(57)【要約】【課題】成膜された透明導電膜の体積抵抗率が低く、シート抵抗のばらつきが少ないＺｎＯターゲット材及びこれを用いて成膜された抵抗均一性が向上した透明導電膜を提供する。【解決手段】Ａｌ及びＩｎから選択された一種以上をＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満、並びにＳｉをＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％未満含むことを特徴とするＺｎＯターゲット材である。また、このようなＺｎＯターゲット材を用いて成膜されることを特徴とする透明導電膜である。【選択図】図１
2015120959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ及びＩｎから選択された一種以上をＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満、並びにＳｉをＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％未満含むことを特徴とするＺｎＯターゲット材。
【請求項２】
前記Ａｌ及びＩｎから選択された１種以上が、Ａｌであることを特徴とする請求項１記載のＺｎＯターゲット材。
【請求項３】
Ａｌが固溶したＺｎＯ相（ＺｎＯ：Ａｌ相）を含み、前記ＺｎＯ：Ａｌ相が結晶化されていることを特徴とする請求項２記載のＺｎＯターゲット材。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載のＺｎＯターゲット材を用いて成膜されたことを特徴とする透明導電膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＺｎＯターゲット材及び透明導電膜に関し、特に、Ａｌ２Ｏ３やＩｎ２Ｏ３とＳｉＯ２とを含むＺｎＯターゲット材及び透明導電膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイや太陽電池、タッチパネルなどの分野では、基板上に透明導電膜を形成した透明電極が広く用いられている。一般に、透明導電膜は、その原料となる金属あるいは金属酸化物を焼結等により所定形状に成形したターゲット材を使用し、スパッタリング等の成膜技術を用いてターゲット材の金属あるいは金属酸化物を基板上に成膜することで形成される。
【０００３】
従来、透明導電膜としては、スズをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）などの材料が用いられてきたが、インジウムは希少金属で高価であることから、近年、インジウムよりも安価な代替材料の研究開発が進んでいる。このような代替材料として、材料資源が比較的豊富な酸化亜鉛（ＺｎＯ）が注目され、それを用いたＺｎＯターゲット材や透明導電膜が開発されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、酸化亜鉛を主成分とし、Ｓｉを含有するＺｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体において、Ｓｉの含有量がＳｉ／（Ｚｎ＋Ｓｉ）原子数比で０．１〜１０原子％であり、Ｓｉ元素がウルツ鉱型酸化亜鉛相に固溶していると共に、ＳｉＯ２相および珪酸亜鉛（Ｚｎ２ＳｉＯ４）であるスピネル型複合酸化物相を含有していないＺｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体を用いることで、スパッタリングの際に異常放電が抑制され、低比抵抗の透明導電膜を、酸化亜鉛系材料を用いて安定して製造できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０４２４２３号
【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、透明導電膜は用いられるデバイスの高性能化に伴い一層の低抵抗率化が求められており、特許文献１に記載されたＺｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体では、得られる透明導電膜の低体積抵抗率化が困難という問題がある。また、デバイス製造プロセスの大面積化に伴い、透明導電膜の抵抗均一性が求められている。
【０００７】
