(57)【要約】【課題】スパッタリングターゲットとして使用した場合、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られ、また、有機ＥＬや高精細ＬＣＤ等に用いられるＲａやＲｙの小さい透明導電膜を実現し得る酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜を提供する。【解決手段】酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体であり、相対密度が１０２％以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体であり、相対密度が１０２％以上であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項２】
請求項１に記載の酸化物焼結体において、当該焼結体内におけるフェレー径２μｍ以上のピンホール数が単位面積当たり５０個／ｍｍ２以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の酸化物焼結体において、当該焼結体の任意の断面を顕微鏡観察した際の析出相の割合が面積比で４０％以上であることを特徴とする酸化物焼結体。
【請求項４】
酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体の製造方法において、酸化シリコン原料粉の平均粒径を０．２μｍ〜０．６μｍとして他の原料粉と混合した後、焼成温度１４００℃以上で焼結したことを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の酸化物焼結体の製造方法において、得られた酸化物焼結体の相対密度が１０２％以上であることを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３の何れかに記載の酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングしたことを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項７】
請求項６に記載のスパッタリングターゲットにおいて、ガラス基板上にスパッタリングにより膜厚２００ｎｍで形成した透明導電膜の表面平滑性が、最大高低差Ｒｙが６．０ｎｍ以下となることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の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り形成した透明導電膜であって、ガラス基板上にスパッタリングにより膜厚２００ｎｍで形成した透明導電膜の表面平滑性が、最大高低差Ｒｙが６．０ｎｍ以下であることを特徴とする透明導電膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜を形成するために、スパッタリング法やイオンプレーティング法に用いられるスパッタリングターゲットやタブレットに用いられる酸化物焼結体及びその製造方法並びにそれを用いたスパッタリングターゲットに関するものであり、特に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や有機ＥＬディスプレイなどのＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の透明電極形成に用いられて有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化インジウム−酸化錫（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２の複合酸化物、以下、「ＩＴＯ」という）膜は、可視光透過性が高く、かつ導電性が高いので透明導電膜として液晶ディスプレイやガラスの結露防止用発熱膜、赤外線反射膜等に幅広く用いられている。例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に使われる透明導電膜は、低抵抗（抵抗率２×１０−４Ω・ｃｍ程度）のものが選択される。
【０００３】
