ターゲットが低抵抗化する。一方、酸化亜鉛粉末のＢＥＴ比表面積を大きくしすぎると成形体密度が低下して焼結性が悪化するため、８０ｍ２／ｇ以下とすることが望まれる。
【００１１】
以下、本発明の方法の各工程について具体的に説明する。
【００１２】
（１）原料粉末の準備
本発明の方法に用いる原料粉末は、酸化亜鉛粉末を含んでなる酸化亜鉛系原料粉末である。この酸化亜鉛粉末のＢＥＴ比表面積は１０〜８０ｍ２／ｇであり、好ましくは１２〜７５ｍ２／ｇ、さらに好ましくは１５〜７０ｍ２／ｇである。これらの範囲内であると、上述した推定メカニズムにより高密度かつ低抵抗を実現しやすい。
【００１３】
酸化亜鉛系原料粉末は、３Ｂ族元素を好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．３〜８質量％、さらに好ましくは０．５〜７質量％含有し、かつ、７Ｂ族元素を好ましくは０．０１〜１質量％、より好ましくは０．０３〜０．８質量％、さらに好ましくは０．０５〜０．７質量％含有する。３Ｂ族元素は通常のドーパントとして働く一方、７Ｂ族元素はそれ自体では焼結体中に微量にしか残存しないかもしれないが、原料に含有させておくことにより、ターゲットの抵抗が低下する。そのメカニズムは必ずしも定かではないが、以下のように推定される。すなわち、７Ｂ族元素はＯと置換固溶していると考えられるが、不活性又は還元雰囲気といった低酸素分圧雰囲気での焼成時に揮発した際、揮発した７Ｂ族元素の空孔部分に入る酸素が供給されないため、焼結体中で酸素欠損と同様に作用し、ターゲットの抵抗を低下させるものと考えられる。３Ｂ族元素の好ましい例としては、ＡｌやＧａが挙げられ、より好ましくはＡｌである。７Ｂ族元素の好ましい例としてはＦ、Ｂｒ及びＣｌが挙げられ、より好ましくはＢｒ及びＣｌが挙げられ、さらに好ましくはＢｒである。特に、大部分の７Ｂ族元素は焼成時に揮発するものの、微量は焼結体内に残存する。７Ｂ族元素は３Ｂ族元素と同様にドナーとして働くため、ターゲットの低抵抗化に寄与する。
【００１４】
この酸化亜鉛粉末は３Ｂ族元素及び／又は７Ｂ族元素がドープされたものであってもよいし、ドープされていないものであってもよい。酸化亜鉛粉末がドープされていない場合やドープ量が不足している場合には、そのような３Ｂ族元素及び／又は７Ｂ族元素を含むドーパント材料を酸化亜鉛粉末に混合させて酸化亜鉛系原料粉末とすればよい。ドーパント材料粉末として添加される場合、３Ｂ族元素はＡｌ２Ｏ３やＧａ２Ｏ３等の酸化物の粉末形態で添加されるのが好ましく、７Ｂ族元素はＺｎＢｒ２やＺｎＣｌ２等のハロゲン化亜鉛の粉末形態で添加されるのが好ましい。この場合、酸化亜鉛粉末とドーパント材料の混合手法は特に限定されないが、ボールミル処理により行われるのが好ましい。好ましいボールミル処理は、エタノール等の溶媒を用いて行われる湿式ボールミル処理である。湿式ボールミル処理を経て得られるスラリーは、エバポレーター等による乾燥、及びメッシュの通過を経て、所望の粒度分布の混合粉末とされるのが好ましい。
【００１５】
（１ａ）板状酸化亜鉛粉末の作製
好ましい酸化亜鉛粉末の一形態として、板状酸化亜鉛粉末が挙げられる。板状酸化亜鉛粉末を用いることで、粉砕により所望の比表面積を得やすいとの利点がある。板状酸化亜鉛粉末は、いかなる方法により製造されたものであってもよいが、好ましくは、亜鉛塩水溶液にアルカリ水溶液を加えて６０〜９５℃で２〜１０時間攪拌することにより沈殿物を析出させ、この沈殿物を洗浄及び乾燥し、さらに粉砕することにより得ることができる。亜鉛塩水溶液は、亜鉛イオンを含む水溶液であればよく、好ましくは、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛等の亜鉛塩の水溶液である。アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液であるのが好ましい。亜鉛塩水溶液及びアルカリ水溶液の濃度及び混合比は特に限定されないが、モル濃度が同じ亜鉛塩水溶液及びアルカリ水溶液を同じ体積比で混合するのが好ましい。沈殿物の洗浄はイオン交換水で複数回行うのが好ましい。洗浄された沈殿物の乾燥は１００〜３００℃で行われるのが好ましい。乾燥された沈殿物は板状の酸化亜鉛一次粒子が凝集した球状の二次粒子であるため、粉砕工程に付されるのが好ましい。この粉砕は、洗浄された沈殿物にエタノール等の溶媒を加えてボールミルで１〜１０時間行うのが好ましい。この粉砕によって、一次粒子としての板状酸化亜鉛粉末が得られる。
