(57)【要約】    【課題】有用な透明酸化物薄膜を安定且つ高速に製造するためのスパッタリングターゲット用焼結体、透明酸化物薄膜、及びガスバリア性透明樹脂基板を提供すること。    【解決手段】焼結体は、導電性酸化物と炭化シリコンで構成されている。焼結体中のシリコン含有量が、焼結体中の全金属元素含有量に対して０．５〜９９．５原子％の割合であることを特徴とする。透明酸化物薄膜は、前記焼結体を原料として用いて、スパッタリング法で製造され、シリコンを含むことを特徴とする。ガスバリア性透明樹脂基板は、樹脂フィルム基材の少なくとも一方の面側に前記透明酸化物薄膜を形成することにより得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性酸化物と炭化シリコンで構成されている焼結体であって、該焼結体中のシリコン含有量が、焼結体中の全金属元素含有量に対して０．５〜９９．５原子％の割合であることを特徴とする焼結体。
【請求項２】
炭化シリコンが窒素、硼素、リン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種類の添加元素を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の焼結体。
【請求項３】
導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの群から選ばれた少なくとも１種類の材料を主成分として有することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結体。
【請求項４】
導電性酸化物の粉末と炭化シリコンの粉末を出発原料として、これらを混合し、該混合物を焼結して得ることを特徴とする請求項１に記載の焼結体の製造方法。
【請求項５】
導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの群から選ばれた少なくとも１種類の材料を主成分として有することを特徴とする請求項４に記載の焼結体の製造方法。
【請求項６】
導電性酸化物の粉末の平均粒径が５０μｍ以下であり、かつ、炭化シリコン粉末の平均粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の焼結体の製造方法。
【請求項７】
混合物をホットプレス法で焼結することを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の焼結体の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至３の何れかに記載の焼結体を原料として用いて、スパッタリング法で製造されたことを特徴とする透明酸化物薄膜であって、シリコンを含むことを特徴とする透明酸化物薄膜。
【請求項９】
波長６３３ｎｍにおける光の屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率を有することを特徴とする請求項８に記載の透明酸化物薄膜。
【請求項１０】
波長６３３ｎｍにおける光の屈折率が１．４８以上１．６未満の低屈折率を有することを特徴とする請求項８に記載の透明酸化物薄膜。
【請求項１１】
比抵抗が５．５×１０-3Ωｃｍ以下の導電性を有することを特徴とする請求項８に記載の透明酸化物薄膜。
【請求項１２】
比抵抗が５．６×１０-1Ωｃｍ以下の導電性を有することを特徴とする請求項８に記載の透明酸化物薄膜。
【請求項１３】
膜表面の中心線平均表面粗さＲａが２．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の透明酸化物薄膜。
【請求項１４】
樹脂フィルム基材の少なくとも一方の面側に請求項８乃至１３の何れかに記載の透明酸化物薄膜が形成されたことを特徴とするガスバリア性透明樹脂基板。
【請求項１５】
ＪＩＳ規格のＫ７１２９法に従って測定されたモコン法による水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ2／ｄａｙ未満であることを特徴とする請求項１４に記載のガスバリア性透明樹脂基板。
【請求項１６】
請求項１乃至３の何れかに記載の焼結体を原料として用いて、直流スパッタリング法で得られる請求項８乃至１３の何れかに記載の透明酸化物薄膜を得ることを特徴とする透明酸化物薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンを含む透明酸化物薄膜を製造するためのスパッタリングターゲット用の焼結体に関するものである。さらに、該焼結体を用いて製造されるシリコンを含む透明酸化物薄膜に関するものであり、具体的には、光学薄膜として低屈折率（可視域で１．４８以上１．６未満）の透明酸化物薄膜や、中間屈折率（可視域で１．６以上１．９以下）の透明酸化物薄膜、表面が平滑な非晶質透明導電性薄膜、表面が平滑な透明ガスバリア性薄膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明酸化物薄膜は、各種光学部品や、ディスプレイ、太陽電池など主要な電子デバイスに必ず使われている。酸化物薄膜を形成する方法としては、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、及び溶液塗布法が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り工業的には最も広範に用いられている。
【０００３】
スパッタリング法は、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。酸化物薄膜をスパッタリング法で作製する場合、膜中に所定量の酸素が導入されるよう、アルゴンガス中に酸素を混合するのが一般的である。
【０００４】
スパッタリング法は、アルゴンプラズマの発生方法によって分類される。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く、高速成膜が可能であり、電源設備が安価で、操作が簡便であるなどの特徴があるため、工業的には最適な成膜方法である。
【０００５】
高周波スパッタリング法は、導電性の材料だけではなく、絶縁性や高抵抗のターゲットから絶縁性や高抵抗の膜材料も安定に成膜することが可能である。高周波スパッタリング法では、電力が放電に効率よく導入されるように、通常、高周波電源とターゲットとの間にコイルとコンデンサーで構成されるインピーダンス整合回路を挿入するため、装置コストが高くなってしまう。また、該インピーダンス整合回路をスパッタ条件に応じて制御する必要があるため、高周波スパッタリング法は操作が複雑であり、成膜速度などの再現性で劣る。
【０００６】
一方、直流スパッタリング法は、一般に、導電性のターゲットから導電性の薄膜を形成することが可能であり、絶縁性や高抵抗の膜の成膜では、アーキングが発生しやすくて不向きである。しかし、直流スパッタリング法の方が、高周波スパッタリング法と比べて操作が容易で、成膜速度などの再現性で優れている。したがって、コストおよび制御性の面において有利であり、工業的には広範に用いられている。
【０００７】
また、直流スパッタリング法の中でも、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）もあり、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絶縁膜（酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化チタンなど）の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。直流パルシング法によるスパッタリング成膜を行うための電源として、たとえば、ＥＮＩ社製のＲＰＧシリーズ、アドバンスドエナジー社製のＭＤＸ−ＳｐａｒｃシリーズとＰｉｎｎａｃｌｅシリーズなどが知られている。
