(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であって、前記ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であり、かつビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）が含まれる場合はその含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット用酸化物焼結体。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
【請求項２】
ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であって、前記ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3以上であって、スパッタリングターゲットとして用いた場合に直流スパッタリング法で成膜することが可能であり、かつビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）が含まれる場合はその含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット用酸化物焼結体。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
【請求項３】
β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる1つ以上の相によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体。
【請求項４】
β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる1つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成され、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
【請求項５】
ホットプレス法によって、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａの条件で焼結される酸化物焼結体であって、かつ金属インジウム相を含まないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体。
【請求項６】
ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であって、前記ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる1つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成され、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であり、焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であ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で得られ、主としてガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物膜であって、該酸化物膜は、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下であることを特徴とする酸化物膜。
【請求項７】
ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であって、前記ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる1つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成され、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であり、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3以上であ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直流スパッタリング法で得られ、主としてガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物膜であって、該酸化物膜は、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下であることを特徴とする酸化物膜。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の酸化物焼結体で、ホットプレス法によって、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａの条件で焼結される酸化物焼結体であって、かつ金属インジウム相を含まない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で得られることを特徴とする請求項６または７に記載の酸化物膜。
【請求項９】
非晶質膜であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の酸化物膜。
【請求項１０】
算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の酸化物膜。
【請求項１１】
ガラス板、石英板、片面若しくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂板若しくは樹脂フィルム、又は、内部にガスバリア膜が挿入されている樹脂板若しくは樹脂フィルムから選ばれた透明基板の片面若しくは両面に、請求項６〜１０のいずれか一つに記載の酸化物膜が形成されていることを特徴とする透明基材。
【請求項１２】
上記ガスバリア膜が、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）膜の中から選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１１に記載の透明基材。
【請求項１３】
上記樹脂板もしくは樹脂フィルムの材質が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、若しくはこれらの材料の表面をアクリル系有機物で覆った積層構造を有することを特徴とする請求項１１に記載の透明基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてガリウム、インジウム、酸素からなるスパッタリングターゲット用酸化物焼結体、それを用いて得られる酸化物膜およびそれを含む透明基材に関する。特に、酸化インジウム相の含有率が低い酸化物焼結体であって、該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成膜された、近紫外域の光透過率が高い酸化物膜およびそれを含む透明基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化物透明導電膜は、導電性ならびに可視域における光透過性に優れるため、種々のデバイスの透明電極として使用されている。実用的なものとして、アンチモンやフッ素をドーパントとして含む酸化錫（ＳｎＯ2）や、アルミニウムやガリウムをドーパントとして含む酸化亜鉛（ＺｎＯ）や、Ｓｎをドーパントとして含む酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）などが知られている。なかでも、Ｓｎをドーパントとして含む酸化インジウム膜は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）膜と称され、低抵抗の酸化物透明導電膜が容易に得られることから、広範に利用されている。
