(57)【要約】【課題】Ｉｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体において、従来の技術では不可能であった安定放電を可能とする酸化物焼結体を提供する。【解決手段】ＩｎとＳｉとを含み、Ｓｉの含有量がＳｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まない酸化物焼結体。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎとＳｉとを含み、Ｓｉの含有量がＳｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まないことを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
当該酸化物焼結体を構成する各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度が７０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
ドルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶の割合が７０質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の何れかに記載の酸化物焼結体の製造方法であって、
Ｓｉ原料としてＳｉＯ２粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用い、ビーズミルを用いて原料粉の平均粒径を１．０μｍ以下に粉砕し、
冷間静水圧プレス法により圧力を９８〜３００ＭＰａとして前記原料粉を成形して成形体を得て、
前記成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において、前記成形体を、１４００〜１６００℃の焼結温度で常圧焼結法により焼結して酸化物焼結体を得る
ことを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【請求項５】
前記請求項１乃至３の何れかに記載の酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いてスパッタリング法により得られる酸化物膜であって、
屈折率が１．７０〜１．９０であることを特徴とする酸化物膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にインジウム、シリコンを含む酸化物からなる酸化物焼結体及びその製造方法、並びにその酸化物焼結体を用いて得られる酸化物膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化物膜は、太陽電池や液晶表示素子、その他各種受光素子の電極、あるいは自動車や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍ショーケースなどの各種の防曇用の透明発熱体等といった多岐に亘って利用されている。また、反射防止膜、反射増加膜、干渉膜、偏光膜等に代表される光学膜としても応用されている。光学膜としては、様々な特徴を有する酸化物膜を組み合わせた積層体としての応用がなされている。
【０００３】
酸化物多層膜の分光特性は、消衰係数ｋをほぼゼロとみなすことができる場合、各層の屈折率「ｎ」と膜厚「ｄ」によって決定される。したがって、酸化物膜を用いた積層体の光学設計においては、多層膜を構成する各層の「ｎ」と「ｄ」のデータに基づいた計算によって行われるのが一般的である。また、この場合、高屈折率膜と低屈折率膜を組み合わせることに加えて、さらにそれらの中間の屈折率を有する膜（中間屈折率膜）を追加することによって、より優れた光学特性を有する多層膜が得られる。
【０００４】
一般に、高屈折率膜（ｎ＞１．９０）としては、ＴｉＯ２（ｎ＝２．４）、ＣｅＯ２（ｎ＝２．３）、ＺｒＯ２（ｎ＝２．２）、Ｎｂ２Ｏ５（ｎ＝２．１）、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２．１）、ＷＯ３（ｎ＝２．０）等が知られている。また、低屈折率膜（ｎ＜１．６０）としては、ＳｉＯ２（ｎ＝１．４）、ＭｇＦ２（ｎ＝１．４）等が知られている。また、中間屈折率膜（ｎ＝１．６０〜１．９０）としては、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６）、ＭｇＯ（ｎ＝１．７）、Ｙ２Ｏ３（ｎ＝１．８）等が知られている。
【０００５】
これらの各種酸化物膜を形成する方法としては、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、及び溶液塗布法が一般的である。その中でもスパッタリング法は、蒸気圧の低い材料の成膜や精密な膜厚制御を必要とする際に有効な手法であり、操作が非常に簡便であるため、工業的に広範に利用されている。
【０００６】
具体的に、スパッタリング法は、ターゲットが原料として用いられる。この方法は、一般に、約１０Ｐａ以下のガス圧のもとで、基板を陽極とし、ターゲットを陰極として、これら陽極と陰極の間にグロー放電を起こしてアルゴンプラズマを発生させる。そして、プラズマ中のアルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させ、これによって弾き飛ばされるターゲット成分の粒子を基板上に堆積させることで膜を形成するというものである。
【０００７】
このスパッタリング法は、アルゴンプラズマの発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高周波スパッタリング法、直流プラズマを用いるものは直流スパッタリング法という。一般に、直流スパッタリング法は、高周波スパッタリングと比べて成膜速度が速い、電源設備が安価、成膜操作が簡単、等の理由で工業的に広範に利用されている。例えば、透明導電性薄膜の製造においても、直流マグネトロンスパッタ法が広範に採用されている。しかしながら、一般的にスパッタリング法においては、原料のターゲットが絶縁性ターゲットである場合、高周波スパッタリングを用いる必要があり、この方法では高い成膜速度を得ることが不可能となってしまう。
【０００８】
これに対し、上述したＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、及びＹ２Ｏ３等の一般的な中間屈折率材料は、いずれも導電性に乏しく、そのままスパッタリングターゲットとして用いても安定した放電を実現できない。したがって、スパッタリング法によって中間屈折率膜を得るためには、導電性を有する金属ターゲットを用いて、酸素を多く含む雰囲気で金属粒子と酸素とを反応させながらスパッタリング（反応性スパッタリング法）を行うことが必要である。しかしながら、酸素を多く含む反応性スパッタリング法では、その成膜速度が極めて遅いため、生産性が著しく損なわれる。そしてその結果、得られる中間屈折率膜の単価が高くなる等の工業的な問題があった。
【０００９】
ここで、中間屈折率膜を得るための材料として、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体が提案されている（特許文献１を参照。）。通常、高濃度Ｓｉを含有するＩｎ−Ｓｉ−Ｏ系焼結体は、焼結性及び導電性に乏しい。このことから、特許文献１に記載の技術では、これらの課題を解決するために、酸化インジウム粉末とシリコン粉末を原料とし、かつホットプレス法を用いて焼結体を得るようにしている。
