(57)【要約】インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体に含有される揮発性不純物の濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体。当該スパッタリング用ターゲットの高密度化及び低バルク抵抗化を可能とし、ターゲットの製造工程中の膨れや割れを防止すると共に、ノジュールの発生を最小限に押さえ、異常放電を抑制し、かつＤＣスパッタリングが可能であるＩＧＺＯターゲットの製造に適用できる技術を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体に含有される揮発性不純物の濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
揮発性不純物が、塩素化合物、硝酸化合物、硫酸化合物、アンモニウム化合物の中から選ばれた１以上を含有する化合物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】
揮発性不純物が、塩素化合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
揮発性不純物が、塩素とガリウムとの化合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
相対密度が９５％以上であり、バルク抵抗値が５．０×１０−２Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
相対密度が９８％以上であることを特徴とする請求項５記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
相対密度が９９％以上であることを特徴とする請求項５記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体の製造方法であって、揮発性不純物濃度がそれぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛原料粉末を使用して焼結することを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【請求項９】
揮発性不純物が、塩素化合物、硝酸化合物、硫酸化合物、アンモニウム化合物の中から選ばれた１以上を含有する化合物であることを特徴とする請求項８記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１０】
揮発性不純物が、塩素化合物であることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１１】
揮発性不純物が、塩素とガリウムとの化合物であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
揮発性不純物濃度が、それぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛粉末からなる酸化物焼結体製造用原料粉末。
【請求項１３】
揮発性不純物が、塩素化合物、硝酸化合物、硫酸化合物、アンモニウム化合物の中から選ばれた１以上を含有する化合物であることを特徴とする請求項１２記載の酸化物焼結体製造用原料粉末。
【請求項１４】
揮発性不純物が、塩素化合物であることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の酸化物焼結体製造用原料粉末。
【請求項１５】
揮発性不純物が、塩素とガリウムとの化合物であることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれか一項に記載の酸化物焼結体製造用原料粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置や有機EL表示装置中の薄膜トランジスタの活性層等に使用される透明半導体ＩＧＺＯ膜を、スパッタリング法で製造する際に、スパッタリングターゲットとして使用されるＩＧＺＯ酸化物焼結体、その製造方法及び該酸化物焼結体の製造用原料として使用される酸化物粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリックス型液晶表示装置等の表示素子には、各画素駆動用駆動用のシリコン系材料を活性層とする薄膜トランジスタが使用されているが、可視光吸収防止用光遮断層による開口率の減少、高温成膜が必要等の欠点から、近年、透明酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの開発が行われている。【０００３】
透明酸化物半導体は、低温成膜可能、高移動度等の観点から注目されており、中でも、インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素を構成元素とするＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系材料（以下、「ＩＧＺＯ」と記載する。）からなる非晶質ＩＧＺＯ膜の移動度は、アモルファスシリコンの移動度より高く、非晶質ＩＧＺＯ膜を活性層に用いた電界効果型トランジスタはオンオフ比が高い等の特性を有するため、有望視されている（非特許文献１、特許文献１参照）。【０００４】
非晶質ＩＧＺＯ膜の作製方法としては、量産性に優れているスパッタリング法が、最も適切であり、そのためには、ＩＧＺＯターゲットは高密度である必要がある。【０００５】
しかしながら、これまでに高密度ＩＧＺＯターゲットを製造できる場合もあったが、生産継続中に焼結体の密度が低下し、更に生産を継続していくと、また、高密度ターゲットができるようになるといったことがあり、その原因として、焼結条件等のターゲット製造プロセス条件の不適切が予想されたが、結局、原因は不明ということがあった。【０００６】
一方、酸化物焼結体ターゲット中の不純物濃度の種類やその許容濃度について、これまでに報告されている例としては、以下のものがある。【０００７】
特許文献２には、塩素濃度が５０質量ｐｐｍ以下の酸化インジウム粉を用いた酸化インジウム系スパッタリングターゲットの製造方法について記載されている。しかしながら該明細書で開示されているのは酸化インジウム粉に含まれる塩素濃度の効果のみである。【０００８】
特許文献３には、ハロゲン元素の含有量が少ない酸化インジウム粉当に関する記載がある。しかしながら、実施例では、原料としては、硝酸インジウムが用いられているのみである。【０００９】
