(57)【要約】亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有する焼結体であって、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量がＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％であることを特徴とする酸化物焼結体。本発明の焼結体は、スパッタリング法やイオンプレーティング法によって、非晶質膜を成膜することができるので、膜応力による膜の割れや剥離の発生を抑制することができるという優れた効果を有する。本発明の薄膜は、特に光情報記録媒体の保護層を形成する光学薄膜、有機ＥＬテレビ用薄膜、透明電極用薄膜に有用である。【選択図】図面なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有する焼結体であって、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量がＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
さらにガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はホウ素（Ｂ）を含有し、Ｇａ及び／又はＢの総含有量がＧａ２Ｏ３及び／又はＢ２Ｏ３換算で０．１〜１０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
請求項１又は２記載の酸化物焼結体を用いることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項４】
請求項１又は２記載の酸化物焼結体を用いることを特徴とするイオンプレーティング材。
【請求項５】
亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有する薄膜であって、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量がＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％であって、非晶質であることを特徴とする薄膜。
【請求項６】
さらにガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はホウ素（Ｂ）を含有し、Ｇａ及び／又はＢの総含有量がＧａ２Ｏ３及び／又はＢ２Ｏ３換算で０．１〜１０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項５記載の薄膜。
【請求項７】
波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．０以下であることを特徴とする請求項５又は６記載の薄膜。
【請求項８】
比抵抗が１ｍΩ・ｃｍ〜１ＭΩ・ｃｍ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薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は良好な可視光の透過率と導電性を備えた透明導電膜を得ることが可能な焼結体及び該焼結体を用いて作製した低屈折率を有するアモルファス膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、透明導電膜として、酸化インジウムにスズを添加した膜、すなわち、ＩＴＯ（Indium-Tin-oxide）膜が透明かつ導電性に優れており、各種ディスプレイ等広範囲な用途に使用されている。しかし、このＩＴＯは主成分であるインジウムが高価であるために、製造コストの面で劣るという問題がある。【０００３】
このようなことから、ＩＴＯの代替品として、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた膜を用いる提案がなされている。酸化亜鉛を主成分とする膜であるため、価格が安いという利点がある。このような膜は、主成分であるＺｎＯの酸素欠損により導電性が増す現象が知られており、導電性と光透過性という膜特性がＩＴＯに近似すれば、このような材料の利用が増大する可能性がある。【０００４】
ところで、ディスプレイ等において可視光を利用する場合、その材料が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透過率であることが好ましい。また、屈折率が高いと光損失が大きくなったり、ディスプレイの視野角依存性を悪化したりすることから低屈折率であることや、膜のクラックやエッチング性能を向上させるためにアモルファス膜であることも望まれる。【０００５】
アモルファス膜は応力が小さいため、結晶膜に比べてクラックが起こりにくく、今後、フレキシブル化に向かうディスプレイ用途ではアモルファス膜であることが求められると考えられる。なお、先のＩＴＯでは、抵抗値や透過率を向上するために、結晶化する必要があり、また、アモルファスとすると、短波長域に吸収を持ち、透明膜にはならないため、このような用途には適していない。【０００６】
酸化亜鉛を用いた材料として、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）、ＧＺＯ（酸化ガリウム−酸化亜鉛）、ＡＺＯ（酸化アルミニウム−酸化亜鉛）などが知られている（特許文献１〜３）。しかし、ＩＺＯは低抵抗のアモルファス膜とすることができるが、短波長域に吸収も持ち、屈折率が高いという問題がある。また、ＧＺＯ、ＡＺＯは、ＺｎＯのｃ軸配向のし易さにより、結晶化膜になりやすく、このような結晶化膜は応力が大きくなるため、膜剥がれや膜割れ等の問題がある。【０００７】
また、特許文献４には、ＺｎＯとフッ化アルカリ土類金属化合物を主成分とする幅広い屈折率を実現した透光性導電性材料が開示されている。しかし、これは結晶化膜であって、後述する本発明のようなアモルファス膜の効果は得られない。また、特許文献５には、屈折率が小さく、かつ、比抵抗が小さく、さらには非晶質の透明導電膜が開示されているが、本発明とは組成系が異なり、屈折率と抵抗値とを共に調整できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−００８７８０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８４８７６号公報
【特許文献３】特開２００７−２３８３７５号公報
【特許文献４】特開２００５−２１９９８２号公報
【特許文献５】特開２００７−０３５３４２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、良好な可視光の透過率と導電性を維持できる透明導電膜、特には、低屈折率のアモルファス膜を得ることが可能な焼結体を提供することを課題とする。この薄膜は、透過率が高く、且つ、機械特性に優れているため、ディスプレイの透明導電膜や光ディスの保護膜に有用である。これによって、光デバイスの特性の向上、設備コストの低減化、成膜の特性を大幅に改善することを目的とする。