【００１０】
しかしながら、この手法では、非酸化物であるＳｉ粉末を原料として用いているため、結果として焼結体にもＳｉ相が残存してしまう。そのため、この焼結体をターゲットとしてスパッタリング法による成膜を行うと、チャンバー内に含まれる酸素によってターゲット表面において非常に高い酸化燃焼熱が発生するＳｉの酸化反応が起こり、ターゲット表面状態が著しく荒れてしまい、成膜が継続できなくなることがあった。
【００１１】
その他、導電性の高いＩｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体を得る手法として、例えば特許文献２では、Ｓｉ及びＳｎを添加した酸化インジウム系低抵抗ターゲットが提案されている。しかしながら、このターゲットの組成は、Ｓｉの含有量がＳｉ／Ｉｎ原子比で０．２６以下と少ないことから、中間屈折率組成とは言えない。
【００１２】
また、特許文献３においては、Ｓｉ及びＳｎを添加した酸化インジウム系低抵抗ターゲットが提案されている。この特許文献３の技術では、成膜時の安定性を維持するために１４００℃以上の高温焼結によりトルトバイタイト（thortveitite）型構造の珪酸インジウム化合物Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相を面積比４０％以上の割合で析出させている。しかしながら、このターゲットにおいても、特許文献２と同様にＳｉ含有量が少なく、具体的にＳｉＯ２が２〜８ｗｔ％であってＳｉ／Ｉｎ原子数比が小さいものである。したがって、高濃度のＳｉが必要とされる場合には、この析出相が４０％程度だと絶縁相であるＳｉＯ２相が多く残存するため、安定成膜は成し得ない。
【００１３】
一方で、高濃度Ｓｉを含む焼結体に関して、特許文献４には、ＳｎＯ２及びＴｉＯ２を添加した組成が提案され、１６０ＭＰａの圧力でＣＩＰ成形して１４００〜１６００℃で焼結することで焼結体を得ている。しかしながら、この焼結体では、低抵抗化に特化しており、ＳｉＯ２が７〜４０ｗｔ％と高濃度の場合には、ＳｎＯ２をＳｎＯ２／（Ｉｎ２Ｏ３＋ＳｎＯ２）＝０．１０となるまで添加する必要があるとしている。屈折率が２．０以上であるＳｎＯ２量及びＴｉＯ２量が多い場合には、その屈折率が高くなることから目的の中間屈折率膜は得られない。加えて、Ｉｎ及びＳｉ以外の不純物が余剰になってくることで、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が減少し、連続成膜に用いた場合に不安定な化合物相に起因するアーキングの発生によって、安定放電が困難となっている。さらに、その製造においては、原料粉末の粒径等に関する記述はなく、焼結体の相対密度については何ら言及されておらず、十分に安定した成膜を実現することができるものではない。
【００１４】
以上のように、高濃度のＳｉを含有した酸化インジウム系材料において、スパッタリング法を用いて安定成膜を実現するための有用なスパッタリングターゲットは存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第４９１５０６５号公報
【特許文献２】特許第４４２４８８９号公報
【特許文献３】特開２００７−１７６７０６号公報
【特許文献４】特許第４０２８２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体において、従来の技術では不可能であった安定放電を可能とする酸化物焼結体及びその製造方法、並びにその酸化物焼結体を用いて得られる中間屈折率の酸化物膜を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上述した目的を達成するために、以下の特徴を有する。すなわち、本発明に係る酸化物焼結体は、ＩｎとＳｉとを含み、Ｓｉの含有量がＳｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まないことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る酸化物焼結体は、その酸化物焼結体を構成する各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度が７０％以上である。
【００１９】
また、本発明に係る酸化物焼結体は、ドルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶の割合が７０質量％以上である。
【００２０】
また、本発明に係る酸化物焼結体の製造方法は、上述した特徴を有する酸化物焼結体の製造方法であって、Ｓｉ原料としてＳｉＯ２粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用い、ビーズミルを用いて原料粉の平均粒径を１．０μｍ以下に粉砕し、冷間静水圧プレス法により圧力を９８〜３００ＭＰａとして原料粉を成形して成形体を得て、前記成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において、前記焼結体を、１４００〜１６００℃の焼結温度で常圧焼結法により焼結して酸化物焼結体を得ることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る酸化物膜は、上述した特徴を有する酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いてスパッタリング法により得られる酸化物膜であって、屈折率が１．７０〜１．９０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る酸化物焼結体によれば、スパッタリング法にて安定放電が可能な酸化物膜作製用ターゲットを製造することができる。そして、この酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いてスパッタリングすることにより、光学的に有用な中間屈折率膜を安定的に形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、以下の順序で詳細に説明する。
１．酸化物焼結体
２．酸化物焼結体の製造方法
３．酸化物膜
４．実施例
【００２４】
［１．酸化物焼結体］
本実施の形態に係る酸化物焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、シリコン（Ｓｉ）を含んでなる酸化物焼結体である。具体的に、この酸化物焼結体は、酸化インジウムを主成分として、Ｓｉが含有されてなり、Ｓｉの含有量がＳｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含んでいない。
【００２５】
酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いて酸化物膜を形成させるにあたり、そのスパッタリングにおける放電の安定化においては、焼結体の密度だけでなく、焼結体を構成する化合物相の主相、シリコン（Ｓｉ）の含有形態（焼結体の組成）についても著しく依存することが分かっている。
【００２６】