【００１６】
（１ｂ）共ドープ酸化亜鉛粉末の作製
好ましい酸化亜鉛粉末の他の一形態として、３Ｂ族元素と７Ｂ族元素の両方を含む酸化亜鉛粉末（以下、共ドープ酸化亜鉛粉末という）が挙げられる。この粉末は、液相法である水熱合成により、直接合成することにより製造することができる。具体的には、共ドープ酸化亜鉛粉末は、Ａｌ及びＧａから選択される少なくとも一種の３Ｂ族元素のイオンと、Ｃｌ及びＢｒから選択される少なくとも一種の７Ｂ族元素のイオンと、亜鉛イオンと、カルボン酸及び／又はカルボン酸イオンとを含有する原料水溶液を１３０℃以上の温度で水熱合成に付することにより製造することができる。すなわち、原料水溶液は、３Ｂ族元素のイオンと、７Ｂ族元素のイオンと、亜鉛イオンと、カルボン酸及び／又はカルボン酸イオンとを含有するものである。このような原料水溶液の代表例としては酢酸亜鉛水溶液が挙げられる。原料水溶液は有機溶媒を伴わないため、環境負荷が小さい。この原料水溶液を１３０℃以上の温度で水熱合成に付すると、３Ｂ族元素及び７Ｂ族元素が固溶された酸化亜鉛微細粉末を直接生成させることができる。
【００１７】
原料水溶液は、３Ｂ族元素のイオン（Ａｌ３＋及び／又はＧａ３＋）と、７Ｂ族元素のイオン（Ｃｌ−及び／又はＢｒ−）と、亜鉛イオン（Ｚｎ２＋）と、カルボン酸（−ＣＯＯＨ）及び／又はカルボン酸イオン（−ＣＯＯ−）とを含有する。３Ｂ族元素イオンの供給源は、水に溶解してアルミニウムイオン及び／又はガリウムイオンを生成可能な物質であれば特に限定されないが、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸ガリウム、塩化ガリウム等の水溶性の塩が好ましい。７Ｂ族元素イオンの供給源は、水に溶解して塩素イオン及び／又は臭素イオンを生成可能な物質であれば特に限定されないが、塩化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＣ）、塩化リチウム、塩化カリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、臭化リチウム、臭化カリウム等が好ましく例示され、特に好ましくは界面活性剤として酸化亜鉛粒子内への取り込みを促進する点で塩化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＣ）及び臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）であり、最も好ましくは臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）である。亜鉛イオンの供給源は、亜鉛イオンを供給可能な塩であれば特に限定されないが、酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛等が好ましく例示され、特に好ましくはカルボン酸イオンの供給源としても同時に機能する点で酢酸亜鉛が挙げられる。この点、酢酸亜鉛を使用しない場合は、他の物質によりカルボン酸又はカルボン酸イオンを反応系内に供給する必要がある。カルボン酸の例としては、蟻酸、シュウ酸、酢酸等が挙げられる。カルボン酸を用いた場合には、アンモニア等の塩基を用いて原料水溶液のｐＨを３〜８に調整することが好ましい。カルボン酸イオンの供給源としては、種々のカルボン酸塩が使用可能であるが、上述した酢酸亜鉛の他、蟻酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、蟻酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等が好ましく例示される。特に好ましいカルボン酸及び／又はカルボン酸イオンは酢酸及び／又は酢酸イオンである。原料水溶液の濃度は特に限定されないが、３Ｂ族元素のイオンを０．０００１〜０．０２Ｍの濃度で含み、亜鉛イオンを０．０１〜２Ｍの濃度で含み、かつ、カルボン酸及び／又はカルボン酸イオンを０．０２〜４Ｍの濃度で含むのが好ましい。
【００１８】
原料水溶液の液性は特に限定されないが、概ね中性〜酸性の液性域、例えばｐＨ８．０以下であり、好ましくはｐＨ７．０以下である。このような範囲内の液性であると、耐塩基性の反応装置を使う必要がなくなり、プロセスが大幅に簡素化され、製造コストの低減が可能となる。また、塩基性溶液を使用する必要性が無くなり、ガラス基板上に酸化亜鉛粒子を析出させて膜化させる際、ガラスの腐食を抑制することができる。