【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、本発明者らは鋭意研究を行った結果、従来のＩＴＯなどの透明導電膜を下記に提示する材料系へと置き換えることで、抵抗率と屈折率とを任意に調整することが可能となり、従来と同等又はそれ以上の光学特性を確保すると共に、スパッタリング法或いはオンプレーティング法を用いた安定的な成膜が可能であり、さらにアモルファス膜とすることで、該薄膜を備える光デバイスの特性改善、生産性向上が可能であるとの知見を得た。【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、次の発明を提供するものである。
１）亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有する焼結体であって、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量がＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％、であることを特徴とする酸化物焼結体、
２）さらにガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はホウ素（Ｂ）を含有し、Ｇａ及び／又はＢの総含有量がＧａ２Ｏ３及び／又はＢ２Ｏ３換算で０．１〜１０ｍｏｌ％であることを特徴とする上記１）記載の酸化物焼結体、
３）上記１）又は上記２）記載の酸化物焼結体を用いることを特徴とするスパッタリングターゲット、
４）上記１）又は上記２）記載の酸化物焼結体を用いることを特徴とするイオンプレーティング材、提供する。【００１２】
また、本発明は、
５）亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有する薄膜であって、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量がＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％、非晶質であることを特徴とする薄膜、
６）さらにガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）及び／又はホウ素（Ｂ）を含有し、Ｇａ及び／又はＢの総含有量がＧａ２Ｏ３及び／又はＢ２Ｏ３換算で０．１〜１０ｍｏｌ％であることを特徴とする上記５）記載の薄膜、
７）波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．０以下であることを特徴とする上記５）又は６）記載の薄膜、
８）比抵抗が１ｍΩ・ｃｍ〜１ＭΩ・ｃｍ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薄膜、を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スパッタリング法やイオンプレーティング法によって、非晶質膜を成膜することができ、応力による膜割れが少なく、膜剥離の発生を抑制することができるという効果を有する。また、低屈折率という優れた特性を持つ薄膜、特に光情報記録媒体の保護層を形成する光学薄膜、有機ＥＬテレビ用薄膜、透明電極用薄膜に有用である焼結体材料を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の酸化物焼結体は、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有する焼結体であって、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量がＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、Ｍｇの含有量がＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％であって、スパッタリング法やイオンプレーティング法によって、非晶質の膜を形成できることを特徴とする。
【００１５】
原料の調整の際に、残部をＺｎＯとして各酸化物の比率をその合計が１００ｍｏｌ％の組成となるように調整する。そのため、Ｚｎの含有量は、このような残部のＺｎＯ換算から求めることができる。このような組成とすることで、低屈折率のアモルファス膜を形成することができ、本発明の上記効果が得られる。
なお、本発明では、焼結体中の各金属の含有量を酸化物換算で規定しているが、焼結体中の各金属はその一部又は全てが複合酸化物として存在している。また、通常用いられる焼結体の成分分析では、酸化物ではなく、金属として、それぞれの含有量が測定される。
【００１６】
本発明は、非晶質かつ低屈折率の膜を成膜するためにフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を添加することを特徴とする。Ｍｇの含有量は、Ｚｎ原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎ原子数の比が１以下であるとき、ＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％とし、Ｚｎ原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎ原子数の比が１以上であるとき、ＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％とすることで、非晶質かつ低屈折率の膜を成膜することができる。これにより、膜のクラックや割れの発生を低減することができ、また、膜の剥離を抑制することができる。
【００１７】
本発明の酸化物焼結体は、膜に導電性を付与するためにガリウム（Ｇａ）及び／又はホウ素（Ｂ）の酸化物を添加することができる。フッ化マグネシウムの添加により導電性が低下するため、フッ化マグネシウムの添加量に応じてＧａやＢの酸化物を添加するのが好ましい。フッ化マグネシウムの添加量が少ない場合には、ＧａやＢの酸化物を添加しなくとも所望の導電性を得ることができる。本発明において、少なくともＧａ及び／又はＢの総含有量を、Ｇａ２Ｏ３及び／又はＢ２Ｏ３換算で０．１〜１０ｍｏｌ％とすることで、所望の導電性を得ることができる。
【００１８】
また、本発明は、スパッタリングターゲット法やイオンプレーティング法を用いて、非晶質の薄膜を形成できることが特に重要である。ＺｎＯを成分とする薄膜は膜応力が大きいため、結晶化膜であるとクラックや割れが発生し、さらには、膜の剥離等の問題が生じる。この薄膜を非晶質膜とすることにより、膜応力による割れやクラック等の問題を回避することができるという優れた効果を有する。なお、得られた膜が非晶質膜であるかは、例えば、Ｘ線回折法を用いて、ＺｎＯの（００２）面のピークが現れる２θ＝３４．４°付近の回折強度を観察することで判断することができる。
【００１９】
また、本発明の焼結体を機械加工して得られるターゲットをスパッタして形成した膜、又は上記イオンプレーティングにより形成された膜は、波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．０以下であることが好ましい。フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、さらには、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）や酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）は、酸化亜鉛、酸化錫あるいは酸化インジウムよりも屈折率の低い材料であるため、これらのフッ化物や酸化物の添加によって、低屈折率の膜を得ることができる。
