(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物と、
Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物と、
下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物と、を含み、
Ｌｎ元素は、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種以上の元素である、
焼結体。
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）
【請求項２】
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１が、０．１μｍ以上、３．０μｍ以下である、
請求項１に記載の焼結体。
【請求項３】
前記ガーネット構造の第２の酸化物は、Ｌｎ３Ｇａ５Ｏ１２で表される、
請求項１又は請求項２に記載の焼結体。
【請求項４】
焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して、
前記第１の酸化物の面積比率が、８０％以上、９９％以下であり、
前記第２の酸化物の面積比率が、０．９％以上、１２％以下であり、
前記第３の酸化物の面積比率が、０．１％以上、８％以下である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項５】
前記第１の酸化物の原子組成比の範囲が下記（４ａ）、（４ｂ）及び（４ｃ）で表され、
前記第２の酸化物の原子組成比の範囲が下記（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）で表される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の焼結体。
０．８５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦１．００・・・（４ａ）
０．００≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１０・・・（４ｂ）
０．００≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０５・・・（４ｃ）
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．３０・・・（５ａ）
０．２５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．４５・・・（５ｂ）
０．２５≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．６５・・・（５ｃ）
【請求項６】
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、前記第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数１）、（数２）及び（数３）の関係を満たす、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦４    ・・・（数１）
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
０．１≦Ｄ２／Ｄ３≦２    ・・・（数３）
【請求項７】
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、前記第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数１Ｄ）、（数２）及び（数３）の関係を満たす、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦３    ・・・（数１Ｄ）
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
０．１≦Ｄ２／Ｄ３≦２    ・・・（数３）
【請求項８】
前記Ｌｎ元素は、Ｓｍ元素である、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項９】
下記（６）、（７）及び（８）で表される原子組成比の範囲を満たす、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の焼結体。
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．９１  ・・・（６）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１２  ・・・（７）
０．０１≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０８  ・・・（８）
【請求項１０】
Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物と、
Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物と、
前記第１の酸化物及び前記第２の酸化物とは異なる構造の第３の酸化物と、を含み、
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１が、０．１μｍ以上、３．０μｍ以下であり、
前記第３の酸化物が下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たし、
Ｌｎ元素は、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種以上の元素である、
焼結体。
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）
【請求項１１】
前記Ｌｎ元素は、Ｓｍ元素である、
請求項１０に記載の焼結体。
【請求項１２】
下記（６）、（７）及び（８）で表される原子組成比の範囲を満たす、
請求項１０又は請求項１１に記載の焼結体。
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．９１  ・・・（６）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１２  ・・・（７）
０．０１≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０８  ・・・（８）
【請求項１３】
焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第１の酸化物の面積比率が、８０％以上、９９％以下である、
請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項１４】
焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して
前記第２の酸化物の面積比率が、１％以上、１２％以下である、
請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項１５】
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、が下記数式（数１）の関係を満たす、
請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦４    ・・・（数１）
【請求項１６】
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、が下記数式（数１Ｄ）の関係を満たす、
請求項１０から請求項１５のいずれか一項に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦３    ・・・（数１Ｄ）
【請求項１７】
前記第１の酸化物の原子組成比の範囲が下記（４ａ）、（４ｂ）及び（４ｃ）で表され、
前記第２の酸化物の原子組成比の範囲が下記（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）で表される、
請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載の焼結体。
０．８５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦１．００・・・（４ａ）
０．００≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１０・・・（４ｂ）
０．００≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０５・・・（４ｃ）
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．３０・・・（５ａ）
０．２５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．４５・・・（５ｂ）
０．２５≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．６５・・・（５ｃ）
【請求項１８】
焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して
前記第３の酸化物の面積比率が、０％超、８％以下である、
請求項１０から請求項１７のいずれか一項に記載の焼結体。
【請求項１９】
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数２）の関係を満たす、
請求項１０から請求項１８のいずれか一項に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタに用いられる酸化物半導体は、汎用のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に比べて高いキャリヤー移動度を有し、光学バンドギャップが大きく、低温で成膜できる。そのため、酸化物半導体は、大型、高解像度、及び高速駆動が要求される次世代ディスプレイ、及び耐熱性の低い樹脂基板等への適用が期待されている。
上記酸化物半導体（膜）の形成に当たっては、スパッタリングターゲットをスパッタリングするスパッタリング法が好適に用いられている。これは、スパッタリング法で形成された薄膜が、イオンプレーティング法、真空蒸着法、又は電子ビーム蒸着法で形成された薄膜に比べ、膜面内における成分組成、及び膜厚等の面内均一性に優れており、スパッタリングターゲットと成分組成が同じであるためである。【０００３】
特許文献１には、一般式（Ｉ）で表されるガーネット相、及び、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト相を含む酸化物焼結体が記載されている。
Ｌｎ３Ｉｎ２Ｇａ３−ＸＡｌＸＯ１２          （Ｉ）
（式中、Ｌｎは、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれた一種以上の金属元素を表す。Ｘは、０≦Ｘ＜３である。）【０００４】
特許文献２には、Ｉｎ２Ｏ３で構成されるビックスバイト相と、ガーネット相（Ａ３Ｂ５Ｏ１２相（式中、ＡはＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群から選ばれる一以上の元素であり、ＢはＡｌ及びＧａからなる群から選ばれる一以上の元素である。））を含む酸化物焼結体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０４３３２３号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０９８０６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スパッタリングによって得られる酸化物膜の膜密度を向上させるために、より大きなパワーで成膜することが要望されている。特許文献１及び特許文献２には、酸化物焼結体を材料とするスパッタリングターゲットを用いて大パワーでスパッタリングする際の異常放電に関する記載がある。特許文献２では、ＤＣ出力密度２．５Ｗ／ｃｍ２（特許文献２では２００Ｗ／４ｉｎｃｈΦ）にて異常放電の有無を確認しているが、膜密度を向上させるために、例えば、４〜５Ｗ／ｃｍ２程度のＤＣ出力密度でスパッタリング成膜することが要望されている。しかしながら、大パワーで成膜するためにスパッタリング時の出力を上げると、異常放電が起きる場合がある。【０００７】
本発明の目的は、従来の成膜条件よりもさらに大パワーでスパッタリングした場合でも、異常放電を抑制できる焼結体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］  Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物と、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物と、下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物と、を含み、Ｌｎ元素は、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種以上の元素である、焼結体。
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）【０００９】
［２］  前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１が、０．１μｍ以上、３．０μｍ以下である、［１］に記載の焼結体。【００１０】
［３］  前記ガーネット構造の第２の酸化物は、Ｌｎ３Ｇａ５Ｏ１２で表される、［１］又は［２］に記載の焼結体。【００１１】
［４］  焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して、前記第１の酸化物の面積比率が、８０％以上、９９％以下であり、前記第２の酸化物の面積比率が、０．９％以上、１２％以下であり、前記第３の酸化物の面積比率が、０．１％以上、８％以下である、［１］から［３］のいずれか一項に記載の焼結体。【００１２】