そこで、本実施の形態に係る酸化物焼結体では、酸化インジウムを主成分として、酸化シリコン等を添加させてなるが、そのシリコンの含有量としては、Ｓｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下とする。
【００２７】
このＳｉ／Ｉｎ原子数比が０．６５より少ないと、酸化物焼結体を用いて得られる酸化物膜が高屈折率化し、一方で、Ｓｉ／Ｉｎ原子数比が１．７５を超えると、その酸化物膜の低屈折率化を招くため、所望の中間屈折率を有する酸化物膜を得ることができない。
【００２８】
また、スパッタリングにおける焼結体の放電を安定させるには、その酸化物焼結体の相対密度を７０％以上とする必要があるが、シリコンの含有量がインジウム１モルに対して０．６モル付近を上回ると焼結性は著しく低下する。そのため、特に出発物質としてＳｉＯ２を使用した場合には、通常の大気圧における焼結は極めて困難になる。そこで、本実施の形態においては、詳しくは後述するが、原料粉の平均粒径を１．０μｍ以下として、９８〜３００ＭＰａの圧力でＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形し、その成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において、１４００〜１６００℃の焼結温度で常圧焼結することで酸化物焼結体を得るようにする。これにより、７０％以上の高い相対密度の酸化物焼結体を得ることができる。
【００２９】
ここで、酸化物焼結体の相対密度を算出する上では、焼結体に存在する化合物によって真密度が大きく異なるため、真密度の定義が重要となる。すなわち、酸化物焼結を構成する各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度を算出しなければならない。
【００３０】
例えば、ＳｉＯ２を３０質量％の割合で含む酸化インジウム系焼結体において、酸化インジウム（７．１８ｇ／ｃｍ３）及び二酸化ケイ素（２．３２ｇ／ｃｍ３）が単独で存在している場合には、その真密度が４．４１ｇ／ｃｍ３で計算されるが、実際は主相となる珪酸インジウム化合物相の真密度が６．３４ｇ／ｃｍ３であるため、この珪酸インジウム化合物相の存在比率も加味した真密度を採用しなければ、本来の相対密度と大きな差が生じてしまう。このことから、本実施の形態においては、各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度を採用する。
【００３１】
さて、スパッタリングにおける焼結体の放電を安定化させるためには、上述したように、その酸化物焼結体を構成する化合物相も大きく影響する。本実施の形態に係る酸化物焼結体は、トルトバイタイト（thortveitite）型構造の珪酸インジウム化合物結晶相を主相として構成されてなる。特に、ドルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶の割合が７０質量％以上であることが好ましい。
【００３２】
このようにトルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶を主相とし、好ましくはその化合物相の割合が７０質量％以上である酸化物焼結体によれば、Ｓｉが珪酸インジウム化合物結晶中に取り込まれるようになるため、二酸化ケイ素相が形成されず、効果的に連続放電を阻害するアーキングの発生を抑制することができる。したがって、本実施の形態に係る酸化物焼結体では、二酸化ケイ素相を含まない。
【００３３】
なお、トルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物とは、ＪＣＰＤＳカードの31-600、Journal of Solid State Chemistry  2,199-202(1970)に記載されている化合物であり、化学量論組成から組成ずれが多少生じていても、この結晶構造を維持しているものであれば構わない。
【００３４】
また、本実施の形態に係る酸化物焼結体においては、金属シリコン相が存在しない。より具体的に、この酸化物焼結体は、例えば、粉砕して得られた焼結体粉末に対するＣｕＫα線を使用したＸ線回折による生成相測定や、酸化物焼結体をＦＩＢ等によって加工して得られた薄片に対する電子線回折による生成相測定によっても、上述した二酸化ケイ素相や金属シリコン相が検出されない。
【００３５】
このような金属シリコン相が存在しない酸化物焼結体とすることで、従来課題となっていたターゲット表面の著しい荒れを起こすことなくスパッタリングを行うことが可能なターゲットとなる。この理由としては、次のように説明できる。すなわち、スパッタリングにおける成膜のメカニズムは、プラズマ中のアルゴンイオンがターゲット表面に衝突してターゲット成分の粒子をはじき飛ばして基板上に堆積させることによる。このとき、Ｓｉ析出相が存在する酸化物焼結体をターゲットとして成膜すると、焼結体中から供給される酸素や、あるいは酸素が含まれるアルゴンガスを導入した際に含まれることになる酸素と、その焼結体中のＳｉとがプラズマ加熱によって酸化反応を起こすようになる。この酸化反応では、９３０ｋＪ／ｍｏｌと非常に高い酸化燃焼熱を発生し、局所的な発熱からターゲット表面の著しい荒れを引き起こしてしまうことが分かっている。これに対して、珪酸インジウム化合物が高い割合で構成され、Ｓｉ析出相が存在しない酸化物焼結体をターゲットとして用いることによって、ターゲット表面の著しい荒れやアーキングといった異常事態を回避でき、安定した放電が可能となる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係る酸化物焼結体は、焼結性が必ずしも高くないＳｉ／Ｉｎ原子数比＝０．６５〜１．７５の組成領域において、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、相対密度の高い酸化物焼結体である。このような酸化物焼結体については、後述するように、原料粉の平均粒径を１．０μｍ以下として、９８〜３００ＭＰａの圧力でＣＩＰ成形し、その成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において１４００〜１６００℃で常圧焼結することで得ることができる。これらの条件の何れかが欠けても、上述したような特徴を有する酸化物焼結体を得ることはできない。
【００３７】
［２．酸化物焼結体の製造方法］
次に、上述した酸化物焼結体の製造方法について説明する。
【００３８】
本実施の形態に係る酸化物焼結体の製造方法は、原料粉末を、純水、有機バインダー、分散剤と混合し、得られるスラリーを乾燥して造粒することで造粒粉を得る第１工程と、得られた造粒粉を加圧成形して成形体を得る第２工程と、得られた成形体を常圧で焼成して焼結体を得る第３工程とを有する。このように、本実施の形態に係る製造方法においては、常圧焼結法によって焼結することで酸化物焼結体を得ることを特徴としており、常圧焼結法による焼結方法であっても、上述したようにスパッタリング時において安定放電が可能な酸化物焼結体を得ることができる。
【００３９】
＜第１工程（造粒工程）＞
第１工程は、酸化物焼結体を構成する成分の原料粉末を所定の割合で調合して造粒粉を得る造粒工程である。より具体的に、この第１工程では、それぞれの原料粉末を所定の割合で調合し、例えば純水、有機バインダー、分散剤と混合してスラリーを得て、得られたスラリーを乾燥して造粒することによって造粒粉を得る。
【００４０】