【００２０】
本発明によれば、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸素（Ｏ）を含有し、Ｓｎ及び／又はＩｎの総含有量が、ＳｎＯ２及び／又はＩｎ２Ｏ３換算で１０〜９０ｍｏｌ％であり、Ｍｇの含有量が、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以下であるとき、ＭｇＦ２換算で１５〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎの原子数に対するＳｎ及び／又はＩｎの原子数の比が１以上であるとき、ＭｇＦ２換算で１〜４０ｍｏｌ％であって、非晶質（アモルファス）薄膜を作製することができる。
本発明の薄膜は、有機ＥＬテレビ、透明電極等を用途とする場合には、これらの用途の適した屈折率や導線性を備えることが望ましい。屈折率については、波長５５０ｎｍにおいて２．０以下とするのがより好ましく、導電性については、比抵抗１ｍΩ・ｃｍ以上、１，０００，０００（１Ｍ）Ω・ｃｍ以下とするのがより好ましい。
【実施例】
【００２１】
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。【００２２】
（実施例１）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝４５．５：３０．４：２２．９：１．２５ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．８７（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２３】
（実施例２）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝６８．２１：１１．７６：１８．２４：１．７９ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．８７（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２４】
（実施例３）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＩｎ２Ｏ３粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：Ｉｎ２Ｏ３：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝６６．７：２１．３：１４．９：８．３ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．８５（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２５】
（実施例４）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＢ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＩｎ２Ｏ３粉とＭｇＦ２粉とＢ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：Ｉｎ２Ｏ３：ＭｇＦ２：Ｂ２Ｏ３＝１５．４：３７．７：４６．３：０．５ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．９０（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２６】
（実施例５）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＢ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＩｎ２Ｏ３粉とＭｇＦ２粉とＢ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：Ｉｎ２Ｏ３：ＭｇＦ２：Ｂ２Ｏ３＝４１．１：１２．１：４５．８：１．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．７０（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２７】
（実施例６）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝２５．４：３８．１：２５．４：３．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．８０（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２８】
（実施例７）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝３１．１：５７．８：８．０：３．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．９８（波長５５０ｎｍ）に達した。【００２９】
（実施例８）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＡｌ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＢ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２とＭｇＦ２粉とＡｌ２Ｏ３粉とＢ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ａｌ２Ｏ３：Ｂ２Ｏ３＝６８．２：１４．２：１５．３：１．８：０．５ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を真空中、温度１１００℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工して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、相対密度は９８．２％に達し、バルク抵抗は３．１ｍΩ・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。
次に、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、Ｏ2を２ｖｏｌ％含有するＡｒガス圧０．５Ｐａとし、膜厚１５００〜７０００Åに成膜した。作製した薄膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．９４（波長５５０ｎｍ）に達した。【００３０】
