(57)【要約】  本発明のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体は、  式：ＩｎxＧａyＺｎzＯa［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）＝０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表わされるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体であって、バルク抵抗値が１．０×１０-3Ω・ｃｍ未満である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式：ＩｎxＧａyＺｎzＯa
［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）＝０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］
で表わされるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体であって、
バルク抵抗値が１．０×１０-3Ω・ｃｍ未満であることを特徴とするＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体。
【請求項２】
スパッタリング法、イオンプレーティング法、パルスレーザーデポジション（ＰＬＤ）法またはエレクトロンビーム（ＥＢ）蒸着法による成膜に用いられるターゲットであって、請求項１に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体を加工してなることを特徴とするターゲット。
【請求項３】
インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、酸素を含み下記混合条件を満たし、かつ１次粒子サイズが０．６μｍ以上である混合粉末を加圧成形し、成型体とする工程（ａ）と、
下記式から算出される、カプセル容器への混合粉末の充填率が５０％以上となるように、前記成型体をカプセル容器に充填して、カプセル熱間等方加圧処理を行う工程（ｂ）とを含むことを特徴とするＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
混合条件：金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ｘ：ｙ：ｚにおいて、ｘ／(ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８であり、かつｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５である関係を満たす。
充填率（％）＝（カプセル容器への混合粉末の充填密度／焼結体の理論密度）×１００
【請求項４】
工程（ａ）において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を混合して混合粉末とする請求項３に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項５】
工程（ａ）において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を、金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１の割合となるように混合して混合粉末とする請求項３に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項６】
工程（ａ）において、成型体の密度が３．１９ｇ／ｃｍ3以上となるように、混合粉末を加圧成形する請求項５に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項７】
工程（ａ）において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を、金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１の割合となるように混合して混合粉末とする請求項３に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項８】
工程（ａ）において、成型体の密度が３．２５ｇ／ｃｍ3以上となるように、混合粉末を加圧成形する請求項７に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項９】
工程（ａ）において、混合粉末にバインダーを含有させて、加圧成形する請求項３〜８のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１０】
工程（ｂ）において、成型体をカプセル容器に充填して、混合粉末の充填率を５０％以上とし、脱バインダー処理とカプセル容器の真空脱気処理を同時に行い、次いでカプセル熱間等方加圧処理を行う請求項９に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１１】
工程（ｂ）において、１０００〜１４００℃の焼結温度で、成型体にカプセル熱間等方加圧処理を行う請求項３〜１０のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）において、不活性ガスを圧力媒体として用い、成型体にカプセル熱間等方加圧処理を行う請求項３〜１１のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）において、５０ＭＰａ以上の加圧力で、成型体にカプセル熱間等方加圧処理を行う請求項３〜１２のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合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、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体、その製造方法、ターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や薄膜エレクトロルミネッセンス表示装置、及び有機ＥＬ表示装置等、電気泳動方式表示装置、粉末移動方式表示装置等のスイッチング素子、駆動回路素子等において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）のチャネル層として、従来、主として、半導体膜としてアモルファスシリコン膜が使用されてきた。
しかし、近年、この半導体膜として、金属複合酸化物からなる酸化物半導体膜は、高移動度及び可視光透過性を有しており、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物（ＩＧＺＯ）を主成分とするアモルファス透明酸化物半導体膜が、前記アモルファスシリコン膜よりもキャリアの移動度が大きいという利点があり、注目を集めている（特許文献１〜３）。【０００３】
ＩＧＺＯを主成分とするアモルファス透明酸化物半導体膜の作製方法としては、量産性に優れている点で、スパッタリング法が、最も適切である。このスパッタリング法に用いられるＩＧＺＯターゲットは、高密度である必要がある。さらに、ＩＧＺＯターゲットには、ＤＣスパッタリングで使用しても異常放電の発生を抑制できるだけの低抵抗で、かつ均一であることが求められている。そのため、ＩＧＺＯターゲットには、高い相対密度が求められ、特に相対密度が１００％に近いことが求められる。ここで、相対密度とは、焼結体の理論密度に対する、実際に得られた焼結体の密度の割合をいう。特許文献４には相対密度が９９．８％のＩＧＺＯ焼結体が、特許文献５には相対密度が１００％のＩＧＺＯ焼結体が開示されている。【０００４】
しかしながら、ＩＧＺＯターゲットに用いられるＩＧＺＯ焼結体の相対密度は、これまでの量産レベルでは、９９．０％程度にすぎないという問題がある。【０００５】
ＩＧＺＯ焼結体の製造方法は、従来、例えば、特許文献６，７に記載されているように、ＩＧＺＯ焼結体の原料粉末の混合、粉砕、造粒、成形、焼結及び（還元）、又は混合、造粒、仮焼、粉砕、成形、焼結及び（還元）といった工程を必要としている。焼結は亜鉛やインジウムの揮散を抑制する為に、大気雰囲気、酸素雰囲気などの酸化性雰囲気下での常圧焼結あるいは酸素加圧下での焼結としている。【０００６】
製造コスト低減のため、すなわちＩＧＺＯ焼結体の製造工程を減らし、少しでも工程を短くするために、ホットプレス等の加圧焼結を採用すると成形の工程を省くことができる。しかし、ＩＧＺＯ焼結体の原料粉末に１０００℃以上の高温でホットプレス処理を行うと、ホットプレス処理中の還元作用により、ＩＧＺＯ焼結体の構成成分である金属Ｉｎや金属Ｇａが溶出してしまうという問題がある。これは、ホットプレス用のダイスおよびパンチは通常、カーボン製であるために、還元作用を有するからである。
そのため、ＩＧＺＯ焼結体の原料粉末の組成と、ＩＧＺＯ焼結体の組成との組成ズレ、ひいてはＩＧＺＯターゲットのスパッタにより得られる膜の組成との組成ズレが生じてしまう。また、１０００℃未満のホットプレス処理では、高い密度のＩＧＺＯ焼結体が得られないという問題があった。【０００７】
特許文献５に記載の相対密度１００％のＩＧＺＯ焼結体を製造するには、ＩＧＺＯ焼結体の原料粉末の混合、粉砕、造粒・乾燥、仮焼、解砕、粉砕、成形（冷間静水圧成形）、焼結（常圧焼結処理）という極めて長い工程を経た後、さらにカプセルフリーＨＩＰ処理を行う必要があり、高コストになってしまうという問題があった。
このように、従来の方法では、ＩＧＺＯ焼結体にカプセルフリーＨＩＰ処理を行うことで高密度化できるものの、製造工程が多いため、生産性が悪く、コスト増となる欠点を有している。さらに得られるＩＧＺＯ焼結体のバルク抵抗値は１０-3Ω・ｃｍ以上と高い値であった。このため、カプセルフリーＨＩＰ処理を行わずに、均一かつ高密度で、低抵抗（１０-3Ω・ｃｍ未満）のＩＧＺＯ焼結体を製造する方法が望まれている。【０００８】
また、カプセルフリーＨＩＰ処理を行わずに、均一かつ高密度のＩＧＺＯ焼結体を製造する上で均一かつ高密度化するための最大のポイントは、焼結工程に入る前に、ＩＧＺＯ焼結体の原料となる酸化亜鉛粉末、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末として、１次粒子サイズを数十ｎｍ〜２００ｎｍレベルまで微粒化した粉体（いわゆるナノ粒子）を用いることである。これにより、焼結工程において、それぞれの粉体間で固相焼結が十分に進行させ、高密度化させることができる。【０００９】
しかしながら、１次粒子サイズが数十ｎｍ〜２００ｎｍレベルになると、粉体は容易に飛散しやすくなり、取り扱いが非常に困難であり、厚生労働省が定めるナノマテリアルの安全性対策を施さなければならない。
それに加え、酸化インジウムは発ガン性があり、吸入による肺炎の原因となることが報告されているなど安全性の問題（特定化学物質障害予防規則参照）が近年知られており、数十ｎｍ〜２００ｎｍレベルの微粒化された酸化インジウム粉末を含む混合粉末を扱うには、ナノマテリアルの問題及び酸化インジウムの有害性の観点から、安全性の問題をクリアする必要がある。そのためには大掛かりな対策が必要になり、さらなる製造コストアップになる問題があった。
ＩＧＺＯ焼結体の原料粉末である酸化亜鉛粉末及び酸化ガリウム粉末は発ガン性、吸入による肺炎の原因になる等の有害性の問題は報告されていないが、ナノマテリアルの問題は同様に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１６５５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１６５５２８号公報
【特許文献３】特開２００６−１６５５３１号公報
【特許文献４】国際公開第２０１０／１４０５４８号
【特許文献５】特開２０１０−２０２４５０号公報
【特許文献６】特開２００８−２８０２１６号公報
【特許文献７】特開２０１１−１０６００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような事情に着目してなされたものであって、取り扱いに問題のある、いわゆるナノ粒子を使用しなくても、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物（ＩＧＺＯ）ターゲットを低コストにて製造でき、しかも高い相対密度９７〜１００％を実現することが可能なＩＧＺＯ焼結体の製造方法、ＩＧＺＯ焼結体およびターゲットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、１次粒子サイズが１μｍ前後の酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を所定の比率で混合した混合粉末を加圧成形し、成型体を得、この成型体をカプセル容器に充填して、混合粉末の充填率を５０％以上とし、カプセルＨＩＰ処理を行うことにより、インジウム、亜鉛の揮散が抑制され、焼結体の原料である混合粉末の組成と焼結体の目的組成とのずれがほとんどなく、低コストで相対密度が９７〜１００％、かつバルク抵抗値が１.０×１０-3Ω・ｃｍ未満（１０-4Ω・ｃｍオーダー）の焼結体を作製することが可能であることを初めて見出し、本発明を完成するに至った。