このような状況下、酸化インジウムを主成分として、これに酸化スズと酸化ケイ素または／および酸化アルミニウムとがドーピングされた透明導電膜が、高抵抗でかつ良好な透明性を有するものとして提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、かかる公報の実施例によると、透明導電膜を形成するスパッタリングターゲットは焼結体でなく圧粉体で、高抵抗であり、ＤＣマグネトロンが使用できないものである。
【０００５】
一方、本出願人は、先に、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置で使用できる程度のバルク抵抗を有するが、形成される透明導電膜が高抵抗で且つ光透過率が高いスパッタリングターゲットとして、酸化珪素などの絶縁性酸化物を添加した高抵抗透明導電膜用スパッタリングターゲットを開発した（特許文献２参照）。また、酸化インジウム及び酸化スズを主成分とし、酸化ケイ素又は酸化チタンの少なくとも一方を含有するスパッタリングターゲットが開示されている（特許文献３参照）。さらに、酸化珪素を含有するが高抵抗物質の酸化シリコン相が存在しないスパッタリングターゲットにより低抵抗の透明導電膜を成膜する技術も提案されている（特許文献４参照）。
【０００６】
しかしながら、その後の研究により、長期に亘ってスパッタ放電を続けると、酸化シリコンのような絶縁層が存在するためか、異常放電が生じやすく、最後まで安定したスパッタ放電が維持できないという問題がある。
【０００７】
例えば、特許文献３に記載された技術は、高抵抗化を目的とした絶縁物である酸化シリコンの添加であるので、焼結体内部に酸化シリコンからなる絶縁物が存在し、チャージアップした電荷が引き起こす絶縁破壊による異常放電の原因となり長時間安定したスパッタ放電は得られないという問題がある。また、さらに異常放電によりパーティクルが発生し、デバイス等の生産性が低下するという問題もある。また、特許文献４の実施例に記載の焼結体も低密度でピンホールを多く含んでおり、長期に亘っては異常放電が発生し易いという問題がある。
【０００８】
また、従来、ＩＴＯに酸化ケイ素を添加したターゲットは、それを用いてスパッタリングして形成した透明導電膜がアモルファスとなり、ウェットエッチングによる残渣がＩＴＯと比較して良好とはなるが、未だ不十分であった。
【０００９】
さらに、このような従来のスパッタリングターゲットで形成した透明導電膜は表面平滑性が良好でないので、その先鋭部への過電流により表示装置への悪影響を及ぼす虞があるという問題がある。特に、表面平滑性において、最大高低差Ｒｙが大きいと、過電流の起点になり易いという問題がある。
【００１０】
この透明導電膜の表面平滑性は、特に有機ＥＬの分野において重要な膜特性であり、ＬＣＤに用いられるＩＴＯ膜で実現されるＬＣＤ用の膜特性、例えば、Ｒａ＝０．７４ｎｍ、Ｒｙ＝１１．３ｎｍという表面平滑性では、有機ＥＬ用の膜特性としては満足できない。
【００１１】
また、ＬＣＤにおいては、現状のＩＴＯ膜の表面平滑性で十分であるが、Ｒａ、Ｒｙが小さくなると、エッチング残渣が減少し、さらに高精細なウェットエッチングによるパターン加工が可能となる。
【００１２】
そのため、有機ＥＬや高精細ＬＣＤ等に用いられるＲａやＲｙの小さい透明導電膜及びそれを実現し得るスパッタリングターゲットの出現が要望されている。
【００１３】
【特許文献１】特開平４−２０６４０３号公報（課題を解決するための手段など）
【特許文献２】特開２００３−１０５５３２号公報（課題を解決するための手段など）
【特許文献３】特開２００３−２７７９２１号公報（特許請求の範囲など）
【特許文献４】特開２００４−１２３４７９号公報（発明の実施の形態など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述した事情に鑑み、スパッタリングターゲットとして使用した場合、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られ、また、有機ＥＬや高精細ＬＣＤ等に用いられるＲａやＲｙの小さい透明導電膜を実現し得る酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体であり、相対密度が１０２％以上であることを特徴とする酸化物焼結体にある。
【００１６】
かかる第１の態様では、相対密度が１０２％以上の酸化物焼結体とすることにより、例えば、スパッタリングターゲットとした場合には、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られ、また、表面が平滑な透明導電膜が得られる。