［５］  前記第１の酸化物の原子組成比の範囲が下記（４ａ）、（４ｂ）及び（４ｃ）で表され、前記第２の酸化物の原子組成比の範囲が下記（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）で表される、［１］から［４］のいずれか一項に記載の焼結体。
０．８５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦１．００・・・（４ａ）
０．００≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１０・・・（４ｂ）
０．００≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０５・・・（４ｃ）
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．３０・・・（５ａ）
０．２５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．４５・・・（５ｂ）
０．２５≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．６５・・・（５ｃ）【００１３】
［６］  前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、前記第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数１）、（数２）及び（数３）の関係を満たす、［１］から［５］のいずれか一項に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦３    ・・・（数１）
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
０．１≦Ｄ２／Ｄ３≦２    ・・・（数３）【００１４】
［７］  前記Ｌｎ元素は、Ｓｍ元素である、［１］から［６］のいずれか一項に記載の焼結体。【００１５】
［８］  下記（６）、（７）及び（８）で表される原子組成比の範囲を満たす、［１］から［７］のいずれか一項に記載の焼結体。
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．９１  ・・・（６）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１２  ・・・（７）
０．０１≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０８  ・・・（８）【００１６】
［９］  Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物を含み、前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１が、０．１μｍ以上、３．０μｍ以下であり、Ｌｎ元素は、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種以上の元素である、焼結体。【００１７】
［１０］  前記Ｌｎ元素は、Ｓｍ元素である、［９］に記載の焼結体。【００１８】
［１１］  下記（６）、（７）及び（８）で表される原子組成比の範囲を満たす、［９］又は［１０］に記載の焼結体。
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．９１  ・・・（６）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１２  ・・・（７）
０．０１≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０８  ・・・（８）【００１９】
［１２］  焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第１の酸化物の面積比率が、８０％以上、９９％以下である、［９］から［１１］のいずれか一項に記載の焼結体。【００２０】
［１３］  Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物を含む、［９］から［１２］のいずれか一項に記載の焼結体。【００２１】
［１４］  焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第２の酸化物の面積比率が、１％以上、１２％以下である、［１３］に記載の焼結体。【００２２】
［１５］  前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、が下記数式（数１）の関係を満たす、［１３］又は［１４］に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦３    ・・・（数１）【００２３】
［１６］  前記第１の酸化物の原子組成比の範囲が下記（４ａ）、（４ｂ）及び（４ｃ）で表され、前記第２の酸化物の原子組成比の範囲が下記（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）で表される、［１３］から［１５］のいずれか一項に記載の焼結体。
０．８５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦１．００・・・（４ａ）
０．００≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１０・・・（４ｂ）
０．００≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０５・・・（４ｃ）
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．３０・・・（５ａ）
０．２５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．４５・・・（５ｂ）
０．２５≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．６５・・・（５ｃ）【００２４】
［１７］  前記第１の酸化物及び前記第２の酸化物とは異なる構造の第３の酸化物を含む、［１３］から［１６］のいずれか一項に記載の焼結体。【００２５】
［１８］  焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第３の酸化物の面積比率が、０％超、８％以下である、［１７］に記載の焼結体。【００２６】
［１９］  前前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数２）の関係を満たす、［１７］又は［１８］に記載の焼結体。
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）【００２７】
［２０］  前記第３の酸化物が下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす、［１７］から［１９］のいずれか一項に記載の焼結体。
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）【００２８】
［２１］  第１の酸化物及び第２の酸化物とは異なる構造の第３の酸化物を含まない、［９］から［１６］のいずれか一項に記載の焼結体。【００２９】
本発明によれば従来の成膜条件よりもさらに大パワーでスパッタリングした場合でも、異常放電を抑制できる焼結体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１に係る焼結体のＸＲＤチャートである。
【図２】実施例１に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図３】実施例２に係る焼結体のＸＲＤチャートである。
【図４】実施例２に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図５】実施例３に係る焼結体のＸＲＤチャートである。
【図６】実施例３に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図７】比較例１に係る焼結体のＸＲＤチャートである。
【図８】実施例１に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図９】実施例１に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図１０】実施例１に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図１１】実施例１に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図１２】実施例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図１３】実施例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図１４】実施例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図１５】実施例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図１６】比較例１に係る焼結体のＥＰＭＡ測定による反射電子像である。
【図１７】比較例１に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図１８】比較例１に係る焼結体のＥＰＭＡ測定結果である。
【図１９Ａ】一実施形態におけるスパッタリングターゲットの形状を示す斜視図である。
【図１９Ｂ】一実施形態におけるスパッタリングターゲットの形状を示す斜視図である。
【図１９Ｃ】一実施形態におけるスパッタリングターゲットの形状を示す斜視図である。
【図１９Ｄ】一実施形態におけるスパッタリングターゲットの形状を示す斜視図である。
【図２０】実施例４に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２１】実施例５に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２２】実施例６に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２３】実施例７に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２４】実施例８に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２５】比較例２に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２６】比較例３に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２７】比較例４に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２８】比較例５に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図２９】比較例６に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図３０】比較例７に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図３１】比較例８に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図３２】比較例９に係る焼結体のリートベルト解析結果である。
【図３３Ａ】実施例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３３Ｂ】実施例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図３４Ａ】実施例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３４Ｂ】実施例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図３５Ａ】実施例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３５Ｂ】実施例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図３６Ａ】実施例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３６Ｂ】実施例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図３７Ａ】実施例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３７Ｂ】実施例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図３８Ａ】比較例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３８Ｂ】比較例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図３９Ａ】比較例３に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図３９Ｂ】比較例３に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４０Ａ】比較例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図４０Ｂ】比較例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４１Ａ】比較例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図４１Ｂ】比較例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４２Ａ】比較例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図４２Ｂ】比較例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４３Ａ】比較例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図４３Ｂ】比較例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４４Ａ】比較例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図４４Ｂ】比較例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４５Ａ】比較例９に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像である。