本実施の形態に係る酸化物焼結体の製造方法においては、Ｉｎ原料として酸化インジウム粉末を、Ｓｉ原料として二酸化ケイ素粉末を、それぞれ原料粉末として用いる。また、必要に応じてトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用いてもよい。その珪酸インジウム化合物粉末は、酸化インジウム粉末及び二酸化ケイ素粉末を混合して仮焼し、粉砕することによって作製することができる。なお、各原料粉末の平均粒径としては、粒径が大きすぎると、酸化物焼結体の相対密度が低下するとともにその焼結体の強度及び導電性も低下するため、５μｍ以下のものであることが好ましい。
【００４１】
このように、この酸化物焼結体の製造方法においては、原料に非酸化物のシリコン粉末（金属シリコン）を使用することなく、二酸化ケイ素粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用いる。これにより、安定的に酸化物焼結体を製造することができ、Ｓｉ析出相の存在しない焼結体を得ることができる。シリコン粉末を使用すると、大気あるいは酸素雰囲気での常圧焼結においてＳｉの酸化による局所的な発熱による焼結異常が発生する危険性が生じ、安定した焼結体製造が極めて困難となる。また、酸化物焼結体が得られたとしても、Ｓｉ析出相が残存するようになり、スパッタリング成膜中にターゲット表面の著しい荒れが生じる可能性がある。
【００４２】
これら各原料粉末は、上述したように、シリコンがＳｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下となるような割合で秤量し、調合する。
【００４３】
次に、所定量を秤量した各原料粉末を、純水、有機バインダー、分散剤と混合して、原料粉末濃度が５０〜８０質量％、好ましくは６０質量％となるように混合し、スラリーとする。そして、スラリー中の混合粉末が所定の平均粒径となるように湿式粉砕する。
【００４４】
湿式粉砕によって得る混合粉末（原料粉）の平均粒径としては、１．０μｍ以下となるまで粉砕する。この原料粉の平均粒径が１．０μｍを上回ると、焼結体の相対密度が低下するだけでなく、粒子同士の接触面積が低下することからトルトバイタイト型珪酸インジウム化合物相の生成が抑制されてしまい、焼結を阻害し、結果として安定放電に十分な密度及び導電性を有する酸化物焼結体が得られなくなる可能性がある。
【００４５】
また、この湿式粉砕においては、例えば粒径２．０ｍｍ以下の硬質ボール（ＺｒＯ２ボール等）が投入されたビーズミルを用いることが好ましい。これにより、各原料粉末の凝集を確実に取り除くことができる。なお、粒径２．０ｍｍを越えるボールを用いたボールミルでは、１．０μｍ以下の粒径まで粒子を解砕することが困難となり、結果として焼結不足を招くことから、焼結体の密度及び導電性が不十分となる。
【００４６】
この第１工程では、以上のようにして、原料粉末を混合させて得られたスラリーに対して湿式粉砕した後、例えば３０分以上撹拌して得られたスラリーを乾燥し、造粒することによって造粒粉を得る。
【００４７】
＜第２工程（成形工程）＞
第２工程は、上述した第１工程で得られた造粒粉を加圧成形して、成形体を得る成形工程である。
【００４８】
この第２工程では、造粒粉の粒子間の空孔を除去するために、９８ＭＰａ（１．０ｔｏｎ／ｃｍ２）〜３００ＭＰａ（３．０６ｔｏｎ／ｃｍ２）の圧力で加圧成形を行う。この加圧成形においては、高圧力を加えることが可能な冷間静水圧プレス（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）法を用いることが好ましい。
【００４９】
成形圧力が９８ＭＰａよりも小さいと、粒子間の接触が不十分となるために、成型体を常圧焼結した際にトルトバイタイト型珪酸インジウム化合物相の割合が７０質量％よりも少なくなってしまう。一方で、成形圧力を３００ＭＰａよりも大きくしても、粒子間の接触を増大させる効果は小さく、トルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物相の割合を増加させることはできない。また、３００ＭＰａを超える成形圧力とするための装置は非常に高額であるため、成形圧力が３００ＭＰａを超えると、生産コストが高くなり経済的に極めて非効率となる。
【００５０】
＜第３工程（焼成工程）＞
第３工程は、上述した第２工程で得られた成形体を、常圧で焼成することにより酸化物焼結体を得る焼成工程である。
【００５１】
この第３工程における焼成処理では、焼結対象である成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉を用い、最高焼成温度で、１４００℃以上１６００℃以下、好ましくは１４５０℃以上１５５０℃以下の焼結温度条件で常圧焼結を行う。焼結温度が１４００℃未満であると、必要な焼結収縮が得られないだけでなく、珪酸インジウム化合物相であるトルトバイタイト型のＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が７０質量％未満となり、スパッタリングターゲットとしては不安定な化合物相となってしまう。一方で、焼成温度が１６００℃を超えると、使用電力量や生産効率を落とすだけでなく、ＳｉＯ２とＺｒＯ２との共晶反応により焼結体が変形してしまう可能性があることから好ましくない。
【００５２】
ここで、本実施の形態に係る製造方法では、成型体と接触する敷板等の部材をジルコニア製とした焼結炉を用いて焼結する。例えば、敷板材にアルミナを使用した場合では、成型体中のＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３が共晶反応して焼結体が変形してしまうことになる。Ｓｉ／Ｉｎ原子数比が０．６５よりも小さい場合は共晶反応が生じたとしても反応量が少ないので焼結体変形には至らないが、Ｓｉ／Ｉｎ原子数比が０．６５を超え、かつ焼成温度が１４００℃を超えると著しく変形してしまう。このとき、成型体と接触する部材にジルコニアを用いた焼結炉内で１４００℃以上１６００℃以下の温度条件で焼結することで、ＳｉＯ２と炉材を構成する化合物との共晶反応を抑制して焼結体が変形してしまうことを防ぐことができ、珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とした、相対密度が７０％以上と高密度の酸化物焼結体を得ることができる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態に係る酸化物焼結体の製造方法は、Ｓｉ原料としてＳｉＯ２粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用い、平均粒径が１．０μｍ以下の原料粉を９８〜３００ＭＰａの圧力でＣＩＰ成形し、得られた成形体を、炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において１４００〜１６００℃の温度で常圧焼結する。このことによって、上述した特徴的な酸化物焼結体を得ることができる。
【００５４】
そして、得られた酸化物焼結体に対しては、円周加工並びに表面研削加工を施すことによって所望とするターゲット形状とし、加工後の酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングすることで、スパッタリングターゲットとすることができる。
【００５５】
