(57)【要約】【課題】抵抗率が低く、ノジュールやフレークの発生を抑制できるＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末を成形する工程と、混合粉末の成形体を、焼結炉１０内に設置される容器２０の中に収容する工程と、容器２０の内部に酸素を導入しながら成形体を１２００℃以上１５００℃以下の焼結温度に昇温させる工程と、容器２０の内部に酸素が導入された状態で焼結温度を保持する工程と、容器２０の内部への酸素の導入が停止された状態で炉内を降温させる工程とを有する。容器２０は、炉内で加熱され、成形体の熱分布を均一化する機能を有するので、炉内の温度分布による影響を排除でき、成形体の均熱性を高めることができる。これにより、低抵抗で、ノジュールの発生を抑制できるＧＺＯスパッタリングターゲットが得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末を成形し、
前記混合粉末の成形体を、焼結炉内に設置される容器の中に収容し、
前記容器の内部に酸素を導入しながら前記成形体を１２００℃以上１５００℃以下の焼結温度に昇温させ、
前記容器の内部に酸素が導入された状態で前記焼結温度を保持し、
前記容器の内部への酸素の導入が停止された状態で炉内を降温させる
ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法であって、
前記容器の内部に導入される酸素の流量は、２０Ｌ／分以下である
ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法であって、
前記酸化ガリウム粉末の混合比は、２重量％以下である
ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法であって、
前記容器は前記焼結炉内に複数設置されており、前記複数の容器の各々に収容された前記成形体を同時に焼結する
ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法。
【請求項５】
酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末の焼結体からなり、
９８％以上の相対密度と、
５０μｍ以下の平均粒子径と、
２×１０−３Ω・ｃｍ以下の抵抗率とを有する
ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体。
【請求項６】
請求項５に記載のＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体であって、
前記焼結体の面内方向及び深さ方向にける抵抗率の分布がそれぞれ２０％以下である
ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノジュールやフレークの発生を抑制できるＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや太陽電池の電極層に用いられる透明導電膜として、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系（以下、ＧＺＯともいう。）膜の開発が進められている。ＧＺＯ膜は、スパッタリング法で成膜される。したがって、安定したスパッタリングを行うために、相対密度が高く、抵抗率が低く均一なＧＺＯスパッタリングターゲット（以下単に、ＧＺＯターゲットともいう。）が必要となる。【０００３】
ＧＺＯターゲットは、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末の成形体を焼結することによって作製することができる。また、得られた焼結体を還元することによって、低抵抗のＧＺＯターゲットを作製することができる。ところが、成形体を大気中で焼結したＧＺＯターゲットは、焼結炉内の温度分布の影響により、焼結体を均一に還元できない。このため、得られた焼結体は、局所的に抵抗値のばらつきが大きくなる。したがって、これをスパッタリングターゲットとして用いると、ターゲットの表面にノジュールやフレークが多発し、安定したスパッタリングが行えないという問題がある。【０００４】
一方、下記特許文献１には、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末を成形し、成形物を１３００〜１５５０℃の温度で酸素を導入しながら焼結し、焼結後、非酸化性ガス雰囲気で還元するＧＺＯ焼結体の製造方法が開示されている。この方法によれば、相対密度が高く、比較的低抵抗（体積抵抗率：２×１０−２Ω・ｃｍ以下）のＧＺＯターゲットが得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９７９６２号公報（段落［００１５］、［００１６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のＧＺＯターゲットの製造方法においては、深さ方向の体積抵抗率が２×１０−２Ω・ｃｍであると記載されているのみで、抵抗率の分布については記載されていない。