【０００３】
透明導電膜を形成する方法として、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、ならびに溶液塗布法がよく用いられている。その中でも、スパッタリング法は、蒸気圧の低い材料を使用する場合や、精密な膜厚制御を必要とする場合に有効な方法である。
スパッタリング法では、一般にアルゴンガスを使用し、約１０Ｐａ以下のガス圧のもとで、基板を陽極とし、成膜する酸化物透明導電膜の原料となるスパッタリングターゲットを陰極として電圧を印加する。電圧を印加された電極間には、グロー放電が起こってアルゴンプラズマが発生し、プラズマ中のアルゴン陽イオンが陰極のスパッタリングターゲットに衝突する。この衝突によって次々と弾き飛ばされる粒子が基板上に順次堆積して薄膜を形成する。
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といい、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。特に、直流スパッタリング法は、基板への熱ダメージが少ない、高速成膜が可能、電源設備が安価、操作が簡便などの特徴から最適な成膜方法である。
【０００４】
一般的に、ＩＴＯ膜の形成には直流スパッタリング法が用いられる。室温で成膜したＩＴＯ膜は、５×１０-4Ω・ｃｍ程度の低い比抵抗を示す。ＩＴＯ膜は、可視域の光透過率についても良好であり、平均８０％以上の光透過率を示す。また、化学的および熱的安定性に優れている。
【０００５】
ところで、近年、近紫外発光（例えば、波長３００〜４００ｎｍ）の機能を有する発光材料や発光デバイス（例えばＬＥＤ、レーザー、有機あるいは無機ＥＬ）（近紫外ＬＥＤについては、非特許文献１及び非特許文献２参照）が普及し、また盛んに開発が進められている。これらの電子デバイスにも透明電極が必要不可欠である。
【特許文献１】特開平７−１８２９２４号公報
【特許文献２】特開２００２−０９３２４３号公報
【特許文献３】特願２００５−２５２７８８号公報
【非特許文献１】応用物理、第６８巻（１９９９年）、第２号、ｐｐ．１５２〜１５５
【非特許文献２】ＳＥＩテクニカルレビュー、２００４年９月号（第１６５号）、ｐｐ．７５〜７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これまでの波長４００〜８００ｎｍの可視光を重要視していた発光デバイスでは、ＩＴＯ膜をはじめ、ＺｎＯ系やＳｎＯ2系の透明導電膜が透明電極として用いられてきた。これらの従来の透明導電膜は、波長４００〜８００ｎｍの可視域の平均透過率は優れているものの、波長４００ｎｍより短波長の近紫外光に対しては、吸収が起こるため、十分に透過させることができないという特性を有していた。
【０００７】
上記近紫外光（例えば、波長３００〜４００ｎｍ）の発光機能を有する発光材料や発光デバイス（例えばＬＥＤ、レーザー、有機あるいは無機ＥＬ）に適用する透明導電膜として、次のような提案がなされている。
特許文献１には、四価原子のような異価ドーパントを少量ドープしたガリウムインジウム酸化物（ＧａＩｎＯ3） が提案されている。この酸化物の結晶膜は、透明性に優れ、約１．６の低い屈折率を示すため、ガラス基板との屈折率整合が改善される上、現在用いられている広禁制帯半導体と同程度の電気伝導率が実現できることが記載されている。しかし、特許文献１に記載された結晶膜は、近紫外光の吸収が認められ、さらに基板温度２５０〜５００°Ｃにおける高温成膜が必要であることから、そのまま工業的に利用することが難しい。
【０００８】
特許文献２には、Ｇａ2Ｏ3結晶からなり、波長２４０ｎｍから８００ｎｍまたは波長２４０ｎｍから４００ｎｍの範囲において透明であり、酸素欠陥またはドーパント元素により電気伝導性を有することを特徴とする紫外透明導電膜が提案され、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一つの元素をドーパントとし、基板温度を６００℃〜１５００℃、酸素分圧を０〜１Ｐａとして、パルス・レーザー蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法のいずれかの方法を用いて製造することが記載されている。
特許文献２に記載されたＧａ2Ｏ3結晶膜は、導電性を得るために基板温度６００℃〜１５００℃で成膜する必要がある。この温度範囲は高すぎるため、工業的な利用は極めて難しい。
【０００９】
最近、本発明者らは、特許文献３に記載されているように、可視域の透過率が高くて低い表面抵抗（６〜５００Ω／□）を有するだけでなく、波長３８０〜４００ｎｍの可視光短波長域や、さらに短波長の３００〜３８０ｎｍの近紫外域でも高い光透過率を兼ね備えた、新規の透明導電性薄膜積層膜を見出した。すなわち、金属薄膜の表面が透明酸化物薄膜で覆われた積層構造の透明導電膜に着目し、該透明酸化物薄膜が、主としてガリウムおよびインジウムおよび酸素からなる非晶質酸化物薄膜であるか、または主としてガリウムおよび酸素からなる非晶質酸化物薄膜であって、該透明酸化物薄膜に含まれるガリウムが全金属原子に対して３５原子％以上１００原子％以下の割合で含有する透明導電膜において、上記課題を解決できることを見出した。
【００１０】
本発明の目的とするところは、膜自体の、光透過率が５０％以上を示す最短波長が３２０ｎｍ以下を示すような、近紫外域において高い光透過率を有する酸化物膜、また該酸化物膜を得るために必要なスパッタリングターゲットに用いることが可能なスパッタリングターゲット用酸化物焼結体、さらには、得られた酸化物膜を含む透明基材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、このような課題を解決するため、多種類の酸化物焼結体を鋭意検討した結果、主としてガリウム、インジウム、酸素からなる酸化物焼結体であって、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、さらに好ましくはガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有することを特徴とする酸化物焼結体が酸化物膜形成源として極めて有用であることを見出した。
【００１２】