【００１７】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の酸化物焼結体において、当該焼結体内におけるフェレー径２μｍ以上のピンホール数が単位面積当たり５０個／ｍｍ２以下であることを特徴とする酸化物焼結体にある。
【００１８】
かかる第２の態様では、焼結体内のピンホール数が少ないので、例えば、スパッタリングターゲットとした場合には、異常放電の発生が生じ難い。
【００１９】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の酸化物焼結体において、当該焼結体の任意の断面を顕微鏡観察した際の析出相の割合が面積比で４０％以上であることを特徴とする酸化物焼結体にある。
【００２０】
かかる第３の態様では、析出相の割合が４０％以上と大きいので、例えば、スパッタリングターゲットとした場合には、使用末期まで特性が安定した膜を得ることができる。
【００２１】
本発明の第４の態様は、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体の製造方法において、酸化シリコン原料粉の平均粒径を０．２μｍ〜０．６μｍとして他の原料粉と混合した後、焼成温度１４００℃以上で焼結したことを特徴とする酸化物焼結体の製造方法にある。
【００２２】
かかる第４の態様では、酸化シリコン原料粉末を所定の粒径として焼結するので、焼結体の焼結密度が著しく向上し、例えば、スパッタリングターゲットとした場合には、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られ、また、表面が平滑な透明導電膜が得られる酸化物焼結体が得られる。
【００２３】
本発明の第５の態様は、第４の態様に記載の酸化物焼結体の製造方法において、得られた酸化物焼結体の相対密度が１０２％以上であることを特徴とする酸化物焼結体の製造方法にある。
【００２４】
かかる第５の態様では、相対密度が１０２％以上の酸化物焼結体が得られ、例えば、スパッタリングターゲットとした場合には、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られ、また、表面が平滑な透明導電膜が得られる。
【００２５】
本発明の第６の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングしたことを特徴とするスパッタリングターゲットにある。
【００２６】
かかる第６の態様では、スパッタリングターゲットとした場合には、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られる。
【００２７】
本発明の第７の態様は、第６の態様に記載のスパッタリングターゲットにおいて、ガラス基板上にスパッタリングにより膜厚２００ｎｍで形成した透明導電膜の表面平滑性が、最大高低差Ｒｙが６．０ｎｍ以下となることを特徴とするスパッタリングターゲットにある。
【００２８】
かかる第７の態様では、最大高低差Ｒｙが６．０ｎｍ以下の透明導電膜が得られ、過電流の発生が防止される。
【００２９】
本発明の第８の態様は、第６又は７の態様に記載の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り形成した透明導電膜であって、ガラス基板上にスパッタリングにより膜厚２００ｎｍで形成した透明導電膜の表面平滑性が、最大高低差Ｒｙが６．０ｎｍ以下であることを特徴とする透明導電膜にある。
【００３０】
かかる第８の態様では、最大高低差Ｒｙが６．０ｎｍ以下の透明導電膜となり、過電流の発生が防止される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、例えば、スパッタリングターゲットとして使用した場合、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られ、また、有機ＥＬや高精細ＬＣＤ等に用いられるＲａやＲｙの小さい透明導電膜を実現し得る酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜を提供するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明に係る酸化物焼結体は、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体であり、相対密度が１０２％以上であることを特徴とし、例えば、スパッタリングターゲットとして使用した場合、使用初期から末期まで安定したスパッタ放電が得られるというものである。