本発明の目的は、成膜された透明導電膜の体積抵抗率が低く、シート抵抗のばらつきが少ないＺｎＯターゲット材及びこれを用いて成膜された抵抗均一性が向上した透明導電膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、Ａｌ成分やＩｎ成分とＳｉ成分とを含有させ、その含有量を特定の範囲内としたときに、成膜された透明導電膜の体積抵抗率が低く、シート抵抗のばらつきを低減できることを見出した。すなわち、本発明は、Ａｌ及びＩｎから選択された一種以上をＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満、並びにＳｉをＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％未満含むことを特徴とするＺｎＯターゲット材に関する。また、本発明は、上記のＺｎＯターゲット材を用いて成膜されたことを特徴とする透明導電膜に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成膜された透明導電膜の体積抵抗率が低く、シート抵抗のばらつきが少ないＺｎＯターゲット材及びこれを用いて成膜された抵抗均一性が向上した透明導電膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例における透明導電膜を成膜した基板の、基板ホルダー中心（１０ｍｍ）から端部（９０ｍｍ）に向かって測定したシート抵抗を示すグラフである。
【図２】実施例７のＺｎＯターゲット材のＸＲＤ測定における回折パターンを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜ＺｎＯターゲット材＞
本発明のＺｎＯターゲット材は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ａｌ及びＩｎから選択された１種以上、並びにＳｉを含有するＺｎＯターゲット材であり、Ａｌ及びＩｎから選択された１種以上をＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満、ＳｉをＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％未満含むことを特徴とする。なお、「Ａｌ及びＩｎから選択された１種以上がＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満」というのは、Ａｌのみの場合には、Ａｌ成分がＡｌ２Ｏ３換算で１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満あることを意味し、Ｉｎのみの場合には、Ｉｎ成分がＩｎ２Ｏ３換算で１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満あることを意味し、Ａｌ及びＩｎを併用した場合には、Ａｌ成分はＡｌ２Ｏ３換算し、Ｉｎ成分はＩｎ２Ｏ３換算し、その合計量が１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満であることを意味する。
【００１２】
Ａｌ及びＩｎから選択された１種以上の含有量がＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％未満であると、得られる透明導電膜の体積抵抗率やシート抵抗のばらつきが高くなりすぎる傾向がある。一方、Ａｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量５ｗｔ％以上では、ＺｎＯターゲット材の焼結性が悪くなる傾向があるため好ましくない。より好ましい含有量は、Ａｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１〜３ｗｔ％である。ＺｎＯターゲット材に、Ａｌ及びＩｎから選択された１種以上をＡｌ２Ｏ３又はＩｎ２Ｏ３換算で総量１ｗｔ％以上５ｗｔ％未満含有させることで、焼結性を維持しつつ得られる透明導電膜の体積抵抗率を下げることができるため好ましい。Ａｌ及びＩｎは、原料価格が安価であり、Ｉｎが希少なことから、Ａｌがより好ましい。以下、Ａｌを含有した場合を例として説明する。
【００１３】
本発明のＺｎＯターゲット材は、Ａｌが固溶したＺｎＯ相（ＺｎＯ：Ａｌ相）と、ＺｎとＡｌを含むスピネル相とから構成され、Ａｌが固溶したＺｎＯ相（ＺｎＯ：Ａｌ相）が結晶化されていることが好ましい。この場合において、ＳｉをＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％未満含有させると、ＺｎＯターゲット材におけるＺｎＯ：Ａｌ相の結晶歪を小さくすることができる。