【００１９】
水熱合成は１３０℃以上、好ましくは１４０℃以上、より好ましくは１６０〜２５０℃の温度で行われる。水熱合成の時間は所望の微細粒子が形成されるかぎり特に限定されないが、上記温度域で１時間以上、好ましくは３〜１０時間行われるのが好ましい。例えば、水熱合成は１４０℃以上の温度で１時間以上行われるのが好ましく、より好ましくは１６０〜２５０℃の温度で３〜１０時間行われる。水熱合成は、高温の水、特に高温高圧の水の存在の下に行われる物質の合成及び結晶成長法として一般的に定義されるものであり、オートクレーブ中で行われるのが典型的であり好ましいが、それ以外の高温高圧容器を使用してもよい。
【００２０】
原料水溶液は、界面活性剤を０．０１Ｍ以上の濃度で含んでなるのが好ましく、より好ましくは０．０１〜２Ｍである。界面活性剤の存在下であると、３Ｂ族元素や７Ｂ族元素等のドーパントを酸化亜鉛粒子の内部に上手く固溶させることができる。界面活性剤の例としては、塩化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＣ）、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、エチレングリコール、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）等が挙げられる。好ましい界面活性剤は７Ｂ族元素供給源としても機能する点で塩化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＣ）及び臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）であり、酸化粒子亜鉛粒子の内部に７Ｂ族元素を取り込み易くなるだけでなく、３Ｂ族元素も同時に結晶内に取り込みやすくなる。特に好ましくは臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）である。このように、３Ｂ族元素及び７Ｂ族元素は、界面活性剤の存在下において、酸化亜鉛粒子の内部に上手く固溶させることができる。
【００２１】
上記のようにして、水熱合成により共ドープ酸化亜鉛粉末を直接合成することができる。なお、共ドープ酸化亜鉛粉末は、上述したような液相法に限らず、固相法を用いても製造することができる。例えば、ノンドープの酸化亜鉛ナノ粒子と、３Ｂ族元素酸化物のナノ粒子と、７Ｂ族元素化合物とを混合し、熱処理をしてもよい。この場合、７Ｂ族元素の揮発を防止し、ＺｎＯに固溶させるため、密閉容器内において７Ｂ族元素の蒸気圧が大気圧以上となるようにしながら熱処理することが好ましい。いずれにしても、共ドープ酸化亜鉛粉末を用いることで、ドーパント材料と混合させることなく、あるいは共ドープ酸化亜鉛粉末のみでは不足しうる元素（例えば３Ｂ族元素）を含むドーパント材料と適宜混合させて、酸化亜鉛系原料粉末として次の成形工程に利用することができる。
【００２２】
（２）成形工程
酸化亜鉛系原料粉末は成形されて成形体とされる。この成形工程はプレス成型を含むのが好ましく、より好ましくはプレス成型及びそれに続く静水圧プレスにより行われる。このようなプレスを伴うことで高密度かつ低抵抗の酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを得やすくなる。静水圧プレスの圧力は０．５ｔ／ｃｍ２以上が好ましく、より好ましくは１〜１０ｔ／ｃｍ２である。
【００２３】
（３）焼結工程
上記成形体を加熱して不活性又は還元雰囲気で焼結させると、本発明の酸化亜鉛系焼結体を得ることができる。不活性又は還元雰囲気であると、雰囲気中の酸素濃度が低くなる。このため、そのような雰囲気で焼成した場合には上述した大きな比表面積に起因して粉末中に多量の酸素欠損が生成し、この多量の酸素欠損によって、緻密化に必要な物質移動が促進されると共に、キャリアが増え、ターゲットが低抵抗化するものと考えられる。不活性雰囲気の例としては、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気が挙げられる。還元雰囲気の例としては、水素、一酸化炭素等の還元ガスの雰囲気が挙げられる。
【００２４】
