(57)【要約】【課題】異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してＤＣスパッタが可能なスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】ＺｎとＳｎとＯを主成分とし、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有し、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有しており、前記金属錫相として存在するＳｎ量が１．０ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下の範囲内とされており、前記金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下とされ、相対密度が９５％以上とされていることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｎとＳｎとＯを主成分とし、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有し、
酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有しており、
前記金属錫相として存在するＳｎ量が１．０ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下の範囲内とされており、
前記金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下とされ、
相対密度が９５％以上とされて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２】
さらに、Ｃｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍの酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記金属元素Ｍを、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．００１以上０．０５以下の範囲内となるように含有していることを特徴とする請求項２に記載のスパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＺｎとＳｎとＯを主成分とする酸化物膜を成膜する際に用いられるスパッタリングターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述のＺｎとＳｎとＯを主成分とする酸化物膜は、可視光領域での透過率に優れ、かつ、赤外線反射特性に優れていることから、窓ガラス等の遮熱膜や赤外線フィルター等に使用されている。
ここで、上述の酸化物膜は、例えば、下記の特許文献１−５に示すように、酸化物からなるスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより成膜される。なお、上述のスパッタリングターゲットとしては、例えば平板形状又は円筒形状をなすものが提供されている。
【０００３】
特許文献１には、主として錫亜鉛複合酸化物相と金属錫相とで構成された酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットが提案されている。
また、特許文献２、３には、ＺｎとＳｎの酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットが提案されている。
さらに、特許文献４には、実質的に錫、亜鉛および酸素からなる酸化物焼結体であって、主として錫亜鉛複合酸化物相と酸化錫相とから構成されているスパッタリングターゲットが提案されている。
また、特許文献５には、酸化亜鉛と酸化錫のうち少なくとも一方の金属酸化物と、金属粉末とが焼結されたスパッタリングターゲットが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７７２６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３７１６１号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３１３６４号公報
【特許文献４】特開２００７−３１４３６４号公報
【特許文献５】特開２０１４−１６７１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、酸化第一錫（ＳｎＯ）を原料として使用し、この酸化第一錫（ＳｎＯ）を還元することで金属錫相を形成しているが、相対密度は９１．１〜９３．６％程度であって、密度が十分に高いものは得られていない。