【図４５Ｂ】比較例９に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像である。
【図４６】実施例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図４７】実施例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図４８】実施例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図４９】実施例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５０】実施例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５１】比較例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５２】比較例３に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５３】比較例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５４】比較例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５５】比較例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５６】比較例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５７】比較例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５８】比較例９に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果である。
【図５９】実施例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６０】実施例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６１】実施例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６２】実施例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６３】実施例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６４】比較例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６５】比較例３に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６６】比較例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６７】比較例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６８】比較例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図６９】比較例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図７０】比較例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【図７１】比較例９に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施の形態について図面等を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。
【００３２】
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
【００３３】
また、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３４】
また、本明細書等において、「膜」又は「薄膜」という用語と、「層」という用語とは、場合によっては、互いに入れ替えることが可能である。
また、本明細書等の焼結体において、「化合物」という用語と、「結晶相」という用語は、場合によっては、互いに入れ替えることが可能である。
【００３５】
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前に記載される数値を下限値とし、「〜」の後に記載される数値を上限値として含む範囲を意味する。
【００３６】
＜第１実施形態＞
〔焼結体〕
本実施形態に係る焼結体は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物と、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物と、下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物と、を含む。
【００３７】
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）
【００３８】
本実施形態において、Ｌｎ元素は、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種以上の元素である。
【００３９】
焼結体のＳＥＭ観察、焼結体中の各結晶相における金属比率、面積比率、及び平均結晶粒径については、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）／エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ：  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて評価できる。評価方法は、実施例に記載の通りである。
【００４０】
本明細書における原子比は、二次元高分解能二次イオン質量分析装置Ｎａｎｏ−ＳＩＭＳ分析（Ｎａｎｏ−ＳＩＭＳ、ＡＭＥＴＥＫ  ＣＡＭＥＣＡ社製）によっても測定できる。
【００４１】
本明細書において、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の酸化物を第１の酸化物と称する場合がある。
本明細書において、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の酸化物を第２の酸化物と称する場合がある。
本明細書において、前記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす酸化物を第３の酸化物と称する場合がある。
【００４２】
本実施形態に係る焼結体によれば、ＤＣスパッタリング時のＤＣ出力密度が４〜５Ｗ／ｃｍ２程度の大パワースパッタリングであっても、異常放電を抑制できる。ここで、ＤＣ出力密度とはスパッタ時に印加する出力（単位：Ｗ）をターゲット中にプラズマが照射されている面積（単位：ｃｍ２）で除した値である。本実施形態に係る焼結体は、第１の酸化物及び第２の酸化物だけでなく、さらに前記(１)〜(３)の原子組成比範囲を満たす酸化物（第３の酸化物）を含有することで、ビックスバイト相の成長が抑制されてビックスバイト相の酸化物の粒径が小さくなり、その結果、異常放電を抑制できると推測される。
【００４３】
本実施形態において、前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径が、０．１μｍ以上、３．０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上、２．０μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以上、１．０μｍ以下であることがさらに好ましい。
前記ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径が０．１μｍ以上、３．０μｍ以下であることにより、異常放電を抑制する効果が向上する。
【００４４】
本明細書における焼結体中の酸化物の平均結晶粒径は、ＳＥＭによる二次電子像、反射電子像、及びＳＥＭ−ＥＤＳ各元素のＥＤＳマッピングの測定と、それらの画像解析によって算出できる。詳細な解析方法は、実施例にて説明される。
【００４５】
前記ガーネット構造の第２の酸化物は、下記組成式（Ａ１）で表されることが好ましい。
【００４６】
Ｌｎ３Ｇａ５Ｏ１２…（Ａ１）
ガーネット構造の第２の酸化物において、Ｉｎは、Ｌｎサイトに置換してもよく、Ｇａサイトに置換してもよい。
【００４７】
前記ガーネット構造の第２の酸化物が、前記組成式（Ａ１）で表される酸化物であることにより、電気抵抗が小さくなり、スパッタリング中の異常放電が少なくなる。
【００４８】
本実施形態に係る焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積ＳＴに対して、第１の酸化物の面積Ｓ１の比率（本明細書において、この面積比率をＳＸ１と称する場合がある。）が８０％以上、９９％以下であることが好ましい。面積比率ＳＸ１は、ＳＸ１＝（Ｓ１／ＳＴ）×１００で算出される。
【００４９】
本実施形態に係る焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積ＳＴに対して、第２の酸化物の面積Ｓ２の比率（本明細書において、この面積比率をＳＸ２と称する場合がある。）が、０．９％以上、１２％以下であることが好ましい。面積比率ＳＸ２は、ＳＸ２＝（Ｓ２／ＳＴ）×１００で算出される。
【００５０】
本実施形態に係る焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積ＳＴに対して、第３の酸化物の面積Ｓ３の比率（本明細書において、この面積比率をＳＸ３と称する場合がある。）が、０．１％以上、８％以下であることが好ましい。面積比率ＳＸ３は、ＳＸ３＝（Ｓ３／ＳＴ）×１００で算出される。
【００５１】
ＳＸ１が、８０％以上、９９％以下であり、ＳＸ２が、０．９％以上、１２％以下であり、ＳＸ３が、０．１％以上、８％以下であることにより、焼結体の抵抗値を低くすることができ、結果として異常放電が起こりにくくなる。
【００５２】
第１の酸化物の原子組成比の範囲が下記（４ａ）、（４ｂ）及び（４ｃ）で表され、第２の酸化物の原子組成比の範囲が下記（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）で表されることが好ましい。
０．８５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦１．００・・・（４ａ）
０．００≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１０・・・（４ｂ）
０．００≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０５・・・（４ｃ）
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．３０・・・（５ａ）
０．２５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．４５・・・（５ｂ）
０．２５≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．６５・・・（５ｃ）
第１の酸化物の原子組成比及び第２の酸化物の原子組成比が上記（４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）、（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）の範囲を満たすことにより、それぞれの結晶内に金属元素が完全固溶するため、粒界偏析を生じず、異常放電が起こりにくくなる。
【００５３】
ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数１）、（数２）及び（数３）の関係を満たすことが好ましい。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦４    ・・・（数１）
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
０．１≦Ｄ２／Ｄ３≦２    ・・・（数３）
ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数１Ｄ）、（数２）及び（数３）の関係を満たすことがさらに好ましい。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦３    ・・・（数１Ｄ）
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
０．１≦Ｄ２／Ｄ３≦２    ・・・（数３）
ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２の比率（Ｄ１／Ｄ２）、又はビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３の比率（Ｄ１／Ｄ３）を４以下とすると、スパッタリング成膜時にビックスバイト構造の第１の酸化物に電界が集中せず、異常放電が起こりにくくなる。
ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と第２平均結晶粒径Ｄ２の比率（Ｄ１／Ｄ２）、又はビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と第３の平均結晶粒径Ｄ３平均結晶粒径の比率（Ｄ１／Ｄ３）を０．１以上にすると、各酸化物の平均結晶粒径の差が大きくなりすぎず、結晶成長時に粒界にポアが発生しにくくなり、スパッタリング成膜時の異常放電が起こりにくくなる。
ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３の比率（Ｄ２／Ｄ３）を２以下とすると、スパッタリング成膜時にガーネット構造の第２の酸化物に電界が集中せず、異常放電が起こりにくくなる。ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２の第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３の比率（Ｄ２／Ｄ３）を０．１以上にすると、第２の酸化物と第３の酸化物の平均結晶粒径の差が大きくなりすぎず、結晶成長時に粒界にポアが発生しにくくなり、スパッタ時の異常放電が起こりにくくなる。
【００５４】
本実施形態に係る焼結体において、Ｌｎ元素は、Ｓｍ元素（サマリウム元素）であることが好ましい。Ｌｎ元素がＳｍ元素であることにより、インジウムを含むガーネット相を形成するため、結果として異常放電が起こりにくくなる。
【００５５】
Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、本実施形態に係る焼結体は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＳｍ元素を含む焼結体であって、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物と、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＳｍ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物と、下記（１Ａ）、（２Ａ）及び（３Ａ）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物と、を含む。
【００５６】
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．７    ・・・（１Ａ）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．７    ・・・（２Ａ）
０≦Ｓｍ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）＜０．０５  ・・・（３Ａ）
【００５７】
Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、本実施形態に係るガーネット構造の第２の酸化物は、下記組成式（Ａ２）で表されることが好ましい。
【００５８】
Ｓｍ３Ｇａ５Ｏ１２…（Ａ２）
ガーネット構造の第２の酸化物において、Ｉｎは、Ｓｍサイトに置換してもよく、Ｇａサイトに置換してもよい。
【００５９】
本実施形態に係る焼結体は、下記（６）、（７）及び（８）で表される原子組成比の範囲を満たすことが好ましい。
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．９１  ・・・（６）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１２  ・・・（７）
０．０１≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０８  ・・・（８）
【００６０】
Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、本実施形態に係る焼結体は、下記（６Ａ）、（７Ａ）及び（８Ａ）で表される原子組成比の範囲を満たすことが好ましい。
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．９１  ・・・（６Ａ）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．１２  ・・・（７Ａ）
０．０１≦Ｓｍ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．０８  ・・・（８Ａ）
【００６１】
本実施形態に係る焼結体の原子組成比は、下記式（１１）、（１２）及び（１３）を満たすことも好ましい。
４ＸＧａ−７ＸＳｍ≧１４  …（１１）
８≦ＸＧａ≦１２  …（１２）
１≦ＸＳｍ  …（１３）
（前記式（１１）、（１２）及び（１３）において、焼結体中のＧａ元素（ガリウム元素）の原子組成比をＸＧａ［ａｔ％］とし、Ｓｍ元素（サマリウム元素）の原子組成比をＸＳｍ［ａｔ％］とする。）
【００６２】
本実施形態に係る焼結体のバルク抵抗は、１５ｍΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。焼結体のバルク抵抗が１５ｍΩ・ｃｍ以下であれば、抵抗が十分に低い焼結体であり、本実施形態に係る焼結体は、スパッタリングターゲットとしてより好適に使用できる。本実施形態に係る焼結体のバルク抵抗が低ければ、得られるターゲットの抵抗が低くなり、安定したプラズマが生じる。また、火の玉放電と呼ばれるアーク放電が起こり難くなり、ターゲット表面を溶融させたり、割れを発生させたりするのを防げる。
バルク抵抗は、実施例に記載の方法により測定できる。
【００６３】
本実施形態に係る焼結体は、本質的に、インジウム（Ｉｎ）元素、ガリウム（Ｇａ）元素、ランタノイド（Ｌｎ）（好ましくは、サマリウム（Ｓｍ））元素及び酸素（Ｏ）元素のみからなっていてもよい。この場合において、本実施形態に係る焼結体は不可避不純物を含んでいてもよい。本実施形態に係る焼結体の、例えば、７０％質量以上、８０質量％以上、又は９０質量％以上が、インジウム（Ｉｎ）元素、ガリウム（Ｇａ）元素、ランタノイド（Ｌｎ）（好ましくは、サマリウム（Ｓｍ））元素及び酸素（Ｏ）元素であってもよい。また、本実施形態に係る焼結体は、インジウム（Ｉｎ）元素、ガリウム（Ｇａ）元素、ランタノイド（Ｌｎ）（好ましくは、サマリウム（Ｓｍ））元素及び酸素（Ｏ）元素のみからなっていてもよい。なお、不可避不純物とは、意図的に添加しない元素であって、原料や製造工程で混入する元素を意味する。以下の説明でも同様である。
【００６４】
不可避不純物の例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等など）、水素（Ｈ）元素、ホウ素（Ｂ）元素、炭素（Ｃ）元素、窒素（Ｎ）元素、フッ素（Ｆ）元素、ケイ素（Ｓｉ）元素、及び塩素（Ｃｌ）元素である。
【００６５】
＜不純物濃度（Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｓｉ、Ｃｌ）の測定＞
得られた焼結体中の不純物濃度（Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｓｉ、Ｃｌ）は、セクタ型ダイナミック二次イオン質量分析計ＳＩＭＳ分析（ＩＭＳ  ７ｆ−Ａｕｔｏ、ＡＭＥＴＥＫ  ＣＡＭＥＣＡ社製）を用いて定量評価できる。
具体的には、まず一次イオンＣｓ＋を用い、１４．５ｋＶの加速電圧で測定対象の焼結体表面から２０μｍの深さまでスパッタを行う。その後、ラスター１００μｍ□（１００μｍ×１００μｍのサイズ）、測定エリア３０μｍ□（３０μｍ×３０μｍのサイズ）、深さ１μｍ分を一次イオンでスパッタしながら不純物（Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｓｉ、Ｃｌ）の質量スペクトル強度を積分する。
【００６６】
さらに質量スペクトルから不純物濃度の絶対値を算出するため、それぞれの不純物をイオン注入によってドーズ量を制御して焼結体に注入し不純物濃度が既知の標準試料を作製する。標準試料についてＳＩＭＳ分析によって不純物（Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｓｉ、Ｃｌ）の質量スペクトル強度を得て、不純物濃度の絶対値と質量スペクトル強度の関係式を検量線とする。
最後に、測定対象の焼結体の質量スペクトル強度と検量線を用い、測定対象の不純物濃度を算出し、これを不純物濃度の絶対値（ａｔｏｍ・ｃｍ−３）とする。
【００６７】
＜不純物濃度（Ｂ、Ｎａ）の測定＞
得られた焼結体の不純物濃度（Ｂ、Ｎａ）についても、ＳＩＭＳ分析（ＩＭＳ  ７ｆ−Ａｕｔｏ、ＡＭＥＴＥＫ  ＣＡＭＥＣＡ社製）を用いて定量評価できる。一次イオンをＯ２＋、一次イオンの加速電圧を５．５ｋＶ、それぞれの不純物の質量スペクトルの測定をすること以外は、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｓｉ、Ｃｌの測定と同様の評価により測定対象の不純物濃度の絶対値（ａｔｏｍ・ｃｍ−３）を得ることができる。
【００６８】
［焼結体の製造方法］
本実施形態に係る焼結体は、原料粉末を混合し、成形し、焼結することにより製造できる。
原料としては、インジウム化合物、ガリウム化合物、及びランタノイド化合物が挙げられ、これら化合物としては酸化物が好ましい。即ち、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）及びランタノイド酸化物を用いると好ましい。本実施形態に係る焼結体において、Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、ランタノイド化合物に対応する原料としては、サマリウム化合物が挙げられ、サマリウム酸化物が好ましく、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）がより好ましい。
【００６９】
酸化インジウム粉は、特に限定されず、工業的に市販されている酸化インジウム粉を使用できる。酸化インジウム粉は、高純度、例えば、工業的に製造工程で含まれる可能性のあるＳｎは５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、Ｓｎは５０ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくはＩｎ２Ｏ３の純度として４Ｎ（０．９９９９）以上が良い。また、インジウム化合物としては、酸化物だけでなく、塩化物、硝酸塩、又は酢酸塩等のインジウム塩を用いてもよい。
【００７０】
酸化ガリウム粉は、特に限定されず、工業的に市販されている酸化ガリウム粉が使用できる。酸化ガリウム粉は、高純度、例えば、４Ｎ（０．９９９９）以上であることが好ましい。また、ガリウム化合物としては、酸化物だけでなく、塩化物、硝酸塩、又は酢酸塩等のガリウム塩を用いてもよい。
【００７１】
ランタノイド酸化物粉は、特に限定されず、工業的に市販されているランタノイド酸化物粉が使用できる。ランタノイド酸化物粉は、高純度、例えば、３Ｎ（０．９９９）以上であることが好ましい。また、ランタノイド化合物としては、酸化物だけでなく、塩化物、硝酸塩、酢酸塩等のランタノイド塩を用いてもよい。
【００７２】
使用する原料粉末の混合方法は、湿式混合でも乾式混合でもよく、乾式混合後に湿式混合を併用する混合方法が好ましい。
【００７３】
混合工程は、特に制限されず、原料粉末を１回又は２回以上に分けて混合粉砕して行うことができる。混合粉砕手段としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、ジェットミル又は超音波装置等の公知の装置を使用できる。混合粉砕手段としては、ビーズミルを用いた湿式混合が好ましい。
【００７４】
上記の混合工程で調製した原料を、公知の方法により成形して成形体を得て、この成形体を焼結することにより焼結体を得る。
成形方法としては、例えば、金型成形、鋳込み成形、及び射出成形等が挙げられるが、一般的には、金型成形が用いられる。
成形工程では、混合工程で得た混合粉を、例えば加圧成形して成形体とする。この工程により、製品の形状（例えば、スパッタリングターゲットとして好適な形状）に成形する。
焼結密度の高い焼結体を得るためには、直接又は加圧成形後、冷間静水圧（ＣＩＰ；Ｃｏｌｄ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）等で成形するのが好ましい。
成形処理に際しては、成形助剤を用いてもよい。成形助剤としては、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリワックス、及びオレイン酸等が挙げられる。
【００７５】
焼結工程では、成形工程で得られた成形体を焼成する。
焼結条件としては、大気圧下、酸素ガス雰囲気又は酸素ガス加圧下に、通常、１０００℃〜１５５０℃において、通常、３０分〜３６０時間、好ましくは８時間〜１８０時間、より好ましくは１２時間〜９６時間焼結する。
焼結温度が１０００℃未満であると、ターゲットの密度が上がり難くなったり、焼結に時間がかかり過ぎたりするおそれがある。一方、焼結温度が１５５０℃を超えると、成分の気化により、組成がずれたり、焼結が急激に進み気孔が焼結体内部に残存して密度が上がりにくくなるおそれがある。本実施形態の一態様においては、焼結温度が１０００℃以上１４００℃以下であることが好ましい。
焼結時間が３０分未満であると、ターゲットの密度が上がり難い。焼結時間が３６０時間より長いと、製造時間がかかり過ぎコストが高くなるため、実用上採用できない。焼結時間が前記範囲内であると相対密度を向上させ、バルク抵抗を下げることができる。
焼結工程においては、焼結温度を８００℃で中間保持することが好ましい。中間保持における保持時間は、６時間以上であることが好ましい。８００℃で６時間以上、温度を保持することにより、Ｇａリッチ相の結晶粒が成長し、これによりビックスバイト相の結晶粒の異常粒成長を妨げることができ、結果として結晶粒径を小さく制御できる。中間保持における保持時間は、スパッタリングターゲットの生産性の観点から、４８時間以下であることが好ましい。
【００７６】
本実施形態に係る焼結体を含むスパッタリングターゲットを用いることで、大パワーでのスパッタリング成膜時の異常放電を抑制できる。
【００７７】
＜第２実施形態＞
〔焼結体〕
本実施形態に係る焼結体は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物を含み、前記Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径が、０．１μｍ以上、３μｍ以下である。
【００７８】
