(57)【要約】【課題】ＩＺＯターゲットで、焼結体表面と内部でのバルク抵抗のばらつきを有効に抑制することのできる焼結体、スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供する。【解決手段】この発明の焼結体は、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物の焼結体であって、前記焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓと、前記焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して２０％以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物の焼結体であって、前記焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓと、前記焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して２０％以下である焼結体。
【請求項２】
前記比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して１５％以下である請求項１に記載の焼結体。
【請求項３】
前記比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して１０％以下である請求項１に記載の焼結体。
【請求項４】
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項５】
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項６】
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物のスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に０ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｆと、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａとの差を、当該３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａで除した比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して２０％以下であるスパッタリングターゲット。
【請求項７】
前記比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して１５％以下である請求項６に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して１０％以下である請求項６に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記スパッタリングターゲットが、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有する請求項６〜８のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
前記スパッタリングターゲットが、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有する請求項６〜８のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
酸化インジウム粉末及び酸化亜鉛粉末を含む粉末原料を混合して成形し、それにより得られる成形体を加熱焼結することを含み、成形体を加熱焼結した後の降温を、窒素雰囲気もしくはアルゴン雰囲気の下で行う、スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１２】
前記降温の際の降温速度を、１℃／ｍｉｎを超える速度とする、請求項１１に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１３】
前記降温の際の降温速度を、３℃／ｍｉｎを超える速度とする、請求項１１に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１４】
成形体の加熱焼結を、大気又は酸素雰囲気の下で行う、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる焼結体ならびに、その焼結体からなり、いわゆるＩＺＯターゲットと称されることのある透明導電膜形成用等のスパッタリングターゲット及びその製造方法に関するものであり、特には、スパッタリング時の安定したＩＺＯ膜形成に寄与することのできる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングターゲットは、たとえば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等に搭載される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）その他の種々の表示装置用電極、タッチパネル及び電子ペーパーなどのフィルム用電極等を製造する際に、ガラス又はプラスチック等の成膜用基板上に、金属複合酸化物からなる透明導電膜を形成するためのスパッタリング法に用いることがある。
【０００３】
この種の透明導電膜としては現在、光透過性及び導電性に優れたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜が主流であり、Ｉｎ、Ｓｎ、ＯからなるこのＩＴＯ膜を生成するため、ＩＴＯターゲットが広く使用されている。
【０００４】
しかしながら、ＩＴＯ膜は耐湿性が比較的低く、湿気により電気抵抗値が増大するという欠点があることから、上記の透明導電膜として、このＩＴＯ膜に代えて、Ｉｎ、Ｚｎ、ＯからなるＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）膜とすること、及び、このＩＺＯ膜を生成するためにＩＺＯターゲットを用いることが検討されている。
【０００５】
ところで、安定した成膜を行うため、スパッタリングターゲットは、高密度、低抵抗であることが求められる他、それらの密度や抵抗がターゲット全体にわたって均一であることもまた重要である。