したがって、得られた焼結体をスパッタリングターゲットとして用いた場合に、ノジュールやフレークの発生を抑制できるかどうかは不明である。【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、抵抗率が低く、ノジュールやフレークの発生を抑制できるＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法は、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末を成形する工程を含む。上記混合粉末の成形体は、焼結炉内に設置される容器の中に収容される。上記成形体は、上記容器の内部に酸素を導入しながら、１２００℃以上１５００℃以下の焼結温度に昇温させられる。上記焼結温度は、上記容器の内部に酸素が導入された状態で保持される。上記容器の内部への酸素の導入が停止された状態で炉内は降温させられる。【０００９】
本発明の一形態に係るＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体は、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末の焼結体からなる。上記焼結体は、９８％以上の相対密度と、５０μｍ以下の平均粒子径と、２×１０−３Ω・ｃｍ以下の抵抗率とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態におけるＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法を説明する工程フローである。
【図２】上記焼結体を製造する焼結炉の概略構成図である。
【図３】上記焼結炉に設置された容器の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例の実験結果を示す図である。
【図５】本発明の実施例の他の実験結果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体の製造方法は、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末を成形する工程を含む。上記混合粉末の成形体は、焼結炉内に設置される容器の中に収容される。上記成形体は、上記容器の内部に酸素を導入しながら、１２００℃以上１５００℃以下の焼結温度に昇温させられる。上記焼結温度は、上記容器の内部に酸素が導入された状態で保持される。上記容器の内部への酸素の導入が停止された状態で炉内は降温させられる。
【００１２】
上記焼結体の製造方法において、成形体は、焼結炉内に設置される容器の中で焼結される。容器は、炉内で加熱され、成形体の熱分布を均一化する機能を有する。この方法によれば、炉内の温度分布による影響を排除でき、成形体の均熱性を高めることができる。これにより、抵抗値のばらつきの小さい焼結体を製造することができる。また、ノジュールやフレークの発生を抑制できるＧＺＯスパッタリングターゲットを提供することができる。
【００１３】
焼結温度を１２００℃以上１５００℃以下とすることにより、５０μｍ以下の平均粒子径と９８％以上の相対密度とを有するＧＺＯターゲット用焼結体を製造することができる。焼結温度が１２００℃未満では、焼結が促進されず、所望の相対密度が得られにくい。また、焼結温度が１５００℃を越えると、結晶粒が粗大化し、高密度化が困難となる。
【００１４】
昇温時、焼結助剤として機能する酸素を容器内へ導入することで、粉末粒子の粒成長を促し、酸素欠損によるＺｎの蒸発を防ぎ、焼結密度を高める。以上のように、成形体を容器内に収容し、当該容器内に酸素を導入しながら焼結することで、成形体の全表面に対して均等に酸素を供給し、均質な焼結体を製造することが可能となる。
【００１５】
降温時に容器内への酸素の導入を停止することによって、焼結体の還元を促進し、焼結体の均一な酸素欠損を引き起こす。焼結体の還元処理は、容器内で行われるため、焼結体を均一に還元することができる。これにより、２×１０−３Ω・ｃｍ以下の低抵抗率、及び当該抵抗率のばらつきが２０％以下のＧＺＯターゲットを得ることが可能となる。ここで、抵抗率とは、体積抵抗率を意味する。
【００１６】
上記容器は、アルミナ、ジルコニア等の耐熱性を有するセラミックス材料で構成することができる。容器の大きさは特に限定されず、成形体の大きさに応じて決めることができる。
【００１７】
上記容器の内部に導入される酸素の流量を２０Ｌ／分以下とすることにより、上記特性を有するＧＺＯターゲットを安定して製造することができる。酸素導入量が２０Ｌ／分を越えると、酸素含有量が過剰となり、所望とする低抵抗特性が得られにくくなる。また、酸素導入量の下限は適宜設定可能であるが、焼結助剤としての機能を有効に得るために、酸素導入量は、例えば、１Ｌ／分以上とすることができる。
【００１８】
上記酸化ガリウム粉末の混合比は、２重量％以下とすることができる。これにより、抵抗率の低いＧＺＯターゲットを安定して製造することができる。
【００１９】
上記容器は、上記焼結炉内に複数設置することができる。この場合、上記複数の容器の各々に収容された成形体を同時に焼結する。これにより、所望の特性を有するＧＺＯターゲットを効率よく製造することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係るＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット用焼結体は、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末との混合粉末の焼結体からなる。上記焼結体は、９８％以上の相対密度と、５０μｍ以下の平均粒子径と、２×１０−３Ω・ｃｍ以下の抵抗率とを有する。
これにより、ノジュールやフレークの発生を抑制できるＧＺＯスパッタリングターゲットを提供することができる。また、抵抗率が２×１０−３Ω・ｃｍ以下と非常に小さいため、低抵抗のＧＺＯ薄膜を成膜することが可能となる。
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系スパッタリングターゲット（以下、ＧＺＯターゲットともいう。）用焼結体の製造方法を説明する工程フローである。本実施形態のＧＺＯターゲットの製造方法は、原料粉末の混合工程ＳＴ１と、混合粉末の成形工程ＳＴ２と、成形体の焼結工程ＳＴ３と、焼結体の外形加工工程ＳＴ４とを有する。
【００２３】
［混合工程］
原料粉末としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末と、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）粉末とが用いられる。酸化亜鉛粉末の平均粒径は１μｍ以下であり、酸化ガリウム粉末の平均粒径は１．５μｍ以下であるが、粒径はこれらに限られない。混合工程ＳＴ１では、これら原料粉末の混合粉末が作製される。
【００２４】
混合工程では、酸化亜鉛粉末と酸化ガリウム粉末とが所定の割合で混合される。混合比率は特に制限されないが、本実施形態では、酸化ガリウム粉末の混合比が２重量％以下となるように調整される。これにより、抵抗率の低いＧＺＯターゲット用焼結体を作製することができる。原料粉末の混合には、種々の混合方法を採用することができる。また、原料粉末の混合に、バインダー、分散剤等を添加してもよい。
【００２５】
［成形工程］
次に、得られた混合粉末を所定形状に成形する工程が行われる（ＳＴ２）。混合粉末の成形は、冷間プレス、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）などの冷間成形法を用いることができる。成形圧力は特に限定されず、例えば１トン／ｃｍ２以上である。形状も特に限定されず、板状、ブロック状など適宜の形状に成形される。
【００２６】
［焼結工程］
続いて、得られた成形体を焼結する工程が行われる（ＳＴ３）。焼結工程において、成形体は、焼結炉の中に設置された容器の中に収容され、当該容器の内部で焼結される。図２は、焼結炉の概略構成を示す断面図である。
【００２７】
図２に示すように、焼結炉１０は、炉本体１１と、加熱源としてのヒータ１２とを備える。容器２０は、炉本体１１の内部に設置され、成形体Ｓ１は、容器２０の内部に収容される。容器２０には、開閉弁４１を備えた配管３１が接続されている。配管３１は、炉本体１１を貫通し、図示しない酸素供給源と接続されている。配管３１は、成形体Ｓ１の焼結時に容器２０内に酸素を導入するための酸素導入ラインを構成している。容器２０に導入された酸素は、容器２０に形成された孔２５（図３）を介して排出される。炉本体１１は、当該排出された酸素を炉外へ排気するための排気手段が接続されていてもよい。
【００２８】
図３は、容器２０の構成を示す斜視図である。容器２０は、気密性を有し、耐熱性を有する材料で形成されている。容器２０は、セッター２１と、４つの側壁２３と、蓋２２とを有する。これらはアルミナファイバー、ジルコニアファイバー、ＭｇＯ煉瓦等で構成することができる。４つの側壁２３のうち対向する２つの側壁には、第１の孔２４及び第２の２５がそれぞれ形成されている。第１の孔２４は、配管３１との接続孔である。第２の孔２５は、容器２０に導入された酸素を容器２０から排出するためのものである。孔２５は単数に限らず、複数形成されていてもよい。容器２０は、焼結炉１０内に常時設置されていてもよいし、焼結炉１０に対して着脱自在としてもよい。また、容器２０の形状、大きさは特に限定されず、成形体Ｓ１の大きさに応じて適宜設定される。
【００２９】
焼結工程は、昇温工程と、保持工程と、降温工程とを有する。昇温工程では、容器２０に酸素を導入しながら容器２０及び成形体Ｓ１を所定の昇温速度で加熱する。保持工程では、所定の焼結温度で昇温を停止させ、かつ、その温度に所定時間保持する。この保持工程においても、容器２０内への酸素の導入が継続される。降温工程では、容器２０への酸素の導入を停止し、容器２０及び成形体Ｓ１を室温付近まで炉冷する。
【００３０】
以下、焼結工程の詳細について説明する。
【００３１】
成形体Ｓを容器２０に収容した後、ヒータ１２によって炉内を加熱する。このとき、配管３１を介して容器２０へ酸素を所定の流量で導入しつつ、孔２５から排気する。すなわち、容器２０内を酸素ガス雰囲気に維持しながら、容器２０及び成形体Ｓ１が所定温度に加熱される。昇温時、焼結助剤として機能する酸素を容器２０内へ導入することで、粉末粒子の粒成長を促し、酸素欠損によるＺｎの蒸発を防ぎ、焼結密度を高めることができる。
【００３２】
昇温速度は特に限定されず、成形体Ｓ１の焼結温度によって適宜設定することができる。昇温速度は温度範囲に応じて異ならせてもよい。例えば、室温から１０００℃までを１℃／分、１０００〜１５００℃を３℃／分とすることができる。高温域で昇温速度を高めることにより、成形体Ｓ１からの酸素の蒸発を抑制しつつ、相対密度の高い焼結体を得ることが可能となる。
【００３３】
容器２０へ導入される酸素の流量は、例えば、１Ｌ／分以上２０Ｌ／分以下とすることができる。導入量が１Ｌ／分未満の場合、焼結助剤としての効果が小さくなり、成形体Ｓ１の焼結促進が図れなくなる。また、導入量が２０Ｌ／分を越えると、得られる焼結体の酸素含有量が過剰となり、所望とする低抵抗特性が得られにくくなる。容器２０に導入された酸素は孔２５を介して容器２０の外部へ排出される。容器２０内の圧力は、大気圧に維持される。
【００３４】
炉内温度が所定の焼結温度に達した時点で昇温を停止し、その焼結温度に保持される。この保持工程においても、容器２０内への酸素の導入は継続される。これにより、成形体Ｓ１に対して酸素供給量のばらつきを抑えて均一に焼結処理を進行させることが可能となる。
【００３５】
本実施形態においては、上述のように、焼結炉１０内に設置した容器２０に成形体Ｓ１を収容し、容器２０の内部で成形体Ｓ１の焼結処理を行うようにしている。容器２０は、焼結炉１０内で加熱され、成形体Ｓ１から見て発熱体として機能する。容器２０は炉内よりも容積が小さいため、容器２０に収容されている成形体Ｓ１の熱分布の均一化を図ることができる。これにより、焼結炉１０内の温度分布の影響を排除でき、成形体Ｓ１に対して温度分布を生じさせることなく、成形体Ｓ１の全体を均一に加熱することが可能となる。
【００３６】
焼結温度は、１２００℃以上１５００℃以下とされる。焼結温度が１２００℃未満の場合、焼結が促進されず、所望の相対密度が得られにくい。焼結温度が１５００℃を越えると、結晶粒が粗大化し、高密度化が困難になる。
【００３７】
保持時間は、焼結温度等に応じて適宜設定することができ、焼結温度が低ければ保持温度は長く設定され、焼結温度が高ければ保持温度は短く設定される。焼結温度が１２００℃〜１５００℃の場合、保持時間は例えば２時間以上２０時間以下とすることができる。
【００３８】
所定の保持時間を経過した後、容器２０への酸素の導入が停止されるとともに、焼結炉１０の内部が降温させられる。降温時に容器２０内への酸素導入を停止することによって、焼結体Ｓ２の還元が促進され、焼結体Ｓ２の均一な酸素欠損が引き起こされる。焼結体Ｓ２の還元処理は、容器２０内で行われるため、焼結体Ｓ２を均一に還元することができる。これにより、２×１０−３Ω・ｃｍ以下の低抵抗率、及び当該抵抗率のばらつきが２０％以下のＧＺＯターゲットを得ることが可能となる。
【００３９】
炉内の降温速度は特に限定されず、例えば、１００℃／時以下とすることができる。降温速度が大きすぎると、焼結体Ｓ２にクラックが生じるおそれがある。また、降温速度が小さいほど生産性は低下するが、酸素の還元処理を長期にわたって継続することができるため、低抵抗率の焼結体を得ることが可能となる。
【００４０】
［加工工程］
焼結体Ｓ２の作製後、所望のターゲットサイズに機械加工される（ＳＴ４）。加工形状は、典型的には矩形状あるいは円形状であるが、勿論これに限られない。
【００４１】
以上のようにして、ＧＺＯターゲット用焼結体が作製される。本実施形態によれば、９８％以上の相対密度と、５０μｍ以下の平均粒子径と、２×１０−３Ω・ｃｍ以下の抵抗率とを有するＧＺＯターゲットを得ることができる。これにより、ノジュールやフレークの発生を抑制できるＧＺＯターゲットを構成することができる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末および酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）粉末を原料粉末とし、それぞれを重量比９９．４：０．６の割合で混合した。酸化亜鉛粉末の平均粒径は０．１μｍ、酸化ガリウム粉末の平均粒径は１．３μｍとした。これらの原料粉末を樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法を用いて混合粉末を作製した。ここで、ボールミルのボールにはジルコニアボールを、バインダーにはポリアクリルアミド系（２重量％）を用い、混合時間は２４時間とした。混合後、スラリーを取り出し、乾燥、造粒した。【００４３】
造粒した混合粉末を冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）によって、縦４２０ｍｍ、横３９０ｍｍ、厚み３０ｍｍの成形体を作製した。成形圧力は２トン／ｃｍ２とした。その後、得られた成形体を６００℃で３時間、脱脂した。【００４４】
次に、図２及び図３に示したような気密性容器を準備した。容器の内寸は、縦７００ｍｍ、横４３０ｍｍ、高さ１００ｍｍとした。得られた成形体を容器の内部に収容し、当該容器を焼結炉に設置して、成形体の焼結処理を行った。焼結炉の内寸は、縦１４００ｍｍ、横８５０ｍｍ、高さ５００ｍｍであった。焼結温度は１４００℃とした。まず、容器に酸素を導入しながら、炉内を昇温させた。昇温速度は、１０００℃までを１℃／分、１０００℃〜１４００℃を２℃／分とした。酸素導入量は、２０Ｌ／分とした。焼結温度（１４００℃）に到達後、その温度に８時間保持した。この保持工程の間、同流量の酸素を容器に導入し続けた。保持時間の経過後、容器への酸素の導入を停止して容器内を大気圧に維持しながら、炉内を降温させた。降温速度は、５０℃／時とした。【００４５】
得られた焼結体について、焼結密度（相対密度）、平均結晶粒径および抵抗率（体積抵抗率）を測定した。焼結密度は、焼結体を平面研削盤で加工後、寸法と重量で計算して焼結密度を出し、理論密度（ここでは５．６６ｇ／ｃｍ３とした。）との相対比で算出した。平均結晶粒径は、焼結体を鏡面研磨後、研磨面を希硝酸にてエッチングし、結晶粒界を析出させた後、ＳＥＭ（走査型顕微鏡）観察を行うことで測定した。抵抗率は、焼結体を切断し、その切断面を四探針法で測定した。その結果、抵抗率は１．４×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．５％、平均粒径は４２μｍであった。【００４６】
得られた焼結体を研削加工し、スパッタリング用ターゲットとした。ターゲットは、銅製のバッキングプレートに１８０℃でボンディングした。ろう材にはインジウムを用いた。バッキングプレートに接合したターゲットをスパッタリング装置のカソードに組み込んでスパッタした。スパッタ条件は、成膜圧力を０．４Ｐａ、電圧５６０Ｖ、電流２０Ａ、プロセスガス（Ａｒ）７５ｓｃｃｍとし、スパッタ時間は１００ｋＷｈとした。【００４７】
その後、チャンバーを開放し、ターゲットの表面状態を観察した。評価を◎、○、×の３段階とした。ここでは、ノジュール及びフレークが非常に多く観察されたものを「×」、ノジュール及びフレークが幾らか確認されたが使用に耐え得るものを「○」、ノジュール及びフレークがほとんど観察されなかったものを「◎」とした。評価結果を図４に示す。【００４８】
（実施例２）
焼結保持時間を４時間としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．２４×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．８％、平均粒径は３３μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００４９】
（実施例３）
焼結保持時間を２時間としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．３９×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．６％、平均粒径は３４μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５０】
（実施例４）
焼結温度を１３００℃としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．８４×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．４％、平均粒径は１３μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５１】
（実施例５）
酸素導入量を１０Ｌ／分としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．１４×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．８％、平均粒径は３５μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５２】
また、焼結体を厚み方向で切断し、横３３０ｍｍ、厚み２５ｍｍの範囲で断面の抵抗率の分布を測定した。その結果を図５（Ａ）に示す。ばらつき率が６．１％であり、ほぼ均一に抵抗率が分布していることが確認された。なお、ばらつき率は、各点の抵抗率の最大値と最小値との差を平均値で除することで算出した。【００５３】
（実施例６）
酸素導入量を５Ｌ／分としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．０７×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．９％、平均粒径は３８μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５４】
（実施例７）
酸素導入量を１Ｌ／分としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は０．９６×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．７％、平均粒径は３０μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５５】
（実施例８）
焼結温度を１５００℃、保持時間を２時間としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．３２×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９８．４％、平均粒径は５０μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５６】
（比較例１）
焼結温度を１５５０℃、保持時間を２時間としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．２８×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９７．８％、平均粒径は７２μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５７】
（実施例９）
焼結温度を１２００℃、酸素導入量を１０Ｌ／分、保持時間を１６時間としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は１．９×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．５％、平均粒径は５μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５８】
（比較例２）
図２及び図３に示した気密性の容器を使用せず、焼結温度を１４００℃、酸素導入量を３０Ｌ／分としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は２．０３×１０−３Ω・ｃｍ、相対密度は９９．２％、平均粒径は６０μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００５９】
また、焼結体を厚み方向で切断し、横３３０ｍｍ、厚み２５ｍｍの範囲で断面の抵抗率の分布を測定した。その結果を図５（Ｂ）に示す。ばらつき率が９２．１％と非常に大きいことが確認された。なお、ばらつき率は、各点の抵抗率の最大値と最小値との差を平均値で除することで算出した。【００６０】
(比較例３)
ＺｎＯ：Ｇａ２Ｏ３の重量比を９５：５にし、焼結温度１５００℃としたほかは、実施例１と同様の条件で焼結体を作製した。得られた焼結体の抵抗率は数ＭΩ・ｃｍ、相対密度は８１．６％、平均粒径は２μｍであった。当該焼結体でターゲットを作製し、実施例１と同様なスパッタ試験を行った。評価結果を図４に示す。【００６１】
以上の結果から明らかなように、成形体を容器内に収容し、１２００〜１５００℃の処理条件で作製された焼結体であって、焼結温度まで酸素を導入し、降温時に酸素導入を停止させて得られた焼結体（実施例１〜９）については、２×１０−３Ω・ｃｍの抵抗率、９８％以上の相対密度及び５０μｍ以下の平均粒径を有することが確認された。また、いずれの焼結体についてもノジュール等のターゲット表面欠陥は認められなかった。【００６２】
比較例１に係る焼結体は、結晶粒が粗大化し、９８％以上の高い相対密度が得られなかった。これは、焼結温度が１５５０℃と高かったためと推察される。ノジュール等の発生原因は、焼結密度が低いことによる異常放電の発生に起因すると推察される。【００６３】
比較例２に係る焼結体は、成形体を容器内に収容せず、直接炉内に曝して焼結したため、炉内の温度分布の影響を受けたことで、非常に大きな抵抗率の分布が確認された。その結果、ノジュール等の表面欠陥は非常に多く認められた。【００６４】
比較例３に係る焼結体は、酸化ガリウムの混合比が５重量％と多かったため、抵抗率が数ＭΩと非常に大きかった。このため、ＤＣスパッタにおいては、チャージアップを起こし、連続スパッタが不可能であった。また、焼結体の高密度化が困難であることが確認された。【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。【００６６】
例えば、焼結炉内に複数の容器を設置し、これら複数の容器に成形体を収容して、同時に焼結処理を実施してもよい。これにより、生産性の向上を図ることができる。この場合、個々の容器に酸素導入ラインがそれぞれ設けられる。【００６７】
また、以上の実施形態では、焼結時の降温工程において、容器内への酸素の導入を停止させるようにしたが、酸素の導入を停止するとともに、窒素、アルゴン等の非酸化性ガスを容器内に導入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…焼結炉
１１…炉本体
１２…ヒータ
２０…容器
３１…配管
Ｓ１…成形体
Ｓ２…焼結体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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