さらに、混合粉末の作製の際にバインダーを含有させることにより、３００ｍｍφあるいは３００ｍｍ角以上の大型焼結体を、脱脂工程が増えることなく、上記と同様のプロセスにて作製できることを見出した。【００１３】
すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）式：ＩｎxＧａyＺｎzＯa
［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）＝０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］
で表わされるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体であって、バルク抵抗値が１．０×１０-3Ω・ｃｍ未満であることを特徴とするＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体。
（２）スパッタリング法、イオンプレーティング法、パルスレーザーデポジション（ＰＬＤ）法またはエレクトロンビーム（ＥＢ）蒸着法による成膜に用いられるターゲットであって、請求項１に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体を加工してなることを特徴とするターゲット。
（３）インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、酸素を含み下記混合条件を満たし、かつ１次粒子サイズが０．６μｍ以上である混合粉末を加圧成形し、成型体とする工程（ａ）と、下記式から算出される、カプセル容器への混合粉末の充填率が５０％以上となるように、前記成型体をカプセル容器に充填して、カプセル熱間等方加圧処理を行う工程（ｂ）とを含むことを特徴とするＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
混合条件：金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ｘ：ｙ：ｚにおいて、ｘ／(ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８であり、かつｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５である関係を満たす。
充填率（％）＝（カプセル容器への混合粉末の充填密度／焼結体の理論密度）×１００
（４）工程（ａ）において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を混合して混合粉末とする前記（３）に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（５）工程（ａ）において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を、金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１の割合となるように混合して混合粉末とする前記（３）に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（６）工程（ａ）において、成型体の密度が３．１９ｇ／ｃｍ3以上となるように、混合粉末を加圧成形する前記（５）に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（７）工程（ａ）において、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を、金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１の割合となるように混合して混合粉末とする前記（３）に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（８）工程（ａ）において、成型体の密度が３．２５ｇ／ｃｍ3以上となるように、混合粉末を加圧成形する前記（７）に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（９）工程（ａ）において、混合粉末にバインダーを含有させて、加圧成形する前記（３）〜（８）のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（１０）工程（ｂ）において、成型体をカプセル容器に充填して、混合粉末の充填率を５０％以上とし、脱バインダー処理とカプセル容器の真空脱気処理を同時に行い、次いでカプセル熱間等方加圧処理を行う前記（９）に記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（１１）工程（ｂ）において、１０００〜１４００℃の焼結温度で、成型体にカプセル熱間等方加圧処理を行う前記（３）〜（１０）のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（１２）工程（ｂ）において、不活性ガスを圧力媒体として用い、成型体にカプセル熱間等方加圧処理を行う前記（３）〜（１１）のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
（１３）工程（ｂ）において、５０ＭＰａ以上の加圧力で、成型体にカプセル熱間等方加圧処理を行う前記（３）〜（１２）のいずれかに記載のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、製造工程が簡易で少なく、生産性が高く低コストで相対密度９７〜１００％のＩＧＺＯ焼結体を作製することができる。また、本発明によれば、インジウム、亜鉛の揮散が抑制され、ＩＧＺＯ焼結体の原料である混合粉末の組成とＩＧＺＯ焼結体の目的組成とはほとんどずれがなくなる。
さらに、ナノ粒子（数十ｎｍ〜２００ｎｍ）まで粉砕した混合粉末を使用しなくてもよいので、混合粉末の取り扱いが容易であり、ナノマテリアルの安全性の問題もなく、大掛かりな安全対策をする必要もなく、低コストを実現でき、バルク抵抗値が１０-4Ω・ｃｍオーダー（低抵抗）の焼結体とすることができる。
この本発明の製造方法を利用すると、低コストで組成ズレのない相対密度９７〜１００％のスパッタリング用ＩＧＺＯターゲットを提供できるので、このターゲットを用いて、スパッタリング成膜することにより、アーキング等の異常放電もなく、長時間の連続成膜でも、表面にノジュールが発生して悪影響を及ぼすこともなく、アクティブマトリックス駆動の液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子中の薄膜トランジスタの活性層部分となる良好な透明半導体ＩＧＺＯ膜を作製することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（ＩＧＺＯ焼結体の製造方法）
本発明のＩＧＺＯ焼結体の製造方法は、所定の混合粉末を、加圧成形し、成型体とする工程（ａ）と、成型体をカプセル容器に充填して、カプセル熱間等方加圧（カプセルＨＩＰ）処理を行う工程（ｂ）とを含む。これにより、ＩＧＺＯ焼結体の相対密度を９７〜１００％とすることが可能になる。しかも、この製造プロセスは、従来法の製造プロセス１（混合、仮焼、粗粉砕、微粉砕、造粒、成形、焼結およびカプセルフリーＨＩＰ処理の一連の製造工程）あるいは従来法の製造プロセス２（混合、粉砕、造粒、仮焼、解砕、粉砕、成形、焼結およびカプセルフリーＨＩＰ処理の一連の製造工程）と比較し、少ない工程で簡易である。しかも混合粉末の１次粒子サイズは、通常の酸化物焼結体を製造するのに、一般的に取扱上でも容易な０．６μｍ以上であるので、ナノマテリアルの安全性の問題もなく、大掛かりな安全対策をする必要もない。そのため、低コストにて製造可能となる。
【００１６】
ここで、相対密度とは、焼結体の理論密度に対する、実際に得られた焼結体の密度の割合であり、下記式から求められる。
相対密度（％）＝（焼結体の密度／焼結体の理論密度）×１００
上記式中の焼結体の密度は、実施例に記載の評価方法によって測定することができる。上記式中の焼結体の理論密度は、原則として、焼結体の原料である各金属酸化物の単体密度に各金属酸化物粉末の混合重量比をかけ、和をとった値であり、例えば、焼結体が酸化インジウム、酸化ガリウム、および酸化亜鉛からなる場合は、下記式から求められる。
焼結体の理論密度＝（酸化インジウムの単体密度×混合重量比）＋（酸化ガリウムの単体密度×混合重量比）＋（酸化亜鉛の単体密度×混合重量比）
【００１７】
ただし、混合粉末の金属原子の割合と同じ金属原子の割合の単相結晶の情報がＪＣＰＤＳ（Joint Committee of Powder Diffraction Standards）カードに記載されている場合は、ＪＣＰＤＳカードに記載のその結晶の理論密度を上記式中の焼結体の理論密度として用いることができる。
【００１８】
具体例として、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とを、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１となるように混合させた場合、ＪＣＰＤＳカードにはＩｎＧａＺｎＯ4（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１）の単相結晶の情報が記載されているため、ＪＣＰＤＳカード（No.381104）に記載のＩｎＧａＺｎＯ4の単相結晶の理論密度（６．３７９ｇ／ｃｍ3）を上記式中の焼結体の理論密度とする。
他の具体例として、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とを、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるように混合させた場合は、ＪＣＰＤＳカード（No.381097）に記載のＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１）の単相結晶の理論密度（６．４９５ｇ／ｃｍ3）を上記式中の焼結体の理論密度とする。
なお、混合粉末の金属原子の割合と、ＪＣＰＤＳカードに記載されている単相結晶の金属原子の割合とが一致しない場合、そのズレが５％以内であれば、ＪＣＰＤＳカードに記載されている単相結晶の理論密度を上記式中の焼結体の理論密度とする。
【００１９】
＜工程（ａ）＞
（混合粉末）
混合粉末は、インジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む。インジウムとガリウムと亜鉛と酸素は、典型的には、混合粉末を構成する全原子の９９％以上である。
【００２０】
混合粉末は各原料粉末を所定の比率で混合して得ることができる。原料粉末は、インジウム含有粉末、ガリウム含有粉末および亜鉛含有粉末からなる。
これら原料粉末の純度は、通常２Ｎ（９９質量％）以上、好ましくは３Ｎ（９９．９質量％）以上、特に好ましくは４Ｎ（９９．９９質量％）以上である。純度が２Ｎより低いとスパッタ成膜時の薄膜特性の低下を招くおそれがある。
各原料粉末の１次粒子サイズは、一般的に取扱いの容易な０．６μｍ以上であるのがよく、１〜５μｍ以下であることが好ましい。各原料粉末の一次粒子サイズが０．６μｍ以上であれば、混合粉末の一次粒子サイズは０．６μｍ以上となる。
【００２１】
なお、１次粒子サイズとは、レーザー回折・散乱法により測定した粒度分布における積算体積分率５０％粒径をいう（以下同じ）。
【００２２】
（インジウム含有粉末）
インジウム含有粉末としては、例えば、酸化インジウム粉末、水酸化インジウム粉末などが挙げられ、焼結のしやすさ、副生成物の残存のし難さから、酸化インジウム粉末が好ましい。酸化インジウムは、通常、ビックスバイト構造であり、ビックスバイト構造の酸化インジウム粉末を予め還元雰囲気で仮焼して酸素欠損させた構造であってもよい。成形前の酸化インジウム粉末のタップ密度は、１次粒子サイズ、粒度分布より異なるが、１．９５ｇ／ｃｍ3以下であることが多い。酸化インジウム粉末は、仮焼履歴がないのが好ましい。
【００２３】
ここで、タップ密度とは、ＪＩＳ Ｋ５１０１に基づき、一定容積の容器に粉末を自然落下により充填した後、さらに該容器に一定の振動（タッピング）による衝撃を加え、粉末の体積変化がなくなったときの単位体積当たりの粉末の質量と定義する。なお、一定容積の容器に粉末を自然落下により充填し、その内容積を体積としたときの単位体積当たりの粉末の質量をかさ密度といい、一般的にタップ密度は、かさ密度の１．１〜１．３倍程度の値となる。
【００２４】
（ガリウム含有粉末）
ガリウム含有粉末としては、例えば、酸化ガリウム粉末、水酸化ガリウム粉末などが挙げられる。酸化ガリウムは、結晶構造がα−Ｇａ2Ｏ3、β−Ｇａ2Ｏ3のどちらでも構わない。また、予め還元雰囲気で仮焼して酸素欠損させた構造であってもよい。成形前の酸化ガリウム粉末のタップ密度は、１次粒子サイズ、粒度分布より異なるが、１．４５ｇ／ｃｍ3以下であることが多い。酸化ガリウム粉末は、仮焼履歴がないのが好ましい。
【００２５】
（亜鉛含有粉末）