また、錫亜鉛複合酸化物相と金属錫相が主相とされており、ターゲットスパッタ面において、錫亜鉛複合酸化物相の領域と金属錫相の領域とで比抵抗値が大きく異なるため、スパッタ時における異常放電の発生回数が多くなるおそれがあった。さらに、錫亜鉛複合酸化物相と金属錫相との熱膨張係数が大きく異なることから、スパッタ時に温度が上昇した際に、熱膨張によってターゲット表面に割れが生じてしまい、安定してスパッタを行うことができないおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２、３に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、ターゲット自体の抵抗が非常に高く、ＤＣ（直流）スパッタが困難であることから、ＲＦ（高周波）スパッタを行うことを前提としている。このＲＦ（高周波）スパッタにおいては、成膜速度が遅く、生産性が低下するといった問題があった。
さらに、特許文献４に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、ＤＣスパッタが可能であると記載されているが、その比抵抗値が例えば数１０Ω・ｃｍと比較的高いため、ＤＣ（直流）スパッタを安定して実施することが困難であった。
【０００７】
また、特許文献５に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、金属粉末と酸化物とを焼結していることから、金属粉末が分散して金属相として存在することでターゲットの導電性が向上し、ＤＣスパッタ可能であると記載されている。しかしながら、特許文献５においては、金属粉末と酸化物とを単に焼結していることから、焼結温度を金属粉末の融点以上に設定すると金属粉末が溶け出してしまうため、焼結温度を高く設定することができず、密度を十分に向上することが困難であった。さらに、焼結時に用いた金属粉末によって金属相が構成されていることから、金属相の大きさは金属粉末の粒径に依存することになるため、微細な金属相を、偏析なく、且つ、均一に分散させることは困難であった。
以上のように、特許文献５に記載されたスパッタリングターゲットにおいては、空隙が多く存在し、かつ、金属相が不均一に存在することから、スパッタ時における異常放電の発生回数が多くなるおそれがあった。また、スパッタ時に割れが生じてしまい、安定してスパッタを行うことができないおそれがあった。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してＤＣスパッタが可能なスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のスパッタリングターゲットは、ＺｎとＳｎとＯを主成分とし、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有し、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有しており、前記金属錫相として存在するＳｎ量が１．０ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下の範囲内とされており、前記金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下とされ、相対密度が９５％以上とされていることを特徴としている。
【００１０】
本発明のスパッタリングターゲットによれば、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有しており、スパッタリングターゲットの断面における金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下とされているので、金属錫相が偏析なく均一に存在しており、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができる。また、母相となる酸化物相同士の粒子間を埋めるように金属Ｓｎが微細に析出することにより、相対密度を向上させることができる。さらに、スパッタ時に温度が上昇した場合であっても、熱膨張によるターゲット表面の割れの発生を抑制することができる。
なお、「酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とする」とは、スパッタリングターゲットを構成する相のうち、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相のそれぞれの割合（ｍｏｌ％）が、他の相よりも多いことを意味する。
また、「ＺｎとＳｎとＯを主成分とし」とは、スパッタリングターゲット組成中のＺｎ、Ｓｎ及びＯのそれぞれの原子比（ａｔ％）が１０ａｔ％以上であることを意味する。
【００１１】
さらに、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、相対密度が９５％以上とされているので、空隙が少なく、スパッタ時の異常放電の発生を抑制することができる。また、スパッタ時における割れの発生を抑制することができる。
また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有しているので、透過性、赤外線反射特性に優れた酸化物膜を成膜することができる。
【００１２】