この酸化物焼結体を、例えばスパッタリングターゲットとして用い、スパッタリング法で酸化物膜を形成した場合、この酸化物膜が、主としてガリウム、インジウム、酸素からなり、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、さらに好ましくはガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有する非晶質酸化物膜が、膜自体の光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下となる酸化物膜であることを見出した。さらに、このような酸化物膜を得るためには、波長４００ｎｍ以下において酸化物膜の光透過率低下の原因となるビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の生成を抑制できるスパッタリングターゲットを用いて成膜する必要があることを見出し、本発明に至った。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の発明は、ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であって、前記ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であり、かつビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）が含まれる場合はその含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を提供する。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
【００１４】
本発明の第２の発明は、ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であって、前記ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3以上であって、スパッタリングターゲットとして用いた場合に直流スパッタリング法で成膜することが可能であり、かつビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）が含まれる場合はその含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を提供する。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
【００１５】
本発明の第３の発明は、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる１つ以上の相によって構成されることを特徴とする第１または２の発明に記載のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を提供する。
【００１６】
本発明の第４の発明は、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる1つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成され、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とする第１または２の発明に記載のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を提供する。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］ （１）
【００１７】
本発明の第５の発明は、ホットプレス法によって、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａの条件で焼結される酸化物焼結体であって、かつ金属インジウム相を含まないことを特徴とする第１〜４の発明のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を提供する。
【００１８】
本発明の第６または第７の発明は、それぞれ第１及び第４の発明、または第２及び第４の発明を組み合わせた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で得られ、ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物膜であって、該酸化物膜は、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満または９０原子％以下含有し、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下であることを特徴とする酸化物膜を提供する。
【００１９】
本発明の第８の発明は、第６または第７の発明に記載の酸化物焼結体で、ホットプレス法によって、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａの条件で焼結される酸化物焼結体であって、かつ金属インジウム相を含まない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で得られることを特徴とする第６または第７の発明に記載の酸化物膜を提供する。
【００２０】
本発明の第９の発明は、非晶質膜であることを特徴とする第６〜８の発明のいずれかに記載の酸化物膜を提供する。
本発明の第１０の発明は、算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることを特徴とする第６〜９の発明のいずれか一つに記載の酸化物膜を提供する。
【００２１】
本発明の第１１の発明は、ガラス板、石英板、片面若しくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂板若しくは樹脂フィルム、又は、内部にガスバリア膜が挿入されている樹脂板若しくは樹脂フィルムから選ばれた透明基板の片面若しくは両面に、第６〜１０の発明のいずれか一つに記載の酸化物膜が形成されていることを特徴とする透明基材を提供する。
【００２２】
本発明の第１２の発明は、上記ガスバリア膜が、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、アルミニウム酸、マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）膜の中から選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とする第１１の発明に記載の透明基材を提供する。
【００２３】
本発明の第１３の発明は、上記樹脂板もしくは樹脂フィルムの材質が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、若しくはこれらの材料の表面をアクリル系有機物で覆った積層構造を有することを特徴とする第１１の発明に記載の透明基材を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、例えばスパッタリングターゲットとして使用した場合に、従来得られなかった近紫外光を透過する酸化物膜を形成することが可能なスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を得ることができる。また、本発明によって得られる、このような酸化物膜は、金属膜と積層させることによって、青色光はもとより近紫外光のＬＥＤもしくはレーザーもしくは、有機あるいは無機ＥＬを利用したデバイスの電極として用いることができる。利用波長の可視光短波長域や近紫外域において高い光透過率を得ることが可能となるため、工業的に有用である。また有機ＥＬ素子など、自己発光タイプの素子用の電極として用いた場合にも、可視光短波長域の光はもとより近紫外光の取り出し効率を向上させることができる。