成形体の焼結は１３００〜１５００℃の温度で行われるのが好ましく、より好ましくは１３２０〜１４８０℃であり、さらに好ましくは１３５０〜１４５０℃である。この焼結工程は、成形体を上記範囲内の温度で２時間以上、望ましくは３〜１０時間保持することにより行われるのが好ましい。このとき、焼結のための加熱は、成形体を室温から１０００℃までの昇温が３００℃／ｈ以下の速度で行って７Ｂ族元素の少なくとも一部（好ましくは殆ど又は大部分）を揮発させるのが好ましく、より好ましい昇温速度は１０〜２５０℃／ｈ、さらに好ましくは２０〜２００℃／ｈである。すなわち、７Ｂ族元素は室温から１０００℃までの温度範囲で揮発する性質を有するが、その際の昇温速度を３００℃／ｈ以下とすることで、７Ｂ族元素を十分に揮発させることができる。そして、７Ｂ族元素の十分な揮発によって粉末中に多量の酸素欠損が内部まで均質に形成される。前述のとおり、多量の酸素欠損は、緻密化に必要な物質移動を促進するとともに、キャリアの増加及びそれによるターゲットが低抵抗化に寄与するものと考えられる。したがって、上記範囲内の昇温速度によれば、内部まで均質な高品位なターゲットを作製することができる。
【００２５】
酸化亜鉛系スパッタリングターゲット
本発明の酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、３Ｂ族元素を０．１〜１０質量％含有し、かつ、７Ｂ族元素を１０〜５００質量ｐｐｍ含有する酸化亜鉛系焼結体からなり、酸化亜鉛系焼結体は９５％以上の相対密度を有する。このターゲットは上述した製造方法によって製造されうるものである。３Ｂ族元素は通常のドーパントとして働くため低抵抗に寄与する。一方、７Ｂ族元素は、大部分の７Ｂ族元素は焼成時に揮発するものの、微量には焼結体内に残存する。そして、７Ｂ族元素は３Ｂ族元素と同様にドナーとして働くため、同じくターゲットの低抵抗化に寄与しうる。
【００２６】
酸化亜鉛系焼結体における３Ｂ族元素の含有量は０．１〜１０質量％であり、好ましくは０．２〜８質量％であり、さらに好ましくは０．５〜６質量％である。酸化亜鉛系焼結体における７Ｂ族元素の含有量は１０〜５００質量ｐｐｍであり、好ましくは１５〜４００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは２０〜３００質量ｐｐｍである。３Ｂ族元素の好ましい例としては、ＡｌやＧａが挙げられ、より好ましくはＡｌである。７Ｂ族元素の例としてはＦ、Ｂｒ及びＣｌが挙げられ、より好ましくはＢｒ及びＣｌが挙げられ、さらに好ましくはＢｒである。上記のような範囲内で３Ｂ族元素と７Ｂ族元素を含有することで酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは有意に低い抵抗率を実現することができる。また、酸化亜鉛系焼結体は９５％以上の相対密度を有するのが好ましく、より好ましくは９７％以上であり、さらに好ましくは９８％以上である。その結果、高密度かつ低抵抗な酸化亜鉛系スパッタリングターゲットがもたらされる。
【００２７】
なお、微視的には、酸化亜鉛系焼結体は、六方晶ウルツ鉱型構造を有する酸化亜鉛結晶粒子を含んで構成される。すなわち、酸化亜鉛系焼結体は無数の酸化亜鉛結晶粒子が焼結により互いに結合されてなる固体である。酸化亜鉛結晶粒子は酸化亜鉛を含んで構成される粒子であり、他の元素として、３Ｂ属元素及び７Ｂ族元素等のドーパント及び不可避不純物を含みうる。そのような他の元素は六方晶ウルツ鉱型構造のＺｎサイトやＯサイトに置換されていてもよいし、結晶構造を構成しない添加元素として含まれていてもよいし、あるいは粒界に存在するものであってもよい。また、酸化亜鉛系焼結体も、酸化亜鉛結晶粒子以外に他の相又は上述したような他の元素を含んでいてもよいが、好ましくは酸化亜鉛結晶粒子及び不可避不純物からなる。
【実施例】
【００２８】
本発明を以下の例によってさらに具体的に説明する。
【００２９】
例１
酸化亜鉛粉末を以下の方法により作製した。硝酸亜鉛六水和物（関東化学株式会社製）を用いて、濃度０．１ＭのＺｎ（ＮＯ３）２水溶液を作製した。また、水酸化ナトリウム（シグマアルドリッチ社製）を用いて、濃度０．１ＭのＮａＯＨ水溶液を作製した。ＮａＯＨ水溶液に対し、Ｚｎ（ＮＯ３）２水溶液を体積比１：１で混合し、攪拌しながら８０℃で６時間保持して、沈殿物を得た。沈殿物をイオン交換水で３回洗浄した後、乾燥することで、板状の酸化亜鉛一次粒子が凝集した球状の二次粒子を得た。続いて、直径２ｍｍのＺｒＯ２製ボールを用い、エタノールを溶媒として、ボールミル粉砕処理を３時間行うことにより、酸化亜鉛二次粒子を体積基準Ｄ５０平均粒径０．６μｍの板状一次粒子へと粉砕した。この粉末のＢＥＴ比表面積を、流動式比表面積自動測定装置（フローソーブＩＩＩ２３０５、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。このとき、吸着ガスとして窒素を用いた。