つまり、これまでの先行技術における酸化物焼結体ターゲット中の不純物に関する報告としては、酸化インジウム粉に含まれる塩素等に関するものであり、本発明で開示するＩＧＺＯ透明半導体ターゲットの原料である酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）に含有される不純物の種類や濃度が焼結体密度に与える影響についてのものはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１７３５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−３０８３８５号公報
【特許文献３】特開平１０−１８２１５０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】K. Nomura et al. "Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors", Nature,432, p488-492（2004）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に着目してなされたものであって、その目的は、透明半導体ＩＧＺＯ膜のスパッタ法での成膜に必要なスパッタリングターゲットとして使用されるＩＧＺＯターゲットを高密度で製造する製造方法、該製造方法で得られるＩＧＺＯ焼結体、および該ＩＧＺＯ焼結体製造用原料として適切な、不純物濃度が低い酸化物原料紛を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、主としてインジウム、ガリウム、亜鉛及び酸素を構成元素とする透明半導体膜作製用スパッタリングターゲットであって、これらの元素の濃度比が所定の範囲内にある酸化物焼結体の焼結時に、焼結体に破裂、膨れ、密度低下等の問題が発生することがあり、その原因を鋭意究明したところ、これらの問題が、原料である酸化物粉末中に含有される特定不純物の濃度と相関があることを見出し、本発明を完成させた。【００１４】
かかる知見を基礎として完成した本発明は、以下のように特定することができる。【００１５】
１）インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体に含有される揮発性不純物の濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
２）揮発性不純物が、塩素化合物、硝酸化合物、硫酸化合物、アンモニウム化合物の中から選ばれた１以上を含有する化合物であることを特徴とする上記１記載の酸化物焼結体。
３）揮発性不純物が、塩素化合物であることを特徴とする上記１又は請求項２に記載の酸化物焼結体。
４）揮発性不純物が、塩素とガリウムとの化合物であることを特徴とする上記１乃至請求項３のいずれか一項に記載の酸化物焼結体。
５）相対密度が９５％以上であり、バルク抵抗値が５．０×１０−２Ωｃｍ以下であることを特徴とする上記１乃至４のいずれか一項に記載の酸化物焼結体。
６）相対密度が９８％以上であることを特徴とする５）記載の酸化物焼結体。
７）相対密度が９９％以上であることを特徴とする５）記載の酸化物焼結体。【００１６】
８）インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体の製造方法であって、揮発性不純物濃度がそれぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛原料粉末を使用して焼結することを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
９）揮発性不純物が、塩素化合物、硝酸化合物、硫酸化合物、アンモニウム化合物の中から選ばれた１以上を含有する化合物であることを特徴とする上記８）記載の酸化物焼結体の製造方法。
１０）揮発性不純物が、塩素化合物であることを特徴とする上記８）又は９）記載の酸化物焼結体の製造方法。
１１）揮発性不純物が、塩素とガリウムとの化合物であることを特徴とする上記８）乃至１０）のいずれか一項に記載の酸化物焼結体の製造方法。【００１７】
１２）揮発性不純物濃度が、それぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛粉末からなる酸化物焼結体製造用原料粉末。
１３）揮発性不純物が、塩素化合物、硝酸化合物、硫酸化合物、アンモニウム化合物の中から選ばれた１以上を含有する化合物であることを特徴とする上記１２）に記載の酸化物焼結体製造用原料粉末。
１４）揮発性不純物が、塩素化合物であることを特徴とする上記１２）又は１３）記載の酸化物焼結体製造用原料粉末。
１５）揮発性不純物が、塩素とガリウムとの化合物であることを特徴とする上記１２）乃至１４）のいずれか一項に記載の酸化物焼結体製造用原料粉末。
【発明の効果】
【００１８】
以上の様に、本発明によれば、透明半導体ＩＧＺＯ膜作製用のスパッタリングターゲットとして使用される高密度ＩＧＺＯ酸化物焼結体の製造方法、該焼結体を提供できるので、該高密度ＩＧＺＯ酸化物焼結体を用いて、スパッタリング成膜することで、アーキング等の異常放電もなく、長時間の使用でも、表面にノジュールが発生して悪影響を及ぼすこともなく、アクティブマトリックス駆動の液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子中の薄膜トランジスタの活性層部分となる良好な透明半導体ＩＧＺＯ膜を作製することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の内容、特に、発明を規定する語句の意味や発明特定事項の範囲の設定理由等について詳細に説明する。
【００２０】
本発明に使用する酸化物焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）を構成元素とする。該酸化物焼結体に含有される元素のうちに上記４種類が、他の元素よりも高濃度であり、本焼結体作製過程において混入してくる、あるいは原料から混入する不純物濃度よりも非常に高濃度であることを意味している。
【００２１】
本発明に係る酸化物焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表され、例えば、ｘ：ｙ：ｚ＝１：１：１の場合は、ＩｎＧａＺｎＯ４と、ｘ：ｙ：ｚ＝２：２：１の場合は、ＩｎＧａＺｎＯ７と表すことができる。
【００２２】