本実施形態に係る焼結体によれば、ＤＣスパッタリング時のＤＣ出力密度が４〜５Ｗ／ｃｍ２程度の大パワースパッタリングであっても、異常放電を抑制できる。本実施形態に係る焼結体において、ビックスバイト構造の酸化物の平均結晶粒径が小さいため、異常放電を抑制できると推測される。
【００７９】
本実施形態において、前記ビックスバイト構造の酸化物の平均結晶粒径が、０．１μｍ以上、３μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上、２μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以上、１μｍ以下であることがさらに好ましい。
前記ビックスバイト構造の酸化物の平均結晶粒径が０．１μｍ以上、３μｍ以下であることにより、異常放電を抑制する効果が向上する。
【００８０】
本実施形態に係る焼結体において、前記Ｌｎ元素は、Ｓｍ元素であることが好ましい。Ｌｎ元素がＳｍ元素であることにより、Ｌｎの中ではＳｍ元素は、電気陰性度が小さいこと、及びガーネット相形成の際に結晶化が進みやすいことにより、結晶欠陥が少なく電子伝導性が良い結晶を形成することが出来、結果として異常放電が起こりにくくなる。
【００８１】
本実施形態に係る焼結体は、下記（６）、（７）及び（８）で表される原子組成比の範囲を満たすことが好ましい。
【００８２】
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．９１  ・・・（６）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１２  ・・・（７）
０．０１≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０８  ・・・（８）
【００８３】
Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、本実施形態に係る焼結体は、下記（６Ａ）、（７Ａ）及び（８Ａ）で表される原子組成比の範囲を満たすことが好ましい。
【００８４】
０．８０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．９１  ・・・（６Ａ）
０．０８≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．１２  ・・・（７Ａ）
０．０１≦Ｓｍ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｓｍ）≦０．０８  ・・・（８Ａ）
【００８５】
本実施形態に係る焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第１の酸化物の面積比率ＳＸ１が、８０％以上、９９％以下であることが好ましい。
【００８６】
本実施形態に係る焼結体は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物を含むことが好ましい。本実施形態において、ガーネット構造の第２の酸化物は、下記組成式（Ａ１）で表されることが好ましい。
Ｌｎ３Ｇａ５Ｏ１２…（Ａ１）
ガーネット構造の第２の酸化物において、Ｉｎは、Ｌｎサイトに置換してもよく、Ｇａサイトに置換してもよい。
また、Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、本実施形態に係るガーネット構造の第２の酸化物は、下記組成式（Ａ２）で表されることが好ましい。
Ｓｍ３Ｇａ５Ｏ１２…（Ａ２）
ガーネット構造の第２の酸化物において、Ｉｎは、Ｓｍサイトに置換してもよく、Ｇａサイトに置換してもよい。
【００８７】
本実施形態に係る焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第２の酸化物の面積比率ＳＸ２が、１％以上、１２％以下であることが好ましい。
【００８８】
本実施形態に係る焼結体において、ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、が下記数式（数１）の関係を満たすことが好ましい。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦４    ・・・（数１）
本実施形態に係る焼結体において、ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、ガーネット構造の第２の酸化物の平均結晶粒径Ｄ２と、が下記数式（数１Ｄ）の関係を満たすことがより好ましい。
０．１≦Ｄ１／Ｄ２≦３    ・・・（数１Ｄ）
【００８９】
本実施形態に係る焼結体において、前記第１の酸化物の原子組成比の範囲が下記（４ａ）、（４ｂ）及び（４ｃ）で表され、前記第２の酸化物の原子組成比の範囲が下記（５ａ）、（５ｂ）及び（５ｃ）で表されることが好ましい。
０．８５≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦１．００・・・（４ａ）
０．００≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．１０・・・（４ｂ）
０．００≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．０５・・・（４ｃ）
０．１０≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．３０・・・（５ａ）
０．２５≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．４５・・・（５ｂ）
０．２５≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．６５・・・（５ｃ）
【００９０】
本実施形態に係る焼結体において、第１の酸化物及び第２の酸化物とは異なる構造の第３の酸化物を含んでもよい。
なお、本実施形態において、第３の酸化物は下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たすことが好ましい。
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）
【００９１】
本実施形態に係る焼結体を電子顕微鏡で観察した時の視野において、前記視野の面積に対して前記第３の酸化物の面積比率ＳＸ３が、０％超、８％以下であることが好ましい。第３の酸化物の面積比率ＳＸ３が、０．１％以上、８％以下であることも好ましい。
【００９２】
ビックスバイト構造の第１の酸化物の平均結晶粒径Ｄ１と、前記第３の酸化物の平均結晶粒径Ｄ３と、が下記数式（数２）の関係を満たすことが好ましい。
０．１≦Ｄ１／Ｄ３≦３    ・・・（数２）
【００９３】
本実施形態に係る焼結体は、第１の酸化物及び第２の酸化物とは異なる構造の第３の酸化物を含まなくてもよい。
【００９４】
［焼結体の製造方法］
本実施形態に係る焼結体についても、第１実施形態と同様、原料粉末を混合し、成形し、焼結することにより製造できる。
原料としては、インジウム化合物、ガリウム化合物、及びランタノイド化合物が挙げられ、これら化合物としては酸化物が好ましい。即ち、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）及びランタノイド酸化物を用いると好ましい。本実施形態に係る焼結体において、Ｌｎ元素がＳｍ元素である場合、ランタノイド化合物に対応する原料としては、サマリウム化合物が挙げられ、サマリウム酸化物が好ましく、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）がより好ましい。
【００９５】
本実施形態に係る焼結体を含むスパッタリングターゲットを用いることで、大パワーでのスパッタリング成膜時の異常放電を抑制できる。
【００９６】
＜第３実施形態＞
〔スパッタリングターゲット〕
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、前記実施形態に係る焼結体を用いることにより得ることができる。
【００９７】
例えば、本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、焼結体を切削及び研磨加工し、バッキングプレートにボンディングすることによって得ることができる。
焼結体とバッキングプレートとの接合率は、９５％以上であると好ましい。接合率はＸ線ＣＴにより確認することができる。
【００９８】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、前記実施形態に係る焼結体と、バッキングプレートとを含む。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、前記実施形態に係る焼結体と、必要に応じて焼結体に設けられる、バッキングプレート等の冷却及び保持用の部材とを含むことが好ましい。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットを構成する焼結体（ターゲット材）は、前記実施形態に係る焼結体を研削加工して得られる。そのため、当該ターゲット材は、物質としては、前記実施形態に係る焼結体と同一である。従って、前記実施形態に係る焼結体についての説明は、当該ターゲット材にもそのまま当てはまる。
【００９９】
図１９には、スパッタリングターゲットの形状を示す斜視図が示されている。
スパッタリングターゲットは、図１９Ａの符号１に示すような板状でもよい。
スパッタリングターゲットは、図１９Ｂの符号１Ａに示すような円筒状でもよい。
スパッタリングターゲットが板状の場合、平面形状は、図１９Ａの符号１に示すような矩形でもよく、図１９Ｃの符号１Ｂに示すように円形でもよい。焼結体は一体成形でもよく、図１９Ｄに示すように、複数に分割した焼結体（符号１Ｃ）をバッキングプレート３に各々固定した多分割式でもよい。
バッキングプレート３は、焼結体の保持や冷却用の部材である。材料は銅等の熱伝導性に優れた材料が好ましい。
なお、スパッタリングターゲットを構成する焼結体の形状は、図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃ及び図１９Ｄに示す形状に限定されない。
【０１００】
スパッタリングターゲットは、例えば、以下の工程により製造される。
焼結体の表面を研削する工程（研削工程）。
焼結体をバッキングプレートにボンディングする工程（ボンディング工程）。
以下、各工程を具体的に説明する。
【０１０１】
＜研削工程＞
研削工程では、焼結体を、スパッタリング装置への装着に適した形状に切削加工する。
焼結体の表面は、高酸化状態の焼結部が存在したり、面が凸凹であったりすることが多い。また、焼結体を所定の寸法に切断加工する必要がある。
焼結体の表面は、０．３ｍｍ以上研削するのが好ましい。研削する深さは、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。研削する深さが０．３ｍｍ以上であることにより、焼結体の表面付近における焼結炉材からの不純物を除去できる。
【０１０２】
焼結体を例えば、平面研削盤で研削して平均表面粗さＲａが５μｍ以下の素材とすることが好ましい。さらに、スパッタリングターゲットのスパッタリング面に鏡面加工を施して、平均表面粗さＲａが１０００×１０−１０ｍ以下としてもよい。鏡面加工（研磨）は、機械的な研磨、化学研磨、及びメカノケミカル研磨（機械的な研磨と化学研磨の併用）等の、公知の研磨技術を用いることができる。例えば、固定砥粒ポリッシャー（ポリッシュ液は水）で＃２０００番以上にポリッシングしてもよく、遊離砥粒ラップ（研磨材はＳｉＣペースト等）にてラッピング後、研磨材をダイヤモンドペーストに換えて、ラッピングしてもよい。研磨方法はこれらの方法に限定されない。研磨材としては、＃２００番、もしくは＃４００番、さらには＃８００番の研磨材が挙げられる。
【０１０３】
研削工程後の焼結体は、エアーブローや流水洗浄等で清浄するのが好ましい。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機で吸気を行なうとより有効に除去できる。なお、エアーブローや流水洗浄では清浄力に限界があるので、さらに超音波洗浄等を行なうこともできる。超音波洗浄は、周波数が２５ｋＨｚ以上、３００ｋＨｚ以下の間で、多重発振させて行なう方法が有効である。例えば周波数が２５ｋＨｚ以上、３００ｋＨｚ以下の間で、２５ｋＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて、超音波洗浄を行なうのが良い。
【０１０４】
＜ボンディング工程＞
ボンディング工程では、研削後の焼結体を、低融点金属を用いてバッキングプレートにボンディングする。低融点金属としては、金属インジウムが好適に使用される。また、低融点金属としては、ガリウム金属及びスズ金属などの少なくともいずれかを含む金属インジウムなども好適に使用することができる。
【０１０５】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットによれば、前記実施形態に係る焼結体を用いているため、大パワーでのスパッタリング成膜時の異常放電を抑制できる。
【０１０６】
以上がスパッタリングターゲットの説明である。
【実施例】
【０１０７】
以下、本発明を実施例と比較例を用いて説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例に限定されない。【０１０８】
［焼結体の製造］
（実施例１〜実施例８）
表１〜表２に示す組成（ｍａｓｓ％）となるように酸化ガリウム粉末、酸化インジウム粉末、及び酸化サマリウム粉末を秤量し、ポリエチレン製のポットに入れて、乾式ボールミルにより７２時間混合粉砕し、混合粉末を作製した。
この混合粉末を金型に入れ、５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレス成形体を作製した。
このプレス成形体を２０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でＣＩＰにより緻密化を行った。
次に、この緻密化したプレス成形体を大気焼成炉に設置して、３５０℃で３時間保持した。
実施例１及び実施例３についてはその成形体を、６０℃／時間にて昇温し、表１に示す焼結温度にて２４時間焼結し、放置冷却して焼結体を得た。
実施例２、４〜８についてはその成形体を、１２０℃／時間にて昇温し、表１に示す焼結温度にて２４時間焼結し、放置冷却して焼結体を得た。