また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、前記金属錫相として存在するＳｎ量が１．０ｍｏｌ％以上とされているので、比抵抗値が十分に低く、ＤＣスパッタによって安定して酸化物膜を成膜することが可能となる。
一方、前記金属錫相として存在するＳｎ量が８．０ｍｏｌ％以下とされているので、金属錫相が必要以上に存在せず、製造過程で加熱した際に金属が溶け出すことを抑制でき、安定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。また、スパッタ時に温度が上昇した場合であっても、熱膨張によるターゲット表面の割れの発生を抑制することができる。
【００１３】
ここで、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、さらに、Ｃｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍの酸化物を含んでいてもよい。
この場合、Ｃｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍによって酸化錫を還元することができ、スパッタリングターゲット中に金属錫相を形成することができる。よって、比抵抗値が十分に低くなり、ＤＣスパッタによって安定して酸化物膜を成膜することが可能となる。
【００１４】
また、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、前記金属元素Ｍを、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．００１以上０．０５以下の範囲内となるように含有していることが好ましい。
この場合、前記金属元素Ｍによって酸化錫を確実に還元して金属錫相を形成することができる。よって、比抵抗値が十分に低くなり、ＤＣスパッタによって安定して酸化物膜を成膜することが可能となる。さらに、成膜された酸化物膜における各種特性を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が十分に低く安定してＤＣスパッタが可能なスパッタリングターゲットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態であるスパッタリングターゲットにおける組織観察写真（ＥＰＭＡ像）である。
【図２】本発明の実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の一実施形態であるスパッタリングターゲットについて、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態であるスパッタリングターゲットは、ＺｎとＳｎとＯを主成分とし、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有している。
【００１８】
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相を主相とするとともに、金属錫相を有している。なお、本実施形態においては、Ｘ線回折分析の結果、酸化錫相が酸化第二錫相（ＳｎＯ２相）であり、錫亜鉛複合酸化物相がＺｎ２ＳｎＯ４相であることが確認されている。
そして、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、観察された金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下とされており、上述の金属錫相が偏析なく、かつ、均一に分散している。
すなわち、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、母相となる酸化物相（酸化錫相及び錫亜鉛複合酸化物相）中に金属錫相が分散した組織とされている。なお、後述するように、この金属錫相は、酸化錫が還元されることによって形成されたものである。
【００１９】
ここで、上述の金属錫相として存在するＳｎ量は、１．０ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下の範囲内とされている。
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、相対密度が９５％以上とされている。
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、その比抵抗値が１Ω・ｃｍ以下とされている。
【００２０】
ここで、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、さらに、Ｃｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍの酸化物を含有していてもよい。
なお、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいて、金属元素Ｍの酸化物相を有する場合には、金属元素Ｍの含有量は、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．００１以上０．０５以下の範囲内となるように設定されていることが好ましい。