特に抵抗については、ターゲットの厚み方向でバルク抵抗率のばらつきが大きいと、スパッタリング中に膜特性が変化するとともに、複数のピースを組み合せたスパッタリングターゲットではピース間のバルク抵抗率のばらつきも発生しやすくなり、ターゲット全体の品質安定性が損なわれる。それ故、スパッタリングターゲットでは、厚み方向におけるバルク抵抗率の均一性を確保することが必要である。従来のＩＺＯターゲットでは、厚み方向のバルク抵抗率のばらつきが大きいものであったので、安定したＩＺＯ膜を形成できないという問題があった。
【０００６】
また、バルク抵抗率は一般に、スパッタリングターゲットを構成する焼結体の内部に比して焼結体の表面で高くなる傾向にあるところ、焼結体のバルク抵抗率が厚み方向に不均一となっても、焼結体の表面の研削量を増やしてスパッタリングターゲットを作製することにより、バルク抵抗率の均一性をある程度は確保できると考えられるが、この場合、研削量の増大に合わせて焼結体の厚みを厚く設定して製造する必要があるので、厚み方向の中央位置での密度の低下や、研削量の増大に起因する製品歩留まりの低下が懸念される。
【０００７】
このようなバルク抵抗に関して、特許文献１には、少なくとも酸化インジウムおよび酸化亜鉛を含有してなるスパッタリングターゲットを製造するに際し、焼成工程後に、「得られた焼結体について、バルク抵抗を全体として均一化するために、任意工程であるが還元工程において還元処理を行うことが好ましい。」と記載されている。
また、特許文献２には、高密度低抵抗のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ―Ａｌ系スパッタリングターゲットのバルク抵抗率が１０ｍΩｃｍ以下であることが好ましいこと、及び、かかるターゲットを製造する際の焼結後の降温時に、クラックの発生を防止するとともに所定の結晶型を得る目的で、その降温速度を１０℃／分以下、さらに５℃／分以下等とすることが記載されている。
【０００８】
そしてまた、特許文献３は、ＩＺＯターゲットではなくＩＴＯターゲットに関するものであるが、ターゲットの厚み方向のバルク抵抗率の差異が２０％以下であるスパッタリングターゲットが開示されている。この特許文献３では、ターゲットの厚み方向のバルク抵抗率の差を小さくするため、主に、降温時の雰囲気を大気雰囲気とすること、平均冷却速度を０．１〜３．０℃／ｍｉｎとすることが記載されている。さらに、焼結体におけるバルク抵抗率の差がターゲットで成膜した薄膜の抵抗の差と高い相関があることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−６８９９３号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１８７０６号公報
【特許文献３】国際公開第２０１４／１５６２３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した特許文献１では、厚み方向のバルク抵抗率のばらつきを低減することについては何ら記載されておらず、また、仮に、焼結後に別工程として還元処理を行うことで、バルク抵抗率の均一化を実現できたとしても、そのような別工程の導入は、コストの増大及び工数の増加を招くことから、生産上の観点から望ましくない。
特許文献２は、バルク抵抗率が低いことが好ましい点については言及されているものの、厚み方向のバルク抵抗率のばらつきについては何の検討もなされておらず、降温工程についての記載は、バルク抵抗の安定化を目的としたものではない。
【００１１】
特許文献３は、ＩＺＯターゲットではなくＩＴＯターゲットに関するものであるから、その提案技術をそのままＩＺＯターゲットに適用することはできない。特に、ＩＺＯターゲットは、ＩＴＯターゲットとは異なり、焼結体表面に表面変質層が存在しており、表面変質層付近のバルク抵抗率がさらに高くなることから、ＩＺＯターゲットでは、特許文献３に記載されたような降温工程の提案技術によっては、そのバルク抵抗率のばらつきを十分に低減させることができなかった。
【００１２】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、ＩＺＯターゲットで、焼結体表面と内部でのバルク抵抗率のばらつきを有効に抑制することのできる焼結体、スパッタリングターゲット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】
【００１３】
ＩＺＯターゲットを製造するに当り、所定の形状に成形した成形体を加熱焼結する際に、焼結体の密度向上及び、優れた膜特性の実現のため、昇温中は、酸素が導入された酸素焼結ないし大気焼結が好ましいが、発明者は鋭意検討の結果、降温中もまた酸素が導入された雰囲気とすると、焼結体の表面近傍での酸素欠損が減少する結果として、スパッタリングターゲットの厚み方向でのバルク抵抗率の差が大きく異なるとの知見を得た。
そのため、成形体の加熱焼結後の降温時の雰囲気は昇温時とは異なり、窒素雰囲気もしくはアルゴン雰囲気とすることにより、焼結体の表面近傍での酸素欠損の減少を抑制し、厚み方向でのバルク抵抗率のばらつきを抑えて、より均一なバルク特性を有するスパッタリングターゲットを製造できることを見出した。
【００１４】
このような知見の下、この発明の焼結体は、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物の焼結体であって、前記焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓと、前記焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して２０％以下であるものである。
【００１５】
ここで、上記の比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値は、百分率で表して１５％以下であることが好ましく、さらに、１０％以下であることがより好ましい。
上記の焼結体は、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％、好ましくは１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有するものとすることができる。
【００１６】
また、この発明のスパッタリングターゲットは、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物のスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に０ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｆと、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａとの差を、当該３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａで除した比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して２０％以下であるものである。