亜鉛含有粉末としては、例えば、酸化亜鉛粉末、水酸化亜鉛粉末などが挙げられる。酸化亜鉛粉末には、通常、ウルツ鉱構造のＺｎＯ等の粉末が用いられ、さらにこのＺｎＯを予め還元雰囲気で仮焼して酸素欠損を含有させたものを用いてもよい。また、そのＢＥＴ比表面積は、特に限定されない。成形前の酸化亜鉛粉末のタップ密度は、１次粒子サイズ、粒度分布より異なるが、１．１２ｇ／ｃｍ3以下であることが多い。酸化亜鉛粉末は、仮焼履歴がないのが好ましい。
水酸化亜鉛粉末としては、アモルファスのＺｎ（ＯＨ）2粉、結晶構造を有するＺｎ（ＯＨ）2粉などが挙げられる。
【００２６】
（混合）
工程（ａ）では、例えば、インジウム含有粉末と、ガリウム含有粉末と、亜鉛含有粉末とを下記混合条件を満たすように均一に混合する。これにより、後述する組成のＩＧＺＯ焼結体とすることができる。
混合条件：金属原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ｘ：ｙ：ｚにおいて、ｘ／(ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８であり、かつｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５である関係を満たす。
原料粉末として、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末をそれぞれ用いる場合、酸化インジウム粉末：酸化ガリウム粉末：酸化亜鉛粉末が重量比で、ほぼ４４．２：２９．９：２５．９（モル比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１）や、５０．８：３４．３：１４．９（モル比でＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１）となるように均一に混合を行うのが好ましい。これにより、後述する特性的に好ましいＩｎＧａＺｎＯ4やＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7で表わさせるＩＧＺＯ焼結体とすることができる。
【００２７】
混合方法は、均一に混合できる方法であれば特に限定されず、スーパーミキサー、インテンシブミキサー、ヘンシェルミキサー、自動乳鉢等により乾式混合、あるいは湿式混合（ボールミル等）を行う。湿式混合は、例えば、混合粉末と水系溶媒とを混合し、得られたスラリーを硬質ＺｒＯ2ボールなどを用いた湿式ボールミルや振動ミルにより充分に混合した後、固液分離・乾燥・造粒を行えばよく、湿式ボールミルや振動ミルやビーズミルを用いた場合の混合時間は、１２〜７８時間程度が好ましい。固液分離、乾燥、造粒については、それぞれ公知の方法を採用すればよい。水系溶媒は、水を主成分とし、水単独であってもよいし、水とメタノール、エタノール等のアルコールなどとの混合物であってもよい。
均一な混合が不十分であると、製造したターゲット中に各成分が偏析して、ターゲットの抵抗分布が不均一になってしまう。すなわちターゲットの部位により、高抵抗領域と低抵抗領域が存在し、スパッタ成膜時に高抵抗領域での帯電等によるアーキングなどの異常放電の原因となってしまう。
【００２８】
（バインダー）
本発明では、混合粉末に有機バインダーを混合してもよい。有機バインダーはハンドリング性を向上させるために用いられ、特に、一辺が３００ｍｍ以上、または直径が３００ｍｍ以上の大型焼結体を作製する場合に必要になる。
有機バインダーの添加量は、混合粉末１００重量部に対して、好ましくは、０．５重量部〜１０重量部であり、より好ましくは１重量部〜５重量部である。
【００２９】
有機バインダーを用いる場合は、原料粉末と有機バインダーを混合して混合粉末とし、加圧成形して加圧成型体とする。そして、この加圧成型体にカプセルＨＩＰ処理を行う前に、脱バインダー処理（脱脂）を行う。この脱バインダー処理は、例えば、加圧成型体をカプセル容器に充填した後、カプセル容器の真空脱気処理する前に行ってもよいし、加圧成型体をカプセル容器に充填した後に真空脱気処理と同時に行ってもよいが、後者はＩＧＺＯ焼結体を製造するにあたり、脱脂するためだけの工程を必要としないため、好ましい。なお、有機バインダーを用いた場合であっても、有機バインダーを混合すること、および脱バインダー処理を行うことを除き、有機バインダーを用いない場合と同様にして、ＩＧＺＯ焼結体を製造することができる。
【００３０】
有機バインダーとして、公知のバインダーを用いることができ、例えば、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリα-メチルスチレン、エチルセルロース、ポリ乳酸メチル、（ポリ）ビニルブチラール、（ポリ）ビニルアセテート、（ポリ）ビニルアルコール、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、（ポリ）ビニルピロリドン、ポリアミド、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリメタクリレートおよび種々のアクリルポリマーとそれらのコポリマーやターポリマー、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロースなどのセルロースとその誘導体である樹脂などが挙げられる。
【００３１】
有機バインダーを混合する方法は、特に制限されるものではないが、例えば、原料粉末と、有機バインダーと、有機バインダーを溶解可能な溶媒と、スラリー状にする溶媒とを混合し、得られたスラリーを充分に湿式混合により混合し、その後の公知の乾燥処理を行う方法などが挙げられる。なお、有機バインダーは、各原料粉末を混合した混合粉末に混合してもよい。
原料粉末と有機バインダーを混合した粉末を加圧成形するには、有機バインダーを用いないで成型体を作製する場合と同様にして行えばよい。
【００３２】
有機バインダーを用いて成型した加圧成型体をカプセル容器に充填した後、カプセル容器の真空脱気処理する前に脱バインダー処理を行う場合は、例えば、雰囲気は問わず、大気雰囲気下、不活性雰囲気下等の任意の雰囲気下にて少なくとも４００℃以上、５００〜７００℃程度の加熱をすればよい。
有機バインダーを用いて成型した成型体をカプセル容器に充填した後、カプセル容器の真空脱気処理と脱バインダー処理を同時に行う場合は、成型体をカプセル容器に充填した後、カプセル容器に排気管を有する上蓋を溶接し、吸着水分を除去する目的で４５０〜７００℃程度に加熱すると同時に、カプセル容器内の真空度が１．３３×１０-2Ｐａ以下になるまで真空脱気を行えばよい。これにより、加熱脱気プロセスと脱バインダー処理を同時に行うことができ、脱脂するためだけの工程を必要としないため製造プロセスを増やさずにコストアップにならずに脱バインダー処理をすることができ、大型焼結体（３００ｍｍ角、３００ｍｍφ以上）を特にプロセスを増やさずに作製することができる。
【００３３】
（加圧成形）
混合粉末を加圧成形するには、例えば、一軸プレス、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）などを使用することができる。成形する際には、一軸プレスと冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を併用しても構わない。
【００３４】
混合粉末を成形する際のプレス圧力は、一軸プレスの場合は、少なくとも３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満であり、より好ましくは４０ＭＰａ以上にすることが好ましい。３０ＭＰａ未満であると、安定なプレス成型体ができないおそれがある。１００ＭＰａ以上であると、成型体がもろく割れやすくなるおそれがある。
例えば、成型体の密度を３．１９ｇ／ｃｍ3以上にするには、好ましくは４０〜９０ＭＰａ、より好ましくは５０〜８０ＭＰａである。
【００３５】
冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）の場合は、少なくとも５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ未満であり、より好ましくは１００ＭＰａ以上することが好ましい。５０ＭＰａ未満であると、安定なプレス成型体ができないおそれがある。３００ＭＰａ以上であると、成型体がもろくわれやすくなるおそれがある。
例えば、成型体の密度を３．１９ｇ／ｃｍ3以上にするには、好ましくは１００〜２５０ＭＰａ、より好ましくは１５０〜２００ＭＰａである。
【００３６】
（成型体）
成型体の形状は、特に限定されないが、カプセルＨＩＰ処理時に、均等に圧力が加わり、均等に収縮させるために円柱形状、矩形状が好ましい。また、成型体のサイズは、特に限定されず、この成型体を充填するカプセル容器のサイズに対応したサイズであるのが好ましい。
【００３７】
成型体の密度は、混合粉末からなる焼結体の理論密度の値の５０％以上であるのが好ましい。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ4で表わされるＩＧＺＯ焼結体を製造する際、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１となるように混合した混合粉末からなる成型体の場合は、好ましくは３．１９ｇ／ｃｍ3以上であり、より好ましくは３．８〜６．３ｇ／ｃｍ3である。また、例えば、Ｉｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7で表わされるＩＧＺＯ焼結体を製造する際、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるように混合した混合粉末からなる成型体の場合は、成型体の密度は、好ましくは３．２５ｇ／ｃｍ3以上であり、より好ましくは３．８〜６．４ｇ／ｃｍ3である。
成型体の密度が上記範囲内であれば、この成型体をカプセル容器内に型崩れすることなく一杯に詰めることで、後述する混合粉末の充填率を５０％以上にすることができ、カプセルＨＩＰ処理によるカプセル容器の収縮率を５０％以下にすることができる。
【００３８】
成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、この測定値から算出した体積と、測定した成型体の重量とから求めることができる。例えば、成型体の形状が円柱形状である場合は、成型体の直径と高さを直接測長することにより、円柱形状の成型体の体積を求め、重量を測定して、重量と体積から密度を計算することができる。なお、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理と同時に行う場合、成型体の密度は、測定した重量から有機バインダーの重量を差し引いた値を成型体の重量とし、この成型体の重量と、上記測定値から算出した体積とから求めることができる。また、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理をする前に行う場合、脱バインダー処理後の成型体の密度は、上述した成型体の密度の好ましい範囲内であるのが好ましく、上述した成型体の密度と同様に求めることができる。
【００３９】
＜工程（ｂ）＞
工程（ｂ）では、式：（カプセル容器への混合粉末の充填密度／焼結体の理論密度）×１００から算出される混合粉末の充填率が５０％以上となるように、上述のようにして得られた成型体をカプセル容器に充填した後、カプセル容器を気密封止してカプセルＨＩＰ処理をすることにより製造する。
【００４０】
なお、上記式中の焼結体の理論密度とは、上述した相対密度を算出する式中の焼結体の理論密度と同様にして求めることができる。
また、上記式中の混合粉末の充填密度とは、成型体をカプセル容器に充填した際、カプセル容器の内容積に対する成型体の質量である。混合粉末の充填密度の値は、成型体のサイズとカプセル容器内のサイズとの差が小さければ小さいほど、その成型体の密度の値に近づく。成型体のサイズがカプセル容器のサイズよりも大きいなど成型体がカプセル容器に収まらない場合、成型体を研磨等の機械加工によって、サイズを整えてからカプセル容器に収めればよい。なお、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理と同時に行う場合、混合粉末の充填密度を求める際の成型体の質量とは、測定した重量から有機バインダーの重量を差し引いた値である。また、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理をする前に行う場合、混合粉末の充填密度を求める際の成型体の質量とは、脱バインダー処理後に測定した成型体の重量である。
【００４１】
混合粉末をカプセル容器内に充填して、混合粉末の充填率を５０％以上とすることで、カプセルＨＩＰ法によるカプセル容器の収縮率を５０％以下にすることができる。そのため、カプセル容器を破壊することなく混合粉末を加圧焼結でき、混合粉末由来のインジウム、亜鉛の揮発を抑制した高密度のＩＧＺＯ焼結体とすることができる。
なお、カプセル容器の収縮率とは、下記式で表される。
カプセル容器の収縮率（％）＝［１−（カプセルＨＩＰ処理後のカプセル容器の内容積／カプセルＨＩＰ処理前のカプセル容器の内容積）］×１００
【００４２】