【００３３】
ここで、安定したスパッタ放電とは、異常放電が極力発生せず、それによるパーティクル及びターゲットの割れやひびや欠けが発生しないこと及びスパッタで形成されるスパッタ膜の特性が使用初期から末期まで経時変化が小さいことをいう。
【００３４】
このように相対密度が１０２％以上の酸化物焼結体は、機械的強度が向上し、割れや欠けが発生し難く、安定したスパッタ放電が得られる。また、このような酸化物焼結体をスパッタした場合、得られるスパッタ膜は表面が非常に平滑であるという利点がある。
【００３５】
なお、相対密度が１０２％未満の場合には、機械的強度が１０２％以上より低く、割れや欠けが発生し易く、また、スパッタ膜の表面平滑性が劣化する傾向にある。
【００３６】
ここで、平滑であるとは、例えば、表面平滑性の最大高低差Ｒｙが１０．０ｎｍ以下、好ましくは６．０ｎｍ以下であることである。このように最大高低差Ｒｙが１０．０ｎｍ以下、好ましくは６．０ｎｍ以下となるほど平滑であり、スパッタ膜の先鋭部への過電流を防止することができ、先鋭部への過電流による有機ＥＬ表示素子への悪影響を排除することができる。また、高精細ＬＣＤの製造工程におけるウェットエッチングによる残渣を低減することができる。
【００３７】
また、相対密度とは、理論密度に対して相対的に算出した密度である。理論密度の算出の一例を示す。各原料であるＩｎ２Ｏ３の密度を７．１７９ｇ／ｃｍ３、ＳｎＯ２の密度を６．９５０ｇ／ｃｍ３、ＳｉＯ２の密度を２．２００ｇ／ｃｍ３とし、加重平均より算出した密度が理論密度であり、これを１００％とする。例えば、８５ｗｔ％Ｉｎ２Ｏ３−１０ｗｔ％ＳｎＯ２−５ｗｔ％ＳｉＯ２の場合の理論密度は６．４３ｇ／ｃｍ３であり、その組成で相対密度１００％の場合の実際の密度は６．４３ｇ／ｃｍ３となる。
【００３８】
また、このように相対密度が著しく高い酸化物焼結体は、ピンホール数が小さく、異常放電が発生し難いが、好ましい場合には、当該焼結体内におけるフェレー径２μｍ以上のピンホール数が単位面積当たり５０個／ｍｍ２以下となる。このように焼結体内部のフェレー径２μｍ以上のピンホールが５０個／ｍｍ２以下だと、ターゲット使用初期から末期まで異常放電を抑制でき、また、得られるスパッタ膜は非常に平滑である。
【００３９】
なお、焼結体内部のフェレー径２μｍ以上のピンホール数が５０個／ｍｍ２より多いと、ターゲット使用初期から末期までに異常放電が多発する傾向になって好ましくなく、また、得られるスパッタ膜の平滑性も低下する傾向にある。
【００４０】
ここで、フェレー径とは、ピンホールを粒子として見立てた場合に、粒子を挟むある一定方向の平行線間隔のことをいう。例えば、倍率１００倍のＳＥＭ像による観察で計測できる。具体的には、当該焼結体の任意の破断面を鏡面状態になるまで研磨し、倍率１００倍のＳＥＭ像を２値化処理することにより、ピンホールを特定し、画像処理ソフト（粒子解析III：エーアイソフト社製）により、フェレー径２μｍ以上のピンホール数をカウントした。
【００４１】
また、本発明の酸化物焼結体は、好ましい場合には、当該焼結体の任意の断面を顕微鏡観察した際の析出相の割合が面積比で４０％以上である。このように析出相が４０％以上となると、例えば、スパッタリングターゲットとした場合には、ターゲット使用初期から末期において、スパッタ膜の特性が安定し、また、スパッタ膜がより平滑になる傾向となる。
【００４２】
なお、析出相の割合が面積比で４０％未満の場合には、スパッタリングターゲットとして使用した場合、ターゲット使用初期から末期において、スパッタ膜の特性が大きく変化する傾向が大きく好ましくなく、また、スパッタ膜の平滑性が低下する傾向となる。
【００４３】
ここで、析出相とは、酸化物焼結体の内部で結晶相として析出したものであり、任意の断面を顕微鏡観察することにより検出できる。例えば、倍率５０００倍のＳＥＭ像の観察により検出できる。本発明では、任意断面における析出相の面積比を規定し、４０％以上が好ましいとしている。
【００４４】