すなわち、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、ＺｎとＳｎとＯと、必要に応じて金属元素Ｍとを含有し、その他は不可避不純物とされた組成とされているのである。
【００２１】
以下に、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおける原子比、観察された金属錫の円相当径の平均値、金属錫相として含有されるＳｎ量、相対密度、比抵抗値、及び、金属元素Ｍについて、上述のように規定した理由について説明する。
【００２２】
（原子比Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）：０．１以上０．６以下）
本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、遮熱膜となる酸化物膜を成膜するものであり、可視光領域における透過率、赤外線反射特性を満足する必要がある。
ここで、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有することにより、上述した各種特性を満足する酸化物膜を成膜することができる。
なお、各種特性に優れた酸化物膜を確実に成膜するためには、原子比Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）の下限を０．２以上とすることが好ましく、０．２５以上とすることがさらに好ましい。また、原子比Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）の上限を０．５以下とすることが好ましく、０．４以下とすることがさらに好ましい。
【００２３】
（金属錫相の円相当径の平均が１μｍ以下）
スパッタリングターゲットの組織において、観察される金属錫相の円相当径の平均が１μｍを超えている場合には、異常放電の発生回数が多くなり、安定してスパッタ成膜することができないおそれがある。また、金属錫相の円相当径が大きいと、析出する金属錫相が酸化物相同士の粒子間を埋めることができず、相対密度が低下するおそれがある。さらに、金属錫相と母相となる酸化物相との熱膨張係数の差が大きいため、スパッタ時に温度が上昇した際に、金属錫相と酸化物相との熱膨張係数の差に起因してターゲット表面に割れが生じるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、観察された金属錫相円相当径の平均値を１μｍ以下に制限している。
【００２４】
なお、異常放電の発生及びスパッタ時の割れの発生をさらに抑制するとともに相対密度を十分に向上させるためには、観察された前記金属錫相の円相当径の平均を０．６５μｍ以下とすることがさらに好ましく、０．６０μｍ以下とすることがより好ましい。
ここで、本実施形態においては、円相当径が０．１μｍ未満の金属錫相を観察することが困難なことから、「観察された金属錫相の円相当径の平均」は、円相当径が０．１μｍ以上の金属錫相の円相当径の平均値としている。
【００２５】
（金属錫相としてのＳｎ量：１．０ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下）
本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、上述の酸化物膜をＤＣスパッタにより成膜するものである。
ここで、金属錫相として存在するＳｎ量が１．０ｍｏｌ％未満の場合には、比抵抗値が高くなり、ＤＣスパッタを安定して実施することができないおそれがあった。また、密度を十分に向上させることができないおそれがあった。
一方、金属錫相として存在するＳｎ量が８．０ｍｏｌ％を超える場合には、焼結時に金属の溶け出しが生じ、スパッタリングターゲットを安定して製造することができないおそれがあった。また、母相となる酸化物相と熱膨張係数が大きく異なる金属錫相が多く存在することになり、スパッタ時に温度上昇した際に、熱膨張によってターゲットの表面に割れが生じるおそれがあった。
【００２６】
このため、本実施形態では、金属錫相として存在するＳｎ量を１．０ｍｏｌ％以上８．０ｍｏｌ％以下の範囲内に設定している。
ここで、比抵抗値を低くしてＤＣスパッタをさらに安定して実施するためには、金属錫相として存在するＳｎ量の下限を３．０ｍｏｌ％以上とすることが好ましく、４．５ｍｏｌ％以上とすることがさらに好ましい。また、焼結時における金属の溶け出しを抑制し、安定してスパッタリングターゲットを製造するためには、金属錫相として存在するＳｎ量の上限を７．５ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、７．０ｍｏｌ％以下とすることがさらに好ましい。
なお、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいて金属錫相として存在するＳｎ量については、スパッタリングターゲットから採取した試料を砕いて粉末とし、この粉末を用いて粉末Ｘ線回折法で測定を行い、リートベルト法により解析を行うことで、算出することができる。