成型体をカプセル容器に充填するとは、ＣＩＰや一軸プレス等により加圧成型体を作製し、この成型体を、カプセル容器内に成型体が崩れないようにすべて移すことをいう（例えば、慎重にヘラ形状のものを利用する）。この際、成型体が上述した有機バインダーを含むものであれば、大型の成型体であっても形を崩さずにすべてをカプセル容器内に移すことができる。また、混合粉末の充填率を５０％以上にすることができれば、２個以上の成型体をカプセル容器内に充填してもよい。
また、成型体をカプセル容器に移す際に、成型体が崩れやすいので、直接カプセル容器に充填すべき粉末を入れ一軸プレス成形を行い、混合粉末の充填率が５０％以上となるように成型体を作製してもよい。
【００４３】
（カプセル容器）
カプセル容器の材質としては、成型体を充分真空封止ができて、カプセルＨＩＰ処理における焼結温度にて充分変形するが破裂するおそれがない材料であればよく、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニオブ、銅、ニッケル等が用いられる。また、カプセルＨＩＰ処理の焼結温度によってカプセル容器を使い分けすることができる。例えば、カプセルＨＩＰ処理の焼結温度が低温領域（１０００℃以下）では、銅、ニッケル、アルミニウムのカプセル容器を使用することができる。焼結温度が１０００℃〜１３５０℃領域では、鉄、ステンレスのカプセル容器が用いられる。焼結温度がそれより、高温領域ではタンタル、ニオブのカプセル容器が用いられる。焼結温度にもよるが、アルミニウム、鉄またはステンレスのカプセル容器がコスト的に安価で好ましい。
【００４４】
カプセル容器の形状や寸法は、特に限定されず、所望の焼結体の形状に合わせた形状に合わせればよい。例えば、円柱形状、矩形状等を用いることができる。
カプセル容器のサイズは、カプセル容器内に成型体を充填した際に、混合粉末の充填率を５０％以上とすることができるサイズであれば、成型体のサイズよりも大きくても小さくてもよい。円柱形状、矩形形状であれば、ＩＧＺＯ焼結体の均一性（相対密度、組成）が維持される。
カプセル容器の壁厚は、１．５ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。この範囲内であれば、カプセル容器が容易に軟化し、変形することができ、焼結反応が進むに従い、焼結体に追随して収縮することができる。
【００４５】
（真空脱気処理）
カプセルＨＩＰ処理を行う際に、成型体をカプセル容器内に充填し、カプセル容器内の真空引きをする真空脱気処理を行う。この真空引きにて、混合粉等に付着しているガス、吸着水分の除去することができる。
真空引きする際のカプセル容器の加熱温度は１００℃以上６００℃以下であることが好ましい。なお、成型体が有機バインダーを含む場合には、真空引きする際のカプセル容器の加熱温度は上述したように、４５０〜７００℃程度である。
カプセル容器の真空引きは、カプセル容器を加熱しながら、カプセル容器内の圧力を１．３３×１０-2Ｐａ以下となるまで減圧する。真空引き後のカプセル容器内の圧力が１．３３×１０-2Ｐａを超えたままであると、混合粉末に付着しているガス、吸着水分の除去が充分に行われないため、高密度の焼結体が得られないおそれがある。
【００４６】
カプセルＨＩＰ処理を行う際は、カプセル容器に排気管を接続し、上記のようにして、加熱、真空引きを実施し、カプセル容器内の圧力が１．３３×１０-2Ｐａ以下になれば、カプセル容器に接続された排気管を閉じ、カプセル容器を封止する。
【００４７】
（カプセルＨＩＰ処理）
カプセルＨＩＰ処理は、この真空封止したカプセル容器をＨＩＰ装置に配置して行う。
カプセルＨＩＰ処理は、高温高圧下の不活性ガスを圧力媒体として、カプセル容器自体に圧力を加えて、カプセル容器内部の混合粉末（成型体）の焼結を行うものである。カプセルＨＩＰ処理が酸化性雰囲気下で行われると、カプセル容器自体が酸化されるため、カプセル容器自身の機械的強度が大幅に低下し、カプセルＨＩＰ処理中にカプセル容器が破裂してしまう可能性があり、その結果、高密度のＩＧＺＯ焼結体とすることができないおそれがある。混合粉末はカプセル容器内に真空封止にて閉じこめられている閉鎖空間なので、インジウム、亜鉛の揮散もなく組成ずれもおこることはない。
【００４８】
カプセルＨＩＰ処理条件は、焼結体の相対密度を９７〜１００％とすることができる条件であればよく、例えば、下記のように設定すればよい。
圧力媒体としてのガスとしては、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いるのが好ましい。カプセル容器への加圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上である。カプセルＨＩＰ処理における焼結時間は１時間以上であるのが好ましい。焼結温度は１０００〜１４００℃、より好ましくは１１００〜１３００℃である。カプセルＨＩＰ処理における焼結温度が上記範囲内であれば、カプセル容器の材料が軟化、変形する温度領域であり、カプセルＨＩＰ処理に際して、負荷する圧力は金属カプセルが抵抗となることなく、焼結体に圧力を１００％かけることができる。特に、焼結温度が１０００℃〜１４００℃で、圧力５０ＭＰａ以上の条件で１時間以上行うことが好ましい。なお、カプセルＨＩＰ処理条件で温度が１０００℃未満、圧力５０ＭＰａ未満では、得られる焼結体の相対密度が９０％未満と低くなる。
【００４９】
（ＩＧＺＯ焼結体）
本発明のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体（ＩＧＺＯ焼結体）は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）を構成元素として含み、典型的に原子の９９％以上がインジウムと、ガリウムと、亜鉛と、酸素とからなり、下記式で表わすことができる。
式：ＩｎxＧａyＺｎzＯa
［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］
で表され、例えば、ｘ：ｙ：ｚ＝１：１：１の場合は、ＩｎＧａＺｎＯ4と、ｘ：ｙ：ｚ＝２：２：１の場合は、Ｉｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7と表すことができる。なかでも、この２組成が特性的に好ましい。
また、本発明のＩＧＺＯ焼結体は不純物金属元素Ｍ（Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｇｅ、Ｖ、Ｍｎ）を含まない。すなわち、本発明のＩＧＺＯ焼結体における不純物金属元素Ｍの含有率［Ｍ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｍ）：重量比］は、１０ｐｐｍ未満である。
ＩＧＺＯ焼結体の不純物金属元素Ｍの含有量は、実施例に記載の評価方法によって測定することができる。
【００５０】
インジウムとガリウムの合計量に対するインジウムの原子数比ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．８を超えると、スパッタ成膜して得られる膜のキャリア濃度が高過ぎてしまい、その膜を活性層とする薄膜トランジスタ特性の重要な指標であるｏｎ／ｏｆｆ比が悪くなってしまう。一方、このインジウムの原子数比ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２未満になると、スパッタ成膜して得られる膜のキャリア濃度が低くなり過ぎてしまうと共に、膜の移動度も低下してしまって、素子特性上、好ましくない。
また、ＩＧＺＯ焼結体は、インジウムとガリウムと亜鉛の合計量に対する亜鉛の原子数比ｚ／(ｘ＋ｙ＋ｚ)が０．５を超えると、スパッタ成膜して得られる膜の安定性、耐湿性等が劣化してしまう。一方、この亜鉛の原子数比ｚ／(ｘ＋ｙ＋ｚ)が０．１未満になると、スパッタ成膜して得られる膜の非晶質性が弱くなり、結晶化し易くなってしまう。
結晶化膜は膜特性の面内ばらつきが大きく、素子特性のばらつきを大きくしてしまう。更に、亜鉛の原子数比ｚ／(ｘ＋ｙ＋ｚ)の減少とは、インジウムとガリウムと亜鉛の合計量に対するＩｎとＧａの合計量の比の増加であり、これら２種類の金属は亜鉛金属と比較し高価であるため、ＩＧＺＯ焼結体のコストアップとなってしまう。
本明細書中において、ａは化学的量論組成と一致した場合についての記載をしているが、ＩＧＺＯ焼結体中の酸素量は、化学的量論組成からずれて、多少酸素欠損していることの方が常態であり、本発明はそのように酸素欠損を有したＩＧＺＯ焼結体をも包含するのである。
【００５１】
得られた焼結体のバルク抵抗値は、好ましくは１．０×１０-3Ω・ｃｍ未満、より好ましくは８×１０-4Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは７×１０-4Ω・ｃｍ以下であり、導電性に優れた焼結体であるため、特にＤＣスパッタリング法におけるターゲットとして、好適であり、異常放電がなく安定に高速に均一なアモルファスの半導体膜の形成を効率よく行うことができる。
ＩＧＺＯ焼結体のバルク抵抗値は、実施例に記載の評価方法によって測定することができる。
【００５２】
（ターゲット）
本発明のターゲットは、スパッタリング法、イオンプレーティング法、パルスレーザーデポジション（ＰＬＤ）法またはエレクトロンビーム（ＥＢ）蒸着法による成膜に用いられ、本発明の製造方法により得られたＩＧＺＯ焼結体を加工してなる。本発明のターゲットは高密度で、通常相対密度として９７％以上、好ましくは９９％以上、より好ましくは１００％であるためスパッタリングにて成膜する際、異常放電が発生しにくく、安定に成膜することができる。
なお、このような成膜の際に用いる固形材料のことを「タブレット」と称する場合もあるが、本発明においてはこれらを含め「ターゲット」と称することとする。
【００５３】
本発明のターゲットは、スパッタリングターゲットとして、スパッタ成膜に用いられる場合、ＩＧＺＯ焼結体の相対密度は通常９７％以上であり、好ましくは９９％以上、より好ましくは１００％であるので、スパッタ時間の経過に伴って、ノジュールの発生の頻度、異常放電の発生頻度は劇的に減らすことができ、スパッタの生産効率も向上し、得られる膜特性にも優れる。
【００５４】
本発明のターゲットは、上述したＩＧＺＯ焼結体を所定の形状および所定の寸法に加工してなる。ターゲットの製作に際しては、上記によって得られたＩＧＺＯ焼結体の外周の円筒研削、面側の平面研削をすることによって、例えば１５２．４φ×５ｔｍｍのターゲットに加工する。これをさらに、例えば銅製のバッキングプレートに、インジウム系合金などをボンディングメタルとして、貼り合わせ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。
加工方法は、特に制限されず、適宜公知の方法を採用すればよい。例えば、ＩＧＺＯ焼結体に平面研削等を施した後、所定の寸法に切断してから、支持台に貼着することにより、本発明のターゲットを得ることができる。また、必要に応じて、複数枚のＩＧＺＯ焼結体を分割形状にならべて、大面積のターゲット（複合ターゲット）としてもよい。
【００５５】
（透明半導体膜）
ＩＧＺＯ焼結体または本発明のターゲットを用いて基板等の対象物にスパッタすることにより、安定した半導体特性を示す薄膜トランジスタのチャネル層として良好な特性を備える透明半導体膜を形成することができる。
透明半導体膜の膜厚は、移動度が高く、Ｓ値が低い半導体とする点で４５ｎｍ以下であるのが好ましい。
【００５６】
スパッタリング方式としては、ＤＣスパッタ法、ＡＣスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、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、好ましくはＤＣスパッタ法である。
スパッタリング時のチャンバー内の圧力は、例えばＤＣスパッタ法の場合は、通常０．１〜２．０ＭＰａであり、好ましくは０．３〜０．８ＭＰａである。スパッタ時におけるターゲット面の単位面積当たりの投入電力は、例えばＤＣスパッタ法の場合は、通常０．５〜６．０Ｗ／ｃｍ2であり、好ましくは１．０〜５．０Ｗ／ｃｍ2である。スパッタ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、クリプトンなどが挙げられ、好ましくはアルゴンと酸素の混合ガスである。アルゴンと酸素の混合ガスのアルゴン：酸素の流量比は、通常、Ａｒ：Ｏ2＝１００：０〜８０:２０であり、好ましくは１００：０〜９０:１０である。基板としては、ガラス、樹脂（ＰＥＴ、ＰＥＳ等）などを用いることができる。成膜時の膜厚としては、１〜４５ｎｍが好ましく、３〜３０ｎｍがさらに好ましく、５〜２０ｎｍが特に好ましい。
【実施例】
【００５７】
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本発明の一例であり、この例によって本発明は何ら制限されるものではなく、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。【００５８】
（実施例１）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、自動乳鉢にて１時間、乾式混合を行い、混合粉末を得た。【００５９】