【０００８】
なお、直流スパッタリング法を用いて酸化物膜を成膜する場合には、導電性酸化物のスパッタリングターゲットを用いる必要がある。例えば、導電性酸化物の母体中に高抵抗或いは絶縁性物質が含まれたスパッタリングターゲットを用いて直流スパッタリングを行うと、アルゴン陽イオンの照射により高抵抗或いは絶縁性物質の部分が帯電し、絶縁破壊を起こしてアーク放電が発生し、安定して成膜することができない。特に、直流電力を多く投入するほど、高抵抗或いは絶縁性物質での帯電が起きやすく、成膜中のアーク放電発生頻度が増すため、高電力を投入して高成膜速度を得ることは不可能となってしまう。
【０００９】
透明導電性薄膜は、高い導電性と可視光領域での高い透過率とを有する。このため、酸化物透明導電膜は太陽電池や液晶表示素子、その他各種受光素子の電極などに利用されているばかりでなく、近赤外域の波長での反射吸収特性を生かして自動車の窓ガラスや建築物の窓ガラス等に用いる熱線反射膜や、各種の帯電防止膜、冷凍ショーケースなどの防曇用の透明発熱体としても利用されている。
【００１０】
透明導電性薄膜には、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、錫をドーパントとして含む酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）などが広範に利用されている。特に、錫をドーパントとして含む酸化インジウム膜、すなわちＩｎ2Ｏ3−Ｓｎ系膜はＩＴＯ（Indium tin oxide、）膜と称され、特に低抵抗の膜が容易に得られることから、これまで良く用いられてきた。酸化錫系の透明導電性薄膜は主にＣＶＤ法で製造されているが、Ｉｎ2Ｏ3系やＺｎＯ系透明導電性薄膜は、そのほとんどが直流スパッタリング法で製造されており、原料として導電性酸化物のスパッタリングターゲットが用いられている。
【００１１】
また近年、透明導電膜の利用分野が拡大され、単なる高い導電性や高い透過率だけでは満足されなくなってきている。特に有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬと記す場合がある）の透明電極の用途としては、優れた導電性と優れた光透過性の他、膜表面の優れた平滑性が重要となってきている。
【００１２】
有機ＥＬは高輝度、薄型・軽量化が可能で、応答速度が速い、視野角が広いなどの特長を有しているため、次世代のディスプレイとして期待されている。有機ＥＬは、仕事関数の異なる二種類の電極の間に有機多層膜が挟まれた素子構造をもち、仕事関数の大きい電極（陽極）から発生する正孔と小さい電極（陰極）から発生する電子が有機多層膜中の発光層内で結合して発光し、発光方向側の電極に透明導電膜が用いられる。
【００１３】
有機ＥＬにおける透明導電膜は、高い導電性（電流駆動の為）と高い光透過性の他に、仕事関数、表面平滑性などが要求される。透明導電膜の仕事関数は発光特性に大きく影響を与えるが、膜表面のＵＶオゾン処理や酸素プラズマ処理などの前処理である程度調整することができる。透明導電膜の表面平滑性も良好な発光特性を得るためには重要な要素である。有機発光層は多層構造の極薄膜（数百ｎｍ）であるため、これに接している透明導電膜の表面凹凸が大きいと、突起部に接する極薄有機層に電荷が集中し、最終的に破壊して非発光部分が発生してしまうからである。
【００１４】
特許文献１には、表面の平滑な透明導電性薄膜を得るために用いるスパッタリングターゲット用の酸化物焼結体が提案されている。即ち、インジウムとシリコンとを含む酸化物焼結体において、シリコン元素が酸化インジウム内に固溶していることを特徴とするスパッタリングターゲット用の酸化物焼結体である。この酸化物焼結体は、シリコンがドープされた酸化インジウムのビックスバイト型構造の結晶相を主相とし、珪酸インジウム化合物のトルトバイタイト型構造の結晶相が混在している。そして、このスパッタリングターゲットは、低抵抗の透明導電膜を得ることを目的としたものであり、シリコン元素の含有量がＳｉ／Ｉｎ原子比で０．０１以上０．１７以下、すなわち、Ｉｎの酸化物とＳｉの酸化物の総量に対するＳｉの酸化物の重量比にすると０．４３１〜６．８７重量％であることを特徴とすることが記載されている。
【００１５】
また、これに関連して、特許文献２には、透明導電膜の成膜材料として適した酸化インジウム焼結体、又は酸化インジウム及び酸化錫を含む焼結体において、酸化シリコンを含有していることを特徴とする、焼結性に優れた酸化インジウム系焼結体が提案されている。さらには、該シリコン及び／又はゲルマニウムの含有量がインジウム１モル当たり０．０００１〜０．６である焼結性に優れた酸化インジウム系焼結体が提案されている。そして、特許文献２には、酸化インジウム系焼結体として、例えば、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｉＯ2系などが挙げられている。また、シリコンの出発物質としては、ＳｉＯ2等の酸化物が一般的であるが、Ｓｉ単体、Ｓｉの水酸化物、等も使用することができるとし、酸化物以外の出発物質を予め酸化物の形でとり込む、あるいは部分的にＳｉなどの形でとり込んでもよい、と記載されている。さらに、特許文献２には、シリコンの含有量について、より好ましくはインジウム１モル当たり０．０１〜０．３モル、最も好ましくは０．０２〜０．１モルであって、０．６モルを上回ると、キャリア電子の移動度が低下すると共に導電性を劣化させる方向に働くため好ましくない、と記載されている。
【００１６】
光学的に有用な酸化物膜は数多く知られており、各酸化物膜の特徴をうまく組み合わせた積層体としての応用がなされている。代表的な応用例としては、特定の波長の光が選択的に反射または透過するように設計した多層の反射防止膜が挙げられる。その他には、反射増加膜、干渉膜、偏光膜など数多くの応用例があり、非常に多岐にわたっている。また、光学特性のみならず、帯電防止性、熱線遮蔽性、電磁波遮蔽性などの付加価値を付けた機能性多層膜も提案されている。
酸化物多層膜の分光特性は、消衰係数ｋをほぼゼロと見なすことができる場合、各層の可視域での屈折率ｎと膜厚ｄによって決定される。したがって、酸化物膜を用いた積層体の設計に際しては、多層膜を構成する各層のｎとｄのデータに基づいた計算による光学設計を行うのが一般的である。この場合、高屈折率膜と低屈折率膜を組み合わせることに加えて、さらに、その中間の屈折率を有する膜（中間屈折率膜）を追加することにより、より優れた光学特性をもつ多層膜の実現が容易になる。
【００１７】
一般に、高屈折率膜（ｎ＞１．９）としては、ＴｉＯ2（ｎ＝２．４）、ＣｅＯ2（ｎ＝２．３）、ＺｒＯ2（ｎ＝２．２）、Ｎｂ2Ｏ5（ｎ＝２．１）、Ｔａ2Ｏ5（ｎ＝２．１）、ＷＯ3（ｎ＝２．０）などが知られている。また、低屈折率膜（ｎ＜１．６）としては、ＳｉＯ2（ｎ＝１．４６）、ＭｇＦ2（ｎ＝１．３８）などが知られている。また一般に、中間屈折率膜（ｎ＝１．６〜１．９）としては、Ａｌ2Ｏ3（ｎ＝１．６４）、ＭｇＯ（ｎ＝１．７２）、Ｙ2Ｏ3（ｎ＝１．８７）などが知られている。
【００１８】
ところで、中間屈折率膜の反射防止膜における有用性は、例えば、特許文献３に詳しく述べられている。すなわち、反射防止膜においては、利用可能な屈折率を有する膜材料の種類が多いほど、基板を含めた設計自由度を広げることができる。例えば、３層反射防止膜を考えた場合、ガラス基板（ｎ＝１．５２）上に、中間屈折率膜（ｎ＝１．８０）、高屈折率膜（ｎ＝２．１０）、低屈折率膜（ｎ＝１．４６）を順に積層することによって、理論上、反射率をゼロにすることが可能となる。
【００１９】