さらに、ＺｎＯターゲット材にＳｉをＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％以上０．０５ｗｔ％未満含有させると、得られる透明導電膜の面方向におけるシート抵抗の分布を均質にすることが可能となり、例えば太陽電池などに用いた場合の性能のばらつきを低減することができる。Ｓｉの含有量がＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％未満、又は０．０５ｗｔ％以上であると、前記シート抵抗のばらつきが大きくなる傾向があるため好ましくない。より好ましい含有量は、ＳｉＯ２換算で０．００５〜０．０４ｗｔ％である。Ｓｉのターゲット材中の含有量は、ＩＣＰ発光分光装置、ＩＣＰ質量分析装置、原子吸光分析装置などにより、測定することができる。また、Ｓｉ成分のターゲット材中の含有量には、ターゲット材の製造工程から混入するＳｉのコンタミ量も含まれる。ターゲット材の製造工程から混入するＳｉのコンタミ量は、ＩＣＰ発光分光装置（バリアンテクノロジーズジャパンリミテッド製  ７２０−ＥＳ）にて測定すると、０．００２ｗｔ％程度である。
【００１４】
＜ＺｎＯターゲット材の製造方法＞
本発明のＺｎＯターゲット材は、公知の方法で製造することができる。一例としては、原料混合工程と、原料スラリーの乾燥造粒工程と、成形工程と、焼成工程と、外形加工工程と、を備えている。
【００１５】
（１）原料混合工程
ターゲット材の原料としては、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３及び／又はＩｎ２Ｏ３、ＳｉＯ２粉末を用いることができる。各粉末の純度は高い方が好適であり、純度は少なくとも９９％、より好ましくは９９．９％、さらには好ましくは９９．９９％以上である。純度が９９％を下回ると、不純物元素が多くなるため、透明導電膜とした場合の特性が悪化するからである。各粉末の粒子径は、特に限定されないが、ターゲット材を得るためには、粒子径が小さい方が好ましい。粒子径が小さいと、ＺｎＯとＡｌ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３との焼結時の反応を促進し、ＺｎＯ：Ａｌ相又はＺｎＯ：Ｉｎ相の高い結晶性を得やすく、また焼結性も良いため、好ましい。なお、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）及びケイ素（Ｓｉ）成分の原料としては、上記材料に特定されるものではなく、硝酸塩等の工程中に酸化物となるものについても使用することができる。
【００１６】
原料の混合には、湿式ボールミルを用いると好適である。溶媒は、水やアルコール等の有機溶媒を用いることができる。混合時間は、特に限定されないが、原料が均一に混合されるのに十分な時間行うことが望ましい。均一に混合されていない場合、ターゲット材に組成、密度ムラが生じ、材料強度が低下しやすくなる。また、原料混合の際には、必要に応じ分散剤を添加することができる。分散剤の種類は特に限定されないが、焼結で分解し、残留しない成分であることが好ましい。混合の際の原料濃度は、特に限定されないが、一般的には溶媒に対し、１５〜７５ｗｔ％が用いられる場合が多い。
【００１７】
（２）原料スラリーの乾燥造粒工程
次に、湿式ボールミルから原料が混合されたスラリーを取り出し、これを乾燥して成形に適する形状に造粒する。乾燥は、スプレードライヤーを用いることが好適である。この際、必要に応じて成形用助剤を加えても良い。助剤の種類は、特に限定されないが、一般的にはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、セロゾール、パラフィン等が用いられる。
【００１８】
（３）成形工程
続いて、乾燥造粒粉を所定の形状に成形する。成形は、金型を用いた一軸成形、ＣＩＰ（冷間等方加圧）成形などを単独、あるいは組み合わせて行うことができる。成形圧力は、特に限定されないが、一般的に１００ＭＰａ以上の圧力をかけた場合、良好な成形体を得ることが可能であり、好ましい。
【００１９】
（４）焼成工程
次に、成形体を焼成する。この場合、常圧焼結で行うことが、製造コストが低減でき、大型化も容易であるため好ましい。焼成雰囲気は、大気雰囲気で行うことが好ましい。焼結温度は、特に限定されないが、一般的に低温の方が、製造コストが低減されるため、より低い温度で所望の密度を得ることが望ましい。焼成温度は、１５５０℃以下であれば、ＺｎＯの揮発への対策を取る必要がなく、製造コストがより低減されるため好ましい。焼結時間は、特に限定されないが、一般的には１時間以上が望ましい。成形体が大型であれば均熱を得るための時間が必要なためである。
【００２０】
また、焼成を行う前に、分散剤、成形助剤を除去するため、脱脂を行うことが好ましい。脱脂温度条件は、特に限定されないが、分散剤、成形助剤が完全に分解する温度及び昇温速度であることが望ましい。
【００２１】
（５）外形加工工程
上記の焼成工程で得られた焼結体は、目的に応じて所望の形状に加工して用いることができる。外形加工の方法としては、表面研磨など公知の方法を用いることができる。また、外形加工後は、必要に応じてバッキングプレートへのボンディングなどを行うことで、スパッタリング用ターゲットとすることができる。
【００２２】