さらに、本発明の酸化物膜は、工業的に広範に用いられている薄膜作製法であるスパッタリング法、特に直流スパッタリング法を用いて、低温で成膜する必要のある基板（室温〜１００℃）上にも作製することができるという利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体、酸化物膜、およびそれを含む透明基材について詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、ガリウム、インジウム、酸素からなる酸化物焼結体であって、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、かつ焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上である酸化物焼結体である。
さらには、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3以上であって、かつスパッタリングターゲットとして用いた場合に直流スパッタリング法で成膜することが可能となる酸化物焼結体である。
なお、本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、主としてガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物焼結体であるが、主として上記元素によって構成されていれば、他に不可避不純物を含んでいてもよい。
【００２６】
上記スパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる１つ以上の相によって構成されることが好ましい。
また、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる1つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成されている場合は、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％未満であることが好ましい。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
ここで、各相の構造に関する情報は、ＪＣＰＤＳカード４１−１１０３（β−Ｇａ2Ｏ3相）、２１−０３３４（β−ＧａＩｎＯ3相）、１４−０５６４（（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相）、ならびに０６−０４１６（Ｉｎ2Ｏ3相）によって明らかにされている。なお、Ｘ線回折におけるβ−ＧａＩｎＯ3相ならびにＩｎ2Ｏ3相の主ピークは、それぞれ（１１１）反射および（２２２）反射によるが、Ｉｎ2Ｏ3相（２２２）反射はβ−ＧａＩｎＯ3相（００２）反射と重なるため、Ｉｎ2Ｏ3相に関しては、次に強度の高い（４００）反射で評価している。
【００２７】
これらのスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、ホットプレス法によって、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａの条件で焼結することによって、金属インジウム相を含まない酸化物焼結体を得ることができ好ましい。
これらのスパッタリングターゲット用酸化物焼結体を、例えば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で酸化物膜を形成した場合、主としてガリウム、インジウム、酸素からなり、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有する組成範囲、さらに好ましくは、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有する組成範囲の酸化物膜であって、かつ基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下となる酸化物膜を得ることができる。
【００２８】
さらに、上記の酸化物膜を得るためには、波長４００ｎｍ以下において酸化物膜の光透過率低下の原因となるビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の生成を抑制した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成膜することが好ましい。
本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、ガリウム、インジウム、酸素からなり、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有しており、酸化ガリウムを除いた組成範囲であることが必要である。さらに、焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であることが必要である。
【００２９】
ここで、ガリウムが全金属元素に対して６５原子％以下の場合、酸化物焼結体を例えばスパッタリングターゲットとして、酸化物膜を形成する場合、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍを超えてしまう。また、酸化ガリウムの組成範囲になると、焼結が著しく困難になるため、高密度の酸化物焼結体を得ることが困難となる。また、高密度化されていない酸化物焼結体をスパッタリングターゲットして用いてスパッタリングを行った場合、アーク放電などの異常な放電が頻発し、その結果、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下を示す、良質な酸化物膜を得ることができないという問題が発生する。
該酸化物焼結体の焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3未満では、スパッタリングターゲットとして用いた場合、長時間使用におけるノジュールの発生ならびにアーク放電の発生が起こり、得られる酸化物膜の膜特性が低下する。
【００３０】
さらに、本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3以上であって、かつスパッタリングターゲットとして用いた場合に、直流スパッタリング法で成膜することが可能となる酸化物焼結体がより好ましい。この範囲の酸化物焼結体であれば、十分な導電性と焼結体密度を有しているため、アーク放電などの異常な放電が起きずに、良好な直流スパッタリングを実現することが可能となるからである。
ここでいう直流スパッタリング法の中には、ターゲットに印加する負電圧を周期的に停止し、その間に低い正電圧を印加して正のチャージングを電子により中和するスパッタリング方法（直流パルシング法）も含まれる。直流パルシング法では、酸素の反応性ガスを用いた反応性スパッタリングにおけるアーキングを抑制しながら成膜することが可能であり、高周波スパッタリング法のようにインピーダンス整合回路を制御する必要がなく、成膜速度が高周波スパッタリング法よりも速いなどの利点があるので好ましい。
【００３１】
さらに本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる１つ以上の相によって構成されることが好ましい。
【００３２】
さらに、本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる１つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成され、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることが好ましい。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］   （１）