インジウムとガリウムの合量に対するインジウムの原子数比ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．８を超えると、スパッタ成膜して得られる膜のキャリア濃度が高過ぎてしまい、その膜を活性層とする薄膜トランジスタ特性の重要な指標であるｏｎ／ｏｆｆ比が悪くなってしまう。一方、このインジウム比が０．２未満になると、スパッタ成膜して得られる膜のキャリア濃度が低くなり過ぎてしまうと共に、膜の移動度も低下してしまって、素子特性上、好ましくない。
【００２３】
また、本発明に係る酸化物焼結体は、インジウムとガリウムと亜鉛の合量に対する亜鉛の原子数比ｚ／(ｘ＋ｙ＋ｚ)が０．５を超えると、スパッタ成膜して得られる膜の安定性、耐湿性等が劣化してしまう。一方、この亜鉛比が０．１未満になると、スパッタ成膜して得られる膜の非晶質性が弱くなり、結晶化し易くなってしまう。
結晶化膜は膜特性の面内ばらつきが大きく、素子特性のばらつきを大きくしてしまう。更に、Ｚｎ比の減少とは、ＩｎとＧａの合計比の増加であり、これら２種類の金属は比較的高価であるため、酸化物焼結体のコストアップとなってしまう。
【００２４】
本明細書中において、ａは化学的量論組成と一致した場合についての記載をしているが、本発明の酸化物焼結体中の酸素量は、化学的量論組成からずれて、多少酸素欠損していることの方が常態であり、本発明はそのように酸素欠損を有した酸化物焼結体をも包含するのである。
【００２５】
本願明細書で説明する「不純物」とは、原料として使用される酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛に含まれるに含まれるインジウム、ガリウム、亜鉛、酸素以外の元素であり、不純物濃度は、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析法で求めることができる。
本発明では、ＳＩＩナノテクノロジ−社製型式ＳＰＳ３０００を用いて、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析法を行って、原料中及び酸化物焼結体中の不純物濃度を評価した。
【００２６】
本願明細書で説明する「不純物が揮発性である」とは、不純物の温度を上げていった際に、不純物が気体状態となって、原料から離脱するということである。一般に、物質の温度を上げていくと、固体から直接気体になるものや、液体を経由してから気体にあるものなどがあり、最終的には全て気体となるとも言えるので、全ての物質が揮発性を有することにもなるが、ここでは、原料からの離脱する温度が、酸化物焼結体の焼結温度の上限以下である１５００℃以下であることを意味するものとする。
【００２７】
本発明の酸化物焼結体の相対密度は、９５％以上とすることが可能であり、また９８％以上に、さらには９９％以上を達成することができる。酸化物焼結体の相対密度が９５％未満であると、膜のキャリア濃度のばらつきが大きくなることに加えて、その酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いて、スパッタ成膜した場合、スパッタ時間の経過に伴って、ノジュールの発生が多くなり、異常放電の発生頻度が高くなり、得られる膜特性が劣化するという不利があるので、本願発明の優位性は明らかである。
【００２８】
酸化物焼結体の相対密度の測定方法は、まず、各組成に対して、各構成元素と形態から酸化物焼結体の相対密度が１００％となる密度の値が決定でき、次に、実際に作製した酸化物焼結体の密度をアルキメデス法等で求めて、相対密度が１００％の密度の値で除したものとして求めることができる。
酸化物焼結体の結晶構造は、Ｘ線回折装置を用いて評価することができる。本発明では、リガク社製ＲＩＮＴ−１１００Ｘ線回折装置を用いて結晶構造を評価した。
【００２９】
（酸化物焼結体の製造方法）
上記の本発明に係る酸化物焼結体の製造工程の代表例を示すと、次の通りである。
原料としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）を使用することができる。不純物による電気特性への悪影響を避けるために、純度４Ｎ以上の原料を用いることが望ましい。各々の原料粉を所望の組成比となるように秤量する。なお、上記の通り、これらに不可避的に含有される不純物は含まれるものである。
【００３０】
次に、混合と粉砕を行う。粉砕が不充分であると、製造したターゲット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、充分な混合と粉砕が必要である。
スーパーミキサーにて各原料を混合した後、必要に応じて、これらをアルミナ製匣鉢に詰め、温度９５０〜１３５０°Ｃの範囲で仮焼する。仮焼の保持時間は、２〜１０ｈｒ、大気雰囲気で行う。
【００３１】
次に、これらの原料を、少量の場合は、例えば１バッチ１０００ｇ単位でアトライター(φ３ｍｍジルコニアビーズ、アジテータ回転数３００ｒｐｍ)又はＬＭＺ（スターミル：アシザワファインテック製）にて２〜５ｈｒ程度、微粉砕する。
大量の場合は、原料を１バッチ３０ｋｇ単位で、ＬＭＺ（スターミル：アシザワファインテック製）にて２〜５ｈｒ程度微粉砕（φ０．５ｍｍジルコニアビーズ、投入電力３．０ｋＷ・Ｈｒ）する。
【００３２】
次に、微粉砕後のスラリーを熱風乾燥機で、１００〜１５０°Ｃ×５〜４８ｈｒ乾燥して、目開き２５０μｍ篩で篩別して粉を回収する。なお、微粉砕の前後で、それぞれの粉末の比表面積を測定する。１０００ｇのＩＧＺＯ粉にＰＶＡ水溶液(ＰＶＡ固形分３％)を２０ｃｃ混合し、目開き５００μｍ篩で篩別する。
【００３３】
次に、φ２１０ｍｍの金型に、粉末１０００ｇを充填し、面圧４００〜１０００ｋｇｆ・ｃｍ２でプレスして成型体を得る。この成型体をビニールで２重に真空パックし、１５００〜４０００ｋｇｆ/ｃｍ２でＣＩＰする。そして、所定の温度で焼結を行ない(保持時間５〜２４ｈｒ、酸素雰囲気中)、焼結体を得る。
ターゲットの製作に際しては、上記によって得られた酸化物焼結体の外周の円筒研削、面側の平面研削をすることによって、例えば１５２．４φ×５ｔｍｍのターゲットに加工する。これをさらに、例えば銅製のバッキングプレートに、インジウム系合金などをボンディングメタルとして、貼り合わせることでスパッタリングターゲットとする。
【００３４】
（原料酸化物粉末の製造方法）
本発明に係る原料酸化物粉末の製造方法としては、各種の方法が有り得るが、最も一般的なのは中和法である。例えば、酸化ガリウム粉を製造する場合は、まず、原料ガリウム金属を酸に溶解させる。この際に使用される酸としては、塩酸、硝酸、硫酸またはこれらの混合酸などがある。その後、溶解液をアルカリ溶液で中和する。