実施例１〜８についてはその成形体を焼結する際に、焼結温度８００℃で６時間中間保持した。【０１０９】
（比較例１〜９）
比較例１〜９に係る焼結体は、表３〜表５に示す組成（ｍａｓｓ％）にしたこと以外、実施例２と同様にして得た。
比較例１〜９についてはその成形体を焼結する際に、焼結温度８００℃で６時間中間保持した。【０１１０】
［焼結体の特性評価］
得られた焼結体について、以下の評価を行った。
評価結果を表１〜表５に示す。【０１１１】
（１）ＸＲＤの測定と結晶相の同定
得られた焼結体について、Ｘ線回折測定装置ＳｍａｒｔＬａｂにより、以下の条件で、焼結体のＸ線回折（ＸＲＤ）を測定した。得られたＸＲＤチャートについてＰＤＸＬ２（株式会社リガク製）にてリートベルト解析し、焼結体中の結晶相を確認した。
・装置：ＳｍａｒｔＬａｂ（株式会社リガク製）
・Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４１８×１０−１０ｍ）
・２θ−θ反射法、連続スキャン（２．０°／分）
・サンプリング間隔：０．０２°
・スリットＤＳ（発散スリット）、ＳＳ（散乱スリット）、ＲＳ（受光スリット）：１ｍｍ【０１１２】
（２）バルク抵抗（ｍΩ・ｃｍ）
得られた焼結体のバルク抵抗（ｍΩ・ｃｍ）を、抵抗率計ロレスタ（三菱化学株式会社製）を使用して、四探針法（ＪＩＳ  Ｒ  １６３７：１９９８）に基づき測定した。
測定箇所は、焼結体の中心及び焼結体の四隅と中心との中間点の４点、計５箇所とし、５箇所の平均値をバルク抵抗値とした。【０１１３】
（３）高解像度ＳＥＭ、及びＳＥＭ−ＥＤＳ測定
焼結体の結晶粒の状態は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて評価を行った。
結晶粒の分布及び組成比率については、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）／エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ：  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて評価を行った。
焼結体を１ｃｍ□（１ｃｍ×１ｃｍのサイズ）以下に切断して焼結体サンプルを作製し、この焼結体サンプルを１インチφのエポキシ系常温硬化樹脂に包埋した。さらに包埋した焼結体サンプルを研磨紙＃４００、＃６００、＃８００、３μｍダイヤモンドサスペンション水、５０ｎｍコロイダルシリカ（最終仕上げ用）を順番に用いて研磨した。研磨後の焼結体サンプルを光学顕微鏡で観察し、焼結体サンプルの研磨面に１μｍ以上の研磨痕がない状態まで研磨を実施した。焼結体の結晶粒の状態は、研磨した焼結体サンプルの表面について日立ハイテクノロジーズ製走査電子顕微鏡ＳＵ８２００を用いて、高解像度ＳＥＭ像の測定を実施した。高解像度ＳＥＭ像の測定は、加速電圧を１０．０ｋＶとし、倍率を１００００倍とした。さらに、高解像度ＳＥＭ像の測定は、１３μｍ×１０μｍのサイズのエリアを観察し、二次電子像と反射電子像を測定した。
また、結晶粒の分布及び組成比率については、研磨した焼結体サンプルの表面を、日立ハイテクノロジーズ製走査電子顕微鏡ＳＵ８２２０を用いてＳＥＭ−ＥＤＳ測定を実施することにより測定した。ＳＥＭ−ＥＤＳ測定の際、加速電圧を８．０ｋＶとし、倍率を１００００倍として、ＳＥＭ像は、１３μｍ×１０μｍのサイズのエリアを観察し、ＥＤＳマッピング、及びＥＳＤのポイント測定を実施した。【０１１４】
（４）面積比率の測定
焼結体中における結晶相の面積比率は、高解像度ＳＥＭ画像、及びＳＥＭ−ＥＤＳ像をイメージメトロロジー社製ＳＰＩＰ，Ｖｅｒｓｉｏｎ４．３．２．０を用いて画像解析を行うことで算出した。詳細な画像解析は、後述する方法で実施した。【０１１５】
（５）平均結晶粒径の測定
平均結晶粒径は、焼結体の表面を研磨し、平面形状が四角形の場合には、面を等面積に１６分割し、それぞれの四角形の中心点１６箇所において、高解像度ＳＥＭ、及びＳＥＭ−ＥＤＳ測定をイメージメトロロジー社製ＳＰＩＰ，Ｖｅｒｓｉｏｎ４．３．２．０を用いて行い、１６箇所の枠内の粒子の粒径の平均値をそれぞれ求め、最後に１６箇所の測定値の平均値を平均結晶粒径とする。
焼結体の表面を研磨し、平面形状が円形の場合、円に内接する正方形を等面積に１６分割し、それぞれの正方形の中心点１６箇所において、高解像度ＳＥＭ、及びＳＥＭ−ＥＤＳ測定をイメージメトロロジー社製ＳＰＩＰ，Ｖｅｒｓｉｏｎ４．３．２．０を用いて行い、１６箇所の枠内の粒子の粒径の平均値をそれぞれ求め、最後に１６箇所の測定値の平均値を平均結晶粒径とする。
焼結体中における結晶相の平均結晶粒径は、高解像度ＳＥＭ画像、及びＳＥＭ−ＥＤＳ像をイメージメトロロジー社製ＳＰＩＰ，Ｖｅｒｓｉｏｎ４．３．２．０を用いて画像解析を行うことで算出した。詳細な画像解析は、後述する方法で実施した。【０１１６】
（６）ＥＤＳによる原子組成の測定
ＥＤＳによる原子組成の測定は、ＳＥＭ−ＤＥＳにおける一つのＳＥＭ画像の中の異なるエリアについてＮ数６以上でポイント測定を行った。ＥＤＳによる各元素の組成比率の算出は、サンプルから得られた蛍光エックス線のエネルギーで元素を同定し、さらに各元素でＺＡＦ法を用いて定量組成比に換算し求めた。
また、各相における金属元素の比率（金属比率［ａｔ％］）は、ＳＥＭ画像中の各相に対応する領域において上記組成比率の測定と同様にして求めた。【０１１７】
（７）ＥＰＭＡ測定
製造した焼結体について電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）装置により元素の分布を測定した。ＥＰＭＡ装置は日本電子株式会社製ＪＸＡ−８２００を用い、加速電圧１５ｋＶ、照射電流５０ｎＡ、照射時間（１点当たり）５０ｍｓで評価を行った。【０１１８】
（８）スパッタリングの安定性
実施例１〜８及び比較例１〜９の焼結体を研削研磨して、４インチΦ×５ｍｍｔのスパッタリングターゲットを作製した。具体的には、切削研磨した焼結体をバッキングプレートにボンディングすることによって作製した。すべてのターゲットにおいて、ボンディング率は、９８％以上であった。また、反りはほぼ観測されなかった。ボンディング率（接合率）は、Ｘ線ＣＴにより確認した。
作製したスパッタリングターゲットを用いて４００Ｗ（出力密度：４．９Ｗ／ｃｍ２）のＤＣスパッタリングを連続５時間実施した。スパッタリング時にアーキングカウンター（μ  Ａｒｃ  Ｍｏｎｉｔｏｒ：ランドマークテクノロジー社製）を用いてハードアーク（異常放電）の有無を判断した。アーキングカウンターは、検出モード：エネルギー、アーク検出電圧：１００Ｖ、大−中エネルギー境界：５０ｍＪ、ハードアーク最低時間１００μｓとした。表１〜表５に４００Ｗ印加のＤＣスパッタリング時における異常放電の確認結果（異常放電の有無並びに異常放電の回数）を示す。【０１１９】
【表１】
0006788151.tif 000002
【０１２０】
【表２】
0006788151.tif 000003
【０１２１】
【表３】
0006788151.tif 000004
【０１２２】
【表４】
0006788151.tif 000005
【０１２３】
【表５】
0006788151.tif 000006
【０１２４】
〔評価結果〕
＜ＸＲＤによる結晶相の同定＞
図１には、実施例１に係る焼結体のＸＲＤチャートが示されている。
図３には、実施例２に係る焼結体のＸＲＤチャートが示されている。
図５には、実施例３に係る焼結体のＸＲＤチャートが示されている。
図７には、比較例１に係る焼結体のＸＲＤチャートが示されている。【０１２５】
図２には、実施例１に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図４には、実施例２に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図６には、実施例３に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２０には、実施例４に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２１には、実施例５に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２２には、実施例６に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２３には、実施例７に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２４には、実施例８に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２５には、比較例２に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２６には、比較例３に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２７には、比較例４に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２８には、比較例５に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２９には、比較例６に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図３０には、比較例７に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図３１には、比較例８に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図３２には、比較例９に係る焼結体のリートベルト解析結果が示されている。
図２、図４、図６並びに図２０〜図３２のそれぞれにおいて、ＸＲＤ測定の実測値、ビックスバイト構造の文献値を元に処理したフィッティング処理後のデータ、ガーネット構造の文献値を元に処理したフィッティング処理後のデータ、ビックスバイト構造の回折ピーク及び強度、並びにガーネット構造の回折ピーク及び強度が示されている。図２５において、β−Ｇａ２Ｏ３構造の結晶ＩｎＧａＯ３の文献値を元に処理したフィッティング処理後のデータ並びにＩｎＧａＯ３の回折ピーク及び強度が示されている。リートベルト解析において、ビックスバイト構造の文献値はＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｆ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）カードＮｏ．０６−０４１６の結晶データと回折パターンを初期構造として用いた。また、ガーネット構造の文献値はＪＣＰＤＳカードＮｏ．７１−０７００を用いた。ＸＲＤ測定の測定結果に対し、文献値を初期値に用い、格子定数、原子座標、金属元素の比率を変数としてリートベルト解析法によりフィッティングを行った。誤差定数Ｒｗｐ値が１５％以下となるまで最適化を行い、その結果をフィッティング処理後のデータとした。【０１２６】
＜ＳＥＭ−ＥＤＳによる金属比率の同定＞
図８には、実施例１に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図９には実施例１に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図１２には、実施例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭによる高解像度二次電子像が示されており、図１３には実施例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図１６には、比較例１に係る焼結体のＥＰＭＡ測定による反射電子像が示されており、図１７には比較例１に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３３Ａには、実施例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３３Ｂには実施例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３４Ａには、実施例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３４Ｂには実施例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３５Ａには、実施例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３５Ｂには実施例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３６Ａには、実施例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３６Ｂには実施例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３７Ａには、実施例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３７Ｂには実施例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３８Ａには、比較例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３８Ｂには比較例２に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図３９Ａには、比較例３に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図３９Ｂには比較例３に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図４０Ａには、比較例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図４０Ｂには比較例４に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図４１Ａには、比較例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図４１Ｂには比較例５に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図４２Ａには、比較例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図４２Ｂには比較例６に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図４３Ａには、比較例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図４３Ｂには比較例７に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図４４Ａには、比較例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図４４Ｂには比較例８に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。