（実施例９）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＡｌ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＢ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＩｎ２Ｏ３粉とＭｇＦ２粉とＡｌ２Ｏ３粉とＢ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：Ｉｎ２Ｏ３：ＭｇＦ２：Ａｌ２Ｏ３：Ｂ２Ｏ３＝５６：３７．３：５．０：１．３：０．５ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を真空中、温度１１００℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結した。その後、この焼結体を機械加工して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、相対密度は９９．１％に達し、バルク抵抗は３．２ｍΩ・ｃｍとなり、安定したＤＣスパッタが可能であった。
次に、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、Ｏ2を２ｖｏｌ％含有するＡｒガス圧０．５Ｐａとし、膜厚１５００〜７０００Åに成膜した。作製した薄膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．９４（波長５５０ｎｍ）に達した。【００３１】
（比較例１）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝２１．２：３１．８：４５．０：２．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、作製した膜は非晶質膜であることが確認されたが、その膜の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ超となり、導電性の劣るものとなった。【００３２】
（比較例２）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝７９．２：８．８：１０．０：２．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、作製した膜は非晶質膜とはならなかった。【００３３】
（比較例３）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝２６．６：１１．４：６０．０：２．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、作製した膜は非晶質膜であることが確認されたが、その膜の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ超となり、導電性の劣るものとなった。【００３４】
（比較例４）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＳｎＯ２粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＳｎＯ２粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：ＳｎＯ２：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝１３．２：２６．４：５５．０：１．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、作製した膜は非晶質膜であることが確認されたが、その膜の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ超となり、導電性の劣るものとなった。【００３５】
【表１】
2014010383.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の焼結体は、スパッタリングターゲット又はイオンプレーティング材とすることができ、これらのスパッタリングターゲット又はイオンプレーティング材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として、透過率、屈折率、導電性において、極めて優れた特性を有するという効果がある。また本発明は、その大きな特徴として、アモルファス膜であることによって、膜のクラックやエッチング性能を格段に向上させることができるという優れた効果を有する。【００３７】
本発明の焼結体を用いた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。必要に応じてＲＦスパッタを実施するが、その場合でも成膜速度の向上が見られる。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。【００３８】
また、本発明の焼結体を用いたイオンプレーティング材は、低屈折率のアモルファス膜を成膜することができるので、膜応力によるクラックや割れ、膜の剥離の発生を抑制することができるという効果を有する。このようなアモルファス膜は、特に、光情報記録媒体の保護層を形成する光学薄膜、有機ＥＬテレビ用薄膜、透明電極用薄膜に有用である。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月30日(2013.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
のＧａ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＩｎ２Ｏ３粉とＭｇＦ２粉とＧａ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：Ｉｎ２Ｏ３：ＭｇＦ２：Ｇａ２Ｏ３＝６６．７：２１．３：１４．９：８．３ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であることが確認された。また、その膜の屈折率は１．８５（波長５５０ｎｍ）に達した。
［００２５］
［００２６］
（実施例５）
３Ｎ相当で５μｍ以下のＺｎＯ粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉、３Ｎ相当で平均粒径５μｍ以下のＭｇＦ２粉、３Ｎ相当で５μｍ以下のＢ２Ｏ３粉を準備した。次に、ＺｎＯ粉とＩｎ２Ｏ３粉とＭｇＦ２粉とＢ２Ｏ３粉を、ＺｎＯ：Ｉｎ２Ｏ３：ＭｇＦ２：Ｂ２Ｏ３＝４１．１：１２．１：４５．８：１．０ｍｏｌ％の配合比に調合し、これを混合した後、粉末材料を温度８５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレス焼結してイオンプレーティング用焼結体とした。この焼結体を用いて、イオンプレーティングを実施した結果、安定したイオンプレーティングができ、作製した膜は非晶質膜であ
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
［表１］
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
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【国際調査報告】
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