この際に使用されるアルカリ溶液としては、アンモニア水、水酸化ナトリウムなどがある。中和によって水酸化ガリウム（Ｇａ（ＯＨ）３）が沈殿して、その後、水酸化ガリウムから水分子が取れて、オキシ水酸化ガリウム（ＧａＯＯＨ）に変化する。
これらの水酸化物を良く洗浄してから、乾燥させることで、酸化ガリウム粉末を得ることができる。他の原料である酸化インジウム、酸化亜鉛の原料粉を得る方法もほぼ同様である。
【００３５】
上記の様に中和法による酸化物粉末を得る際に、乾燥前の洗浄工程での洗浄が充分に行われない場合、溶液に残留している不純物が、原料酸化物粉末中に混入してしまう。
特に、酸化ガリウム製造時、酸として塩酸、アルカリ溶液としてアンモニア水を用いる場合は、塩化アンモニウムが残り易い。また、原料粉が微細であると、特に原料紛の凝集隙間や原料粉自体の細孔等に入り込んでしまい易く、単に、純水での洗浄では、不純物がなかなか取りきれず、充分に取り除こうとすると、非常に多くの時間と労力を要してしまう。
【００３６】
また、従来の知見では、残留不純物濃度、特に、揮発性不純物については、酸化物焼結体の原料として使用されるのであれば、焼結時の比較的低温度で離脱してしまうので、焼結への悪影響はないだろうと思われており、実際、比較的低温で離脱する揮発性不純物もあるので、残留不純物濃度を規定するという意識がないことが多かった。
【００３７】
しかしながら、揮発性不純物の中には、例えば、塩化ガリウム（ＧａＣｌ）の様に、１３００℃を超えて初めて、離脱する化合物もあることを本発明において初めて見出した。また、単体では比較的低温で気化離脱する化合物であっても、酸化物原料粉に付着、細孔内に残存する状態では、より高温になって初めて離脱するものも有る。
特に、有害な塩化ガリウム（ＧａＣｌ）は原料Ｇａ２Ｏ３中に残留する。この塩化ガリウムが焼結中に揮発すれば良いのであるが、焼結温度付近でも１気圧程度と蒸気圧が低く、揮発し難い物質である。したがって、原料粉又は原料粉の調合段階で、含有する塩化ガリウム（ＧａＣｌ）の合計量を低減させることが望ましいと言える。
【００３８】
塩化物の濃度を下げる具体的な方法としては、次の方法を提案できる。
ａ）酸化ガリウム前駆体（水酸化ガリウム）を十分に洗浄する方法。
具体的には、粉量に対して２０倍量の純水で洗浄した後、１０００°Ｃで焙焼する。これによって、塩化物濃度を２００ｗｗｔｐｐｍにまで低減化する。
ｂ）ガリウム水酸化物から酸化ガリウムへ酸化させる際に、焙焼温度を１２００°Ｃ以上の高温で熱処理する方法。
具体的には、粉量に対して２０倍量の純水で洗浄した水酸化物を、焙焼温度１２００°Ｃで焙焼することによって、塩化物濃度を１０ｗｔｐｐｍ以下に低減化する。
以上に示すように、塩化物の濃度を低減させるためには、水洗を十分に行うこと、さらに焙焼温度を高温で行うことによって、達成することが可能である。
【００３９】
一方、原料紛の乾燥前の洗浄時に、容器に超音波を加えて超音波振動による不純物の除去や窒素ガスバブリング等の方法を加えることによって、原料粉に付着した不純物の除去を促進させることができる。また、逆に洗浄をわざと不充分に行うことにより、残留不純物濃度を多くすることができる。本実施例中の比較例で記載されている不純物濃度が高い酸化物原料粉は上記の様にして作製できる。
【実施例】
【００４０】
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。【００４１】
実施例に使用した原料粉は、表１に示す通りである。この原料について、ＩＧＺＯをメタル比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（モル比で、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）又はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（モル比で、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２）となるよう原料を調合し、これらの原料組合せと製造条件(微粉砕、仮焼温度、焼結温度)を変えて、ターゲットを作製し、各種の試験を行った。これらの詳細を、表２の実施例１〜実施例７に示す。
なお、上記モル配合比（１：１：１）は、ＩＧＺＯターゲットの代表的なものである。本発明の目的とするターゲットのノジュール発生を防止するためには、ＩＧＺＯの配合比は特に問題とはならないが、実施例１〜実施例６については、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合して実施した。【００４２】
下記に示す実施例及び比較例において、各種の分析測定や評価が必要となるが、その条件・装置名等を以下に示す。
（粒径の測定）
粒径の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、Microtrac MT3000)を用いて行った。
(塩素濃度の測定)
塩素濃度の測定は、塩素・硫黄分析装置(株式会社三菱アナリティック製、TOX-2100H)を用いて行った。
(密度の測定)
密度の測定は純水を溶媒として用いたアルキメデス法にて測定を行った。相対密度の算出に用いた理論密度は、ＪＣＰＤＳカードで報告されている密度を引用した(Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１についてはＩｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７(カード番号：381097)、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１についてはＩｎＧａＺｎＯ４(カード番号：381104)である)。
(バルク抵抗値の測定)
バルク抵抗値の測定は、抵抗率測定器(エヌピイエス株式会社製、Σ−５＋)を用いて、四探針法で行った。
（比表面積の測定）
比表面積（ＢＥＴ）の測定は、自動表面積計ベータソープ(日機装株式会社製、MODEL-4200)で行なった。【００４３】
（スパッタリング条件）
作製したターゲットの試験片については、表３に示すスパッタリング条件でスパッタリングし、ノジュールの発生を目視観察した。【００４４】
【表１】
2010140548.tif 000002
【００４５】
【表２】
2010140548.tif 000003
【００４６】
【表３】
2010140548.tif 000004
【００４７】
（実施例１）