次いで、この混合粉末に冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径１１５ｍｍ、高さ４０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は３．６１ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量とから求めた。【００６０】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：１２１ｍｍ、内径：１１５ｍｍ、容器内部の高さ：４０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰めた（充填した）ところ、混合粉末の充填密度は３．６１ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．３７９ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５６．６％となった。
なお、充填密度および焼結体の理論密度は、下記式より求めた。
充填密度＝成型体の重量／カプセル容器の内容積
焼結体の理論密度は、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの単相結晶の理論密度を採用した。【００６１】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、５５０℃で７時間、カプセル容器内の真空引きを行った後、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【００６２】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（１）を得た。この焼結体（１）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径９５．１ｍｍ、高さ３３．１ｍｍであった。
このＩＧＺＯ焼結体（１）の相対密度は１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、６．２×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にてＩＧＺＯ焼結体（１）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。
なお、相対密度は、下式に示すように求めた。
相対密度＝１００×[（焼結体の密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度は、ＪＣＰＤＳカードに記載のＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）の理論密度を採用した。
焼結体の密度は、測長法により測定した。
また、バルク抵抗値は、抵抗率計（三菱化学（株）製「LORESTA‐GP、MCP‐T610」)を用いて、四端子四探針法により測定した。詳しくは、ＩＧＺＯ焼結体（１）に４本の針状の電極を直線上に置き、外側の二探針間と内側の二探針間とに一定の電流を流し、内側の二探針間に生じる電位差を測定して抵抗を求めた。【００６３】
得られたＩＧＺＯ焼結体（１）に表面研削、外周研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍφ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（１）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（１）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。
また、ＩＧＺＯ焼結体（１）に含まれると予想される不純物金属元素Ｍ（Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｇｅ、Ｖ、Ｍｎ）の各含有率についてもＩＣＰ分析装置にて分析をおこなった。分析結果より、ＩＧＺＯ焼結体（１）の成分金属（Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ）に対する不純物金属元素Ｍの含有率［Ｍ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｍ）：重量比］を算出したところ、各不純物金属元素Ｍの含有率はすべて１０ｐｐｍ未満であった。【００６４】
このＩＧＺＯ焼結体（１）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。
その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【００６５】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（１）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（１）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（１）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。【００６６】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【００６７】
（実施例２）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１となるように秤量し、自動乳鉢にて１時間、乾式混合を行った。
次いで、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径１１５ｍｍφ、高さ４０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は３．５６ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量とから求めた。【００６８】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：１２１ｍｍ、内径：１１５ｍｍ、容器内部の高さ：４０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰めた（充填した）ところ、混合粉末の充填密度は３．５６ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．４９５ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５４．８％となった。
なお、充填密度および焼結体の理論密度は、下記式より求めた。
充填密度＝成型体の重量／カプセル容器の内容積
焼結体の理論密度はインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数が２：２：１に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（JCPDSカード番号：381097）の単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの単相結晶の理論密度を採用した。【００６９】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、５５０℃で７時間、カプセル容器内の真空引きを行った後、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【００７０】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（２）を得た。この焼結体（２）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径９４．２ｍｍ、高さ３２．８ｍｍであった。
このＩＧＺＯ焼結体（２）の相対密度は１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、４．２×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にてＩＧＺＯ焼結体（２）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。
なお、相対密度は、下式に示すように求めた。
相対密度＝１００×[（焼結体の密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度はＪＣＰＤＳカードに記載のＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（JCPDSカード番号：381097）の理論密度を採用した。
焼結体の密度は、測長法により測定した。【００７１】
得られたＩＧＺＯ焼結体（２）に表面研削、外周研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（２）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（２）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。【００７２】
このＩＧＺＯ焼結体（２）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【００７３】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（２）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（２）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（２）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。【００７４】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【００７５】
（実施例３）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ:１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１とからなる混合粉末とエチルセルロース（和光純薬製）と、水とを、混合粉末：有機バインダー（エチルセルロース）＝９８．５：１．５（重量比）となる割合となるように混合し、水系スラリーを得た。
このように調整した水系スラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。【００７６】
次いで、混合後の水系スラリーを取り出し、ボールを篩いにより、エバポレーターにて水を揮散させ、その後、熱風乾燥機にて、１００℃で３時間乾燥処理を行った後、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径３００ｍｍφ、高さ１５０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は、３．６０ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量から有機バインダーの重量を差し引いた重量とから求めた。【００７７】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：３０８ｍｍ、内径：３００ｍｍ、容器内部の高さ：１５０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰め（充填し）、実施例１と同様にして充填密度を求めたところ、混合粉末の充填密度は３．６０ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．３７９ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５６．４％となった。【００７８】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、６００℃で７時間にてカプセル容器内の真空引きを行い、バインダーの脱脂と成型体の吸着水を完全に取り去り、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【００７９】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（３）を得た。このＩＧＺＯ焼結体（３）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径２４８．７ｍｍφ、高さ１２４．４ｍｍであり、このＩＧＺＯ焼結体（３）の相対密度は実施例１と同様にして求めたところ、１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、６．２×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にて焼結体（３）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。【００８０】