図４５Ａには、比較例９に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度二次電子像が示されており、図４５Ｂには比較例９に係る焼結体の高解像度ＳＥＭ測定による高解像度反射電子像が示されている。【０１２７】
図１０には、実施例１に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図１４には、実施例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図４６には、実施例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図４７には、実施例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図４８には、実施例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図４９には、実施例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５０には、実施例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５１には、比較例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５２には、比較例３に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５３には、比較例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５４には、比較例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５５には、比較例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５６には、比較例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５７には、比較例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示され、図５８には、比較例９に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定結果が示されている。
図１０、図１４並びに図４６〜図５８のそれぞれにおいて、二次電子像、反射電子像、酸素元素の２次元マッピング結果（図中、「ＥＤＳ  Ｏ」と表記）、インジウム元素の２次元マッピング結果（図中、「ＥＤＳ  Ｉｎ」と表記）、ガリウム元素の２次元マッピング結果（図中、「ＥＤＳ  Ｇａ」と表記）、及びサマリウム元素の２次元マッピング結果（図中、「ＥＤＳ  Ｓｍ」と表記）が示されている。マッピング結果は画像を白黒のコントラストで表示されており、白に近付くにつれてその元素が多く存在することを表している。Ｉｎのマッピング結果、Ｇａのマッピング結果、及びＳｍのマッピング結果を比較すると、白黒の領域が全て一致している形状でないことから３種類の結晶相があると判断した。それぞれの相についての判断方法を以下に示す。【０１２８】
図１１には、実施例１に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図１５には、実施例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図５９には、実施例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６０には、実施例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６１には、実施例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６２には、実施例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６３には、実施例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６４には、比較例２に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６５には、比較例３に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６６には、比較例４に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６７には、比較例５に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６８には、比較例６に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図６９には、比較例７に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図７０には、比較例８に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示され、図７１には、比較例９に係る焼結体のＳＥＭ−ＥＤＳ測定における、ＥＤＳのポイント測定結果が示されている。図１１、図１５並びに図５９〜図７１のそれぞれにおいて、二次電子像（凹凸）、反射電子像（組成）が示されている。
図１１には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１、スペクトル２及びスペクトル３で示す点におけるＥＤＳが示されている。表６には、スペクトル１、スペクトル２及びスペクトル３におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図１５には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル４、スペクトル５及びスペクトル６で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表６には、スペクトル４、スペクトル５及びスペクトル６におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図５９には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル５９、６０及び６１で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表６には、スペクトル５９、６０及び６１におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６０には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル６２、６３及び６４で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表６には、スペクトル６２、６３及び６４におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６１には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル４１、４２及び４３で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表６には、スペクトル４１、４２及び４３におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６２には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル５０、５１及び５２で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表６には、スペクトル５０、５１及び５２におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６３には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル８９、９０及び９１で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表６には、スペクトル８９、９０及び９１におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６４には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１０１、１０２及び１０３で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１０１、１０２及び１０３におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６５には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１３５及び１３６で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１３５及び１３６におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６６には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１２３及び１２４で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１２３及び１２４におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６７には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１１６及び１１７で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１１６及び１１７におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６８には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１４２及び１４３で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１４２及び１４３におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図６９には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル２３及び２４で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル２３及び２４におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図７０には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１７及び１８で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１７及び１８におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。
図７１には、二次電子像（凹凸）及び反射電子像（組成）中のスペクトル１１及び１２で示す点におけるＥＤＳスペクトルが示されている。表７には、スペクトル１１及び１２におけるインジウム元素、ガリウム元素及びサマリウム元素の比率（単位：ａｔ％）が示されている。【０１２９】
各スペクトルの測定箇所は、図１０及び図１１（実施例１）、図１４及び図１（実施例２）、図４６及び図５９（実施例４）、図４７及び図６０（実施例５）、図４８及び図６１（実施例６）、図４９及び図６２（実施例７）、図５０及び図６３（実施例８）、図１６（比較例１）、図５１及び図６４（比較例２）、図５２及び図６５（比較例３）、図５３及び図６６（比較例４）、図５４及び図６７（比較例５）、図５５及び図６８（比較例６）、図５６及び図６９（比較例７）、図５７及び図７０（比較例８）、図５８及び図７１（比較例９）にそれぞれ基づいて選択した。
スペクトル１、スペクトル４、スペクトル５９、スペクトル６２、スペクトル４１、スペクトル５０、スペクトル８９、スペクトル１０１は、Ｇａ元素が多く含まれる相をＥＤＳポイント測定した結果である。Ｇａ元素が多く含まれる相は、反射電子像中の黒く表示されている部分から、二次電子像中の黒く表示されている部分（ポア（ｐｏｒｅ）と称する。）を除いた部分である。
スペクトル２、スペクトル５、スペクトル６０、スペクトル６３、スペクトル４２、スペクトル５１、スペクトル９０、スペクトル１０２、スペクトル１３５、スペクトル１２３、スペクトル１１６、スペクトル１４２、スペクトル２３、スペクトル１７、及びスペクトル１１は、ガーネット相をＥＤＳポイント測定した結果である。ガーネット相は、反射電子像の灰色で表示されている領域と、マッピング結果の「ＥＤＳ  Ｇａ」及び「ＥＤＳ  Ｓｍ」の画像とを照らし合わせ、これら画像において明るく表示されている部分をガーネット相と判断した。
スペクトル３、スペクトル６、スペクトル６１、スペクトル６４、スペクトル４３、スペクトル５２、スペクトル９１、スペクトル１０３、スペクトル１３６、スペクトル１２４、スペクトル１１７、スペクトル１４３、スペクトル２４、スペクトル１８、及びスペクトル１２は、ビックスバイト相をＥＤＳポイント測定した結果である。ビックスバイト相は、ポア、上記Ｇａ元素が多く含まれる相（その他の相）、及びガーネット相を除いた部分をビックスバイト相と判断した。【０１３０】