具体的には、任意断面を出すために、破断面を鏡面状態になるまで研磨し、さらに、酸でエッチングし、その後、断面を、例えば、倍率５０００倍のＳＥＭ像を観察することにより、析出相の面積比を算出することができる。なお、この析出相は、後述するように、Ｘ線回折の結果、Ｉｎ２Ｓｉ２Ｏ７相であると考えられる。
【００４５】
本発明の酸化物焼結体は、必要に応じて、錫（Ｓｎ）が含有されている。錫が含有される場合には、インジウム１モルに対して０．００１〜０．３モル、好ましくは、０．０１〜０．１５モル、より好ましくは０．０５〜０．１モルの範囲で含有されるのが望ましい。この範囲内であれば、スパッタリングターゲットのキャリア電子の密度並びに移動度を適切にコントロールして導電性を良好な範囲に保つことができる。また、この範囲を越えて添加すると、スパッタリングターゲットのキャリア電子の移動度を低下させると共に導電性を劣化させる方向に働くので好ましくない。
【００４６】
本発明の酸化物焼結体の製造方法を以下に説明する。
【００４７】
酸化物焼結体を構成する出発原料としては、一般的にＩｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳｉＯ２の粉末を用いるが、これらの単体、化合物、複合酸化物等を原料としてもよい。単体、化合物を使う場合はあらかじめ酸化物にするようなプロセスを通すようにする。なお、ここで、重要なのは、酸化シリコン原料粉の平均粒径を０．２μｍ〜０．６μｍとすることである。
【００４８】
すなわち、本発明の酸化物焼結体の好適な製造方法は、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有すると共に酸化シリコンを含有する酸化物焼結体の製造方法において、酸化シリコン原料粉の平均粒径を０．２μｍ〜０．６μｍとして他の原料粉と混合した後、焼成温度１４００℃以上で焼結するというものである。さらに詳細には、まず、酸化インジウムと必要に応じて好ましくは５〜１５ｗｔ％の酸化錫を含有すると共に好ましくは２〜８ｗｔ％の酸化シリコンを含有する酸化物焼結体の製造方法において、酸化シリコン原料粉の平均粒径を０．２μｍ〜０．６μｍとして他の原料粉と乾式ボールミルにより５〜４８時間混合した後、得られた混合粉に＃１５００ＰＶＡバインダーを混合粉の重量に対して３〜８ｗｔ％添加し乳鉢等により混合する。これを２０〜３０ｍｅｓｈの篩などにより篩い分けした後、金型に均一に充填しコールドプレス法などにより５００ｋｇ／ｃｍ２〜５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力でプレス成形する。５００ｋｇ／ｃｍ２未満だと成形密度が低下し、焼結の進行は不十分となり焼結密度が低下する。５ｔｏｎ／ｃｍ２より大きいと設備が大掛かりとなり好ましくない。この成形体を焼成温度１４００℃以上で大気焼成するが、昇温については、室温〜８００℃までは４０〜１００℃／ｈｒで昇温し、焼成体内の温度分布を均一にするために焼成体サイズにより必要に応じて８００℃で４時間以上保持し、８００〜１３００℃までは５０〜４５０℃／ｈｒで昇温し、１３００℃〜設定温度（例えば１４５０℃）までは５０〜１００℃／ｈｒで昇温し、設定温度にて４時間以上保持する。降温については、室温まで５０〜４００℃／ｈｒで冷却する。
【００４９】
このように、酸化シリコン原材料粉の平均粒径を０．２〜０．６μｍとし、焼成温度を１４００℃以上とすることにより、酸化物焼結体密度が著しく向上し、焼結体内部のピンホールが減少し、析出相を増加させることができる。
【００５０】
なお、酸化シリコン原料粉の平均粒径が０．２μｍより小さく、特に平均粒径０．０５μｍ以下となると、焼成後の密度が低下して好ましくなく、また、平均粒径が０．６μｍより大きくなると、焼結密度が低下したり、析出相が減少したりするため、好ましくない。
【００５１】
ここで、酸化シリコン原料以外の原料粉の粒径は特に限定されないが、平均粒径が０．３〜１．５μｍ程度のもの、好ましくは、０．４〜１．１μｍ程度のものを用いることができる。
【００５２】
焼結温度は、１４００℃以上とすると相対密度が向上し好ましく、また、スパッタ膜の平滑性が向上するので好ましいが、さらに相対密度が向上し、焼成による焼結体の反りを小さくするためには、１４５０℃〜１５５０℃とするのがより好ましい。なお、１５５０℃を越え、特に１６００℃以上で焼成しても、効果の向上は顕著ではなく、焼成炉の設備費やランニングコストが高価となり、好ましくない傾向となる。一方、１４００℃より低いと、相対密度が低下して好ましくない。