得られたＩＧＺＯ焼結体（３）に研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍφ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（３）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（３）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。【００８１】
このＩＧＺＯ焼結体（３）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【００８２】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（３）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（３）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（３）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。【００８３】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【００８４】
（実施例４）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ:１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１とからなる混合粉末と、エチルセルロース（和光純薬製）と、水とを、混合粉末：有機バインダー（エチルセルロース）＝９８．５：１．５（重量比）となる割合となるように混合し、水系スラリーを得た。
このように調整した水系スラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。【００８５】
次いで、混合後の水系スラリーを取り出し、ボールを篩いにより、エバポレーターにて水を揮散させ、その後、熱風乾燥機にて、１００℃で３時間乾燥処理を行った後、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径４５０ｍｍφ、高さ１５０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は、３．５２ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量から有機バインダーの重量を差し引いた重量とから求めた。【００８６】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：４５８ｍｍ、内径：４５０ｍｍ、容器内部の高さ：１５０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰め（充填し）、実施例１と同様にして充填密度を求めたところ、混合粉末の充填密度は３．５２ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．４９５ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５４.２％となった。【００８７】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3/ｓｅｃ以下とした。その後、６００℃で７時間にてカプセル容器内の真空引きを行い、バインダーの脱脂と成型体の吸着水を完全に取り去り、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【００８８】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（４）を得た。このＩＧＺＯ焼結体（４）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径３６６．８ｍｍφ、高さ１２２．３ｍｍであり、このＩＧＺＯ焼結体（４）の相対密度は実施例２と同様にして求めたところ、１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、４．２×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にて焼結体（４）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。【００８９】
得られたＩＧＺＯ焼結体（４）に研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍφ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（４）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（４）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。【００９０】
このＩＧＺＯ焼結体（４）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【００９１】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（４）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（４）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（４）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。さらに、極めて高密度で大型の焼結体（４）を、カプセル容器の真空脱気処理と脱バインダー処理を同時に行い（脱脂するためだけの工程を経ずに）、作製することができた。【００９２】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【００９３】
（実施例５）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、稀産金属（株）製、１次粒子サイズ：３．０μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、自動乳鉢にて１時間、乾式混合を行った。【００９４】
次いで、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径１１５ｍｍφ、高さ４０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は３．５６ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量とから求めた。【００９５】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：１２１ｍｍ、内径：１１５ｍｍ、容器内部の高さ：４０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰めた（充填した）ところ、混合粉末の充填密度は、３．４６ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．３７９ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５４．２％となった。
なお、充填密度および焼結体の理論密度は、下記式より求めた。
充填密度＝成型体の重量／カプセル容器の内容積
焼結体の理論密度は、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの単相結晶の理論密度を採用した。【００９６】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、５５０℃で７時間、カプセル容器内の真空引きを行った後、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【００９７】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（５）を得た。この焼結体（５）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径９３．７ｍｍ、高さ３２．６ｍｍであった。
このＩＧＺＯ焼結体（５）の相対密度は、実施例１と同様にして求めたところ、１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、６．９×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にてＩＧＺＯ焼結体（５）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。【００９８】
得られたＩＧＺＯ焼結体（５）に表面研削、外周研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（５）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（５）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。
また、ＩＧＺＯ焼結体（５）に含まれると予想される不純物金属元素Ｍ（Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｇｅ、Ｖ、Ｍｎ）の各含有率についてもＩＣＰ分析装置にて分析をおこなった。分析結果より、ＩＧＺＯ焼結体（５）の成分金属（Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ）に対する不純物金属元素Ｍの含有率［Ｍ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｍ）：重量比］を算出したところ、各不純物金属元素Ｍの含有率はすべて１０ｐｐｍ未満であった。【００９９】
このＩＧＺＯ焼結体（５）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【０１００】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（５）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（５）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（５）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。【０１０１】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【０１０２】
（実施例６）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、稀産金属（株）製、１次粒子サイズ：３．０μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１となるように秤量し、自動乳鉢にて１時間、乾式混合を行った。
次いで、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径１１５ｍｍφ、高さ４０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は３．４７ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量とから求めた。【０１０３】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：１２１ｍｍ、内径：１１５ｍｍ、容器内部の高さ：４０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰めた（充填した）ところ、混合粉末の充填密度は３．４７ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．４９５ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５３．４％となった。
なお、充填密度および焼結体の理論密度は、下記式より求めた。
充填密度＝成型体の重量／カプセル容器の内容積
焼結体の理論密度はインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数が２：２：１に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（ＪＣＰＤＳカード番号：３８１０９７）の単相結晶の情報があり、ＪＣＰＤＳカードに記載されたこの単相結晶の理論密度を採用した。【０１０４】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、５５０℃で７時間、カプセル容器内の真空引きを行った後、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【０１０５】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（６）を得た。この焼結体（６）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径９３．４ｍｍ、高さ３２．５ｍｍであった。