本実施例１では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ２／ｇ、塩素濃度１８ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した（仮焼せず）。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は６．０ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．８ｍ２／ｇであった。この差は、１０．８ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。この結果、造粒粉の塩素濃度は１４ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。【００４８】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例１では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．２０ｇ／ｃｍ３、相対密度は９５．５％（本実施例１の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は３．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例１のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００４９】
（実施例２）
本実施例２では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ２／ｇ、塩素濃度１８ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、９５０°Ｃで仮焼した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．６ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．０ｍ２／ｇであった。この差は、１４．４ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は１３ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００５０】
焼結は１３００°Ｃで実施した。以上の結果、実施例２では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．４６ｇ／ｃｍ３、相対密度は９９．５％（本実施例２の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は５．２ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例２のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００５１】
（実施例３）
本実施例３では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ２／ｇ、塩素濃度１８ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、９５０°Ｃで仮焼した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．６ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．０ｍ２／ｇであった。この差は、１４．４ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。この結果、造粒粉の塩素濃度は１１ｐｐｍとなった。
ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。【００５２】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例３では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．２２ｇ／ｃｍ３、相対密度は９５．８％（本実施例３の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は２．２ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例３のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００５３】
（実施例４）
本実施例４では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．９ｍ２／ｇ、塩素濃度１２ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、９５０°Ｃで仮焼した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は３．１ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１４．７ｍ２／ｇであった。この差は、１１．６ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は＜１０ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００５４】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例４では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．２６ｇ／ｃｍ３、相対密度は９６．４％（本実施例４の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は６．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例４のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００５５】
（実施例５）