本発明のＺｎＯターゲット材は、体積抵抗率が低く、従来のＺｎＯターゲット材と比較して優れている。具体的には、体積抵抗率を４．０×１０−３Ω・ｃｍ以下とすることができる。なお、体積抵抗率は、４探針測定法により求めることができる。
【００２３】
また、本発明のＺｎＯターゲット材は、ＸＲＤ解析の結果、Ｓｉ成分を添加することにより構成相であるＺｎＯ：Ａｌ相のＳｔｒａｉｎ（結晶の歪み）を小さくすることができるので、ターゲット材の結晶性が向上し、より良質な透明導電膜が形成できるようになる。
【００２４】
＜透明導電膜＞
本発明のＺｎＯターゲット材を用いて公知の方法でスパッタリングや蒸着などを行うことで、透明導電膜を成膜することができる。本発明のＺｎＯターゲット材を用いて成膜された透明導電膜は、燃料電池や液晶表示装置、タッチパネル、透明ヒーター等の透明電極などに好適に使用することができる。
【００２５】
特に、本発明のＺｎＯターゲット材を用いて成膜することで、透明導電膜のシート抵抗のばらつきを２０％以下に低減させることが可能であるため、透明導電膜として使用できる面積が拡大し、歩留まりが向上できる。なお、本発明においてシート抵抗のばらつきとは、後述する実施例に記載の方法で測定した結果を意味する。具体的には、スパッタ装置の基板ホルダー上に、５０ｍｍ×１００ｍｍのガラス基板を、その長辺方向の一端が基板ホルダーの中心に位置するようにセットして、ガラス基板上に透明導電膜を膜厚２２０ｎｍ〜２８０ｎｍで成膜し、この透明導電膜のシート抵抗を基板ホルダーの中心から１０ｍｍ〜９０ｍｍの間で１０ｍｍ間隔で９点測定し、その９点の平均値と標準偏差からばらつき（標準偏差／平均値）を測定した結果を意味する。シート抵抗のばらつきは、１５％以下が特に好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。
【００２７】
ＺｎＯターゲット材及び透明導電膜の特性測定法は以下のとおりである。
（１）ＺｎＯターゲット材のＳｉ成分（ＳｉＯ２）の含有量
ＩＣＰ発光分光装置（バリアンテクノロジーズジャパンリミテッド製  ７２０−ＥＳ）を用いて測定した。
【００２８】
（２）体積抵抗率の測定
低抵抗率計（ロレスタ  三菱化学製）を用い、４探針法にてＺｎＯターゲット材の体積抵抗率を測定した。また、４探針法抵抗率測定器ＣＲＥＳＢＯＸ（ナプソン製）にて抵抗を測定し、得られた抵抗値とＳＥＭで求めた膜厚から透明導電膜の体積抵抗率を算出した。
【００２９】
（３）ＸＲＤ解析
作製したターゲット材をメノウ乳鉢にて粉砕し、得られた粉末についてＸＲＤ測定をＢｕｒｕｋｅｒ  ＡＸＳ製Ｄ８ＡＤＶＡＮＣＥを用いて行った。また、得られた回折パターンについて、リートベルト解析を解析ソフト（Ｂｕｒｕｋｅｒ  ＡＸＳ製ＴｏｐａｓＶｅｒ４．２）を用いて行い、ＺｎＯ：Ａｌ相のＳｔｒａｉｎ（結晶歪）を算出した。プロファイル関数は、Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒを使用した。
Ｓｔｒａｉｎは、ＺｎＯ：Ａｌ相の結晶歪を示す。値が大きい程、結晶歪が大きいことを示している。
【００３０】
（４）シート抵抗
４探針法抵抗率測定器ＣＲＥＳＢＯＸ（ナプソン製）にて抵抗を測定し、得られた抵抗値から、以下の式を用いてシート抵抗を算出した。
抵抗値×４．５３２＝シート抵抗
【００３１】
（実験例１：透明導電膜の体積抵抗率及びシート抵抗のばらつきの測定）
（実施例１）
樹脂製ボールミル容器中にΦ１１ｍｍのナイロンボールと、コンタミ分を考慮してＳｉ成分がＳｉＯ２換算で０．００５ｗｔ％となるように調製し、Ａｌ成分がＡｌ２Ｏ３換算で２ｗｔ％となるように調製したＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３含有ＺｎＯ原料粉末を投入した。次に、原料粉末１００重量部に対して、水を１００重量部、分散剤を１重量部加えた。該ボールミル容器をボールミルで１６時間混合し、原料スラリーを得た。調製した原料スラリーに、成形助剤（ＰＶＡ）を原料含有量に対して１重量部加え、攪拌した後、該スラリーをＳＤ（大河原化工機製  ＦＬ−１２）にて乾燥した。乾燥は入り口温度２２０℃、出口温度１０５℃の設定で実施し、乾燥造粒粉を得た。
【００３２】
作製した乾燥造粒粉を１１０ｍｍΦの金型に投入し、油圧式一軸成形機を用い面圧５０ＭＰａにて所定の形状にプレス成形した。次に、該プレス成形体をＣＩＰ（冷間等方加圧）成形機を用い圧力１００ＭＰａにて成形し、ＣＩＰ成形体を得た。ＣＩＰ成形体をアルミナセッターに投入し電気炉中に設置し、最高温度５００℃の条件にて脱脂処理を行い、脱脂体を得た。得られた脱脂体をアルミナセッターに投入し電気炉中に設置し、最高温度１４５０℃、１時間保持の条件にて焼成し、ＺｎＯターゲット材を作製した。また、得られたＺｎＯターゲット材の体積抵抗率を測定したところ、８．０×１０−４Ω・ｃｍであった。