このようにして形成されたスパッタリングターゲットによれば、スパッタリング時において、不安定な化合物相に起因するアーキングの発生を防止し、安定的に放電させることができ、光学的に極めて有用な中間屈折率膜を安定的に形成させることができる。
【００５６】
［３．酸化物膜］
本実施の形態に係る酸化物膜は、上述した特徴を有する酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用い、スパッタリング法によりガラス等の基板上に成膜することによって形成することができるものである。
【００５７】
この酸化物膜は、上述したように、酸化インジウムを主成分として、Ｓｉが添加されてなり、Ｓｉの含有量がＳｉ／Ｉｎ原子数比で０．６５以上１．７５以下であって、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まない酸化物焼結体を原料として成膜されたものであり、その酸化物焼結体の組成が反映された酸化物膜である。したがって、この酸化物膜は、インジウム、シリコンを含む酸化物からなり、かつ屈折率が１．７０〜１．９０の中間屈折率膜であることを特徴としている。
【００５８】
酸化物膜の膜厚としては、特に限定されず、成膜時間やスパッタリング法の種類等によって適宜設定することができる。具体的には、例えば５〜３００ｎｍ程度とする。
【００５９】
ここで、スパッタリングに際して、そのスパッタリング方法としては、特に限定されるものではなく、ＤＣ（直流）スパッタリング法、ＡＣ（交流）スパッタリング法、ＲＦ（高周波）マグネトロンスパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。その中でも、直流スパッタリング法によりスパッタリングを行うことが好ましい。
【００６０】
基板としては、例えば、ガラス、樹脂（ＰＥＴ、ＰＥＳ等）等を用いることができる。
【００６１】
スパッタリングによる酸化物膜の成膜温度としては、特に限定されないが、例えば５０℃以上３００℃以下とすることが好ましい。成膜温度が５０℃未満であると、結露によって得られる酸化物膜が水分を含んでしまうおそれがある。一方で、成膜温度が３００℃を超えると、基板が変形したり、得られる酸化物膜に応力が残って割れてしまうおそれがある。
【００６２】
スパッタリング時のチャンバー内の圧力としては、特に限定されないが、例えば５×１０−５Ｐａ程度にまで真空排気して行うことが好ましい。また、スパッタリング時に投入される電力出力としては、直径１５２．４ｍｍ（６インチ）のスパッタリングターゲットを用いる場合は、通常１０〜１０００Ｗとし、好ましくは１００〜３００Ｗとする。
【００６３】
スパッタリング時のキャリアーガスとしては、例えば酸素、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン等のガスが挙げられ、アルゴンと酸素の混合ガスを用いることが好ましい。アルゴンと酸素の混合ガスを使用する場合、アルゴンと酸素の流量比としては、通常、Ａｒ：Ｏ２＝１００〜８０：０〜２０とし、好ましくは１００〜９０：０〜１０とする。
【実施例】
【００６４】
［４．実施例］
以下、本発明についての実施例について、比較例と対比しながら具体的に説明する。なお、本発明は、この実施例によって限定されるものではない。
【００６５】
≪実施例１≫
＜酸化物焼結体の作製＞
平均粒径が１．０μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉末、ＳｉＯ２粉末を原料粉末として、Ｓｉ／Ｉｎ原子数比が１．０となる割合で調合し、原料粉末濃度が６０質量％となるように純水、有機バインダー、分散剤と混合するとともに、混合タンクにてスラリーを作製した。
【００６６】
次に、粒径が０．５ｍｍである硬質ＺｒＯ２ボールが投入されたビーズミル装置（アシザワ・ファインテック株式会社製、ＬＭＺ型）を用いて、原料粉末の粒径（メディアン径）が０．７μｍとなるまで湿式粉砕を行った。その後、３０分以上混合撹拌して得られたスラリーを、スプレードライヤー装置（大川原化工機株式会社製、ＯＤＬ−２０型）にて噴霧及び乾燥して、「造粒粉」を得た。なお、原料粉末の平均粒径の測定には、レーザ回折式粒度分布測定装置（島津製作所製、ＳＡＬＤ−２２００）を用いた。
【００６７】
次に、得られた造粒粉を、冷間静水圧プレスで２９４ＭＰａ（３．０ｔｏｎ／ｃｍ２）の圧力を掛けて成形し、得られた約２００ｍｍφの成形体を、大気圧焼成炉にて最高焼成温度を１５００℃として２０時間焼成して、酸化物焼結体を得た。なお、焼成炉の敷板はジルコニア製とした。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。
【００６８】
ここで、得られた酸化物焼結体の端材を粉砕し、ＣｕＫα線を使用した粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。僅かにＩｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合は９８質量％であり、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【００６９】
また、得られた酸化物焼結体の端材をＦＩＢ加工により薄片化し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）搭載の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した。その結果、酸化物焼結体は、電子線回折からも、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【００７０】
次に、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、４．８ｇ／ｃｍ３であった。トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７結晶の密度である６．３４ｇ／ｃｍ３及びビックスバイト型構造であるＩｎ２Ｏ３結晶の密度である７．１８ｇ／ｃｍ３と、上述した各相の存在比率から算出した密度６．３５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、７６％であり、７０％を超える高い密度であった。
【００７１】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、この実施例１にて得られた酸化物焼結体を、直径が１５２．４ｍｍ（６インチ）で、厚みが５ｍｍとなるように加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングし、スパッタリングターゲットを得た。
【００７２】
次に、得られたスパッタリングターゲットを用いて、直流スパッタリングによる成膜を行った。直流マグネトロンスパッタリング装置（トッキ製、ＳＰＦ−５３０Ｋ）の非磁性体ターゲット用カソードに得られたスパッタリングターゲットを取り付け、一方で、成膜用の基板には、無アルカリのガラス基板（コーニング♯７０５９、厚み（ｔ）：１．１ｍｍ）を用いて、ターゲット−基板間距離を６０ｍｍに固定した。
【００７３】
そして、５×１０−５Ｐａ以下まで真空排気を行った後、純Ａｒガス及び純Ａｒ＋Ｏ２ガスをＯ２濃度が１．０％となるよう導入し、ガス圧を０．６Ｐａとして、直流電力２００Ｗを印加して直流プラズマを発生させ、プリスパッタリングを実施した。