上記式のＸ線回折ピーク強度比が５％以上であると、スパッタリングターゲットのビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）による酸化物膜の光学特性への寄与が大きいため、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は３２０ｎｍを超えてしまう。
【００３３】
ここで、ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）は酸素欠損が導入されたものでもよく、インジウムの一部がガリウムに置換されたものでもよい。また、β−Ｇａ2Ｏ3相は酸素欠損が導入されたものでもよく、ガリウムの一部がインジウムに置換されたものでもよい。β−ＧａＩｎＯ3相および（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相についても、酸素欠損が導入されたものでもよく、インジウムに対するガリウムの原子比率が化学量論組成から多少ずれたものでもよい。
【００３４】
本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体は、ホットプレス法により焼結され、その焼結条件が、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａとして得ることによって、金属インジウム相を含まない酸化物焼結体が得られるので好ましい。
不活性ガス中にて焼結温度が８００℃未満では十分焼結しないが、１０００℃を超えると金属インジウムが溶融し、染み出してくる。圧力は４．９〜２９．４ＭＰａの範囲が好ましい。この範囲より、圧力が低い場合には十分焼結されず、高密度の酸化物焼結体を得ることができない。また、この範囲より圧力を高くしても、焼結体密度は向上しないが、その一方でホットプレスに用いる型の破損が起こりやすく工業的に不利となる。
【００３５】
本発明の酸化物膜は、上記のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用い、スパッタリング法を用いて得られる酸化物膜であって、ガリウム、インジウム、酸素からなる酸化物膜であり、該酸化物膜は、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下であるという優れた特性を有する。
ガリウムを全金属元素に対して６５原子％以下の場合、得られた酸化物膜は、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍを超えてしまう。酸化ガリウムの膜は、先に述べたように、高密度の焼結体を得ることが困難なため、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下を示す酸化物膜を得ることが困難となり好ましくない。
本発明の酸化物膜は、工業的に有利な成膜方法である直流スパッタリング法によって得られることが好ましい。
【００３６】
また、本発明の酸化物膜は、非晶質膜であることが好ましい。これは、非晶質膜が、結晶質膜と比較して、エッチング性が良好であり、また、特に有機ＥＬに用いられる電極で重要視される膜面の平坦性が優れているからである。
【００３７】
また、本発明の酸化物膜は、算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、算術平均高さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１の定義に基づいている。算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍを超えた場合、有機ＥＬなど、膜面の平坦性が要求される特定の用途において好ましくない。
【００３８】
上記した本発明の酸化物膜を、ガラス板、石英板、片面若しくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂板若しくは樹脂フィルム、又は、内部にガスバリア膜が挿入されている樹脂板若しくは樹脂フィルムから選ばれた透明基板の片面若しくは両面に、形成することによって、本発明の透明基材を得ることができる。
上記透明基板には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）やそれを駆動するための金属電極が、基板の透明性を完全には損なわない範囲で形成されていてもよい。
【００３９】
上記樹脂板もしくは樹脂フィルムはガラス板と比べてガスの透過性が高く、一方、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子の発光層は水分や酸素により劣化するため、上記樹脂板もしくは樹脂フィルムを、これらの表示素子の基板として用いる場合は、ガスの通過を抑えるガスバリア膜を施すことが好ましい。
上記ガスバリア膜としては、透明基板と酸化物膜の間に、少なくとも一層以上の膜を形成することが好ましい。
上記ガスバリア膜には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）膜の中から選ばれる少なくとも１種類であることが好ましい。また、ガスバリア膜には、無機膜に限らず有機膜を含んでもよい。
【００４０】
ここで、酸化スズ系膜とは、酸化スズに、例えば、Ｓｉ、Ｃｅ、Ｇｅなどから選ばれる少なくとも１種類以上の添加元素を含有した組成を有する。これらの添加元素によって、酸化スズ層を非晶質化し、緻密な膜とする。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、アルミニウム酸マグネシウム膜、酸化スズ系膜およびダイヤモンド状カーボン膜の中から選ばれる少なくとも１種類のガスバリア膜と、有機もしくは高分子の膜とが、樹脂基板もしくは樹脂フィルムの表面に交互に繰り返し積層させた構造の基板上に、前記酸化物膜を施した構成でもよい。
【００４１】
ガスバリア膜は、樹脂板もしくは樹脂フィルムの片面に形成されていても良く、両面に形成されていれば、ガス通過の遮断性はさらに良好となる。また、ガスバリア膜を、樹脂板もしくは樹脂フィルムの片面に形成し、さらに該ガスバリア膜の上に、樹脂板もしくは樹脂フィルムを積層することによって、内部にガスバリア膜を挿入させた構成を得ることができる。さらに、複数回、積層を繰り返した構造とすることもできる。
【００４２】
上記樹脂板もしくは樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、若しくはこれらの材料の表面をアクリル系有機物で覆った積層構造からなるのが好ましいが、これらに限定されるものではいない。樹脂板あるいは樹脂フィルムの厚さは、下記の具体的用途に合わせて適宜選択される。
【００４３】
上記の透明基材は、青色や近紫外のＬＥＤもしくはレーザーもしくは、有機あるいは無機ＥＬを利用したデバイスの電極として用いる場合、可視光短波長域はもとより近紫外域において高い光透過率を得ることが可能となるため、工業的に有用である。また有機ＥＬ素子など、自己発光タイプの素子用の電極として用いた場合にも、近紫外域の光の取り出し効率を向上させることができ、有用である。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。