【００５３】
なお、本発明においては、原料粉の所望の配合割合、混合方法、成形する方法は特に限定されず、従来から公知の各種湿式法又は乾式法を用いることができる。
【００５４】
乾式法としては、コールドプレス（Ｃｏｌｄ  Ｐｒｅｓｓ）法やホットプレス（Ｈｏｔ  Ｐｒｅｓｓ）法等を挙げることができる。コールドプレス法では、混合粉を成形型に充填して成形体を作製し、大気雰囲気下または酸素雰囲気下で焼成・焼結させる。ホットプレス法では、混合粉を成形型内で直接焼結させる。
【００５５】
湿式法としては、例えば、濾過式成形法（特開平１１−２８６００２号公報参照）を用いるのが好ましい。この濾過式成形法は、セラミックス原料スラリーから水分を減圧排水して成形体を得るための非水溶性材料からなる濾過式成形型であって、１個以上の水抜き孔を有する成形用下型と、この成形用下型の上に載置した通水性を有するフィルターと、このフィルターをシールするためのシール材を介して上面側から挟持する成形用型枠からなり、前記成形用下型、成形用型枠、シール材、およびフィルターが各々分解できるように組立てられており、該フィルター面側からのみスラリー中の水分を減圧排水する濾過式成形型を用い、混合粉、イオン交換水と有機添加剤からなるスラリーを調製し、このスラリーを濾過式成形型に注入し、該フィルター面側からのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を作製し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂後、焼成する。
【００５６】
各方法において、焼結後は、所定寸法に成形・加工のための機械加工を施し、例えば、ターゲットとする。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
【００５８】
（実施例１）
平均粒径が０．４８μｍの酸化インジウム粉末と平均粒径が０．９１μｍの酸化スズ粉末と平均粒径が０．２μｍの酸化シリコン粉末とを、重量比で８５：１０：５の割合で調合した。これを樹脂製ポットに投入し、乾式ボールミルにより２１時間混合した。この乾式ボールミルの際、メディアにはジルコニア製ボールを用いた。篩い分けによりメディアと原料粉とを分級し、得られた混合粉に濃度４％ＰＶＡバインダーを所定量添加し混合した。この粉を２３６×４４０サイズの金型に充填し、コールドプレス法により８００ｋg／ｃｍ２の圧力で成形した。この成形体を大気雰囲気にて次のように焼結した。室温から１４００℃まで６０℃／時間で昇温し、１４００℃にて５時間保持し、１２００℃まで２００℃／時間で降温し焼結体を得た。この焼結体を直径６インチ（１５．２４ｃｍ）で厚さ５ｍｍに加工し、無酸素銅製のバッキングプレートにメタルボンディングしてスパッタリングターゲットを得た。加工の際、スパッタリング面は♯１７０砥石により平面研削を行った。
【００５９】
（実施例２）
成形体の焼成条件を以下の方法に変えた以外、実施例１と全く同様の方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６０】
室温から８００℃まで５０℃／時間で昇温し、８００℃にて４時間保持した後、１３００℃まで４００℃／時間で昇温し、１４５０℃まで５０℃／時間で昇温し、１４５０℃にて８時間保持し後、８００℃まで５０℃／時間で降温した。焼成は大気雰囲気で行った。
【００６１】
（実施例３）
酸化シリコン粉末の平均粒径を０．６μｍとし、成形体の焼成条件を以下の方法に変えた以外、実施例１と全く同様の方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６２】
室温から８００℃まで５０℃／時間で昇温し、８００℃にて４時間保持した後、１３００℃まで４００℃／時間で昇温し、１４５０℃まで５０℃／時間で昇温し、１４５０℃にて８時間保持し後、８００℃まで５０℃／時間で降温した。焼成は大気雰囲気で行った。
【００６３】
（比較例１）
酸化シリコン粉末の平均粒径を０．０５μｍとしたこと以外は実施例１と全く同じ方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６４】
（比較例２）
酸化シリコン粉末の平均粒径を０．９μｍとしたこと以外は実施例１と全く同じ方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６５】