【００７４】
十分なプリスパッタリングを行った後、スパッタリングターゲットの中心（非エロージョン部）の直上に静止させて基板を配置し、非加熱でスパッタリングを実施して膜厚２００ｎｍの酸化物膜を形成した。
【００７５】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率をエリプソメーターで測定したところ、１．８であった。
【００７６】
このように、実施例１にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【００７７】
≪実施例２≫
＜酸化物焼結体の作製＞
実施例１の造粒粉を、ジルコニア製の匣鉢に入れ、大気焼成炉にて１４００℃の温度で２０時間仮焼した。この仮焼により得られた仮焼粉を、ＸＲＤリートベルト解析した結果、９８質量％がトルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物であり、残りが酸化インジウムであった。この仮焼粉を原料粉末としたこと、及びビーズミル装置による湿式粉砕後の原料粉末のメディアン径を０．９μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、実施例１と同様に、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【００７８】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例２の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が９９質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【００７９】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【００８０】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、５．６ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．３５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、８８％であり、７０％を超える高い密度であった。
【００８１】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【００８２】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．８であった。
【００８３】
このように、実施例２にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【００８４】
≪実施例３≫
＜酸化物焼結体の作製＞
原料粉末として、実施例１にて使用した原料粉末のＩｎ２Ｏ３粉末とＳｉＯ２粉末とをＳｉ／Ｉｎ原子数比が１．０となる割合で調合した混合粉末と、実施例２で用いたトルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物を主とする仮焼粉とを用い、混合粉末と仮焼粉末とを１：１の割合で混合した原料粉を用いたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【００８５】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例３の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が９８質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【００８６】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【００８７】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、５．２ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．３５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、８２％であり、７０％を超える高い密度であった。
【００８８】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【００８９】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．８であった。
【００９０】
このように、実施例３にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【００９１】
≪実施例４≫
＜酸化物焼結体の作製＞
成形体を成形する際の圧力を１００ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認めらなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【００９２】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例４の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が９８質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【００９３】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【００９４】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、４．６ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．３５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、７２％であり、７０％を超える高い密度であった。
【００９５】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【００９６】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．８であった。
【００９７】
このように、実施例４にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【００９８】
≪実施例５≫
＜酸化物焼結体の作製＞
焼結温度を１４００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【００９９】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例５の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が７２質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【０１００】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【０１０１】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、４．７ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．５５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、７２％であり、７０％を超える高い密度であった。