【００３３】
ＺｎＯターゲット材をΦ８０ｍｍ×厚み４ｍｍに研削加工し、洗浄・乾燥後、バッキングプレートにボンディングした。ＺｎＯターゲット材をスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ製ＣＳ−Ｌ）に設置し、ガラス基板上にスパッタ成膜を行い、透明導電膜を得た。スパッタ条件は、基板温度２００℃、チャンバーの到達真空度８×１０−５Ｐａ以下、Ａｒガス圧０．２Ｐａ、出力ＲＦ１００Ｗ、成膜時間９０分とした。ガラス基板は、５０ｍｍ×１００ｍｍの長辺がスパッタ装置の基板ホルダーの中心から端部になるようセットした。得られた透明導電膜（膜厚：２５０ｎｍ）のシート抵抗を、ガラス基板の長辺方向に、基板ホルダーの中心にあたる短辺を０ｍｍ、端部にあたる短辺を１００ｍｍとして、１０ｍｍ〜９０ｍｍについて１０ｍｍ間隔で測定した。その平均値と標準偏差からばらつき（標準偏差／平均値）を得た。また、体積抵抗率を４０ｍｍの位置で測定した。ＺｎＯターゲット材含まれるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の量と透明導電膜の体積抵抗率及びシート抵抗の測定結果との関係を表１に示し、前記シート抵抗と測定した基板位置との関係を図１に示す。
【００３４】
（実施例２）
ＳｉＯ２の量を０．０１ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１及び図１に示す。
【００３５】
（実施例３）
ＳｉＯ２の量を０．０３ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１及び図１に示す。
【００３６】
（実施例４）
ＳｉＯ２の量を０．０４ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１及び図１に示す。
【００３７】
（実施例５）
Ａｌ２Ｏ３の量を１ｗｔ％、ＳｉＯ２の量を０．０１ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例６）
Ａｌ２Ｏ３の量を３ｗｔ％としたこと以外は実施例５と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１に示す。
【００３９】
（比較例１）
ＳｉＯ２を添加しなかったこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。ただし、作製したＺｎＯターゲット材には、製造工程から混入したＳｉＯ２コンタミ分０．００２ｗｔ％が含まれていた。結果を表１及び図１に示す。
【００４０】
（比較例２）
ＳｉＯ２の量を０．０５ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１及び図１に示す。
【００４１】
（比較例３）
ＳｉＯ２の量を０．１ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１及び図１に示す。
【００４２】
（比較例４）
Ａｌ２Ｏ３の量を０．５ｗｔ％、ＳｉＯ２の量を０．０１ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
（比較例５）
Ａｌ２Ｏ３の量を５ｗｔ％、ＳｉＯ２の量を０．０１ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材を作製したが、焼結性が悪いため、良好な成膜ができず評価を行えなかった。
【００４４】
（比較例６）
Ａｌ２Ｏ３に代えて、Ｇａ２Ｏ３の量を３ｗｔ％としたこと以外は比較例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例７）
Ａｌ２Ｏ３に代えて、Ｇａ２Ｏ３の量を３ｗｔ％に、及びＳｉＯ２の量を０．０３ｗｔ％としたこと以外は実施例１と同様の方法でＺｎＯターゲット材の作製及び透明導電膜の作製と評価を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2015120959.tif 000003
【００４７】
以上より、実施例１〜６のようにＡｌ２Ｏ３が１〜３ｗｔ％、ＳｉＯ２が０．００５〜０．０４ｗｔ％のＺｎＯターゲット材は体積抵抗率が低く、シート抵抗のばらつきも２０％以下であった。一方、比較例１のようにＳｉＯ２が０．００５ｗｔ％未満のＺｎＯターゲット材はシート抵抗のばらつきが５２．１％と大きく、比較例２、３のようにＳｉＯ２を０．０５ｗｔ％以上と過剰に添加した場合にも２１．５％、２３．７％とばらつきが大きくなることが分かった。また、比較例４のようにＡｌ２Ｏ３が少なすぎると体積抵抗率が高くなってしまい、比較例５のようにＡｌ２Ｏ３が多すぎると焼結性が悪く良好なＺｎＯターゲット材が得られないため、評価対象となる良好な成膜が出来なかった。