本実施例５では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径０．７μｍ、比表面積１３．７ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．９ｍ２／ｇ、塩素濃度１２ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した（仮焼せず）。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１３．８ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は２２．１ｍ２／ｇであった。この差は、８．３ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は＜１０ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００５６】
焼結は１４００°Ｃで実施した。以上の結果、実施例５では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．４８ｇ／ｃｍ３、相対密度は９９．８％（本実施例５の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は４．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例５のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００５７】
（実施例６）
本実施例６では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径０．７μｍ、比表面積１３．７ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．９ｍ２／ｇ、塩素濃度１２ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した（仮焼せず）。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１３．８ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は２２．１ｍ２／ｇであった。この差は、８．３ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は＜１０ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００５８】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例６では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．４４ｇ／ｃｍ３、相対密度は９９．２％（本実施例６の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は２．６ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例６のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００５９】
（実施例７）
本実施例７では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（３）粒径４．２μｍ、比表面積９．３ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した（仮焼せず）。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１．７ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１１．５ｍ２／ｇであった。この差は、９．８ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は＜１０ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００６０】
焼結は１４９０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例７では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．３４ｇ／ｃｍ３、相対密度は９９．４％（本実施例７の組成の真密度は６．３７９ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は１８．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例６のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００６１】
（実施例８）
本実施例８では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（３）粒径４．２μｍ、比表面積９．３ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した（仮焼せず）。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１．７ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１１．５ｍ２／ｇであった。この差は、９．８ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表２に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は＜１０ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００６２】
焼結は１４９０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例８では、焼結体の塩素濃度は、検出限界以下、すなわち１０ｐｐｍ未満であった。密度は６．２７ｇ／ｃｍ３、相対密度は９８．３％（本実施例８の組成の真密度は６．３７９ｇ／ｃｍ３）と高密度であり、バルク抵抗値は２４．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。また、実施例６のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は認められなかった。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、パーティクルの発生やノジュール数は減少し、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。【００６３】
（比較例１）