【００３０】
得られた酸化亜鉛粉末９８重量部に対し、γ−アルミナ（住友化学製）２重量部、ＺｎＢｒ２（シグマアルドリッチ製）を０．５重量部添加し、エタノールを溶媒として、ボールミルで混合した。乾燥して得られた混合粉末の添加３Ｂ族（この場合Ａｌ）含有量をＩＣＰ−ＡＥＳにより測定した。また、混合粉末の添加７Ｂ族（この場合Ｂｒ）含有量をイオンクロマトグラフィーにより測定した。得られた混合粉末を一軸プレスにより成型後、２ｔ／ｃｍ２の圧力で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）して成形体を得た。本成形体を１４００℃で５時間、窒素雰囲気中で焼成してＺｎＯ焼結体を得た。このとき、室温から１０００℃までの昇温速度は２００℃／ｈとした。
【００３１】
得られた焼結体から３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍのサイズの試料を切り出し、アルキメデス法によって嵩密度を測定した。また、嵩密度を酸化亜鉛の理論密度５．６０６ｇ／ｃｍ３で除し、１００を乗じることにより相対密度を％の単位で求めた。また、焼結体の抵抗率もＡｇ線を電極とした四端子法により測定した。なお、焼結体の抵抗率は例５の値を１とした相対値として示すこととした。また、焼結体中の添加３Ｂ族（この場合Ａｌ）及び添加７Ｂ族（この場合Ｂｒ）をそれぞれＩＣＰ−ＡＥＳ及びイオンクロマトグラフィーにより測定した。これらの測定結果は表１に示されるとおりであった。
【００３２】
例２
酸化亜鉛粉末９８重量部及びγ−アルミナ２重量部に対し、ＺｎＣｌ２（シグマアルドリッチ製）を０．５重量部加えた以外は例１と同様にしてＺｎＯ焼結体の作製及び評価を行った。測定結果は表１に示されるとおりであった。
【００３３】
例３
粉砕時間を１０時間、室温から１０００℃までの昇温速度を１００℃／ｈと変更した以外は例１と同様にＺｎＯ焼結体の作製及び評価を行った。測定結果は表１に示されるとおりであった。
【００３４】
例４
酢酸亜鉛二水和物（キシダ化学株式会社製）と硝酸アルミニウム九水和物（キシダ化学株式会社製）を、ＺｎとＡｌの総物質量が０．０１ｍｏｌとなるように秤量した。このとき、ＺｎとＡｌの物質量比Ｚｎ：Ａｌを９５：５とした。これらの成分を４５ｍＬのＭｉｌｌｉ−Ｑ水（超純水）に溶解し、０．００５ｍｏｌのＣＴＡＢ（臭化セチルトリメチルアンモニウム）（キシダ化学株式会社製）を更に加えて、混合溶液を得た。この混合溶液をオートクレーブ中において１８０℃で６時間加熱して、酸化亜鉛粒子の分散液を生成させ、これを乾燥して酸化亜鉛粉末を得た。
【００３５】
得られた酸化亜鉛粉末９８重量部に対し、γ−アルミナ２重量部を添加し、エタノールを溶媒として、ボールミルで混合した。本混合粉末を一軸プレスにより成型後、２ｔ／ｃｍ２の圧力で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）処理して成形体を得た。本成形体を１４００℃で５時間、窒素雰囲気中で焼成し、ＺｎＯ焼結体を得た。室温から１０００℃までの昇温速度は２００℃／ｈとした。得られたＺｎＯ焼結体の評価を例１と同様にして行った。測定結果は表１に示されるとおりであった。
【００３６】
例５（比較）
市販の酸化亜鉛粉末（正同化学製）９８重量部に対し、γ−アルミナ２重量部を添加し、エタノールを溶媒として、ボールミルで混合した。本混合粉末を一軸プレスにより成型後、２ｔ／ｃｍ２の圧力でＣＩＰ処理し、成形体を得た。本成形体を１４００℃で５時間、窒素雰囲気中で焼成してＺｎＯ焼結体を得た。室温から１０００℃までの昇温速度は２００℃／ｈとした。得られたＺｎＯ焼結体の評価を例１と同様にして行った。測定結果は表１に示されるとおりであった。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
上記表１から分かるように、本発明により得られる酸化亜鉛系焼結体は高密度のうえ極めて低抵抗であるといえる。このため、スパッタリングターゲットとして用いた場合に、スパッタリング中のアーキングを有意に抑制することが期待できる。