【００４８】
また図１より、実施例１〜４は、基板位置が９０ｍｍの測定点で、それぞれシート抵抗が最も高くなっており、約１５．５Ω／□（実施例４）〜１２Ω／□（実施例３）である。これは実施例１〜４と同様の条件で成膜した場合に、基板ホルダーの中心周りの半径９０ｍｍの円内、即ち該中心周り８１００πｍｍ２の領域で透明導電膜のシート抵抗をそれぞれ約１５．５Ω／□以下〜１２Ω／□以下に抑えられることを示している。
これに対して、比較例２と同様の条件で成膜した場合で、実施例１〜４の９０ｍｍ位置におけるシート抵抗と同様のシート抵抗を得ようとすると、実施例１〜４において最も高い実施例４の１５．５Ω／□と同様のシート抵抗で、７５ｍｍ位置になる。これは、この場合におけるシート抵抗が約１５．５Ω／□以下の領域が、基板ホルダーの中心周りの半径７５ｍｍの円内、即ち該中心周り５６２５πｍｍ２であることを示している。この領域と実施例４における領域とを比較すると、実施例４においては、同様のシート抵抗を示す面積が、比較例２の約１．４倍になる。
実施例１〜４において最も低い実施例３の１２Ω／□と同様のシート抵抗では、これと同様のシート抵抗を得ようとすると、比較例１〜３の各々において約５５ｍｍ位置になる。これは、比較例１〜３でシート抵抗が約１２Ω／□以下の領域は、基板ホルダーの中心周りの半径５５ｍｍの円内、即ち該中心周り３０２５πｍｍ２であることを示している。この領域と実施例３における領域とを比較すると、実施例３においては、同様のシート抵抗を示す面積が比較例３の約２．７倍になる。
【００４９】
なお、表１において、比較例６、７から分かるように、Ａｌ２Ｏ３の代わりにＧａ２Ｏ３を用いた場合には、ＳｉＯ２を少量添加したことによる本発明の効果が得られなかった。
【００５０】
したがって、Ａｌ成分、Ｓｉ成分の含有量を本発明の範囲内とすることで、体積抵抗率が低いＺｎＯターゲット材を得られ、それを用いて成膜すると、シート抵抗のばらつきが２０％以下である良好な特性の透明導電膜が得られること、及び前記含有量が本発明の範囲外の場合に比べて同様のシート抵抗を示す領域を少なくとも約１．４〜２．７倍として歩留りが良くなったことが分かる。
【００５１】
（実験例２：ＺｎＯターゲット材におけるＸＲＤ解析）
（実施例７）
樹脂製ボールミル容器中にΦ１１ｍｍのナイロンボールと、コンタミ分を考慮してＳｉ成分がＳｉＯ２換算で０．０１ｗｔ％、Ａｌ成分がＡｌ２Ｏ３換算で２ｗｔ％となるように調製したＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３含有ＺｎＯ原料粉末を投入した。次に、原料粉末１００重量部に対して、水を１００重量部、分散剤を１重量部加えた。該ボールミル容器をボールミルで１６時間混合し、原料スラリーを得た。調製した原料スラリーに、成形助剤（ＰＶＡ）を原料含有量に対して１重量部加え、攪拌した後、該スラリーをＳＤ（大河原化工機製  ＦＬ−１２）にて乾燥した。乾燥は入り口温度２２０℃、出口温度１０５℃の設定で実施し、乾燥造粒粉を得た。
【００５２】
作製した乾燥造粒粉を７６ｍｍΦの金型に投入し、油圧式一軸成形機を用い面圧５００ｋｇ／ｃｍ２にて所定の形状にプレス成形した。次に、該プレス成形体をＣＩＰ（冷間等方加圧）成形機を用い圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２にて成形し、ＣＩＰ成形体を得た。ＣＩＰ成形体をアルミナセッターに投入し電気炉中に設置し、最高温度５００℃の条件にて脱脂処理を行い、脱脂体を得た。得られた脱脂体をアルミナセッターに投入し電気炉中に設置し、最高温度１５００℃、１時間保持の条件にて焼成し、ＺｎＯターゲット材を作製した。得られたＺｎＯターゲット材のＸＲＤ解析を行い、図２の回折パターンを得た。回折パターンから、ＺｎＯターゲット材はウルツ鉱型構造を持つ結晶化したＺｎＯ：Ａｌ相とスピネル相とを含むことが示された。この回折パターンをリートベルト解析し、ＺｎＯ：Ａｌ相のＳｔｒａｉｎの値を、後述の比較例８のＳｔｒａｉｎの値を１とした相対値で示すと０．８０であった。
【００５３】
（比較例８）
ＳｉＯ２を添加しなかったこと以外は実施例７と同様の方法でＺｎＯターゲット材を作製し評価を行った。得られたＺｎＯ：Ａｌ相のＳｔｒａｉｎの値を１とした。
【００５４】
【表２】
2015120959.tif 000004
【００５５】
以上より、Ｓｉ成分を含有することでＳｔｒａｉｎ（結晶の歪み）が小さくなり結晶性の高いＺｎＯターゲット材ができていることが分かる。
【図１】
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【図２】
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