１）スパッタリングターゲット用酸化物焼結体の作製
以下に述べる常圧焼結法によって焼結体を作製した。純度４Ｎの酸化ガリウム粉末および酸化インジウム粉末を、それぞれ平均粒径３μｍ以下にボールミル解砕して調整した。その後、全金属元素に対するガリウムの原子比率が所望の比率となるよう配合し、有機バインダ、分散剤ならびに可塑剤とともにボールミルによって４８時間混合し、スラリーを作製した。得られたスラリーを、スプレードライヤーによって噴霧乾燥し、造粒粉末を作製した。
次に、得られた造粒粉末をゴム型に入れ、静水圧プレス機によって１９１ｍｍφ、厚さ約６ｍｍの成形体を作製した。同様にして得られた成形体を酸素気流中にて、所定の温度（実施例中に記載）で、２０時間、常圧焼結した。
常圧焼結法以外に、ホットプレス（ＨＰ）法でも酸化物焼結体を作製した。
上記の酸化ガリウム粉末および酸化インジウム粉末を、全金属元素に対するガリウムの原子比率が所望の比率となるよう配合し、続いて三次元混合機にて攪拌し原料粉末とした。得られた混合粉末をカーボン製容器中に給粉して各条件でホットプレス法を用いて焼結した。カーボン製容器の酸化による劣化を防止するため、Ａｒガス雰囲気で行った。圧力は２４．５ＭＰａに固定し、焼結温度を所定の温度（実施例中に記載）とし、焼結時間は３時間で一定とした。
なお、得られた焼結体には、円周加工ならびに表面研削加工を施し、直径約１５．２４ｃｍ（６ｉｎｃｈ）、厚さ約５ｍｍの形状にした。加工後、焼結体を冷却銅板にボンディングし、スパッタリングターゲットとした。
【００４５】
２）薄膜の作製
スパッタリング装置は、アネルバ製特ＳＰＦ−５３０Ｈを使用した。基板には合成石英基板を用い、ターゲット面と平行になるように配置した。基板−ターゲット間距離は６０ｍｍとした。
スパッタリングガスはアルゴンと酸素からなる混合ガスとし、酸素を１．０〜２．０％の比率として、全ガス圧を０．５Ｐａに設定した。投入電力は２００Ｗとした。以上の条件で直流マグネトロンスパッタリングによる成膜を行った。使用するターゲットによって成膜時間を調整し、膜厚２００ｎｍの薄膜を形成した。
直流スパッタリングが不可能な場合、直流パルシング法によるスパッタリングにて膜形成を行った。パルス周波数は、２５０ｋＨｚとした。その他の成膜条件は、直流スパッタリングと同等とした。
【００４６】
３）スパッタリングターゲット用酸化物焼結体および薄膜評価
得られたスパッタリングターゲット用酸化物焼結体および薄膜の、全金属元素に対するガリウムの原子比率は、ＩＣＰ発光分光分析法（セイコーインスツルメンツ製ＳＰＳ４０００使用）で求めたインジウムおよびガリウムの重量から算出した。
スパッタリングターゲット用酸化物焼結体の密度は、純水を用いてアルキメデス法（東洋精機製作所製高精度自働比重計使用）で測定した。
酸化物膜の膜厚は、触針式膜厚計（テンコール社製Ａｌｐｈａ−ＳｔｅｐＩＱ）で測定した。
スパッタリングターゲット用酸化物焼結体および酸化物膜の比抵抗は、四探針法（三菱化学製ＬＯＲＥＳＴＡ−ＩＰ、ＭＣＰ−Ｔ２５０使用）で測定した表面抵抗から算出した。
基板を含めた酸化物膜の光透過率（ＴS+F（％））を、分光光度計（日立製作所社製、Ｕ−４０００）で測定した。同様の条件で基板のみの光透過率（ＴS（％））も測定し、（ＴS+F／ＴS）×１００を、基板を除いた膜自体の光透過率（ＴF（％））として算出した。
Ｘ線回折装置（理学電機工業製、ＣｕＫα線使用）によってスパッタリングターゲット用酸化物焼結体ならびに酸化物膜のＸ線回折を測定した。スパッタリングターゲット用酸化物焼結体に関しては、Ｉｎ2Ｏ3相（４００）、β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）、β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）、および（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）によるピーク強度を求め、次式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比を計算した。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］ （１）
算術平均高さ（Ｒａ）は原子間顕微鏡（ＡＦＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩ使用）で測定した。
【００４７】
（実施例１、２）
全金属元素に対するガリウムの原子比率が６５．５原子％となるよう、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末を配合し、焼結温度１４００ならびに１５００°Ｃの２条件で常圧焼結し、スパッタリングターゲットを作製した。
次に、これら２種類のスパッタリングターゲットを用いて室温にて直流スパッタリングを試みた。ターゲットの評価結果を図１に示した。
図１に示したように、実施例１の焼結温度１４００℃とした場合、得られた酸化物焼結体の全金属元素に対するガリウムの原子比率は６５．６原子％であった。また酸化物焼結体の密度は６．０４ｇ／ｃｍ3であり、焼結体を構成する相はβ−ＧａＩｎＯ3相であった。よって、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比は０％であった。
【００４８】
次に、実施例２の焼結温度１５００°Ｃとした場合には、全金属元素に対するガリウムの原子比率は６５．２原子％、焼結体の密度は６．１２ｇ／ｃｍ3、構成相は（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のみで、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比は０％であった。
これら２種類のスパッタリングターゲットを用いて室温にて直流スパッタリングを行ったところ、アーク放電など異常はみられず、良好なスパッタリングが可能であることが確認された。
【００４９】
（比較例１）
全金属元素に対するガリウムの原子比率を５８．５原子％とした以外には、実施例１と同様にスパッタリングターゲットを作製し、直流スパッタリングを試みた。ターゲットの評価結果を図２に示した。
図２に示したように、比較例１では、焼結体の全金属元素に対するガリウムの原子比率は５８．３原子％、焼結体の密度は６．２８ｇ／ｃｍ3であった。焼結体は、β−ＧａＩｎＯ3相とＩｎ2Ｏ3相によって構成され、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比は７％であった。このスパッタリングターゲットを用いた室温での直流スパッタリングでは、アーク放電など異常はみられず、良好なスパッタリングが可能であることが確認された。
【００５０】
（実施例３〜８）
全金属元素に対するガリウムの原子比率を６５．５〜９９原子％の範囲で変化させるよう、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末を配合し、焼結温度８００〜１０００°Ｃの３条件でホットプレス（ＨＰ）法にて焼結し、スパッタリングターゲットを作製した。次に、これら３種類のスパッタリングターゲットを用いて室温にて直流スパッタリングを試みた。ターゲットの評価結果を図３に示した。