＜各結晶の面積比率の算出＞
各酸化物相の割合は、高解像度ＳＥＭ像、ＳＥＭ−ＥＤＳ画像、及びこれらを画像解析ソフトウェア（イメージメトロロジー社製ＳＰＩＰ，Ｖｅｒｓｉｏｎ４．３．２．０）を用いて画像解析を行うことで算出した。
はじめにＳＥＭ−ＥＤＳ画像の二次電子像について画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／３の高さを閾値として設定した。次に閾値以下を孔と定義し、画像全体に対する孔の面積比率を算出した。これをポアの面積比率とした。
ＳＥＭ−ＥＤＳ画像の反射電子像について画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／３の高さを閾値として設定した。次に閾値以下を孔と定義し、画像全体に対する孔の面積比率を算出した。これをポアとその他の相の面積比率とした。得られたポアとその他の相の面積比率から、二次電子像の解析によって得られたポアの面積比率を差し引くことで、その他の相の面積比率とした。
ＳＥＭ−ＥＤＳ画像のＥＤＳ−Ｇａ像について画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／６の高さを閾値として設定した。次に閾値以上を粒子と定義し、画像全体に対する粒子面積を算出した。これをガーネット相とその他の相の面積比率とした。得られたガーネット相とその他の相の面積比率から、二次電子像及び反射電子像から得られたその他の相の面積比率を差し引くことで、ガーネット相の面積比率とした。
１００％からポアの面積比率（％）、その他の相の面積比率（％）、及びガーネット相の面積比率（％）を差し引いたものを、ビックスバイト相の面積比率（％）とした。
なお、比較例１については、ＥＰＭＡ測定で得られた画像を用いて上述の画像解析を行った。【０１３１】
＜各結晶の平均結晶粒径の算出＞
各酸化物相の平均結晶粒径は、高解像度ＳＥＭ像及びＳＥＭ−ＥＤＳ画像を画像解析ソフトウェア（イメージメトロロジー社製ＳＰＩＰ，Ｖｅｒｓｉｏｎ４．３．２．０）を用いて画像解析を行うことで算出した。
はじめにＳＥＭ−ＥＤＳ画像の二次電子像について画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／３の高さを閾値として設定した。次に閾値以下を孔と定義し、これを焼結体中のポアと同定した。
ＳＥＭ−ＥＤＳ画像の反射電子像について画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／３の高さを閾値として設定した。次に閾値以下を孔と定義し、これを焼結体中のポアとその他の相であると同定した。反射電子像によって同定したポアとその他の相より、二次電子像から得られたポアの領域を除いたものを、その他の相と同定した。得られたその他の相について各粒子の面積を求め、得られた粒子数で割ったものをその他の相の平均粒子面積Ｓ３とした。さらにＳ３に対して粒子を円と仮定して式（Ａ）により直径を求め、これをその他の相の平均結晶粒径Ｄ３とした。【０１３２】
【数１】
0006788151.tif 000007
【０１３３】
ＳＥＭ−ＥＤＳ画像のＥＤＳ−Ｇａ像について画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／６の高さを閾値として設定した。次に閾値以上を粒子と定義し、これを焼結体中のガーネット相とその他の相であると同定した。ＥＤＳ−Ｇａ像よって同定したガーネット相とその他の相より、二次電子像、及び反射電子像から得られたその他の相を除いたものをガーネット相と同定した。得られたガーネット相について各粒子の面積を求め、得られた粒子数で割ったものをガーネット相の平均粒子面積Ｓ２とした。さらにＳ２に対して粒子を円と仮定して直径を求め、これをガーネット相の平均結晶粒径Ｄ２とした。さらにＥＤＳ−Ｇａ像より得たガーネット相の粒子数に対して、ＥＤＳ−Ｇａ像の面積からポアとその他の相の領域を除いた全面積で割ったものを、単位面積当たりの粒子数とし、ガーネットの粒子の存在確率Ｒ２とした。
高解像度ＳＥＭの反射電子像について、コントラストから結晶粒界を縁取る様に黒（ＲＧＢ値Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０：０：０）を加算した。この画像ついて画像解析ソフトウェアを用いてコントラストを数値化し、（最大濃度−最小濃度）×１／２の高さを閾値として設定した。次に閾値以上を粒子と定義し、これを焼結体中のビックスバイト相とガーネット相であると同定した。得られたビックスバイト相とガーネット相について各粒子の面積を求め、得られた粒子数で割ったものをビックスバイト相とガーネット相の平均粒子面積Ｓ１＋２とした。さらにＳ１＋２に対して粒子を円と仮定して直径を求め、これをビックスバイト相とガーネット相の平均結晶粒径Ｄ１＋２とした。またビックスバイト相とガーネット相における、ビックスバイト相の単位面積当たりの粒子数はＲ１＝１００−Ｒ２より求めた。さらに、式（Ｂ）を用いてビックスバイト相の平均結晶粒径Ｄ１を算出した。【０１３４】
Ｄ１＋２＝Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２  ・・・（Ｂ）【０１３５】
なお、比較例１については、ＥＰＭＡ測定で得られた画像を用いて上述の画像解析を行った。【０１３６】
【表６】
0006788151.tif 000008
【０１３７】
【表７】
0006788151.tif 000009
【０１３８】
図１、図３、図５のＸＲＤチャート、並びに図２、図４、図２０〜図２４のリートベルト解析結果から、実施例１、実施例２並びに実施例４〜実施例８に係る焼結体は、それぞれ、第１の酸化物を含むビックスバイト相と、第２の酸化物を含むガーネット相と、を少なくとも含有することが分かった。表１及び表２には、リートベルト解析による結晶相の同定結果も示されている。
また、図７、図２５〜図３２に示すＸＲＤチャート並びに図２５〜図３２のリートベルト解析結果から、比較例１〜９に係る焼結体も、第１の酸化物を含むビックスバイト相と、第２の酸化物を含むガーネット相と、を少なくとも含有することが分かった。さらに図２５に示すリートベルト解析結果から、比較例２にはβ−Ｇａ２Ｏ３構造の層状化合物を有することが分かった。表３〜表５には、リートベルト解析による結晶相の同定結果も示されている。【０１３９】
図８〜図１５、図３３〜図３７、図４６〜図５０、図５９〜図６３並びに表１〜表２に示す高解像度ＳＥＭ及びＳＥＭ−ＥＤＳの測定結果から、実施例１、実施例２並びに実施例４〜実施例８に係る焼結体は、それぞれ、第１の酸化物を含むビックスバイト相と、第２の酸化物を含むガーネット相と、さらに、前記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物を含む相（表１及び表２中では、「その他の相」と表記した）を含有することが分かった。
一方、図１８のＥＰＭＡの測定結果、図１６、図１７、図３８〜図４５、図５１〜図５８、図６４〜図７１並びに表３〜表５に示す高解像度ＳＥＭ及びＳＥＭ−ＥＤＳの測定結果か、Ｉｎのマッピング結果と、Ｇａ、及びＳｍのマッピング結果とを比較したところ、Ｉｎが少ない領域と、Ｇａ及びＳｍが多く存在している領域とが一致することから、比較例１〜９に係る焼結体は、前記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物を含む相を含有しないことが分かった。【０１４０】
また、表１〜表２には、ビックスバイト相、ガーネット相及びその他の相の平均結晶粒径が示されている。実施例１及び実施例２に係る焼結体において、ビックスバイト相の平均結晶粒径が、０．４μｍであった。比較例１に係る焼結体においては、ビックスバイト相の平均結晶粒径が、５．２μｍであった。
実施例１、実施例２並びに実施例４〜８に係る焼結体のように３種の結晶相が存在し、ビックスバイト相の平均結晶粒径が３μｍ以下であったため、ＤＣスパッタリング時のＤＣ出力密度が５Ｗ／ｃｍ２程度の大パワースパッタリング時においても表１〜表２に示すように異常放電を抑制できたと考えられる。なお、実施例３に係る焼結体についても、異常放電を抑制できていることから、実施例１、実施例２並びに実施例４〜８と同様に、ビックスバイト相の平均結晶粒径が３μｍ以下に制御されていたと推測される。
一方、比較例１に係る焼結体においては、ビックスバイト相の平均結晶粒径が、５．２μｍであったため、５Ｗ／ｃｍ２程度の大パワーでスパッタリングすると異常放電が発生したと考えられる。【０１４１】
実施例１、実施例２並びに実施例４〜８と、比較例１と、で焼結体の製造に用いた原料は同じであるものの、一例として製造条件（原料の仕込み組成比率［ｍａｓｓ％］）を変更することにより、実施例１、実施例２並びに実施例４〜８に係る焼結体においては、３種の相（ビックスバイト相、ガーネット相及びその他の相）を含有させることができた。また、ビックスバイト相の平均結晶粒径を３μｍ以下に制御できた。【０１４２】
実施例１、実施例２並びに実施例４〜８に係る焼結体においては、ビックスバイト相の面積比率が、８０％以上、９９％以下の範囲内であり、ガーネット相の面積比率が、０．９％以上、１２％以下の範囲内であり、かつその他の相の面積比率が０．１％以上、８％以下の範囲内であったため、焼結体全体の抵抗値を低くすることができ、結果として異常放電が起こりにくくなったと考えられる。【０１４３】
実施例１〜８に係る焼結体のバルク抵抗は、１５ｍΩ・ｃｍ以下であったため、実施例１〜８に係る焼結体の抵抗は十分に低く、スパッタリングターゲットとして好適に使用できることが分かった。
【符号の説明】
【０１４４】
１：酸化物焼結体
３：バッキングプレート
【要約】
Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含む焼結体であって、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の第１の酸化物と、Ｉｎ元素、Ｇａ元素及びＬｎ元素を含むガーネット構造の第２の酸化物と、下記（１）、（２）及び（３）で表される原子組成比の範囲を満たす第３の酸化物と、を含み、Ｌｎ元素は、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種以上の元素である、焼結体。
０．３≦Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（１）
０．３≦Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）≦０．７    ・・・（２）
０≦Ｌｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｌｎ）＜０．０５  ・・・（３）【図１】
0006788151.tif 000010
【図２】
0006788151.tif 000011
【図３】
0006788151.tif 000012
【図４】
0006788151.tif 000013
【図５】
0006788151.tif 000014
【図６】
0006788151.tif 000015
【図７】
0006788151.tif 000016
【図８】
0006788151.tif 000017
【図９】
0006788151.tif 000018
【図１０】
0006788151.tif 000019
【図１１】
0006788151.tif 000020
【図１２】
0006788151.tif 000021
【図１３】
0006788151.tif 000022
【図１４】
0006788151.tif 000023
【図１５】
0006788151.tif 000024
【図１６】
0006788151.tif 000025
【図１７】
0006788151.tif 000026
【図１８】
0006788151.tif 000027
【図１９Ａ】
0006788151.tif 000028
【図１９Ｂ】
0006788151.tif 000029
【図１９Ｃ】
0006788151.tif 000030
【図１９Ｄ】
0006788151.tif 000031
【図２０】
0006788151.tif 000032
【図２１】
0006788151.tif 000033
【図２２】
0006788151.tif 000034
【図２３】
0006788151.tif 000035
【図２４】
0006788151.tif 000036
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
0006788151.tif 000039
【図２８】
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【図２９】
0006788151.tif 000041
【図３０】
0006788151.tif 000042
【図３１】
0006788151.tif 000043
【図３２】
0006788151.tif 000044
【図３３Ａ】
0006788151.tif 000045
【図３３Ｂ】
0006788151.tif 000046
【図３４Ａ】
0006788151.tif 000047
【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
0006788151.tif 000049
【図３５Ｂ】
0006788151.tif 000050
【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
0006788151.tif 000058
【図４０Ａ】
0006788151.tif 000059
【図４０Ｂ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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【図４２Ａ】
0006788151.tif 000063
【図４２Ｂ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４Ａ】
0006788151.tif 000067
【図４４Ｂ】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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