【００２７】
（相対密度：９５％以上）
相対密度は、測定密度を理論密度で除したものである。本実施形態においては、理論密度は、リートベルト法によって金属錫相として存在するＳｎ量を算出し、残りのＳｎ及びＺｎが、それぞれＳｎＯ２、ＺｎＯであると仮定して、以下の式で算出した。
理論密度＝１００／｛（Ｗａ／Ｄａ）＋（Ｗｂ／Ｄｂ）＋（Ｗｃ／Ｄｃ）｝
Ｗａ：ＳｎＯ２の含有量（質量％）
Ｄａ：ＳｎＯ２の理論密度（６．９５ｇ／ｃｍ３）
Ｗｂ：ＺｎＯの含有量（質量％）
Ｄｂ：ＺｎＯの理論密度（５．６１ｇ／ｃｍ３）
Ｗｃ：金属Ｓｎの含有量（質量％）
Ｄｃ：金属Ｓｎの理論密度（７．３０ｇ／ｃｍ３）
【００２８】
上記式で算出されるスパッタリングターゲットの相対密度が９５％未満であると、空隙が多く存在することになり、スパッタ時に異常放電が発生しやすくなるおそれがある。また、スパッタ後に、スパッタリングターゲットに割れが生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、相対密度を９５％以上に規定している。ここで、スパッタリングターゲットの密度が、原料粉の反応等によって上記式により算出する理論密度を超える場合があり、そのときは相対密度が１００％を超えることになる。
なお、異常放電の発生やスパッタ時の割れの発生をさらに抑制するためには、スパッタリングターゲットの相対密度を９６％以上とすることが好ましく、９８％以上とすることがさらに好ましい。また、相対密度の上限に特に制限はないが、相対密度１０５％以上の焼結体については作製が困難であるため、例えば、１０５％未満である。
【００２９】
（比抵抗値：１Ω・ｃｍ以下）
ＤＣスパッタを安定して行うために、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、比抵抗値を１Ω・ｃｍ以下とすることが好ましく、０．１Ω・ｃｍ以下とすることがさらに好ましい。なお、比抵抗値の下限は特に制限されないが、例えば０．００１Ω・ｃｍ以上である。
【００３０】
（金属元素Ｍ）
Ｃｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍは、酸化錫を還元して金属錫相を形成することができる元素であることから、これら金属元素Ｍを含有してもよい。なお、金属元素Ｍは、焼結時において、上述のように酸化錫を還元することから、スパッタリングターゲット中においては、酸化物相（ＭＯＸ）として存在することになる。
【００３１】
ここで、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいて金属元素Ｍを含有する場合には、金属元素Ｍの含有量として、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）を０．００１以上とすることで、酸化錫を還元して金属錫相を十分に形成することができる。一方、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）を０．０５以下とすることで、成膜される膜の特性に対する影響を抑えることができる。
以上のことから、本実施形態において金属元素Ｍを含有する場合には、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）を０．００１以上０．０５以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、Ｍ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）の下限は０．００１５以上とすることが好ましく、０．００２以上とすることがさらに好ましい。一方、Ｍ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）の上限は０．０１以下とすることが好ましく、０．００８以下とすることがさらに好ましい。
【００３２】
（スパッタリングターゲットの製造方法）
次に、本実施形態であるスパッタリングターゲットの製造方法について、図２のフロー図を参照して説明する。
まず、酸化亜鉛粉と酸化錫粉を含む原料粉を準備する（原料粉準備工程Ｓ０１）。なお、本実施形態では、酸化錫粉として酸化第二錫（ＳｎＯ２）の粉を用いている。
ここで、原料粉としては、酸化錫を還元して金属錫相を形成するために、金属亜鉛粉、あるいは、金属元素Ｍの粉を含む。すなわち、原料粉としては、（１）酸化亜鉛粉＋酸化錫粉＋金属亜鉛粉、（２）酸化亜鉛粉＋酸化錫粉＋金属元素Ｍの粉、（３）酸化亜鉛粉＋酸化錫粉＋金属亜鉛粉＋金属元素Ｍの粉、のパターンで混合することができる。そして、秤量した原料粉を、ボールミル等を用いて混合する。
【００３３】
混合された原料粉を成形型に充填し、加圧しながら加熱して焼結し、焼結体を得る（焼結工程Ｓ０２）。