【０１０２】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１０３】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．８であった。
【０１０４】
このように、実施例５にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【０１０５】
≪実施例６≫
＜酸化物焼結体の作製＞
焼結温度を１６００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。酸化物焼結体に著しい変形はなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１０６】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例６の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が９９質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【０１０７】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【０１０８】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、５．２ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．３５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、８２％であり、７０％を超える高い密度であった。
【０１０９】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１１０】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．８であった。
【０１１１】
このように、実施例６にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【０１１２】
≪実施例７≫
＜酸化物焼結体の作製＞
原料粉末のＳｉ／Ｉｎ原子数比を０．６５としたこと、及びビーズミル装置による湿式粉砕後の原料粉末のメディアン径を０．４μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１１３】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例７の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が７２質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【０１１４】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、実施例７の酸化物焼結体においても、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【０１１５】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、４．７ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．５５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、７２％であり、７０％を超える高い密度であった。
【０１１６】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１１７】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．９であった。
【０１１８】
このように、実施例７にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【０１１９】
≪実施例８≫
＜酸化物焼結体の作製＞
原料粉末のＳｉ／Ｉｎ原子数比を１．７５としたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１２０】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例８の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が９８質量％であって、７０質量％を超える高い割合でＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相が存在し、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【０１２１】
また、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、実施例８の酸化物焼結体においても、電子線回折からもＳｉＯ２相、Ｓｉ相が単体で存在していないことが確認された。
【０１２２】
また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、４．５ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．３５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、７１％であり、７０％を超える高い密度であった。
【０１２３】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１２４】
その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、１．７であった。
【０１２５】
このように、実施例８にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。
【０１２６】
≪比較例１≫
＜酸化物焼結体の作製＞
平均粒径が５．０μｍのＩｎ２Ｏ３粉末とＳｉＯ２粉末を原料粉末として用い、その原料粉末の湿式粉砕において、粒径が２．０ｍｍである硬質ＺｒＯ２ボールによるボールミル装置を用いて、原料粉末のメディアン径を１．２μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１２７】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークは検出されたものの、ロートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析した結果、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合は６４質量％と極めて低く、残りはＩｎ２Ｏ３相が２５質量％、ＳｉＯ２相が１１質量％であった。
【０１２８】
得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からＳｉ相は単体で存在していないものの、ＳｉＯ２相が存在することが確認された。