（比較例３）
酸化シリコン粉末の平均粒径を１．５μｍとしたこと以外は実施例１と全く同じ方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６６】
（比較例４）
酸化シリコン粉末の平均粒径を１．５μｍとし、成形体の焼成条件を以下の方法に変えた以外、実施例１と全く同様の方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６７】
室温から８００℃まで５０℃／時間で昇温し、８００℃にて４時間保持した後、１３００℃まで４００℃／時間で昇温し、１４５０℃まで５０℃／時間で昇温し、１４５０℃にて８時間保持し後、８００℃まで５０℃／時間で降温した。焼成は大気雰囲気で行った。
【００６８】
（比較例５）
成形体の焼成条件を以下の方法に変えた以外、実施例１と全く同様の方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００６９】
１１００℃まで６０℃／時間で昇温し、１１００℃にて５時間保持し、１０００℃まで２００℃／時間で降温し焼結体を得た。焼成は大気雰囲気で行った。
【００７０】
（比較例６）
成形体の焼成条件を以下の方法に変えた以外、実施例１と全く同様の方法にて焼結体を作製しスパッタリングターゲットを得た。
【００７１】
１１００℃まで６０℃／時間で昇温し、１１００℃にて５時間保持し、１０００℃まで２００℃／時間で降温し焼結体を得た。焼成は酸素雰囲気で行った。
【００７２】
（相対密度評価）
実施例１〜比較例６の焼結体について電子秤により計測した重量およびアルキメデス法により計測した体積より相対密度を算出した。この際、各原料であるＩｎ２Ｏ３の密度を７．１７９ｇ／ｃｍ３、ＳｎＯ２の密度を６．９５０ｇ／ｃｍ３、ＳｉＯ２の密度を２．２００ｇ／ｃｍ３とし加重平均より算出した密度を１００％とした。例えば、Ｉｎ２Ｏ３  ８５ｗｔ％とＳｎＯ２  １０ｗｔ％とＳｉＯ２  ５ｗｔ％の原料比の場合、６．４３０ｇ／ｃｍ３が相対密度１００％となる。相対密度の結果を表１に示す。
【００７３】
（機械的強度評価）
実施例１〜比較例６の焼結体について、抗折試験器を用いＪＩＳ  Ｒ１６０１に基づいて抗折強度の評価を行った。抗折強度の結果を表１に示す。
【００７４】
（ピンホール評価）
実施例１〜比較例６の焼結体について粉砕し、破断面を♯２０００サンドペーパーを用い回転研磨器により鏡面状態になるまで研磨を行い、倍率１００倍のＳＥＭ像を２値画処理して、画像処理ソフトを用いて視野内に存在するフェレー径２μｍ以上のピンホール数をカウントした。ピンホール評価結果を表１に示す。
【００７５】
（析出相の面積比評価）
実施例１〜比較例６の焼結体について粉砕し、破断面を♯２０００サンドペーパーを用い回転研磨器により鏡面状態になるまで研磨を行い、４０℃に保持した酸（ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ：ＨＮＯ３＝１：１：０．０８  重量比）に９分間浸し、焼結体表面をエッチングした後、倍率５０００倍にてＳＥＭ像を撮った。評価結果の例として、実施例１、２と比較例２、５のＳＥＭ像を図１〜図４に示す。エッチング残渣により図１〜図３のように析出相が現れた。
【００７６】
このＳＥＭ像を画像処理して２値画し、画像処理ソフトにより、析出相の全体に対する面積比を算出した。面積比の結果を表１に示す。また、これらの焼結体について、Ｘ線回折装置により分析した結果、比較例５と６以外については、Ｉｎ２Ｏ３相とＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークが出現した。比較例５と６についてはＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相のピークは出現しなかった。これらのＳＥＭとＸＲＤの結果より、上記の析出相はＩｎ２Ｓｉ２Ｏ７相であると考えられる。
【００７７】
（異常放電評価）
実施例１〜比較例６のターゲットについて、デポダウン方式の直流マグネトロンスパッタ装置およびアーク（異常放電）カウンターを用いて異常放電をカウントした。以下のスパッタ条件にて、７３時間の連続スパッタ放電中に発生した異常放電の積算回数を表１に示す。但し、比較例５のターゲットについては、放電から３８時間後に異常放電の頻度が急激に増えたため、放電を中止し大気開放してターゲットを観察したところターゲットの割れを確認し、割れ部に異常放電痕があった。比較例５以外のターゲットについて、７３時間放電後のターゲット残厚について三次元測定器を用いて測定したところ、何れも０．５ｍｍｔ以下であり、ターゲットライフ末期まで使用したことを確認した。また、目視にてターゲットを観察したところ、何れのターゲットにも割れやひびや欠けは無かった。
【００７８】
（スパッタ条件）
到達圧力  １×１０−４Ｐａ
加熱温度  １００℃
導入アルゴン分圧  ０．５Ｐａ
導入酸素分圧  ５×１０−３Ｐａ
直流電力  ３００Ｗ
放電時間  ７３時間
ガラス基板  コーニング社製＃１７３７（両面研磨品）
【００７９】
（膜特性の経時変化）
上記の連続放電中において、放電開始から１０時間、４０時間、７０時間経過後に、２００ｎｍのＩＴＯ膜をガラス基板上へ成膜した。これを四探針法にてシート抵抗値を測定し、経時変化を評価した。結果を表１に示す。
【００８０】
（膜の表面平滑性）
実施例１〜３及び比較例１、２、４、５について、前述の４０時間経過後に成膜した２００ｎｍの膜について表面形状測定器ＡＦＭにより１０μｍ□内の表面粗さを評価した。結果を表１に示す。
【００８１】
（評価機器）
電子秤  ＧＰ３４００ＩＰ  Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ社製
ＳＥＭ  ＪＳＭ−６３８０Ａ  ＪＥＯＬ社製
画像処理ソフト  粒子解析III  エー・アイ・ソフト社製
Ｘ線回折装置  ＭＸＰ３  ＭＡＣ  Ｓｃｉｅｎｃｅ社製
Ｘ線回折  測定条件
線源  ＣｕＫα１    λ＝１．５４０５
管電圧  ４０ｋＶ
管電流  ３０ｍＡ
測定範囲  ２０〜４０゜
サンプリング間隔  ０．０２゜
スキャン速度  ４゜／ｍｉｎ．
発散スリット  １゜
散乱スリット  １゜
受光スリット  ０．３ｍｍ
抗折試験器  オートグラフ  島津社製
アークカウンター  Ａｒｃ  Ｍｏｎｉｔｏｒ  ランドマーク社製
三次元測定器  ＧＪ１０００Ｄ  東京精密
シート抵抗測定器  ＭＣＰ−ＴＰ０６Ｐ  ダイアインスツルメント社製
表面形状測定器  ＡＦＭ  ＳＰＩ３７００（ＳＩＩ社製）
【００８２】
【表１】
2007176706.tif 000002
【００８３】
（試験結果）
表１に示す結果から明らかなように、酸化シリコン原材料粉の平均粒径を０．２〜０．６μｍとし、焼成温度を１４００℃以上とした実施例１〜３は、焼結体密度が向上すると共に焼結体内部のピンホールが減少し、また、析出相が増加することがわかった。
【００８４】
このように焼結体密度が向上することにより機械的強度が大きくなり、異常放電発生時や熱衝撃時の焼結体の割れや欠けを抑制し、更にはスパッタによりＲａ、Ｒｙの小さな平滑な膜が得られることも確認された。また、ピンホール減少によってスパッタリング時における異常放電を抑制し、更にはスパッタによりＲａ、Ｒｙの小さな平滑な膜が得られることも確認された。さらに、析出相増加により、スパッタ膜の特性がターゲット使用初期から末期まで経時変化が小さくなり、更にはスパッタによりＲａ、Ｒｙの小さな平滑な膜が得られることが確認された。
【００８５】
一方、酸化シリコン原料粉末の平均粒径が０．０５μｍの比較例１や、平均粒径が０．９μｍや１．５μｍの比較例２、４の場合には、相対密度が１０２％未満となり、また、ピンホール数も多く、析出相も４０％未満であり、Ｒｙの大きな膜となった。また、酸化シリコン原料粉末の平均粒径が０．２μｍの場合でも焼成温度が１１００℃と低い場合には、相対密度が著しく小さいと共にピンホール数も著しく多くなり、また、異常放電が著しく多くなり、Ｒａ、Ｒｙの大きな膜となることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１のＳＥＭ像を示す写真である。
【図２】実施例２のＳＥＭ像を示す写真である。
【図３】比較例２のＳＥＭ像を示す写真である。
【図４】比較例５のＳＥＭ像を示す写真である。
【図１】
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【図２】
2007176706.tif 000004
【図３】
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【図４】
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