なお、このときの焼結温度は９５０℃以上１２００℃以下の範囲内、焼結温度での保持時間は１８０ｍｉｎ以上３００ｍｉｎ以下の範囲内、加圧圧力は２０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下の範囲内とすることが好ましい。また、雰囲気は真空雰囲気（２０Ｐａ以下）とすることが好ましい。
【００３４】
この焼結工程Ｓ０２においては、金属亜鉛（又は金属元素Ｍ）が酸化錫を還元することにより、金属錫相が、偏析なく、且つ、均一に形成される。すなわち、本実施形態では、反応焼結することで金属錫相を形成しているのである。
このように反応焼結することによって、観察される金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下となる。また、金属錫相が酸化物相同士の間に充填されることで、相対密度が向上することになる。
なお、焼結温度は、金属亜鉛の融点（４１９．５℃）を超える温度とされているが、焼結の過程において金属亜鉛は酸化亜鉛となるため、金属亜鉛の溶け出しは抑制される。また、焼結温度は、金属錫の融点（２３１．９℃）を超える温度とされているが、焼結の過程において金属錫相が微細に形成されることから、金属錫の溶け出しは抑制される。
【００３５】
次に、得られた焼結体を機械加工する（機械加工工程Ｓ０３）。これにより、本実施形態であるスパッタリングターゲットが製造される。
【００３６】
以上のような構成とされた本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とを主相とするとともに、金属錫相を有しており、観察された金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下とされているので、金属錫相が偏析なく均一に存在しており、スパッタ時における異常放電の発生を抑制することができる。また、母相となる酸化物相同士の間に金属錫相が十分に充填されることになり、相対密度を向上させることができる。さらに、スパッタ時に温度が上昇した場合であっても、熱膨張によるターゲット表面の割れの発生を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、さらに、相対密度が９５％以上とされているので、空隙が少なく、スパッタ時の異常放電の発生を抑制することができる。また、スパッタ時における割れの発生を抑制することができる。
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、ＺｎとＳｎを原子比でＺｎ／（Ｚｎ＋Ｓｎ）が０．１以上０．６以下の範囲内となるように含有しているので、透過性、赤外線反射特性に優れた酸化物膜を成膜することができる。
【００３８】
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいては、金属錫相として存在するＳｎ量が１．０ｍｏｌ％以上とされているので、比抵抗値が十分に低く、ＤＣスパッタによって安定して酸化物膜を成膜することが可能となる。
一方、金属錫相として存在するＳｎ量が８．０ｍｏｌ％以下とされているので、金属錫相が必要以上に存在せず、製造過程で加熱した際に金属が溶け出すことを抑制でき、安定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。また、スパッタ時に温度が上昇した場合であっても、熱膨張によるターゲット表面の割れの発生を抑制することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいて、さらにＣｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍの酸化物を含んでいる場合には、金属元素Ｍによって酸化錫を還元することにより、上述の金属錫相を形成することができる。よって、比抵抗値が十分に低く、ＤＣスパッタによって安定して酸化物膜を成膜することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態であるスパッタリングターゲットにおいて、金属元素Ｍを、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．００１以上０．０５以下の範囲内となるように含有することにより、金属元素Ｍによって酸化錫を確実に還元して金属錫相を形成することができ、比抵抗値が十分に低く、ＤＣスパッタによって安定して酸化物膜を成膜することが可能となるとともに、成膜された酸化物膜における各種特性を維持することが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、原料粉として、酸化亜鉛粉及び酸化錫粉（ＳｎＯ２粉）と、金属亜鉛粉又は金属元素Ｍの粉のいずれか一方又は両方を含んでおり、焼結工程Ｓ０２において、金属亜鉛または金属元素Ｍによって酸化錫を還元して金属錫相を形成する反応焼結を行っているので、金属錫相を偏析なく、且つ、均一に形成することができ、焼結温度を高く設定しても金属の溶け出しを抑制することができる。具体的には、焼結工程Ｓ０２における焼結温度を９５０℃以上１２００℃以下の範囲内と比較的高温条件とすることができる。