【００１７】
ここで、上記の比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して１５％以下であることが好ましく、さらに１０％以下であることがより好ましい。
上記のスパッタリングターゲットは、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％、好ましくは１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有するものとすることができる。
【００１８】
この発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、酸化インジウム粉末及び酸化亜鉛粉末を含む粉末原料を混合して成形し、それにより得られる成形体を加熱焼結することを含み、成形体を加熱焼結した後の降温を、窒素雰囲気もしくはアルゴン雰囲気の下で行うことにある。
【００１９】
この製造方法では、前記降温の際の降温速度を、好ましくは１℃／ｍｉｎを超える速度、より好ましくは３℃／ｍｉｎを超える速度とする。
また、この製造方法では、成形体の加熱焼結を、大気又は酸素雰囲気の下で行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、スパッタリングターゲットの表面と内部でバルク抵抗率の差を小さくすることができるので、スパッタリング時の膜特性の変化が少なくなり、安定した薄膜形成を実現することができる。また、安定した品質のスパッタリングターゲットの製造に必要な終結体表面の研削量が少なくなるので、材料歩留まりを改善することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
この発明の一の実施形態の焼結体は、インジウム、亜鉛及び酸素からなる焼結体であって、前記焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓと、前記焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して２０％以下である。
また、この発明の一の実施形態のスパッタリングターゲットは、インジウム、亜鉛及び酸素からなる焼結体からなるスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に０ｍｍの深さ位置（すなわち、スパッタリングターゲットの表面の位置）でのバルク抵抗率Ｒｆと、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａとの差を、当該３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａで除した比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して２０％以下である。
【００２２】
（組成）
スパッタリングターゲットを構成する焼結体は、Ｉｎ、Ｚｎ及びＯからなり、たとえば一般式Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）mで表される非晶質酸化物を含む。ここで、一般式中のｍは整数であり、このｍ値は３〜２０の範囲内の値をとり得る。
【００２３】
亜鉛は、亜鉛の原子比Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表して７ａｔ％〜２０ａｔ％で含まれることがあり、典型的には１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含まれることがある。亜鉛の量は、目的とする膜の導電性に応じて適宜変更することができる。
Ｉｎ、Ｚｎ等の線分の含有量は、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）により測定可能である。
【００２４】
上記の焼結体は、Ｉｎ及びＺｎの他、この発明の特性を損なわない範囲でさらに他の元素を含んでもよい。たとえば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ及びＰｂのうちの少なくとも一種の元素を含む場合、それらの各元素の含有量は、１００ｗｔｐｐｍ以下とすることができ、また、Ｓｎ及びＺｒのうちの少なくとも一種の元素を含む場合、それらの各元素の含有量は、１０００ｗｔｐｐｍ以下とすることができる。
【００２５】
（バルク抵抗率）
焼結体の実施形態では、後述するように加熱焼結して降温した後に得られる焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍ研削することにより表出する面（１ｍｍの深さ位置）でのバルク抵抗率Ｒｓと、焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍ研削することにより表出する面（４ｍｍの深さ位置）でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置のターゲット面でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値を、百分率で表して２０％以下とする。
【００２６】
この比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄが２０％を超えると、焼結体をスパッタリングターゲットに用いた場合のスパッタリング中の膜特性変化によって、安定した成膜を行い得なくなるので、スパッタリングターゲットに用いるには焼結体表面の多量の研削が必要になる。その結果として、所定の厚みのスパッタリングターゲットを製造するために、予め当該研削量を見込んで、厚みの厚い焼結体を作製しなければならず、この場合、厚み方向の中央位置での密度の低下が懸念され、また、研削量の増大に起因して材料歩留りの低下を招く。
従って、この観点から、比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄは、１５％以下とすることがより好ましく、特に１０％以下とすることが一層好適である。
【００２７】