比較例１では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（４）粒径３．０μｍ、比表面積９．４ｍ２／ｇ、塩素濃度１５６ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した（仮焼せず）。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．６ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．０ｍ２／ｇであった。この差は、１４．４ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表４に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は４０ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００６４】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例１では、焼結体の塩素濃度は、２８ｐｐｍとなり、本願発明の条件を満たしていなかった。密度は５．７２ｇ／ｃｍ３、相対密度は８８．１％（本比較例１の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と低密度であり、バルク抵抗値は測定しなかった。ＤＣスパッタリングが不能であった。また、比較例１のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は多数認められた。
ＤＣスパッタリングに替え、スパッタリング効率が悪い高周波（ＲＦ）スパッタリングを行った結果、パーティクルの発生やノジュール数が多量に発生し、スパッタリング中の異常放電が見られた。以上の結果を、表４に示す。【００６５】
【表４】
2010140548.tif 000005
【００６６】
（比較例２）
比較例２では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（４）粒径３．０μｍ、比表面積９．４ｍ２／ｇ、塩素濃度１５６ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、これを９５０°Ｃで仮焼した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は３．３ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１０．２ｍ２／ｇであった。この差は、６．９ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表４に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は３８ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００６７】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例２では、焼結体の塩素濃度は、２６ｐｐｍとなり、本願発明の条件を満たしていなかった。密度は５．６３ｇ／ｃｍ３、相対密度は８６．７％（本比較例２の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と低密度であり、バルク抵抗値は測定しなかった。ＤＣスパッタリングが不能であった。また、比較例２のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は多数認められた。
ＤＣスパッタリングに替え、スパッタリング効率が悪い高周波（ＲＦ）スパッタリングを行った結果、パーティクルの発生やノジュール数が多量に発生し、スパッタリング中の異常放電が見られた。以上の結果を、表４に示す。【００６８】
（比較例３）
比較例３では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（４）粒径３．２μｍ、比表面積９．６ｍ２／ｇ、塩素濃度３００ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、これを９５０°Ｃで仮焼した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は３．２ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１１．４ｍ２／ｇであった。この差は、８．２ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を表４に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は５５ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００６９】
焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例３では、焼結体の塩素濃度は、３５ｐｐｍとなり、本願発明の条件を満たしていなかった。密度は５．６３ｇ／ｃｍ３、相対密度は８５．０％（本比較例３の組成の真密度は６．４９５ｇ／ｃｍ３）と低密度であり、バルク抵抗値は測定しなかった。ＤＣスパッタリングが不能であった。また、比較例３のＩＧＺＯ焼結体ターゲットの膨れや割れの発生は多数認められた。
ＤＣスパッタリングに替え、スパッタリング効率が悪い高周波（ＲＦ）スパッタリングを行った結果、パーティクルの発生やノジュール数が多量に発生し、スパッタリング中の異常放電が見られた。以上の結果を、表４に示す。【００７０】
（比較例４）
比較例４では、Ｉｎ２Ｏ３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＩｎ２Ｏ３粉末を用い、Ｇａ２Ｏ３原料として、上記（５）粒径３．２μｍ、比表面積９．６ｍ２／ｇ、塩素濃度３００ｐｐｍのＧａ２Ｏ３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．１μｍ、比表面積３．８ｍ２／ｇ、塩素濃度＜１０ｐｐｍのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、メタル比で、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、これを１０５０°Ｃで仮焼した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１．７ｍ２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は８．３ｍ２／ｇであった。この差は、６．６ｍ２／ｇであった。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造条件の詳細を、表４に示す。