【０１２９】
得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、３．７ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度５．４６ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、６８％であり、７０％を下回る低い密度のものであった。
【０１３０】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１３１】
その結果、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れは発生しなかったものの、異常放電が生じてしまい安定的に成膜することができず、屈折率が評価できるような酸化物膜が得られなかった。
【０１３２】
≪比較例２≫
＜酸化物焼結体の作製＞
成形体を成形する際の圧力を５０ＭＰａとしたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１３３】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークは検出されたものの、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析した結果、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合は５０質量％と極めて低く、残りはＩｎ２Ｏ３相が３５質量％、ＳｉＯ２相が１５質量％であった。
【０１３４】
得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からＳｉ相は単体で存在していないものの、ＳｉＯ２相が存在することが確認された。
【０１３５】
得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、３．１ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度５．２０ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、６０％であり、７０％を下回る低い密度のものであった。
【０１３６】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１３７】
その結果、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れは発生しなかったものの、異常放電が生じてしまい安定的に成膜することができず、屈折率が評価できるような酸化物膜が得られなかった。
【０１３８】
≪比較例３≫
＜酸化物焼結体の作製＞
焼結温度を１３００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１３９】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークは検出されたものの、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析した結果、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合は１０質量％と極めて低く、残りはＩｎ２Ｏ３相が６３質量％、ＳｉＯ２相が２７質量％であった。
【０１４０】
得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からＳｉ相は単体で存在していないものの、ＳｉＯ２相が存在することが確認された。
【０１４１】
得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、２．９ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度４．５５ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、６４％であり、７０％を下回る低い密度のものであった。
【０１４２】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
【０１４３】
その結果、成膜初期からの１０分間でターゲット表面の著しい荒れは発生しなかったものの、異常放電が生じてしまい安定的に成膜することができず、屈折率が評価できるような酸化物膜が得られなかった。
【０１４４】
≪比較例４≫
＜酸化物焼結体の作製＞
原料粉末として、平均粒径が１．０μｍ以下のＩｎ２Ｏ３粉末と平均粒径が５μｍの金属シリコン粉末とを、三次元混合器で混合した後、得られた混合粉末をカーボン製容器中に給粉し、焼結温度９５０℃、圧力４．９ＭＰａの条件でホットプレスして酸化物焼結体を作製し、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の存在比率、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相の有無、相対密度を測定した。
【０１４５】
得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末Ｘ線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークのみが検出され、ＳｉＯ２相、Ｓｉ相のピークは検出されなかった。Ｉｎ２Ｏ３相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相の割合が９７質量％であって、残りがＩｎ２Ｏ３相であった。
【０１４６】
しかしながら、得られた酸化物焼結体の薄片をＥＤＸ搭載のＴＥＭで観察したところ、電子線回折からＳｉＯ２相は単体で存在していないものの、Ｓｉ相が存在することが確認された。
【０１４７】
得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、５．８ｇ／ｃｍ３であった。上述した各相の存在比率から算出した密度６．３６ｇ／ｃｍ３に対する相対密度を算出したところ、９１％であり、７０％を超える高い密度であった。
【０１４８】
＜酸化物膜の作製＞
続いて、実施例１と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜の形成を試みた。
【０１４９】
しかしながら、成膜開始直後にターゲット表面の著しい荒れが生じ、異常放電が頻発したため、成膜を中止した。
【０１５０】
≪比較例５≫
＜酸化物焼結体の作製＞
大気焼成炉の敷板をアルミナ製とした以外は、実施例１と同様にして酸化物焼結体を作製した。
【０１５１】
その結果、得られた酸化物焼結体は著しく変形してしまっており、スパッタリングターゲットとして使用できるものではなく、酸化物焼結体の評価、並びにその酸化物焼結体をターゲットとした酸化物膜の成膜評価は行わなかった。
【０１５２】
下記表１に、上述した実施例１〜８、比較例１〜５における焼結体の製造条件、得られた酸化物焼結体の構成成分（化合物相割合）及び密度、その酸化物焼結体をターゲットとしてスパッタリング成膜したときのターゲット表面の荒れの有無、成膜時の異常放電の有無及びその酸化物膜の屈折率についてまとめて示す。
【０１５３】
【表１】
2015013778.tif 000002