これにより、相対密度が高いスパッタリングターゲットを得ることが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、さらにＣｒ，Ｖ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒから選択される一種又は二種以上の金属元素Ｍを含む場合に、金属元素Ｍの含有量を、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．００１以上０．０５以下の範囲内となるように記載したが、これに限定されることはなく、金属亜鉛によって金属錫相が十分に形成される場合には、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．００１未満のレベルで含有していてもよい。また、成膜された膜に要求される特性によっては、原子比でＭ／（Ｚｎ＋Ｓｎ＋Ｍ）が０．０５を超えてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。
【００４４】
（スパッタリングターゲット）
原料粉として、酸化亜鉛粉（ＺｎＯ粉：純度９９．９ｍａｓｓ％以上、平均粒径１０．０μｍ）、酸化第二錫粉（ＳｎＯ２粉：純度９９．９９ｍａｓｓ％以上、平均粒径２５μｍ）、金属亜鉛粉（金属Ｚｎ粉：純度９９ｍａｓｓ％以上，平均粒径４．０μｍ）を準備した。また、金属元素Ｍとして、金属アルミニウム粉（金属Ａｌ粉：純度９９．９ｍａｓｓ％以上、平均粒径４６．０μｍ）、及び、金属ジルコニウム粉（金属Ｚｒ粉：純度９８ｍａｓｓ％以上、平均粒径１０μｍ）を準備した。さらに、比較例に使用する金属錫粉（金属Ｓｎ粉：純度９９ｍａｓｓ％以上、平均粒径１５．０μｍ）、および、酸化第一錫粉（ＳｎＯ粉：純度９９ｍａｓｓ％以上、平均粒径２５μｍ）を準備した。
【００４５】
これらの原料を、表１に記載のｍｏｌ比となるように秤量し、Ａｒガス雰囲気とされたポリエチレン製のポット内に、秤量した原料と、この原料の３倍の重量のジルコニアボール（直径：５ｍｍ）を投入し、ボールミル装置によって８時間乾式混合した。混合後に篩分けしてジルコニアボールと混合粉とを分離した。
得られた混合粉を、カーボン製の成形型に装入し、真空雰囲気で、表１に示す焼結温度、焼結温度での保持時間が４時間、加圧圧力が３５ＭＰａの条件で、加圧焼結を実施し、焼結体を得た。
得られた焼結体を機械加工し、評価用のスパッタリングターゲット（１２６ｍｍ×１７８ｍｍ×６ｍｍ）を製造した。そして、以下の項目について評価した。
【００４６】
（金属の溶け出し）
焼結時の金属（Ｓｎ又はＺｎ）の溶け出しの有無を、焼結後のスパッタリングターゲットの目視で観察することで確認した。評価結果を表１に示す。なお、金属の溶け出しが認められた場合には、後述するスパッタ試験を実施しなかった。
【００４７】
（スパッタリングターゲットの組成）
得られたスパッタリングターゲットから測定試料を採取し、採取した測定試料を砕いて測定用粉末とした。この測定用粉末を用いて、粉末Ｘ線回折装置（ブルカー・エイエックスエス社製Ｄ８  ＡＤＶＡＮＣＥ）によって測定を行い、リートベルト法（解析ソフト：ブルカー・エイエックスエス社製ＴＯＰＡＳ（ｖｅｒｓｉｏｎ５））により解析を行うことで、スパッタリングターゲットの組成を算出した。測定結果を表２、３に示す。なお、測定条件は以下のとおりとした。
線源：Ｃｕ
管電圧：４０ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
走査範囲：１５〜１２８ｄｅｇ
ステップ幅：０．０１ｄｅｇ
【００４８】
（金属錫相の円相当径の平均値）
スパッタリングターゲットから観察試料を採取し、研磨後にＥＰＭＡ観察（倍率１０００倍）し、元素マッピングから金属錫相を特定した。そして、観察された金属錫相の円相当径を、画像解析ソフト：Ｗｉｎｒｏｏｆを用いて求め、円相当径の平均値を算出した。測定結果を表３に示す。
ここで、ＥＰＭＡ像の一例を図１に示す。図１のＥＰＭＡ像において、白色部が金属錫相、灰色部が酸化錫相（ＳｎＯ２）、黒色部が錫亜鉛複合酸化物相（Ｚｎ２ＳｎＯ４）である。
図１に示すＥＰＭＡ像において、灰色部と黒色部とが主要な部分を占めていることから、本発明のスパッタリングターゲットにおいて、酸化錫相と錫亜鉛複合酸化物相とが主相として存在していることが分かる。また、灰色部及び黒色部より小さな微小な白色部が散らばって存在していることから、本発明のスパッタリングターゲットが金属錫相を有し、この金属錫相の円相当径の平均値が１μｍ以下程度であることが分かる。
【００４９】
（相対密度）
実施形態の欄に記載した方法で「理論密度」を算出した。また、得られたスパッタリングターゲットの重量を寸法から得られた体積で割った値を「測定密度」とした。
この理論密度と、得られたスパッタリングターゲットの測定密度とを用いて、理論密度比を下記の式により算出した。測定結果を表３に示す。
相対密度（％）＝（測定密度）／（理論密度）×１００
【００５０】
（比抵抗値）
スパッタリングターゲットについて、抵抗測定装置により、比抵抗値を測定した。抵抗測定装置として、三菱化学株式会社製の低抵抗率計（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い、四探針法で測定した。測定時の温度は２３±５℃、湿度は５０±２０％にて測定した。測定結果を表３に示す。