また、スパッタリングターゲットの実施形態では、焼結体を研磨して得られたスパッタリングターゲットの表面（０ｍｍの深さ位置）でのバルク抵抗率Ｒｆと、スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に３ｍｍ研削することにより表出する面（３ｍｍの深さ位置）でのバルク抵抗率Ｒａとの差を、当該３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａで除した比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して２０％以下であることが好ましい。
【００２８】
これにより、スパッタリング時に安定した成膜を実現することができる。言い換えれば、この比率が２０％を超えると、スパッタリング時に、厚みの減少に伴って膜特性が変化するので成膜が安定しない。
比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａは、好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下とする。
【００２９】
焼結体やスパッタリングターゲットにおける上述したバルク抵抗率の測定は、ＪＩＳ  Ｒ６００１（１９９８）に規定される♯４００の粒度の研磨用微粉の研削材により、０．２ｍｍの研削厚みで仕上げた面に対して行うことができる。
【００３０】
上述したバルク抵抗率は、ＪＩＳ  Ｒ１６３７に記載の四探針法に基いて測定することができる。より具体的には、焼結体やスパッタリングターゲットの測定面を縦方向及び横方向に３×３で９等分した４隅のエリアと中央のエリアの計５ヶ所で測定し、それらの５ヶ所での測定値の平均値を、この発明でいうバルク抵抗率とすることができる。測定点は、たとえば各エリアの中心とすることができる。
【００３１】
（結晶粒径）
先述したような厚み方向の抵抗差とすることで、表面から１ｍｍ研削した面の組織における結晶粒の大きさＤｓと、表面から４ｍｍ研削した面（たとえば厚み方向の中心位置の面）における結晶粒の大きさＤｄの差異を、２０％以下とすることができる。結晶粒の大きさは、ターゲット表面の中心の５ｍｍ角から任意の４カ所を選択して観察する。そしてＳＥＭ画像の×３００倍の写真からコード法によって結晶粒の大きさを平均値で求める。上記の結晶粒の差異は、表面から１ｍｍ研削した面と表面から４ｍｍ研削した面（たとえば厚み中心位置の面）とで比較したものであり、それぞれの大きさの相対差（Ｄｓ−Ｄｄ）／Ｄｄの絶対値を結晶粒径の差異とする。
また、スパッタリングターゲットを構成する焼結体の平均結晶粒径は、たとえば１．０μｍ〜５．０μｍ、好ましくは２．０μｍ〜３．０μｍとすることができる。結晶粒径は、得られた焼結体の一部を切断し切断面を鏡面研磨したのち、ＳＥＭ像を観察することにより測定することができる。
【００３２】
（密度）
焼結体、スパッタリングターゲットの相対密度は、９５％以上、好ましくは９８％以上とすることができる。
特にこの発明では、厚み方向のバルク抵抗率のばらつきが低減されることにより、焼結体からスパッタリングターゲットを作製する際の研磨量を少なくすることができるので、厚み方向の中心位置での密度も高くすることが可能である。言い換えれば、厚み方向のバルク抵抗率のばらつきが大きいと、スパッタリングターゲット作製時に焼結体の研磨量が多くなることを見込んで、予め厚みの厚い焼結体を製造する必要があるが、この場合、厚みが厚いことにより、加熱焼結時に厚み方向の中心付近まで熱が伝わりにくくなり、得られる焼結体やスパッタリングターゲットの厚み方向の中心位置での密度の低下を招く。
【００３３】
相対密度は、原料粉の密度から計算した理論密度と、アルキメデス法で測定した焼結体の密度から、相対密度＝（アルキメデス法で測定した密度）÷（理論密度）×１００（％）の式にて算出することができる。なお、ＩＺＯ１０．７％の理論密度は、７．００ｇ／ｃｍ3である。
【００３４】
（製造方法）
以上に述べたような焼結体、スパッタリングターゲットは、たとえば以下に述べるような方法にて製造することができる。
はじめに、たとえば、少なくとも酸化インジウム粉末と酸化亜鉛粉末を含む粉末原料を、必要に応じて成形バインダーとともに混合する。
【００３５】
次いで、混合した粉末原料を金型に充填して加圧成形し、所定の形状の成形体を作製する。ここでは、たとえば、４００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を、１分間〜３分間にわたって作用させることができる。
そしてこの成形体を、焼結炉内で、たとえば１３５０℃〜１５００℃の温度まで加熱して焼結する。当該加熱温度の保持時間は、１時間〜１００時間、好ましくは５時間〜３０時間とすることができる。この加熱焼結は、大気又は酸素雰囲気などの酸化雰囲気下で行うことが、密度が高く膜特性に優れたスパッタリングターゲットを得ることができる点で好ましい。
【００３６】
上記の加熱焼結の後の降温は、大気や酸素雰囲気ではなく窒素雰囲気もしくはアルゴン雰囲気下で冷却することが肝要である。窒素雰囲気とすることにより、焼結体の表面近傍での酸素欠損の減少が抑制され、焼結体の厚み方向でのバルク抵抗のばらつきを、上述した程度に抑制することが可能になる。言い換えれば、この降温を大気雰囲気もしくは酸素雰囲気で行った場合、表面近傍での酸素欠損が減少し、それに起因して、厚み方向のバルク抵抗が大きく変動して不均一となる。
【００３７】
さらに酸素欠損の減少を抑制する効果を得るため、加熱焼結の後の降温速度は、１℃／ｍｉｎを超える速度とすることが好ましく、３℃／ｍｉｎを超える速度とすることがより好ましく、特に５℃／ｍｉｎを超える速度とすることがより一層好適である。これにより、焼結体の厚み方向でのバルク抵抗率のばらつきが一層抑えられるので、より均一なバルク抵抗率を有する焼結体を製造することができる。
降温は、たとえば、焼結炉内への、温度を調整した冷気、好ましくは窒素・アルゴンの導入により行うことができる。
上記の雰囲気・降温速度は、降温時の少なくとも１４００℃〜１０００℃の範囲にある間とすることが好ましく、１０００℃未満は自然降温とすることもできる。ＩＺＯターゲットでは、特に高温域での降温速度・降温雰囲気がそのバルク特性に大きく影響するためである。
【００３８】
降温後に得られる焼結体の片側表面を、焼結体の厚み方向に、その厚みに対して、たとえば１％〜２０％、好ましくは１％〜１０％で機械研削ないし化学研削等の公知の方法にて研削して、スパッタリングターゲットを製造することができる。この研削量は、具体的には、焼結体の厚み方向に、たとえば０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍとすることができる。但し、スパッタリングターゲットを製造する際の研削量は、このような範囲に限定されるものではなく、任意の量とすることができる。この研削は、ＪＩＳ  Ｒ６００１（１９９８）に規定される♯８０の粒度の研磨用微粉の研削材を用いて行うことができる。