しかし、前記したＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3などの一般的な中間屈折率膜は、いずれも導電性に乏しく、酸化物のスパッタリングターゲットを用いた場合、直流スパッタリング法によって安定した成膜を得ることができない。したがって、直流スパッタリング法による成膜によって中間屈折率膜を得るためには、導電性を有する金属ターゲットを用いて、酸素を多く含む雰囲気で金属粒子と酸素を反応させながらスパッタリング（反応性スパッタリング法）を行うことが必要である。しかし、酸素を多く含む反応性スパッタリング法による成膜速度は極めて遅いため、生産性が著しく損なわれる。その結果、中間屈折率膜のコストが高くつき、製造上の大きな問題となっていた。
【００２０】
このような問題に対し、特許文献４には、Ｎｂの酸化物とシリコンの酸化物とを含み、屈折率が１．６〜１．９である酸化物膜とその形成方法およびスパッタリングターゲットが提案されている。そして、中間屈折率（ｎ＝１．６〜１．９）を有する酸化物膜と、該酸化物膜を直流（ＤＣ）スパッタリング法で形成する場合に用いるスパッタリングターゲット、および該スパッタリングターゲットを用いて該酸化物膜を形成する方法が記載されている。
【００２１】
しかし、Ｎｂの酸化物とシリコンの酸化物は、焼結時に反応して複合酸化物を形成することがなく、焼結によって得られたスパッタリングターゲット中に各々が単体の酸化物として存在し、しかも、単体のシリコン酸化物は、絶縁体であるため、特許文献１に記載の酸化物膜の形成方法では、シリコン酸化物が、容易に帯電してしまい、ＤＣスパッタリングにおいてアーク放電を引き起こし、安定して成膜することができない、という問題があった。
【００２２】
また、特許文献４では、Ｎｂの酸化物に酸素欠損を形成すると導電性が得られることが述べられているが、本来、Ｎｂは酸化され易いため、特許文献１に記載の酸化物膜の形成方法では、成膜工程を繰り返しているうちにターゲット表面が酸化されて導電性が著しく低下し、安定放電が不可能になってしまう、という問題があった。
【００２３】
また、本願発明者等は、特願２００５−２４２７８８号明細書において、直流スパッタリング法で、中間屈折率を有する酸化物膜を安定に成膜することが可能な酸化物焼結体を提案している。この酸化物焼結体は、主にインジウム、シリコンを含む酸化物からなり、インジウムに対するシリコンの原子数比率が０．６５〜１．７５であり、二酸化シリコンを含まず、さらに、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相として構成されており、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るように構成されている。
【００２４】
プラスチック基板やフィルム基板は、ガラス基板と異なって、水蒸気や酸素などのガスを透過する。そのため、水蒸気や酸素などのガスの遮断が必要な食品や薬品などの変質を防止する目的の包装用途には、表面を酸化シリコンや酸化アルミニウム等の金属酸化物膜で覆ったガスバリア性フィルム（透明樹脂基板）が用いられてきた。また、電子機器の分野でも、たとえば、液晶表示素子や太陽電池、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示素子等の分野で、重くて割れやすく大面積化が難しいガラス基板に代わって透明な樹脂フィルム基材の採用が検討されている。
【００２５】
また、液晶表示素子やＥＬ表示素子などに利用されているガスバリア性フィルムには、近年、表示素子の展開に合わせて、軽量化、大型化という要求のほか、表面の優れた平滑性の要求も現れてきている。有機ＥＬ素子は前述したような構造をとり、ガスバリアフィルムの表面が凹凸であると、その表面に形成する電極の表面も凹凸になり発光特性に悪影響を及ぼす。
【００２６】
特許文献５には、従来よりも表面平滑性が良好で、透明性も高く、かつ、高い水蒸気バリア性能を持つ透明樹脂基板と、これを用いたフレキシブル表示素子が提案されている。前記目的のため、酸化スズに、シリコン元素を、ＳｉとＳｎの総和に対して０．２〜４５原子％の割合で含ませた酸化スズ系の非晶質膜からなる透明酸化物膜をガスバリア層として利用した例が提案されている。この酸化スズ系の非晶質膜は、酸化シリコンや酸化アルミニウム、酸化窒化シリコン膜などの従来のガスバリア性薄膜と異なり、ガスバリア性に優れるだけでなく、表面平滑性に優れている。このようなガスバリア性薄膜を作製するための、シリコンとスズの総和に対して４５原子％以下の割合でシリコンが含まれている酸化スズ焼結体が記載されている。
【００２７】
【特許文献１】特開２００４−１２３４７９公報
【特許文献２】特開昭６１−１３６９５４公報
【特許文献３】特開２００４−２８７２７４公報
【特許文献４】特開２０００−１６０３３１公報
【特許文献５】特開２００５−１０３７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
シリコン元素を含む透明酸化物薄膜は、上述のように、低屈折率（可視域で１．４８以上１．６未満）の透明酸化物薄膜や、中間屈折率（可視域で１．６以上１．９以下）の光学薄膜用の透明酸化物薄膜や、表面が平滑な非晶質透明導電性薄膜、ガスバリア性に優れて表面が平滑な透明ガスバリア性薄膜などに用いられており、シリコン元素を含む酸化物焼結体ターゲットを用いてスパッタリング法で製造されている。
【００２９】
従来の技術では、シリコンを含む透明酸化物薄膜を得るためのスパッタリングターゲットを作製するためには、シリコン成分の原料として、酸化シリコン粉末（特許文献１、特許文献２）や金属シリコン粉末（特許文献５、特許文献２）が用いられてきた。しかし、金属シリコン粉末を原料に用いて、酸化物粉末と混合して焼結して得た場合、金属シリコンの酸化力が強いため、焼成時に金属シリコンと雰囲気中の酸素や周囲の酸化物粒子から奪った酸素と反応して、酸化シリコン相が生成されやすく、酸化シリコン相が焼結体中に存在すると、酸化シリコンは絶縁性材料であるため、このような焼結体をスパッタリングターゲットに用いるとアーキングが生じて安定に直流スパッタリングが行えないという欠点を有していた。
【００３０】
特許文献１や特許文献２に記載されているシリコンを含む酸化インジウム焼結体は、金属シリコン粉末と酸化インジウム粉末、或いは、酸化シリコン粉末と酸化インジウム粉末を混合して焼成して得ており、金属シリコンは酸素と反応して、中間生成物として酸化シリコンが形成され、酸化シリコンは酸化インジウムと反応して最終的にＩｎ2Ｓｉ2Ｏ7などの珪酸インジウム化合物を形成する。また、酸化シリコン粉末を原料として用いると、焼結体中に未反応の酸化シリコン粒子が存在する場合があり、酸化シリコンは絶縁性材料であるため、このような焼結体をスパッタリングターゲットに用いるとアーキングが生じて安定に直流スパッタリングが行えないという欠点を有していた。
【００３１】
酸化シリコンと酸化インジウムから作製する場合、酸化シリコンは、最終的にＩｎ2Ｓｉ2Ｏ7などの珪酸インジウム化合物を形成する。出発原料あるいは中間性生物として酸化シリコンが焼結体中に残存すると、直流スパッタリングを行う際にアーキングの原因となり安定に成膜ができないなどの問題が生じる。
【００３２】
直流パルシング法を用いれば、わずかな酸化シリコン相を含む場合は安定に成膜可能である。直流パルシング法とは、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であり、広い意味で直流スパッタリング法に含まれる。この方法では、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。
【００３３】