この結果、造粒粉の塩素濃度は６２ｐｐｍとなった。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２５］，［００２８］，［００４２］に記載する方法により実施した。  【００７１】
焼結は１４９０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例５では、焼結体の塩素濃度は、３８ｐｐｍとなり、本願発明の条件を満たしていなかった。
密度は５．８０ｇ／ｃｍ３、相対密度は９０．９％（本比較例４の組成の真密度は６．３７９ｇ／ｃｍ３）と密度は高いが、バルク抵抗値は５８ｍΩ・ｃｍであり、ＤＣスパッタリングを行うのが難しかった。また、比較例４のＩＧＺＯ焼結体ターゲットでは、膨れや割れの発生が多数認められた。
強引にＤＣスパッタリングを行った結果、パーティクルの発生やノジュール数が多量に発生し、スパッタリング中の異常放電が見られた。以上の結果を、表４に示す。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体に含有される揮発性不純物の濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体及びその製造方法であるが、これによってターゲットを高密度化することができ、またバルク抵抗値を低減することが可能となり、ターゲットの製造工程中の膨れや割れを防止すると共に、さらにスパッタリング中のノジュールの発生を最小限に押さえ、異常放電を抑制し、かつ安定したＤＣスパッタリングが可能であるという優れた効果を有する。
さらに、ターゲットライフも長くすることができ、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。このＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系（ＩＧＺＯ）材料は、電子キャリア濃度が１０１８／ｃｍ３未満であるアモルファス酸化物が得られるので、電界効果型トランジスタに有用である。また、ＩＧＺＯターゲットとして、広範囲な用途に支障なく使用できるので、産業上の利用価値は高い。
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【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】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体に含有される揮発性不純物である塩化ガリウム又は塩素の濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
相対密度が９５％以上であり、バルク抵抗値が５．０×１０−２Ωｃｍ以下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６】
相対密度が９８％以上であることを特徴とする請求項５記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
相対密度が９９％以上であることを特徴とする請求項５記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体の製造方法であって、揮発性不純物である塩化ガリウム又は塩素の濃度がそれぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛原料粉末を使用して焼結することを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
揮発性不純物である塩化ガリウム又は塩素の濃度が、それぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛粉末からなる酸化物焼結体製造用原料粉末。
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【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】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）か らなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体であって、該酸化物焼結体に含有される揮発性不純物である塩化ガリウム又は塩素の濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
相対密度が９５％以上であり、バルク抵抗値が５．０×１０−２Ωｃｍ以下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】
相対密度が９８％以上であることを特徴とする請求項２記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
相対密度が９９％以上であることを特徴とする請求項２記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）からなり、式ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯａ［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表される酸化物焼結体の製造方法であって、揮発性不純物である塩化ガリウム又は塩素の濃度がそれぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛原料粉末を使用して焼結することを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【請求項６】
揮発性不純物である塩化ガリウム又は塩素の濃度が、それぞれ２０ｐｐｍ以下である酸化インジム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛粉末からなる酸化物焼結体製造用原料粉末。
【国際調査報告】
2010140548.tif 000006
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