図３に示したように、実施例３〜８の場合には、全金属元素に対するガリウムの原子比率は６５．４〜９９．１原子％、焼結体の密度は５．０２〜６．１２ｇ／ｃｍ3であり、良好な焼結体が得られた。次に、これらの焼結体は、β−ＧａＩｎＯ3相、β−Ｇａ2Ｏ3、またはこれら２相によって構成されることが確認された。そして、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比はいずれにおいても０％であった。ただし、実施例５のみは、Ｉｎ2Ｏ3相の生成が認められ、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比は５％であった。
これら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室温にて直流スパッタリングを行ったところ、実施例３〜７、すなわち全金属元素に対するガリウムの原子比率が６５．４〜８９．９原子％の範囲では、アーク放電など異常はみられず、良好なスパッタリングが可能であることが確認された。しかし、実施例８の全金属元素に対するガリウムの原子比率が９９．１原子％の場合、直流スパッタリングは不可であった。
【００５１】
（比較例２）
焼結温度１１００°Ｃの条件でホットプレス（ＨＰ）法を実施した以外には、実施例３、４と同様にスパッタリングターゲットを作製し、直流スパッタリングを試みた。ターゲットの評価結果を図４に示した。
図４に示したように、比較例２では、全金属元素に対するガリウムの原子比率は６５．３原子％であったが、焼結体の密度は４．８９ｇ／ｃｍ3と低く、良好な焼結体を得ることができなかった。
焼結中にインジウムが溶融し、染み出しが起こった痕跡が認められた。また、焼結体はβ−ＧａＩｎＯ3相、Ｉｎ相、およびＩｎ2Ｏ3相によって構成されており、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比は１２％と高かった。これは、インジウムの溶融、染み出しによるものと推定される。
このスパッタリングターゲットを用いた室温での直流スパッタリングでは、アーク放電が頻発し、良好なスパッタリング状態は得られなかった。
【００５２】
（実施例９、１０）
実施例１、２で作製したスパッタリングターゲットを用いて、室温にて直流スパッタリングを行い、薄膜を形成した。得られた薄膜の評価結果を図５に示した。
ＩＣＰ発光分光分析法によって求めた酸化物膜の全金属元素に対するガリウムの原子比率は、実施例１、２のスパッタリングターゲットの組成が再現され、６５．６原子％ならびに６５．２原子％であった。基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は、いずれも３２０ｎｍ以下を示した。
また、算術平均高さ（Ｒａ）は、いずれも０．５ｎｍ前後であり、１．０ｎｍ以下であることが確認された。得られた膜のＸ線回折測定の結果、いずれも非晶質膜であることが確認された。なお、これらの膜は導電性を示し、実施例９の比抵抗は７．１×１０-1Ω・ｃｍ、実施例１０は６．３×１０-1Ω・ｃｍを示した。
【００５３】
（比較例３）
比較例１で作製したスパッタリングターゲットを用いて、室温にて直流スパッタリングを行い、薄膜を形成した。得られた薄膜の評価結果を図６に示した。
ＩＣＰ発光分光分析法によって求めた薄膜の全金属元素に対するガリウムの原子比率は、比較例１のスパッタリングターゲットの組成がほぼ再現され、５８．７原子％であった。
しかしながら、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は、３３２ｎｍを示し、３２０ｎｍ以下とはならなかった。ただし、算術平均高さ（Ｒａ）は０．５ｎｍ前後であり、１．０ｎｍ以下であることが確認された。得られた膜のＸ線回折測定の結果、非晶質膜であることが確認された。なお、この膜は導電性を示し、比抵抗は１．１×１０-1Ω・ｃｍを示した。
【００５４】
（実施例１１〜１４）
実施例４および６〜８において、焼結温度９００°Ｃの条件でホットプレス（ＨＰ）法で作製したスパッタリングターゲットを用いて、室温にて直流スパッタリングを行い、薄膜を形成した。なお、実施例８のスパッタリングターゲットは、直流スパッタリングでの成膜ができないため、直流パルシング法によるスパッタリングによって薄膜を形成した。得られた薄膜の評価結果を図７に示した。
ＩＣＰ発光分光分析法によって求めた薄膜の全金属元素に対するガリウムの原子比率は、実施例４〜７のスパッタリングターゲットの組成がほぼ再現され、６５．５〜９９．５原子％であった。基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は、いずれも３２０ｎｍ以下を示した。また、算術平均高さ（Ｒａ）は、いずれも０．５ｎｍ前後であり、１．０ｎｍ以下であることが確認された。得られた膜のＸ線回折測定の結果、いずれも非晶質膜であることが確認された。なお、実施例１１の膜は導電性を示し、比抵抗は５．８×１０-1Ω・ｃｍを示した。しかし、その他の膜は導電性を示さなかった。
【００５５】
（比較例４）
比較例２で作製したスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングによる酸化物膜の形成を行った。ただし、このスパッタリングターゲットでは、直流スパッタリングでの成膜ができないため、室温にて直流パルシング法によるスパッタリングによって薄膜を形成した。得られた薄膜の評価結果を図８に示した。
ＩＣＰ発光分光分析法によって求めた薄膜の全金属元素に対するガリウムの原子比率は、比較例２のスパッタリングターゲットの組成よりガリウムが少なくなっており、５９．７原子％であった。そして、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は、３４０ｎｍを示し、３２０ｎｍ以下とはならなかった。ただし、算術平均高さ（Ｒａ）は０．６２ｎｍであり、１．０ｎｍ以下であることが確認された。得られた膜のＸ線回折測定の結果、非晶質膜であることが確認された。なお、この膜は導電性を示し、比抵抗は２．２×１０-1Ω・ｃｍを示した。
【００５６】
（実施例１５）
実施例５において、焼結温度１０００°Ｃの条件でホットプレス（ＨＰ）法で作製したスパッタリングターゲットを用いて、室温にて直流スパッタリングを行い、薄膜を形成した。得られた薄膜の評価結果を図９に示した。
ＩＣＰ発光分光分析法によって求めた薄膜の全金属元素に対するガリウムの原子比率は、実施例５のスパッタリングターゲットの組成がほぼ再現され、６５．１原子％であった。実施例５のスパッタリングターゲットには、上記式（１）で表されるＩｎ2Ｏ3相（４００）のピーク強度比で５％相当のビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）が含まれるものの、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は、３２０ｎｍであった。また、算術平均高さ（Ｒａ）は、０．５ｎｍ前後であり、１．０ｎｍ以下であることが確認された。得られた膜のＸ線回折測定の結果、非晶質膜であることが確認された。なお、得られた膜は導電性を示し、比抵抗は５．１×１０-1Ω・ｃｍを示した。
【００５７】
（実施例１６）
基板に厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績社製）を用いた以外には、実施例９と同様の条件で、フィルム片面に成膜を行った。実施例９と同様に、得られた透明導電膜は、非晶質膜であることがＸ線回折によって確認された。実施例９で示したように、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は３２０ｎｍ以下であるが、ＰＥＴフィルムを含んだ場合の光透過率が５０％を示す最短波長は、ＰＥＴフィルム単体が示す３２２ｎｍと同等の３２４ｎｍであった。また、算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることが確認された。