しかし、直流パルシング法でも高い投入電力を投入して高速成膜を行う場合、酸化シリコン相が含まれていると、チャージングを中和することができずにアーキングが発生してしまう。また、焼結体中にシリコン成分の割合が多くなって、酸化シリコン相が多くなると低い電力投入の直流パルシング法でもアーキングを抑制することは不可能である。このような場合は、工業的に実用的でない高周波スパッタリングで成膜しなければならなくなる。また、珪酸インジウムなどの化合物は導電性はあるものの、スパッタリング効率が非常に低い。シリコン成分を多く含む酸化インジウムの焼結体からは、シリコン成分量の多い透明酸化物膜が得られ、膜の可視域の屈折率は低下（酸化シリコン膜の屈折率（ｎ＝１．４６）に近づく）して透過率は改善されるが、焼結体中に酸化シリコンが残存して直流スパッタリング法で安定に成膜することができない、焼結体中に珪酸インジウムの割合が多くなって成膜速度が急激に低下する等、スパッタリングターゲットとして用いる場合に実用面で大きな問題が発生じていた。
【００３４】
また特許文献５に示されているようなシリコンを含む酸化スズ焼結体についても、上述のシリコンを含む酸化インジウム焼結体と全く同様である。焼結体中に酸化シリコン相が、出発原料の残留物として、或いは、中間生成物として含まれていると、直流スパッタリングの際にアーキングが生じてしまい安定な成膜ができない。直流パルシング法を用いれば、安定に成膜できるが、シリコン成分量が多く、酸化シリコン相の割合が焼結体中に多く含まれるようになるとアーキングを回避できなくなり、実用的でない高周波スパッタリングで成膜せざるを得ない。また、高い電力を投入して高速成膜を行おうとすると、アーキングを抑制することは不可能である。
【００３５】
また酸化シリコンと酸化スズは、反応して、ＳｉＳｎＯ3などのスズ酸シリコン化合物も形成する。シリコン成分量が多い焼結体には、このような化合物の割合が多くなるため、スパッタリング効率が低下して実用的な成膜速度が得られないという問題が生じてしまう。
【００３６】
また、シリコンを含む酸化亜鉛焼結体についても、上述のシリコンを含む酸化インジウム焼結体と全く同様である。焼結体中に酸化シリコン相が、出発原料の残留物として、或いは、中間生成物として含まれていると、直流スパッタリングの際にアーキングが生じてしまい安定な成膜ができない。直流パルシング法を用いれば、安定に成膜できるが、シリコン量が多くなって酸化シリコンの相が焼結体中に多く含まれるようになり、アーキングを回避できなくなる。そのため、実用的でない高周波スパッタリングで成膜しなければならなくなる。
【００３７】
本発明は、酸化インジウム薄膜や、酸化スズ薄膜、酸化亜鉛薄膜などの導電性酸化物に多くのシリコン元素を含むほど、可視域の屈折率は低下して、酸化シリコンの屈折率（ｎ＝１．４６）に近づき、可視域の透過率の高い有用な膜が得られ、中間屈折率膜や低屈折率膜などの光学薄膜として有用であり、透過率の高いガスバリア膜としても有用であり、また、シリコン元素を少なめに含むと、導電性酸化物の高い導電性が維持されて、優れた導電性と表面平滑性を有する透明酸化物薄膜が得られることに着目してなされたものであり、その目的とするところは、これらの有用な透明酸化物薄膜を、直流スパッタリング法（直流パルシング法も含まれる）で高電力を投入しても安定且つ高速に製造することができるスパッタリングターゲット用焼結体と、透明酸化物薄膜、及びガスバリア性透明樹脂基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上記の目的を達成するため、本発明による焼結体は、導電性酸化物と炭化シリコンで構成されている焼結体であって、焼結体中のシリコン含有量が、焼結体中の全金属元素含有量に対して０．５〜９９．５原子％の割合であることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明による焼結体は、好ましくは、炭化シリコンが窒素、硼素、リン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種類の添加元素を含んでいることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明による焼結体は、好ましくは、導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの群から選ばれた少なくとも１種類の材料を主成分として有することを特徴とする。
【００４１】
本発明による焼結体の製造方法は、導電性酸化物の粉末と炭化シリコンの粉末を出発原料として、それらを混合し、その混合物を焼結して、焼結体を得ることを特徴とする。
【００４２】
また、本発明による焼結体の製造方法は、好ましくは、導電性酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの群から選ばれた少なくとも１種類の材料を主成分として有することを特徴とする。
【００４３】
また、本発明による焼結体の製造方法は、好ましくは、導電性酸化物の粉末の平均粒径が５０μｍ以下であり、かつ、炭化シリコン粉末の平均粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００４４】
また、本発明による焼結体の製造方法は、好ましくは、混合物をホットプレス法で焼結することを特徴とする。
【００４５】
本発明による透明酸化物薄膜は、上記何れかの焼結体を原料として用いて、スパッタリング法で製造されたことを特徴とする透明酸化物薄膜であって、シリコンを含むことを特徴とする。
【００４６】
また、本発明による透明酸化物薄膜は、好ましくは、波長６３３ｎｍにおける光の屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率を有することをを特徴とする。
【００４７】
また、本発明による透明酸化物薄膜は、好ましくは、波長６３３ｎｍにおける光の屈折率が１．４８以上１．６未満の低屈折率を有することを特徴とする。
【００４８】
また、本発明による透明酸化物薄膜は、好ましくは、比抵抗が５．５×１０-3Ωｃｍ以下の導電性を有することを特徴とする。
【００４９】
また、本発明による透明酸化物薄膜は、好ましくは、比抵抗が５．６×１０-1Ωｃｍ以下の導電性を有することを特徴とする。
【００５０】
また、本発明による透明酸化物薄膜は、好ましくは、膜表面の中心線平均表面粗さＲａが２．５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００５１】
本発明によるガスバリア性透明樹脂基板は、樹脂フィルム基材の少なくとも一方の面側に上記何れかに記載の透明酸化物薄膜が形成されたことを特徴とする。
【００５２】
また、本発明によるガスバリア性透明樹脂基板は、好ましくは、ＪＩＳ規格のＫ７１２９法に従って測定されたモコン法による水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ2／ｄａｙ未満であることを特徴とする。
【００５３】
本発明による透明酸化物薄膜の製造方法は、上記何れかに記載の焼結体を原料として用いて、直流スパッタリング法で成膜して上記何れかに記載の透明酸化物薄膜を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の焼結体は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの群から選ばれた少なくとも１種類の導電性酸化物と炭化シリコンで構成されている焼結体であって、その焼結体中のシリコン含有量が、焼結体中の全金属元素含有量に対して０．５〜９９．５原子％の割合であることを特徴としている。本焼結体を用いれば、シリコンを含む透明酸化物薄膜を直流スパッタリング法で、安定に、高速に成膜することが可能である。