この実施形態では、先述したように厚み方向でのバルク抵抗率のばらつきが小さいことから、必要な研削量が少なくなる。それにより、材料歩留まりを改善することができる。
【実施例】
【００３９】
次に、この発明に従うスパッタリングターゲットを試作し、その性能を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的とするものであり、それに限定されることを意図するものではない。
【００４０】
表１に示す各組成となるように、酸化インジウム粉末と酸化亜鉛粉末を混合して粉砕し、これを金型に投入して、８００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を１分間にわたって作用させて成形体を得た。この成形体を電気炉内で１４００℃に加熱し、これを１０時間保持して焼結した後に降温させた。
ここで、加熱焼結後の降温は、実施例１〜７では窒素雰囲気で行う一方で、比較例１〜５では大気雰囲気で行った。また、実施例１〜７及び比較例１〜５では、表１に示すように、加熱焼結時の昇温及び保持雰囲気ならびに、降温速度を変化させた。表１に示す降温速度は、１４００℃〜１０００℃の間にあるときの速度であり、１０００℃未満まで温度低下した後は自然降温とした。
【００４１】
このようにして得た焼結体に対し、♯８０の研磨用微粉のサンドペーパーを用いて手作業により、焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍ削ってスパッタリングターゲットを作製した。さらに同様の研磨方法にて最終的に５ｍｍ程度まで焼結体の表面を研削し、その途中の各深さ位置で、ＮＰＳ株式会社製の抵抗率測定器（型番：Σ−５＋）を用いてバルク抵抗率を計測し、焼結体の表面から１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓ、焼結体の表面から４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄおよび、焼結体の表面のバルク抵抗率Ｒｂをそれぞれ測定した。各バルク抵抗率を測定するに先立ち、測定面を、♯４００の研磨用微粉のサンドペーパーにより、０．２ｍｍの厚みを手で研削して仕上げた。また、それらを用いて、ＲｓとＲｄの差の比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄ×１００、ＲｂとＲｄの差の比率（Ｒｂ−Ｒｄ）／Ｒｄ×１００をそれぞれ算出した。その結果を表１に示す。
なおこの実施例では、焼結体の表面から１ｍｍ深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓは、スパッタリングターゲットの表面から０ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｆと等しくなり、また、焼結体の表面から４ｍｍ深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄは、スパッタリングターゲットの表面から３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａと等しくなる。
【００４２】
表１中、「差の比率の最大値（％）」は、５ｍｍ程度の深さ位置までに各深さ位置で測定されたバルク抵抗の最大と最小の差の比率を計算したものであり、また、「２０％が確認できた時点の研削量（ｍｍ）」は、研削量４ｍｍの深さ位置のバルク抵抗率を基準としたバルク抵抗比率が、表面から深いほうに向かうに従って、２０％となった際の研削量を意味する。
【００４３】
なお、実施例１における結晶粒を測定したところ、焼結体表面から１ｍｍ研削面で２．４５μｍ、４ｍｍ研削面で２．５９μｍであり、相対差（Ｄｓ−Ｄｄ）／Ｄｄの絶対値は５．４％であった。
【００４４】
【表１】
2018035013.tif 000002
【００４５】
表１に示すところでは、降温雰囲気を窒素とした実施例１〜７ではいずれも、昇温・保持雰囲気が酸素であっても大気であっても、また組成によらず、焼結体の１ｍｍ深さ位置のバルク抵抗率Ｒｓと焼結体の４ｍｍ深さ位置のバルク抵抗率Ｒｄの差の比率が２０％以下となり、バルク抵抗率の低減、ばらつきの抑制を実現することができた。
特に、５℃／ｍｉｎを超える高速で降温させた実施例３、６では、更なるバルク抵抗率の低減、ばらつきの抑制を実現することができた。
【００４６】
これに対し、比較例１〜５では、成形体を加熱焼結した後、大気雰囲気の下で降温させたことに起因して、焼結体の１ｍｍ深さ位置のバルク抵抗率Ｒｓと焼結体の４ｍｍ深さ位置のバルク抵抗率Ｒｄの差の比率が２０％を超えてかなり大きくなり、バルク抵抗率のばらつきが大きいものになった。
【００４７】
以上より、この発明によれば、焼結体表面と内部でのバルク抵抗率のばらつきを有効に抑制できることが解かった。
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月21日(2017.9.21)
【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】
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物の焼結体であって、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有し、前記焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓと、前記焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して２０％以下である焼結体。
【請求項２】
前記比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して１５％以下である請求項１に記載の焼結体。
【請求項３】
前記比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して１０％以下である請求項１に記載の焼結体。
【請求項４】
Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項５】
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物のスパッタリングターゲットであって、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有し、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に０ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｆと、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａとの差を、当該３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａで除した比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して２０％以下であるスパッタリングターゲット。
【請求項６】
前記比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して１５％以下である請求項５に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
前記比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して１０％以下である請求項５に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記スパッタリングターゲットが、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有する請求項５〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
酸化インジウム粉末及び酸化亜鉛粉末を含む粉末原料を混合して成形し、それにより得られる成形体を加熱焼結することを含み、成形体を加熱焼結した後の降温を、窒素雰囲気もしくはアルゴン雰囲気の下で行い、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有するスパッタリングターゲットを製造する、スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１０】
前記降温の際の降温速度を、１℃／ｍｉｎを超える速度とする、請求項９に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１１】
前記降温の際の降温速度を、３℃／ｍｉｎを超える速度とする、請求項９に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項１２】
成形体の加熱焼結を、大気又は酸素雰囲気の下で行う、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【手続補正２】
【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】
このような知見の下、この発明の焼結体は、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物の焼結体であって、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有し、前記焼結体の表面から厚み方向に１ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｓと、前記焼結体の表面から厚み方向に４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄとの差を、当該４ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｄで除した比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値が、百分率で表して２０％以下であるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ここで、上記の比率（Ｒｓ−Ｒｄ）／Ｒｄの絶対値は、百分率で表して１５％以下であることが好ましく、さらに、１０％以下であることがより好ましい。
上記の焼結体は、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を、好ましくは１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有するものとすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、この発明のスパッタリングターゲットは、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｏからなる酸化物のスパッタリングターゲットであって、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有し、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に０ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒｆと、前記スパッタリングターゲットの表面から厚み方向に３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａとの差を、当該３ｍｍの深さ位置でのバルク抵抗率Ｒａで除した比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して２０％以下であるものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ここで、上記の比率（Ｒｆ−Ｒａ）／Ｒａの絶対値が、百分率で表して１５％以下であることが好ましく、さらに１０％以下であることがより好ましい。
上記のスパッタリングターゲットは、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を、好ましくは１０ａｔ％〜１７ａｔ％で含有するものとすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、酸化インジウム粉末及び酸化亜鉛粉末を含む粉末原料を混合して成形し、それにより得られる成形体を加熱焼結することを含み、成形体を加熱焼結した後の降温を、窒素雰囲気もしくはアルゴン雰囲気の下で行い、Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）を７ａｔ％〜２０ａｔ％で含有するスパッタリングターゲットを製造することにある。