【００５８】
（実施例１７）
基板として、厚さ２００μｍのＰＥＳフィルム（住友ベークライト社製）の両面に酸化窒化シリコン膜を形成したバリア膜付き基板を用いた以外には、実施例１２と同様の条件で、フィルム両面に成膜を行った。
実施例１２と同様に、得られた透明導電膜は、非晶質膜であることがＸ線回折によって確認された。実施例１２で示したように、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長は３２０ｎｍ以下であるが、ＰＥＳフィルムを含んだ場合の光透過率が５０％を示す最短波長は、ＰＥＳフィルムが示す３５０ｎｍと同じ３５０ｎｍであった。また、算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることが確認された。
【００５９】
「評価」
実施例１〜８の結果から、本発明の、主としてガリウム、インジウム、および酸素からなるスパッタリングターゲット用酸化物焼結体であって、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、かつ焼結体密度が５．０ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とするスパッタリングターゲット用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を実施した場合は、アーク放電などの異常な放電が起こらず、良好なスパッタリングが実施可能であることが明らかとなった。
【００６０】
特に、実施例１〜７の結果から、本発明のガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて９０原子％以下含有し、かつ焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とするスパッタリングターゲット用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を実施した場合に、アーク放電などの異常な放電が起こらず、良好な直流スパッタリングが実施可能であることが明らかとなった。
【００６１】
また、実施例３〜８の結果から、本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体、すなわちホットプレス法によって、不活性ガス雰囲気中、焼結温度８００〜１０００℃、ならびに圧力４．９〜２９．４ＭＰａの条件で焼結される酸化物焼結体であって、かつ金属インジウム相を含まないことを特徴とするスパッタリングターゲット用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を実施した場合に、アーク放電などの異常な放電が起こらず、良好な直流スパッタリングが実施可能であることが明らかとなった。
【００６２】
次に、実施例９〜１５の結果から、本発明の酸化物膜、すなわち実施例１〜８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って得られた酸化物膜は、ガリウム、インジウム、および酸素からなる酸化物膜であって、該酸化物膜は、ガリウムを全金属元素に対して６５原子％を超えて１００原子％未満含有し、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下であり、非晶質膜であって、算術平均高さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることが示された。
【００６３】
特に、実施例１５から、本発明のスパッタリングターゲット用酸化物焼結体、すなわちβ−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウム相（β−Ｇａ2Ｏ3相）、β−Ｇａ2Ｏ3型構造を有する酸化ガリウムインジウム相（β−ＧａＩｎＯ3相）、もしくは（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相のうちから選ばれる１つ以上の相を有し、さらにビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）によって構成され、該ビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が、次式（１）で定義されるＸ線回折ピーク強度比で５％以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット用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って得られた酸化物膜であれば、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍ以下となることが示された。
Ｉｎ2Ｏ3相（４００）／｛β−Ｇａ2Ｏ3相（−２０２）＋β−ＧａＩｎＯ3相（１１１）
＋（Ｇａ，Ｉｎ）2Ｏ3相（２θ≒３３°）｝×１００ ［％］ （１）
【００６４】
これに対し、比較例３の酸化物膜、すなわち比較例１の上記組成範囲を満たさない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って得られた酸化物膜は、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍを超えてしまうことが示された。
【００６５】
また、比較例４の酸化物膜、すなわち比較例１の前記ホットプレス条件を満たさず、前記のビックスバイト型構造の酸化インジウム相（Ｉｎ2Ｏ3相）の含まれる比率が５％を超えてしまう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って得られた酸化物膜は、基板を除いた膜自体の、光透過率が５０％を示す最短波長が３２０ｎｍを超えてしまうことが示された。
【００６６】
実施例１６および１７から、本発明の透明基材、すなわち片面若しくは両面がガスバリア膜で覆われている樹脂フィルムの透明基板の片面若しくは両面に、本発明の酸化物膜が形成されていることを特徴とする透明基材が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る焼結体の実施例１及び２のターゲット評価を示す表である。
【図２】焼結体の比較例１のターゲット評価を示す表である。
【図３】本発明に係る焼結体の実施例３乃至８のターゲット評価を示す表である。
【図４】焼結体の比較例２のターゲット評価を示す表である。
【図５】本発明に係る焼結体の実施例９及び１０の薄膜評価を示す表である。
【図６】焼結体の比較例３の薄膜評価を示す表である。
【図７】本発明に係る焼結体の実施例１１乃至１４の薄膜評価を示す表である。
【図８】焼結体の比較例４の薄膜評価を示す表である。
【図９】本発明に係る焼結体の実施例１５の薄膜評価を示す表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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