得られたシリコンを含む透明酸化物薄膜には、中間屈折率（可視域で１．６以上１．９以下）、低屈折率（可視域で１．４８以上１．６未満）の光学薄膜用の透明酸化物薄膜や、表面が平滑で低抵抗の高透過性の非晶質透明導電性薄膜、更に表面が平滑で防湿性に優れた透明ガスバリア性薄膜などが含まれ、本発明の焼結体を用いると、工業的に広範に利用されている直流スパッタリング法で、これらの薄膜が生産性高く製造することが可能となるため、産業上極めて価値が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、実施例の説明に先立ち、本発明者らが本発明に至った経緯、本発明の焼結体、その製造方法、および透明酸化物薄膜について詳述する。
【００５６】
本発明者らは、酸化インジウム薄膜や、酸化スズ薄膜、酸化亜鉛薄膜などの導電性酸化物に多くのシリコン元素を含むほど、可視域の屈折率は低下して、酸化シリコンの屈折率（ｎ＝１．４６）に近づき、可視域の透過率の高い有用な膜が得られ、中間屈折率膜や低屈折率膜などの光学薄膜として有用であり、透過率の高いガスバリア膜としても有用であり、また、シリコン元素を少なめに含むと、導電性酸化物の高い導電性が維持されて、優れた導電性と表面平滑性を有する透明酸化物薄膜が得られることに着目し、これらの有用な透明酸化物薄膜を、直流スパッタリング法で、安定に、しかも高速に製造するためのスパッタリングターゲット用焼結体として、シリコン元素を含有した焼結体ターゲットを製造するために利用可能なシリコン系粉末について鋭意検討し、シリコン成分の原料として炭化シリコン粉末に着目し、導電性酸化物と炭化シリコンとの焼結体をスパッタリングターゲットに用いることにより解決できることを見出し、本発明に至った。
【００５７】
焼結体について
本発明の焼結体中のシリコン成分量、即ち炭化シリコン含有量が多い場合でも、直流スパッタリング用ターゲットとして用いても、アーキングが発生せず、シリコンを含有する透明酸化物薄膜を高速成膜速度で得られることを特徴としている。
本発明の焼結体中の炭化シリコンにはＢ，Ａｌ、Ｐ、Ｎ、などの微量の添加元素が含まれるのが好ましい。炭化シリコンは、微量の添加物（Ｂ，Ａｌ、Ｐ、Ｎなど）を含ませると半導体となり導電性を有するからである。また、炭化シリコンは、金属シリコンよりも酸化しにくい。よって、炭化シリコン粉末と導電性酸化物粉末とを混合して焼成すると、絶縁性の酸化シリコンや高抵抗のシリコンを含む複合酸化物が生成されにくく、炭化シリコンと導電性酸化物で構成された焼結体が得られる。このような炭化シリコンと導電性酸化物の焼結体をスパッタリングターゲットして用いると、焼結体中に絶縁性あるいは高抵抗物質を含まないため、高い直流電力を投入してもアーキングが発生しない。また、スパッタリングガスのアルゴンガス中に酸素ガスを導入すると、ターゲットからスパッタリング粒子として飛び出した炭素原子は酸化されて二酸化炭素ガス分子となり、膜の構成元素とはならずに系外に排除されるため、シリコン元素のみ含有した導電性酸化物の薄膜が得られることとなる。また炭化シリコンは、Ｃ／Ｓｉ原子数比が１に近いものがよいが、Ｃ／Ｓｉ原子数比が１からずれた組成のものでもかまわない。Ｃ／Ｓｉ原子数比が０．４〜１．２の範囲内の組成の炭化シリコンであれば上記の特徴は得ることができる。
【００５８】
まず、本発明に係る焼結体は、導電性酸化物の焼結体中に炭化シリコンの粒子が分散された形態をとるのが特徴である。本発明における導電性酸化物は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫がより好ましいが、こればかりでなく、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化バナジウム、酸化セリウム、酸化アンチモンなど、酸素欠損の導入や、添加元素を含ませてｎ型またはｐ型の半導体的な導電性を発揮するものや金属的な導電性を発揮する材料にも適用できる。またこれらの酸化物同士の化合物や固溶体による導電性酸化物も含まれる。
【００５９】
添加元素を含ませた半導体的な導電性酸化物として、酸化インジウムの場合は、例えば、スズ、チタン、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、シリコン、ゲルマニウム、などの、４価以上の価数をとりやすい元素が導電性を改善する有効な添加元素に相当する。酸化スズの場合は、アンチモン、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタルなどの主に５価以上の価数をとりやすい元素が導電性を改善する有効な添加元素に相当する。酸化亜鉛の場合は、例えば、ガリウム、アルミニウム、硼素、スズ、チタン、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、シリコン、ゲルマニウムなどの、主に３価以上の価数をとりやすい元素が導電性を発揮する有効な添加元素に相当する。同様に、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化バナジウム、酸化セリウム、酸化アンチモンなどの導電性酸化物についても、構成金属元素の価数よりも大きな価数をとりやすい添加元素を含有することが導電性の改善に好ましい。
【００６０】
焼結体の製造方法について
また、本発明に係る焼結体は、酸化インジウムや酸化亜鉛、酸化スズなどで代表される導電性酸化物の粉末と炭化シリコン粉末を混合して焼成して得ることができる。焼成方法は、常圧焼成法、ホットプレス法の何れの方法でもよいが、ホットプレス法の方が常圧焼成法よりも、低温で高密度で高強度に焼結させることが可能であるため、炭化シリコンの酸化によって生じるアーキングの原因となる酸化シリコンの生成を防ぐことができるため好ましい。
焼結性向上のためには、導電性酸化物粉末の平均粒径は５０μｍ以下、炭化シリコン粉末の平均粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。いずれの粉末も上記の平均粒径を上回ると、焼結体の相対密度が低下するだけでなく、焼結体強度も低下する。特に、炭化シリコン粉末の平均粒径が５０μｍを上回った場合には、粉末の比表面積が低下するため、焼結過程で粒子同士のネッキングが不十分となり、結果的に、スパッタリングターゲットのクラック発生が起こりやすくなる。
【００６１】
また、ホットプレス法を用いることによって、還元雰囲気において高い圧力を加えることが可能となり、その結果、酸化シリコンを含まない高密度の焼結体を得ることができる。ホットプレス条件としては、温度８００〜１０００℃、及び圧力４．９〜４９．０ＭＰａの範囲であることが好ましい。焼結温度８００℃未満の場合、十分焼結されない。一方、１０００℃を上回ると、酸化インジウムが還元されて融点の低い金属インジウムとなり、融液状に滲みだしてしまう。また、圧力４．９ＭＰａ未満では十分焼結されないが、４．９ＭＰａ以上であれば十分焼結される。しかし、４９．０ＭＰａを上回ると、型として用いるカーボン製容器が強度的に耐えられずに割れてしまう問題が生じる。
【００６２】
透明酸化物薄膜について
本発明の透明酸化物薄膜はシリコンを含むことを特徴とするが、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズなどの導電性酸化物と炭化シリコンで構成された本発明の焼結体から直流スパッタリング法で得ることができる。その場合の本発明の焼結体は、焼結体中のシリコン元素含有量が全金属元素含有量に対して０．５〜９９．５原子％であることが必要である。
【００６３】
酸化インジウムと炭化シリコンで構成された焼結体の場合、焼結体中のシリコン元素の含有量が全金属元素含有量に対して０．５原子％以上３５原子％以下のとき、比抵抗が３．８×１０-4以上５．５×１０-3Ωｃｍ以下の高い導電性を有して、中心線表面平均粗さＲａが２．５ｎｍ以下の表面平滑な透明酸化物膜を得ることができ好ましい。シリコン元素の含有量が全金属元素含有量に対して０．５原子％未満であると、表面の平滑な透明酸化物膜が得られないため、有機ＥＬ用の透明電極には利用できない。また、シリコン元素含有量が全金属元素の含有量に対して８原子％以上６０原子％未満のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率膜を得ることができ、シリコン元素含有量が全金属元素含有量に対する原子数比率で６０原子％以上９９．５原子％以下のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８以上１．６０未満の低屈折率膜を得ることができて好ましい。
【００６４】
また、酸化スズと炭化シリコンで構成された焼結体の場合、シリコン元素含有量が全金属元素の含有量に対して０．５原子％以上９９．５原子％以下の割合のとき中心線表面平均粗さＲａが２．５ｎｍ以下の表面平滑な透明酸化物膜が得られるが、シリコン元素の含有量が全金属元素の含有量に対して０．５原子％未満の場合や９９．５原子％を超えると、表面粗度は大きくなってしまうため有機ＥＬ用途の防湿膜としては利用できない。そして、シリコン元素含有量量が全金属元素の含有量に対して０．５原子％以上２５原子％以下のとき、比抵抗が１．５×１０-3Ωｃｍ以上５．６×１０-1Ωｃｍ以下の透明導電膜を得ることができ、また、シリコン元素含有量が全金属元素の含有量に対して５原子％以上６３原子％以下のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率膜を得ることができ、また、６３原子％超９９．５原子％以下のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８以上１．６０未満の低屈折率膜を得ることができるので好ましい。
【００６５】
また、酸化亜鉛と炭化シリコンで構成された焼結体の場合、シリコン元素含有量が全金属元素の含有量に対して０．５原子％以上２３原子％以下のとき、比抵抗が８．５×１０-4以上５．３×１０-1Ωｃｍ以下の導電性を有する透明酸化物膜を得ることができる。シリコン元素含有量が全金属元素の含有量対して１０原子％以上５５原子％以下のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率膜を得ることができ、５７原子％超９９．５原子％以下のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８以上１．６０未満の低屈折率膜を得ることができるので好ましい。
【００６６】
本発明に係る焼結体は、基本的には、酸化シリコンを含まないが、炭化シリコンと導電性酸化物との界面に本発明の特徴を損なわない程度に（つまり高電力投入の直流スパッタリング法や直流パルシング法でアーキングが発生しない程度に）僅かに含まれていてもかまわない。
【００６７】
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。
（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｉＣ系焼結体）
実施例１
シリコン元素の原子数比率が、インジウム元素とシリコン元素の原子数の総和に対して５０原子％となるよう、平均粒径１０μｍのＩｎ2Ｏ3粉末、および微量添加元素としてＢを含む平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末を配合し、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、ホットプレス法を用いて焼結した。焼結は、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。はじめに圧力を４．９ＭＰａを固定し、焼結温度を１０００℃とし、焼結時間は３時間とした。
【００６８】
得られた焼結体の端材について、粉末Ｘ線回折測定を実施した。その結果、ビックスバイト型構造の酸化インジウムと炭化シリコンの回折ピークのみ確認された。また、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）搭載の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた電子線回折、さらにはＸ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）による分析を行ったところ、焼結体中には酸化シリコンの相の存在は認められず、酸化インジウム相と炭化シリコン相で構成されていることが確認された。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
【００６９】
次に、これらの焼結体を直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの大きさに加工し、スパッタリング面をカップ砥石で磨いてターゲット面とし、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングして、スパッタリングターゲットを得た。
次に、上記のように実施例１の条件で製造された焼結体を加工等して各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を行った。スパッタリング装置は、トッキ社製の直流マグネトロンスパッタリング装置を使用した。純度９９．９９９９重量％のＡｒガスとＯ2ガスを導入して全ガス圧を０．８Ｐａとし、Ｏ2ガスの流量比率を２〜１０％に設定した。投入電力をＤＣ１００Ｗとして通常の（パルス機能のない）直流電源で直流プラズマを発生させ、その後、徐々に電力を増加させてアーキングが発生する電力を見極めた。しかし、６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が３．３０８Ｗ／ｃｍ2）まで直流電力を投入しても、アーク放電は生じず、安定した放電が可能で、高速成膜が可能であった。室温の石英基板上に得られた透明酸化物薄膜について、波長６３３ｎｍにおける屈折率をエリプソメーターで測定すると、１．６７であった。
【００７０】
比較例１
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの金属シリコン粉末を用いた以外は実施例１と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、金属シリコン相と酸化インジウム相の他、金属シリコン相と酸化インジウム相の間に酸化シリコンの相が形成されていた。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの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による評価を実施した。投入電力が３００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．６５４Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生し、これ以上直流電力を投入することができなかった。よってこのような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
次に直流電源としてＥＮＩ社製ＲＰＧ−５０を用い、２００ｋＨｚの直流パルシングを採用した直流電力を投入して、直流パルシングによるプラズマを発生させて成膜を試みたが、４５０Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が２．４８１Ｗ／ｃｍ2）以上の投入電力でアーキングが発生してしまった。よって直流パルシング法でも、このような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
また、比較例１の焼結体を用いて、アーキングが発生しなかった投入電力２００Ｗで成膜した時の成膜速度は、実施例１の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜した時の成膜速度と比較して９割程度であり、生産性の面でも、実施例１の焼結体をターゲットに用いたほうが有効であることがわかった。
【００７１】
比較例２
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍのＳｉＯ2粉末を用いた以外は実施例１と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相の他、酸化シリコン相とＩｎ2Ｓｉ2Ｏ7の化合物相（ＪＣＰＤＳカードの３１−６００記載）が形成されていた。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製し、通常の（パルス機能のない）直流スパッタリングによる評価を実施した。投入電力が３００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．６５４Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生し、これ以上直流電力を投入することができなかった。また比較例１と同様に、直流パルシング法で成膜を試みたが、４５０Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が２．４８１Ｗ／ｃｍ2）以上の投入電力でアーキングが発生してしまった。よってこのような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
また、比較例２の焼結体を用いて、アーキングが発生しなかったＤＣ投入電力２００Ｗ（パルス機能のない通常の直流電源を使用）で成膜した時の成膜速度は、実施例１の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜した時の成膜速度と比較して８５％程度であり、生産性の面でも、実施例１の焼結体をターゲットに用いたほうが有効であることがわかった。
【００７２】
実施例２
シリコンの原子数比率をシリコンとインジウムの原子数の総和に対して、７５原子％にした以外は、実施例１と同様に焼結体を作製した。焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相と炭化シリコン相で構成されていることがわかった。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの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（パルス機能のない通常の直流電源を使用）による評価を実施した。ＤＣ投入電力１００〜６００Ｗにおいてアーキングが発生せず、高速成膜にも対応できる焼結体が得られていることがわかった。
また室温の石英基板上にスパッタリングで得られた透明導電性薄膜についてエリプソメーターで波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定したところ、１．５３であり低屈折率膜であることがわかった。よって、「ガラス基板上／中間屈折率膜／高屈折率膜／低屈折率膜」の３層構造の反射防止膜を作製する際の低屈折率膜として利用できる膜である。
【００７３】
比較例３
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの金属シリコン粉末を用いた以外は実施例２と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相の他、酸化シリコン相とＩｎ2Ｓｉ2Ｏ7の化合物相が形成されていた。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの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による評価を実施した。投入電力が３００Ｗにおいてアーキングが発生し、これ以上直流電力を投入することができなかった。また比較例１と同様に、直流パルシング法で成膜を試みたが、４００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が２．２０５Ｗ／ｃｍ2）以上の投入電力でアーキングが発生してしまった。よってこのような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
また、比較例３の焼結体を用いて、アーキングが発生しなかったＤＣ投入電力２００Ｗ（通常の直流電源を使用）で成膜した時の成膜速度は、実施例２の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜した時の成膜速度と比較して７５％程度であり、生産性の面でも、実施例２の焼結体をターゲットに用いたほうが有効であることがわかった。
【００７４】
実施例３
シリコンの原子数比率をシリコンとインジウムの原子数の総和に対して、９５原子％にした以外は、実施例１と同様に焼結体を作製した。焼結体の端材についても実施例１と同様に分析を実施したところ、酸化インジウム相と炭化シリコン相で構成されていることがわかった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製し、通常の（パルス機能のない）直流電源を用いた直流スパッタリングによる評価を実施した。投入電力１００〜６００Ｗにおいてアーキングが発生せず、高速成膜にも対応できる焼結体が得られていることがわかった。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの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による評価を実施した。投入電力１００〜６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が０．５５１〜３．３０８Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生せず、高速成膜にも対応できる焼結体が得られていることがわかった。
また室温の石英基板上にスパッタリングで得られた透明導電性薄膜についてエリプソメーターで波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定したところ、１．４８であり低屈折率膜であることがわかった。よって、「ガラス基板上／中間屈折率膜／高屈折率膜／低屈折率膜」の３層構造の反射防止膜を作製する際の低屈折率膜として利用できる膜である。
【００７５】
比較例４
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの金属シリコン粉末を用いた以外は実施例３と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相の他、酸化シリコン相とＩｎ2Ｓｉ2Ｏ7の化合物相が形成されていた。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製した。直流スパッタリングでは３００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．６５４Ｗ／ｃｍ2）以上でアーキングが発生してしまい、３００Ｗを超える電力の投入は困難であった。また、直流パルシング電源としてＥＮＩ社製ＲＰＧ−５０を用い、２００ｋＨｚの直流パルシング法による直流スパッタリングを試みたが、５００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が２．７５７Ｗ／ｃｍ2）以上の電力投入でアーキングが発生してしまった。よってこのような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
また、比較例４の焼結体を用いて、直流パルシング法でアーキングが発生しなかった投入電力２００Ｗで成膜した時の成膜速度は、実施例３の焼結体を用いて同一成膜条件の直流パルシング法で成膜した時の成膜速度と比較して７２％程度であり、生産性の面でも、実施例３の焼結体をターゲットに用いたほうが有効であることがわかった。
【００７６】
実施例４
シリコンの原子数比率をシリコンとインジウムの原子数の総和に対して、０．５原子％にした以外は、実施例１と同様に焼結体を作製した。焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相と炭化シリコン相で構成されていることがわかった。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの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による評価を実施した。投入電力１００〜６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が０．５５１〜３．３０８Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生せず、高速成膜にも対応できる焼結体が得られていることがわかった。
また室温の石英基板上にスパッタリングで得られた透明導電性薄膜についてエリプソメーターで波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定したところ、１．９８であり高屈折率膜であった。また膜厚２００ｎｍの透明酸化物薄膜について、原子間力顕微鏡にて表面平滑性を調べたところ、中心線平均粗さＲ aは１．５ｎｍであり、同様の成膜条件で作製したＩＴＯ膜（１０ｗｔ％ＳｎＯ2含有ターゲットを使用）のＲａ値が３．５ｎｍよりも低い値であり、Ｓｉ添加により表面平滑性が良好となっていることが明らかとなった。また比抵抗は５．５×１０-4Ωｃｍであり、膜自体の可視域の平均透過率は９１％以上であり、透明導電膜として優れた特徴を有していることがわかった。
【００７７】
比較例５
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの金属シリコン粉末を用いた以外は実施例４と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相の他、僅かな酸化シリコン相とＩｎ2Ｓｉ2Ｏ7の化合物相が形成されていた。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製した。直流投入電力１００〜６００Ｗにおいてアーキングが発生しなかった。アーキングが発生しなかったのは、酸化シリコン相の割合が非常に少なかったからである。得られた膜の特性（表面平滑性、導電性、光透過性）は実施例４で獲られた膜とほぼ同等であった。
しかし、比較例５の焼結体を用いて、直流スパッタリング法で成膜したときの時の成膜速度は、実施例４の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜したときと比較して９４％程度であり、生産性の面でも、実施例４の焼結体をターゲットに用いたほうが有効であることがわかった。
【００７８】
実施例５
シリコンの原子数比率をシリコンとインジウムの原子数の総和に対して、１０原子％にした以外は、実施例１と同様に焼結体を作製した。焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相と炭化シリコン相で構成されていることがわかった。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製し、通常の（パルス機能のない）直流電源を用いた直流スパッタリングによる評価を実施した。投入電力１００〜６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が０．５５１〜３．３０８Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生せず、高速成膜にも対応できる焼結体が得られていることがわかった。
また室温の石英基板上にスパッタリングで得られた透明導電性薄膜についてエリプソメーターで波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定したところ、１．８８であり高屈折率膜であった。また膜厚２００ｎｍの透明酸化物薄膜について、原子間力顕微鏡にて表面平滑性を調べたところ、中心線平均粗さＲ aは１．２ｎｍであり、同様の成膜条件で作製したＩＴＯ膜（１０ｗｔ％ＳｎＯ2含有ターゲットを使用）のＲａ値３．８ｎｍよりも低い値であり、Ｓｉ添加により表面平滑性が良好となっていることが明らかとなった。また比抵抗は６．６×１０-4Ωｃｍであり、膜自体の可視域の平均透過率は９１％以上であり、透明導電膜として優れた特徴を有していることがわかった。
【００７９】
比較例６
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの金属シリコン粉末を用いた以外は実施例５と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化インジウム相の他、酸化シリコン相と、Ｉｎ2Ｓｉ2Ｏ7の化合物相が形成されていた。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｉｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例１と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製した。直流投入電力１００〜６００Ｗにおいてアーキングが発生しなかった。得られた膜の特性（表面平滑性、導電性、光透過性）は実施例５で得られた膜とほぼ同等であった。
しかし、比較例６の焼結体を用いて、直流スパッタリング法で成膜したときの成膜速度は、実施例５の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜したときと比較して９２％程度であり、生産性の面でも、実施例５の焼結体をターゲットに用いたほうが有効であることがわかった。
【００８０】
実施例６
酸化インジウムと炭化シリコンの配合比を、インジウム元素とシリコン元素の含有量の総和に対してシリコン元素の含有量が０．５原子％以上９９．５原子％以下の範囲内で変えて、実施例１と同様に焼結体を作製したが、酸化インジウム相と炭化シリコン相で構成された焼結体を得ることができ、通常の（パルス機能のない）直流電源を使用した直流スパッタリング法で室温の石英基板上に透明酸化物膜を作製した。焼結体中と透明酸化物膜におけるインジウムとシリコンの原子数量の総和に対するシリコン原子数量の割合を比較すると、同じであった。焼結体のシリコン元素の含有量がインジウム元素とシリコン元素の含有量の総和に対して０．５原子％以上３５原子％以下のとき、比抵抗が３．８×１０-4以上５．５×１０-3Ωｃｍ以下の高い導電性を有して、中心線平均表面粗さＲａが２．５ｎｍ以下の表面平滑な透明酸化物膜を得ることができ、シリコン元素の含有量が８原子％以上６０原子％未満のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率膜を得ることができ、シリコン元素の含有量が６０原子％以上９９．５原子％以下のとき、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８以上１．６０未満の低屈折率膜を得ることができることがわかった。
【００８１】
（ＳｎＯ2−ＳｉＣ系焼結体）
実施例７
シリコンの原子数比率がシリコンとスズの原子数の総和に対して２８原子％となるよう、平均粒径１０μｍのＳｎＯ2粉末、および微量添加元素としてