(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）からなり、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの含有量が原子数比で０．５≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦１．５、Ｓｎに対するＺｎの含有量が原子数比で０．５≦Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０、の関係式を満たすことを特徴とする光学調整膜形成用酸化物焼結体。
【請求項２】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする請求項１記載の光学調整膜形成用酸化物焼結体。
【請求項３】
体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学調整膜形成用酸化物焼結体。
【請求項４】
インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）からなり、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの含有量が原子数比で０．５≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦１．５、Ｓｎに対するＺｎの含有量が原子数比で０．５≦Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０、の関係式を満たすことを特徴とする光学調整膜。
【請求項５】
波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．０５以上であることを特徴とする請求項４記載の光学調整膜。
【請求項６】
波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．０５以下であることを特徴とする請求項４又は５記載の光学調整膜。
【請求項７】
体積抵抗率が１ＭΩｃｍ以下であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学調整膜。
【請求項８】
アモルファスであることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の光学調整膜。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれ一項に記載の焼結体の製造方法であって、原料粉末を不活性ガス又は真空雰囲気の下、９００℃以上１３００℃以下で加圧焼結するか又は原料粉末をプレス成形した後、この成形体を不活性ガス又は真空雰囲気の下、１０００℃以上１５００℃以下で常圧焼結することを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物焼結体、酸化物スパッタリングターゲット及び導電性酸化物薄膜並びに酸化物焼結体の製造方法に関し、特に、高透過率かつ高屈折率でアモルファスの導電性酸化物薄膜を形成するのに適した酸化物焼結体スパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイやタッチパネル等の各種光デバイスにおいて可視光を利用する場合、使用する材料は透明である必要があり、特に、可視光領域の全域において、高い透過率をもつことが望まれる。また、各種光デバイスでは、構成される膜材料や基板との界面での屈折率差による光損失が生じることがあり、これらの光損失を改善する方法として、屈折率や光学膜厚調整のための光学調整膜を導入するという方法がある。光学調整膜に求められる屈折率は、各種デバイスの構造によって異なるため、幅広い範囲の屈折率が必要とされる。また、使用される場所によっては、導電性が必要とされることもある。
【０００３】
また、光学調整膜に必要とされる特性として、従来は、屈折率や消衰係数（高透過率）が主であったが、近年では、更なる高性能化のために、屈折率や消衰係数（高透過率）の他にも、導電性やエッチング性（エッチング可能）、耐水性、アモルファス膜といった、複数の特性の共存が求められている。このような複数の特性を共存させるためには、単体の酸化物膜では難しく、複数の酸化物を混合させた複合酸化物膜が必要である。特に、三元系以上の酸化物を混合させた複合酸化物膜が有効である。
【０００４】
一般に透明で導電性のある材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）、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。しかし、これらの材料は波長５５０ｎｍにおける屈折率が１．９５〜２．０５程度の範囲に収まるものであり、光学調整のための高屈折率材（ｎ＞２．０５）としては使用できない。また、ＩＴＯは、透過率を高めるために、成膜時に基板加熱するか、又は、成膜後にアニールが必要となるため、加熱できないプラスチック基板や有機ＥＬデバイス用途などへの使用は難しいという問題がある。また、ＩＺＯは、短波長側に吸収をもつため、黄色を帯びた膜となってしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、本発明者は以前、組成調整した酸化物焼結体スパッタリングターゲットを用いて、高透過率かつ高屈折率の導電性アモルファス薄膜を形成することに成功した（特許文献１）。ところが研究を進めたところ、組成範囲の中には得られた薄膜が結晶化膜となる組成範囲を含んでおり、フレキシブルデバイスとして使用する場合や水分からの保護が必要な場合は、このような結晶化膜は適さないことがあった。なお、薄膜の用途によっては、結晶化膜である方が好ましい場合もあり、特許文献２では、薄膜トランジスタ用の場合、非晶質膜では安定した膜が得られないとされている。また従来では、透明導電膜としての広い組成範囲が知られていても（例えば、特許文献３）、膜の結晶質性についてまで、特に意識されることはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２０１３−２２０８０５
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１２／１５３５０７号
【特許文献３】特許第４９９４０６８号
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１０／０５８５３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、可視光の高透過率と高屈折率を実現できる、導電性薄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、屈折率が高いため、ディスプレイやタッチパネルなどの光デバイス用の薄膜、特に光学調整用の薄膜として有用である。また、本発明は、相対密度が高く、体積抵抗率が低く、ＤＣスパッタリングが可能なスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。本発明は、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】
【０００８】
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、下記に提示する材料系を採用することで、高透過率かつ高屈折率の導電性、薄膜を得ることが可能となり、良好な光学特性を確保することができ、さらには、ＤＣスパッタリングによる安定的な成膜が可能であり、該薄膜を使用す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。
【０００９】
本発明者はこの知見に基づき、下記の発明を提供する。
１）インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）からなり、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの含有量が原子数比で０．２≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦１．５、Ｓｎに対するＺｎの含有量が原子数比で０．５≦ Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０、の関係式を満たすことを特徴とする酸化物焼結体。
２）相対密度が９０％以上であることを特徴とする上記１）記載の酸化物焼結体。
３）体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下であることを特徴とする上記１）又は２）記載の酸化物焼結体。
４）インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）からなり、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの含有量が原子数比で０．２≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦１．５、Ｓｎに対するＺｎの含有量が原子数比で０．５≦ Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０、の関係式を満たすことを特徴とする膜。
５）波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．０５以上であることを特徴とする上記４）記載の膜。
６）波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．０５以下であることを特徴とする上記４）又は５）記載の膜。
７）体積抵抗率が１ＭΩｃｍ以下であることを特徴とする上記４）〜６）のいずれか一に記載の膜。
８）アモルファスであることを特徴とする上記４）〜７）のいずれか一に記載の膜。
９）上記１）〜３）のいずれか一に記載の酸化物焼結体の製造方法であって、原料粉末を不活性ガス又は真空雰囲気の下、９００℃以上１３００℃以下で加圧焼結するか又は原料粉末をプレス成形した後、この成形体を不活性ガス又は真空雰囲気の下、１０００℃以上１５００℃以下で常圧焼結することを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記に示す材料系を採用することにより、高透過率かつ高屈折率の導電性膜（特に、アモルファス膜）を得ることが可能となり、所望の光学特性を確保することができると共に、良好なエッチング性や高温高湿耐性を確保することができる。また、本発明は、各種光デバイスの特性の向上、設備コストの低減化、成膜速度の向上による生産性の大幅な改善という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のスパッタリングで形成した膜のＸ線回折スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の酸化物焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）からなり、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの含有量が原子数比で０．２≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦１．５、Ｓｎに対するＺｎの含有量が原子数比で０．５≦ Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０、の関係式を満たすことを特徴とするものである。
この酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットを用いることにより、高透過率かつ高屈折率であって、アモルファスの導電性酸化物膜を得ることができる。なお、本発明の材料は、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）、を構成元素とするが、該材料中には、不可避的不純物も含まれる。
【００１３】
Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ−Ｏ（酸化インジウム−酸化チタン−酸化亜鉛）の膜は、良導電性を有する組成領域では結晶化し易く、また、スパッタリング時（酸素導入あり）に高透過率化と低抵抗化が相反する特性となって、特性調整が難しいという問題がある。ＺｎＯの含有量が多い場合、ＺｎＯの酸素欠損による導電性が主であるが、この酸素欠損は導電性を発現させる（低抵抗化する）一方で、光吸収を生じさせてしまう（低透過率化）ためである。しかし、この系に所定の割合の錫（Ｓｎ）を添加することにより、ＩＺＴＯのホモロガス構造を形成（結晶化）しようとするものの、スパッタリングのような急冷成膜の下では結晶化せず、アモルファス化することができる。また、このような錫の添加は、高透過率化と低抵抗化を両立させることができるため、特性の調整が容易になる。これは、錫添加によって上述した導電性機構が変化したためと考えられる。
さらに、所定の割合の錫添加は、良好なエッチング性や高温高湿耐性を付与するという副次的な作用効果を有する。
【００１４】
本発明において、Ｔｉに対するＩｎの含有量を原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０の関係式を満たすようにする。この範囲を超えると、所望の光学的、電気的特性が得られず、特に、原子数比Ｉｎ／Ｔｉが３．０未満であると高抵抗となり、一方、原子数比Ｉｎ／Ｔｉが５．０を超えると光吸収が大きくなるとともに、高屈折率が得られないという問題がある。但し、上記の範囲を超える場合でもあっても、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で２．５≦Ｉｎ／Ｔｉ≦７．０であれば、比較的良好な光学的、電気的特性が得られる。
【００１５】
また、本発明において、ＩｎとＴｉの合計含有量に対するＺｎとＳｎの合計含有量を原子数比で０．１≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦３．０の関係式を満たすようにする。この範囲を超えると所望の光学的、電気的特性が得られないため好ましくない。特に、原子数比（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）が０．１未満であると高抵抗という問題があり、一方、原子数比（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）が３．０を超えると、膜が結晶化してしまい、また、光吸収が大きくなるという問題がある。但し、上記の範囲を超える場合でもあっても、ＩｎとＴｉの合計含有量に対するＺｎとＳｎの合計含有量を原子数比で０．１≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦３．５であれば、比較的良好な光学的、電気的特性が得られる。
【００１６】
さらに、本発明において、Ｓｎに対するＺｎの含有量を原子数比で０．５≦ Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０の関係式を満たすようにする。この範囲を超えると、所望の光学的、電気的特性が得られないため好ましくない。特に、原子数比Ｚｎ／Ｓｎが０．５未満であると高抵抗となり、一方、原子数比Ｚｎ／Ｓｎが７．０を超えると、膜が結晶化してしまい、また、光吸収が大きくなるという問題がある。但し、上記の範囲を超える場合でもあっても、Ｓｎに対するＺｎの含有量を原子数比で０．１≦ Ｚｎ／Ｓｎ≦１０．０であれば、比較的良好な光学的、電気的特性が得られる。
【００１７】
本発明の焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、錫（Ｓｎ）が上記の原子数比を満たすことを特徴とするものであるが、各成分の含有量は、Ｉｎ含有量がＩｎ２Ｏ３換算で５〜５０ｍｏｌ％、Ｔｉ含有量がＴｉＯ２換算で４〜４０ｍｏｌ％、Ｚｎ含有量がＺｎＯ換算で４〜６０ｍｏｌ％、Ｓｎ含有量がＳｎＯ換算で５〜４０ｍｏｌ％とするのが好ましい。このような組成範囲の焼結体ターゲットは、優れた光学的特性や電気的特性の導電性薄膜を得るのに有効である。なお、上記では、焼結体中の各金属の含有量を酸化物換算で記載しているが、これは原料の配合を酸化物で調整するのに都合が良いからである。また、通常の分析装置においては、酸化物ではなく各金属元素の含有量（重量％）が特定可能である。したがって、ターゲットの各組成を特定するには、各金属元素の含有量を、各酸化物を想定して換算した量（ｍｏｌ％）で特定すればよい。
【００１８】
本発明の焼結体は、スパッタリングターゲットとして使用する場合、相対密度９０％以上とすることが好ましい。密度の向上は、スパッタ膜の均一性を高め、またスパッタ時のパーティクルの発生を抑制することができるという効果を有する。相対密度９０％以上は、後述する本発明の焼結体の製造方法により、実現することができる。
また、本発明の焼結体は、スパッタリングターゲットとして使用する場合、体積抵抗率１０Ωｃｍ以下とすることが好ましい。体積抵抗率の低下により、ＤＣスパッタによる成膜が可能となる。ＤＣスパッタはＲＦスパッタに比べて、成膜速度が速く、スパッタリング効率が優れており、スループットを向上できる。なお、製造条件によっては、ＲＦスパッタを行う場合もあるが、その場合でも、成膜速度の向上がある。
【００１９】
本発明のスパッタリングによって作製される薄膜は、アモルファスであることを特徴とする。アモルファス膜は、フレキシブルデバイス用材料や水分低透過率（水分保護）の材料として特に適している。また、本発明の薄膜は、波長５５０ｎｍにおける屈折率２．０５以上を達成することができる。また、本発明の薄膜は、波長４０５ｎｍにおける消衰係数０．０５以下を達成することができる。さらに、本発明の薄膜は、体積抵抗率１ＭΩｃｍ以下を達成することができる。このような高屈折率で透過率の高い導電性の薄膜は、光学調整用の薄膜として、ディスプレイやタッチパネルなどの光デバイス用に有用である。特に、本発明は、波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．０５以下と可視光の短波長域において吸収がほとんどない高屈折率の膜を得ることができるため、所望の光学特性を得るために優れた材料系といえる。
【００２０】
本発明の焼結体は、各構成金属の酸化物粉末からなる原料粉末を、不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気の下、９００℃以上１３００℃以下で加圧焼結するか、又は原料粉末をプレス成形した後、この成形体を不活性ガス又は真空雰囲気の下、１０００℃以上１５００℃以下で常圧焼結することが望ましい。加圧焼結にて９００℃未満、常圧焼結にて１０００℃未満とすると、高密度の焼結体が得られず、一方、加圧焼結にて１３００℃超、常圧焼結にて１５００℃超とすると、材料の蒸発による組成ズレや密度の低下が生じるため、好ましくない。また、１３００℃超で加圧焼結するとカーボン製の型と反応するおそれもある。プレス圧力は、１５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２とするのが好ましい。なお、特許文献４では、ＺｎとＳｎの両方を固溶したＩｎ２Ｏ３相を析出させるために２段焼結を行い、それによって、体積抵抗率を下げているが、本発明では、酸素欠損により導電性を付与するため、このような２段階焼結は行わない。
さらに密度を向上させるためには、原料粉末を秤量、混合した後、この混合粉末を仮焼（合成）し、その後、これを微粉砕したものを焼結用粉末として用いることが有効である。このように予め合成と微粉砕を行うことで均一微細な原料粉末を得ることができ、緻密な焼結体を作製することができる。微粉砕後の粒径については、平均粒径５μｍ以下、好ましくは、平均粒径２μｍ以下とする。また、仮焼温度は、好ましくは８００℃以上１２００℃以下とする。このような範囲とすることで、焼結性が良好となり、さらなる高密度化が可能となる。
【００２１】
本発明（実施例、比較例を含む）における評価方法等は、以下の通りである。
（成分組成について）
装置：ＳＩＩ社製ＳＰＳ３５００ＤＤ
方法：ＩＣＰ-ＯＥＳ（高周波誘導結合プラズマ発光分析法）
（密度測定について）
寸法測定（ノギス）、重量測定
（相対密度について）
下記、理論密度を用いて算出する。
相対密度（％）＝寸法密度／理論密度×１００
理論密度は、各金属元素の酸化物換算配合比から計算する。
ＩｎのＩｎ２Ｏ３換算重量をａ（ｗｔ％）、ＴｉのＴｉＯ２換算重量をｂ（ｗｔ％）
ＺｎのＺｎＯ換算重量をｃ（ｗｔ％）、ＳｎのＳｎＯ２換算重量をｄ（ｗｔ％）
としたとき、
理論密度＝１００／（ａ／７．１８＋ｂ／４．２６＋ｃ／５．６１＋ｄ／７．０）
また、各金属元素の酸化物換算密度は下記値を使用。
Ｉｎ２Ｏ３：７．１８ｇ／ｃｍ３、ＴｉＯ２：４．２６ｇ／ｃｍ３、
ＺｎＯ：５．６１ｇ／ｃｍ３、ＳｎＯ２：７．０ｇ／ｃｍ３、
（体積抵抗率、表面抵抗率について）
装置：ＮＰＳ社製  抵抗率測定器  Σ−５＋
方法：直流４探針法
なお、膜については、表面抵抗率を測定し、次式により体積抵抗率を算出する。
体積抵抗率（Ωｃｍ）＝表面抵抗率（Ω／ｓｑ）×膜厚（ｃｍ）
（屈折率、消衰係数について）
装置：ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製  分光光度計  ＵＶ−２４５０
方法：透過率、表裏面反射率から算出
（成膜方法、条件について）
装置：ＡＮＥＬＶＡ  ＳＰＬ−５００
基板：φ４ｉｎｃｈ
基板温度：室温
（結晶性評価について）
ガラス基板上に５００〜１０００ｎｍ成膜したサンプルについて、Ｘ線回折法（装置：リガク社製ＵｌｔｉｍａＩＶ、Ｃｕ−Ｋα線、管電圧：４０ｋＶ、電流：３０ｍＡ、２θ−θ反射法、スキャン速度：８．０°／ｍｉｎ、サンプリング間隔：０．０２°）により解析を行う。２θ＝１０°〜６０°に検出される最大ピーク強度ＩＭＡＸに対して、バックグランド強度ＩＢＧとの比ＩＭＡＸ／ＩＢＧの値にて結晶性の評価を行う。なお、バックグランド強度については、ＩＭＡＸの低角度側および高角度側のピークが観察されない領域の平均強度（範囲として２θ＝１°〜１０°）を用いる。例えば、ＩＢＧ＝｛（１０°〜２０°の平均強度）＋（５０°〜６０°の平均強度）｝／２のように求める。アモルファス膜の判定として、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ≦１０の場合にアモルファス膜として判定する。
（エッチング性について）
成膜サンプルについて、エッチング液（各種酸）によりエッチング可能なものを〇、エッチングできない若しくは溶解し過ぎるものを×、と判断する。
（高温高湿耐性について）
温度８０℃、湿度８０％条件下にて、４８時間保管後、光学定数及び抵抗測定を実施し、特性差が１０％未満の場合には〇、１０％以上の場合には×、と判断する。
【実施例】
【００２２】
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。
【００２３】
（実施例１）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉をアルゴン雰囲気下、温度１１００℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。なお、スパッタリングターゲットの成分組成を分析した結果、原料粉末の配合比と同等になることを確認した。
次に、上記の仕上げ加工した直径６インチの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、酸素を２ｖｏｌ％含有するＡｒガス圧０．５Ｐａとし、膜厚５０００Åに成膜した。なお、スパッタ時の基板加熱やスパッタ後のアニールは行わなかった。
以上の結果を表１に示す。表１に示す通り、スパッタリングターゲットは、相対密度が９７．５％に達し、体積抵抗率は６．３ｍΩｃｍとなり、安定したＤＣスパッタができた。そして、スパッタ成膜した薄膜は、屈折率が２．１１（波長５５０ｎｍ）、消衰係数が０．０３（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率が４．９×１０−１Ωｃｍであり、高屈折率かつ高透過率の導電性膜が得られた。また、結晶化評価の結果、図１に示すように、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ＝４であり、アモルファス膜であることが確認された。
【００２４】
【表１】
0005876172.tif 000002
【００２５】
（実施例２）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉をアルゴン雰囲気下、温度１１５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。
以上の結果を表１に示す。表１に示す通り、スパッタリングターゲットは、相対密度が９７．７％に達し、体積抵抗率は４．４ｍΩｃｍとなり、安定したＤＣスパッタができた。そして、スパッタ成膜した薄膜は、屈折率が２．１１（波長５５０ｎｍ）、消衰係数が０．０２（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率が９．８Ωｃｍであり、高屈折率かつ高透過率の導電性膜が得られた。また、結晶化評価の結果、図１に示すように、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ＝４であり、アモルファス膜であることが確認された。
【００２６】
（実施例３）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉をアルゴン雰囲気下、温度１１５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。
以上の結果を表１に示す。表１に示す通り、スパッタリングターゲットは、相対密度が９９．５％に達し、体積抵抗率は３．７ｍΩｃｍとなり、安定したＤＣスパッタができた。そして、スパッタ成膜した薄膜は、屈折率が２．１０（波長５５０ｎｍ）、消衰係数が０．０２（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率が３．８×１０２Ωｃｍであり、高屈折率かつ高透過率の導電性膜が得られた。また、結晶化評価の結果、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ＝４であり、アモルファス膜であることが確認された。
【００２７】
（実施例４）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉をアルゴン雰囲気下、温度１１５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。
以上の結果を表１に示す。表１に示す通り、スパッタリングターゲットは、相対密度が１００．９％に達し、体積抵抗率は１．５ｍΩｃｍとなり、安定したＤＣスパッタができた。そして、スパッタ成膜した薄膜は、屈折率が２．１１（波長５５０ｎｍ）、消衰係数が０．０２（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率が１．６×１０３Ωｃｍであり、高屈折率かつ高透過率の導電性膜が得られた。また、結晶化評価の結果、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ＝４であり、アモルファス膜であることが確認された。
【００２８】
（実施例５）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。次に、この混合粉末を大気中、温度１０５０℃で仮焼した後、湿式微粉砕（ＺｒＯ２ビーズ使用）にて平均粒径２μｍ以下に粉砕し、乾燥後、目開き１５０μｍの篩で篩別を行った。その後、この微粉砕粉をアルゴン雰囲気下、温度１１５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。
以上の結果を表１に示す。表１に示す通り、スパッタリングターゲットは、相対密度が１００．３％に達し、体積抵抗率は１．７ｍΩｃｍとなり、安定したＤＣスパッタができた。そして、スパッタ成膜した薄膜は、屈折率が２．１１（波長５５０ｎｍ）、消衰係数が０．０２（波長４０５ｎｍ）、体積抵抗率が３．６×１０３Ωｃｍであり、高屈折率かつ高透過率の導電性膜が得られた。また、結晶化評価の結果、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ＝４であり、アモルファス膜であることが確認された。
【００２９】
（比較例１）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。なお、ＺｎＯ粉は添加しなかった。次に、この混合粉をアルゴン雰囲気下、温度１０５０℃、圧力３５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。
次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、スパッタリングを行った。但し、比較例１は、ターゲット（焼結体）の体積抵抗率が５００ｋΩｃｍ超と高く、ＤＣスパッタは不可であった。そのため、ＲＦスパッタを用いてスパッタリングを行った。パワー等の条件はＤＣスパッタと同様とした。その結果、スパッタ成膜した薄膜は、体積抵抗率が１ＭΩｃｍ超と高抵抗となり、所望の導電性膜は得られなかった。
【００３０】
（比較例２）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。なお、ＳｎＯ２粉は添加しなかった。次に、この混合粉をアルゴン雰囲気下、温度１０５０℃、圧力３５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。その結果、スパッタ成膜した薄膜は、図１に示すように、ＩＭＡＸ／ＩＢＧ＝１０１であり、アモルファス膜とはならず、また、消衰係数が０．０５超（波長４０５ｎｍ）と低波長域において光の吸収が生じ、所望の高透過率膜が得られなかった。
【００３１】
（比較例３）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。なお、ＳｎＯ２粉は添加しなかった。次に、この混合粉をアルゴン雰囲気下、温度１１５０℃、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。その結果、スパッタ成膜した薄膜は、体積抵抗率が１ＭΩｃｍ超と高抵抗となり、所望の導電性膜が得られなかった。また、結晶化評価の結果、アモルファス膜であることが確認された。
【００３２】
（比較例４）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。なお、Ｔｉに対するＩｎの含有量が規定よりも多くなるように配合した。次に、この混合粉をアルゴン雰囲気下、温度１０５０℃、圧力３５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。その結果、スパッタ成膜した薄膜は、消衰係数が０．０５超（波長４０５ｎｍ）となり、所望の透過率の膜が得られなかった。
【００３３】
（比較例５）
Ｉｎ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、ＺｎＯ粉、ＳｎＯ２粉を準備し、これらの粉末を表１に記載される配合比で調合し、混合した。なお、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの合計含有量が規定よりも多くなるように配合した。次に、この混合粉をアルゴン雰囲気下、温度１０５０℃、圧力３５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件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ターゲット形状に仕上げた。次に、上記の仕上げ加工した直径６インチのターゲットを使用して、実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った。その結果、スパッタ成膜した薄膜は、アモルファス膜とならず、また、消衰係数が０．０５超（波長４０５ｎｍ）となり、低波長域において光の吸収が生じ、所望の高透過率膜が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のスパッタリングによって形成される薄膜は、ディスプレイやタッチパネルにおける光学調整用の薄膜や光ディスクの構造の一部を形成して、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、本発明の焼結体からなるスパッタリングターゲットは、体積抵抗率値が低く、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。また、成膜の際にスパッタ時に発生するパーティクルを低減し、膜の品質を向上させることができる。
【要約】      （修正有）【課題】相対密度が高く体積抵抗率が低く、ＤＣスパッタリングが可能であり、高透過率かつ高屈折率でアモルファスの導電性酸化物薄膜を形成するのに適した酸化物焼結体スパッタリングターゲットの提供。【解決手段】インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）からなり、Ｔｉに対するＩｎの含有量が原子数比で３．０≦Ｉｎ／Ｔｉ≦５．０、ＩｎとＴｉに対するＺｎとＳｎの含有量が原子数比で０．２≦（Ｚｎ＋Ｓｎ）／（Ｉｎ＋Ｔｉ）≦１．５、Ｓｎに対するＺｎの含有量が原子数比で０．５≦Ｚｎ／Ｓｎ≦７．０、の関係式を満たす酸化物焼結体。相対密度が９０％以上であり、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下であり、波長５５０ｎｍにおける屈折率が２．０５以上であり、波長４０５ｎｍにおける消衰係数が０．０５以下である複合酸化物膜。【選択図】図１【図１】
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