このＩＧＺＯ焼結体（６）の相対密度は１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、５．２×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にてＩＧＺＯ焼結体（６）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。
なお、相対密度は、下式に示すように求めた。
相対密度＝１００×[（焼結体の密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度はＪＣＰＤＳカードに記載のＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（ＪＣＰＤＳカード番号：３８１０９７）の理論密度を採用した。
焼結体の密度は、測長法により測定した。【０１０６】
得られたＩＧＺＯ焼結体（６）に表面研削、外周研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（６）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（６）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。【０１０７】
このＩＧＺＯ焼結体（６）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【０１０８】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（６）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（６）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（６）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。【０１０９】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【０１１０】
（実施例７）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、高純度化学研究所（株）製、１次粒子サイズ：４．０μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、稀産金属（株）製、１次粒子サイズ：３．０μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ:１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１とからなる混合粉末とエチルセルロース（和光純薬製）と、水とを、混合粉末：有機バインダー（エチルセルロース）＝９８．５：１．５（重量比）となる割合となるように混合し、水系スラリーを得た。
このように調整した水系スラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。【０１１１】
次いで、混合後の水系スラリーを取り出し、ボールを篩いにより、エバポレーターにて水を揮散させ、その後、熱風乾燥機にて、１００℃で３時間乾燥処理を行った後、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径４５０ｍｍφ、高さ１５０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は、３．４７ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量から有機バインダーの重量を差し引いた重量とから求めた。【０１１２】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：４５８ｍｍ、内径：４５０ｍｍ、容器内部の高さ：１５０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰め（充填し）、実施例１と同様にして充填密度を求めたところ、混合粉末の充填密度は３．４７ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．３７９ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５４．４％となった。【０１１３】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、６００℃で７時間にてカプセル容器内の真空引きを行い、バインダーの脱脂と成型体の吸着水を完全に取り去り、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【０１１４】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（７）を得た。このＩＧＺＯ焼結体（７）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径３６７.０ｍｍφ、高さ１２２．３ｍｍであり、このＩＧＺＯ焼結体（７）の相対密度は実施例１と同様にして求めたところ、１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、８．８×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にて焼結体（７）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。【０１１５】
得られたＩＧＺＯ焼結体（７）に研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍφ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（７）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（７）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。【０１１６】
このＩＧＺＯ焼結体（７）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【０１１７】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（７）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（７）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（７）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。さらに、極めて高密度で大型の焼結体（７）を、カプセル容器の真空脱気処理と脱バインダー処理を同時に行い（脱脂するためだけの工程を経ずに）、作製することができた。【０１１８】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【０１１９】
（実施例８）
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、稀産金属（株）製、１次粒子サイズ：１．０μｍ）、酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ:１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１とからなる混合粉末とエチルセルロース（和光純薬製）と、水とを、混合粉末：有機バインダー（エチルセルロース）＝９８．５：１．５（重量比）となる割合となるように混合し、水系スラリーを得た。
このように調整した水系スラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。【０１２０】
次いで、混合後の水系スラリーを取り出し、ボールを篩いにより、エバポレーターにて水を揮散させ、その後、熱風乾燥機にて、１００℃で３時間乾燥処理を行った後、冷間静水圧プレスにて３００ＭＰａの圧力をかけて加圧成形し、切削加工を行い、直径４５０ｍｍφ、高さ１５０ｍｍの円柱状成型体を得た。円柱状成型体の密度は、３．５８ｇ／ｃｍ3であった。
なお、成型体の密度は、直接成型体の測長を行い、測長した直径と高さから算出した体積と、測定した成型体の重量から有機バインダーの重量を差し引いた重量とから求めた。【０１２１】
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
円柱状の成型体をステンレス（ＳＵＳ３０４）でできたカプセル容器（外径：４５８ｍｍ、内径：４５０ｍｍ、容器内部の高さ：１５０ｍｍ）に成型体が崩れないようにカプセル容器に移し、カプセル容器内に一杯に詰め（充填し）、実施例１と同様にして充填密度を求めたところ、混合粉末の充填密度は３．５８ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．４９５ｇ／ｃｍ3であることから混合粉末の充填率は５５．１％となった。【０１２２】
カプセル容器に混合粉末を充填した後に、排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋とカプセル容器を溶接した。カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下とした。その後、６００℃で７時間にてカプセル容器内の真空引きを行い、バインダーの脱脂と成型体の吸着水を完全に取り去り、カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認し、排気管を閉じ、カプセル容器の封止を行った。封止したカプセル容器をＨＩＰ処理装置（（株）神戸製鋼所製）に挿入し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理は、温度１２２０℃、圧力１００ＭＰａのＡｒガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、４時間の処理条件で行った。【０１２３】
カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器を取り外し、円柱型のＩＧＺＯ焼結体（８）を得た。このＩＧＺＯ焼結体（８）のサイズを、直接測長して求めたところ、直径３６９．０ｍｍφ、高さ１２３．０ｍｍであり、このＩＧＺＯ焼結体（８）の相対密度は実施例２と同様にして求めたところ、１００％であり、焼結体のバルク抵抗値は、実施例１と同様にして測定したところ、４．９×１０-4Ω・ｃｍであった。また、電子顕微鏡にて焼結体（８）を観察したところ、空孔もほとんどなく緻密な焼結体であった。【０１２４】
得られたＩＧＺＯ焼結体（８）に研削ついで表面研磨を施し、直径が５０．８ｍｍφ、厚さ３ｍｍの焼結体とした。
得られたＩＧＺＯ焼結体（８）をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析したところ、ＩｎとＧａとＺｎの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１であった。このＩＧＺＯ焼結体（８）のＩｎとＧａとＺｎの原子数比は、仕込み組成である、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１とまったくずれていないことから、インジウムや亜鉛の揮散はなかった。【０１２５】
このＩＧＺＯ焼結体（８）を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田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。これを用いてＤＣスパッタリング法により透明基材（無アルカリガラス基板）上に透明半導体膜を成膜して、透明半導体基板を得た。すなわち、スパッタリング装置（キャノンアネルバエンジニアリング（株）製「Ｅ−２００」）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．８Ｗ／ｃｍ2、基板温度は室温の条件下で１０時間連続ＤＣスパッタリングを行い、基板上にキャリアの移動度が大きく、安定したアモルファス透明半導体膜を形成した。その結果、ターゲット表面には、ほとんどノジュールが発生することなく、成膜中にほとんど異常放電は発生しなかった。具体的には、成膜中に発生した異常放電の回数は、１時間あたり３回以内であり、この異常放電の発生に起因するスパッタリング装置の運転停止は一度もなかった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。【０１２６】
以上より、インジウムや亜鉛の揮散がない為、ＩＧＺＯ焼結体（８）の原料である混合粉末の組成と、得られたＩＧＺＯ焼結体（８）の組成とはまったくずれがなく、極めて高密度（相対密度：１００％）かつ低抵抗のＩＧＺＯ焼結体であり、その結果、ＩＧＺＯ焼結体（８）を加工してなるターゲットを用いてＤＣスパッタリングしてもスパッタリング装置の運転が停止することなく安定に製膜できた。さらに、極めて高密度で大型の焼結体（８）を、カプセル容器の真空脱気処理と脱バインダー処理を同時に行い（脱脂するためだけの工程を経ずに）、作製することができた。【０１２７】
以上のように、極めて簡易な短い製造プロセスにて、混合粉末の粒径はナノ粒子サイズでないため、ナノマテリアルの問題もなく高密度（相対密度：１００％）な焼結体を作製できた。【０１２８】
（比較例１）
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3の酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、タップ密度が１．３９ｇ／ｃｍ3の酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）、タップ密度が１．０２ｇ/ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量した混合粉末と、更に２ｍｍφジルコニア製ボールとポリプロピレンカーボネート（Empower Materials社製の「QPAC40」、分子量：２０万）と、エタノールと、ポリプロピレンカーボネートを溶解させるためのアセトンとを、混合粉末：有機バインダー（ポリプロピレンカーボネート）＝９７：３（重量比）となる割合となるように混合し、スラリーを得た。このように調製したスラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。次いで、湿式混合後のスラリーを取り出し、ボールを篩いにより、溶媒をエバポレーターにより除去し混合粉末を得た。なお、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末のタップ密度はＪＩＳ Ｋ５１０１に基づいて、所定のサイズのメスシリンダーにそれぞれの粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながらそれぞれの粉末を充填し、評価を行った。【０１２９】
得られた混合粉末を、実施例１で用いたのと同様のカプセル容器に混合粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填したところ、タップ密度は１．５８ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．３７９ｇ／ｃｍ3であることから充填率は２４．８％となった。
なお、充填率は、下式に示すように求めた。
充填率＝１００×[（タップ密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度は、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となる組成に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの理論密度を採用した。【０１３０】
その後、実施例３と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行ったところ、カプセルＨＩＰ処理中にカプセル容器が破裂し、混合粉末がＨＩＰ処理装置内に飛散し、ＩＧＺＯ焼結体を作製することが出来なかった。
混合粉末の充填率が２４．８％と極めて低く、カプセル容器の収縮率が７５．２％となるため、混合粉末の収縮にカプセル容器の収縮が追随できず、カプセル容器が破裂してしまった。【０１３１】
（比較例２）
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3の酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、タップ密度が１．３９ｇ／ｃｍ3の酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）、タップ密度が１．０２ｇ/ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１となるように秤量した混合粉末と、更に２ｍｍφジルコニア製ボールとポリプロピレンカーボネート（Empower Materials社製の「QPAC40」、分子量：２０万）と、エタノールと、ポリプロピレンカーボネートを溶解させるためのアセトンとを、混合粉末：有機バインダー（ポリプロピレンカーボネート）＝９７：３（重量比）となる割合となるように混合し、スラリーを得た。このように調製したスラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。次いで、湿式混合後のスラリーを取り出し、ボールを篩いにより、溶媒をエバポレーターにより除去し混合粉末を得た。なお、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末のタップ密度はＪＩＳ Ｋ５１０１に基づいて、所定のサイズのメスシリンダーにそれぞれの粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながらそれぞれの粉末を充填し、評価を行った。【０１３２】
得られた混合粉末を、実施例１で用いたのと同様のカプセル容器に混合粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填したところ、タップ密度は１．５１ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．４９５ｇ／ｃｍ3であることから充填率は２３．２％となった。
なお、充填率は、下式に示すように求めた。
充填率＝１００×[（タップ密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度は、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１となる組成に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（JCPDSカード番号：381097）という単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの理論密度を採用した。【０１３３】
その後、実施例３と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行ったところ、カプセルＨＩＰ処理中にカプセル容器が破裂し、混合粉末がＨＩＰ処理装置内に飛散し、ＩＧＺＯ焼結体を作製することが出来なかった。
混合粉末の充填率が２３．２％と極めて低く、カプセル容器の収縮率が７６．８％となるため、混合粉末の収縮にカプセル容器の収縮が追随できず、カプセル容器が破裂してしまった。【０１３４】
（比較例３）
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3の酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、タップ密度が１．４７ｇ／ｃｍ3の酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、稀産金属（株）製、１次粒子サイズ：３．０μｍ）、タップ密度が１．０２ｇ/ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量した混合粉末と、更に２ｍｍφジルコニア製ボールとポリプロピレンカーボネート（Empower Materials社製の「QPAC40」、分子量：２０万）と、エタノールと、ポリプロピレンカーボネートを溶解させるためのアセトンとを、混合粉末：有機バインダー（ポリプロピレンカーボネート）＝９７：３（重量比）となる割合となるように混合し、スラリーを得た。このように調製したスラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。次いで、湿式混合後のスラリーを取り出し、ボールを篩いにより、溶媒をエバポレーターにより除去し混合粉末を得た。なお、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末のタップ密度はＪＩＳ Ｋ５１０１に基づいて、所定のサイズのメスシリンダーにそれぞれの粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながらそれぞれの粉末を充填し、評価を行った。【０１３５】
得られた混合粉末を、実施例１で用いたのと同様のカプセル容器に混合粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填したところ、タップ密度は１．５５ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．３７９ｇ／ｃｍ3であることから充填率は２４．２％となった。
なお、充填率は、下式に示すように求めた。
充填率＝１００×[（タップ密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度は、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となる組成に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの理論密度を採用した。【０１３６】
その後、実施例３と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行ったところ、カプセルＨＩＰ処理中にカプセル容器が破裂し、混合粉末がＨＩＰ処理装置内に飛散し、ＩＧＺＯ焼結体を作製することが出来なかった。
混合粉末の充填率が２４．２％と極めて低く、カプセル容器の収縮率が７５．８％となるため、混合粉末の収縮にカプセル容器の収縮が追随できず、カプセル容器が破裂してしまった。【０１３７】
（比較例４）
＜ＩＧＺＯ焼結体の製造＞
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3の酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）、タップ密度が１．４８ｇ／ｃｍ3の酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、稀産金属（株）製、１次粒子サイズ：１．０μｍ）、タップ密度が１．０２ｇ/ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）をインジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１となるように秤量した混合粉末と、更に２ｍｍφジルコニア製ボールとポリプロピレンカーボネート（Empower Materials社製の「QPAC40」、分子量：２０万）と、エタノールと、ポリプロピレンカーボネートを溶解させるためのアセトンとを、混合粉末：有機バインダー（ポリプロピレンカーボネート）＝９７：３（重量比）となる割合となるように混合し、スラリーを得た。このように調製したスラリーを樹脂製ポットに入れ、湿式ボールミル混合法により湿式混合した。この湿式混合は、ボールとして硬質ＺｒＯ2ボールを用い、混合時間を１８時間として行った。次いで、湿式混合後のスラリーを取り出し、ボールを篩いにより、溶媒をエバポレーターにより除去し混合粉末を得た。なお、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末のタップ密度はＪＩＳ Ｋ５１０１に基づいて、所定のサイズのメスシリンダーにそれぞれの粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながらそれぞれの粉末を充填し、評価を行った。【０１３８】
得られた混合粉末を、実施例１で用いたのと同様のカプセル容器に混合粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填したところ、タップ密度は１．５２ｇ／ｃｍ3となり、焼結体の理論密度が６．４９５ｇ／ｃｍ3であることから充填率は２３．４％となった。
なお、充填率は、下式に示すように求めた。
充填率＝１００×[（タップ密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の理論密度は、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が２：２：１となる組成に対応する結晶相として、JCPDSカードにはＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（JCPDSカード番号：381097）という単相結晶の情報があり、JCPDSカードに記載されたこの理論密度を採用した。【０１３９】
その後、実施例３と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行ったところ、カプセルＨＩＰ処理中にカプセル容器が破裂し、混合粉末がＨＩＰ処理装置内に飛散し、ＩＧＺＯ焼結体を作製することが出来なかった。
混合粉末の充填率が２３．４％と極めて低く、カプセル容器の収縮率が７６．６％となるため、混合粉末の収縮にカプセル容器の収縮が追随できず、カプセル容器が破裂してしまった。
【国際調査報告】
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