【００５１】
（異常放電回数）
準備したスパッタリングターゲットをバッキングプレートにボンディングした後、そのスパッタリングターゲットを用いて、以下のような条件でスパッタによる成膜を行い、ＤＣ電源装置（京三製作所社製ＨＰＫ０６Ｚ−ＳＷ６）に備えられているアークカウント機能により、異常放電の回数をカウントした。測定結果を表３に示す。
電源：ＤＣ
電力：４．０８Ｗ／ｃｍ２
全圧：０．６７Ｐａ
ガス雰囲気：Ａｒ９０％＋Ｏ２１０％
到達真空度：７．０×１０−４Ｐａ
基板間距離：６０ｍｍ
時間：２０分
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
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【００５４】
【表３】
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【００５５】
金属錫相として含まれるＳｎ量が０．８３ｍｏｌ％とされた比較例１においては、比抵抗値が高く、ＤＣスパッタを行うことができなかった。また、相対密度は９５％未満であった。
金属錫相として含まれるＳｎ量が１１．７５ｍｏｌ％とされた比較例２においては、焼結時に金属の溶け出しが認められた。このため、スパッタ試験を実施しなかった。また、相対密度は９５％未満であった。
酸化錫相を含まず、金属亜鉛相を多く含む比較例３においては、焼結時に金属の溶け出しが認められた。このため、スパッタ試験を実施しなかった。また、相対密度は９５％未満であった。
【００５６】
原料として金属錫粉を用いており、金属錫相として含まれるＳｎ量が１０．５８ｍｏｌ％とされた比較例４においては、金属錫相の円相当径の平均値が１．３２μｍと１μｍを超えていた。また、焼結時に金属の溶け出しが認められた。このため、スパッタ試験を実施しなかった。さらに、相対密度は９５％未満であった。
原料として金属錫粉を用いており、金属錫相として含まれるＳｎ量が０．５４ｍｏｌ％とされた比較例５においては、金属錫相の円相当径の平均値が１．２９μｍと１μｍを超えていた。また、比抵抗値が高く、ＤＣスパッタを行うことができなかった。さらに、相対密度は９５％未満であった。
【００５７】
焼結温度が４００℃とされた比較例６においては、金属錫相が形成されず、金属亜鉛相が形成された。金属亜鉛によって酸化錫を還元することができなかったためと推測される。また、この比較例６においては、金属の溶け出しが認められた。このため、スパッタ試験を実施しなかった。さらに、相対密度は９５％未満であった。
酸化錫粉として酸化第一錫（ＳｎＯ）の粉を用いた比較例７においては、酸化錫相（ＳｎＯ２相）が形成されず、金属錫相が多く形成された。また、金属錫相の円相当径の平均値が３．５５μｍと１μｍを超えていた。さらに、焼結時に金属（Ｓｎ）の溶け出しが認められた。このため、スパッタ試験を実施しなかった。また、相対密度は９５％未満であった。
【００５８】
これに対して、本発明例１−１０においては、金属錫粉を原料として用いていないが、焼結後の組織中には金属錫相が形成されていた。原料として使用された金属亜鉛粉及び元素Ｍの金属粉によって酸化錫の一部が還元されることにより、金属錫相が形成されたものと推測される。このため、焼結温度を高く設定しても、焼結時に金属の溶け出しが確認されなかった。
また、本発明例１−１０においては、焼結温度が十分に高いことから、相対密度も９５％以上と高くなった。
【００５９】
さらに、本発明例１−１０においては、ターゲット中の金属錫の円相当径の平均値が１μｍ以下とされており、金属錫相が偏析なく、且つ、均一に分散しており、比抵抗値が十分に低くなった。これにより、スパッタ時の異常放電の発生回数も抑えられており、安定してＤＣスパッタを実施可能であった。
【００６０】
また、本発明例８、９においては、金属元素ＭとしてＡｌを添加したものであるが、焼結温度を高く設定しても、焼結時に金属の溶け出しが確認されなかった。さらに、ターゲット中の金属錫の円相当径の平均値が１μｍ以下とされており、金属錫相が偏析なく、且つ、均一に分散しており、比抵抗値が十分に低くなった。さらに、相対密度も９５％以上と高くなった。
さらに、本発明例１０においては、金属元素ＭとしてＺｒを添加したものであるが、ターゲット中の金属錫の円相当径の平均値が１μｍ以下とされており、金属錫相が偏析なく、且つ、均一に分散しており、比抵抗値が十分に低くなった。さらに、相対密度も９５％以上と高くなった。
【００６１】
以上のように、本発明例によれば、異常放電の発生を抑制することができるとともに、比抵抗値が低く、安定してＤＣスパッタが可能なスパッタリングターゲットを提供することが可能であることが確認された。
【図１】
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【図２】
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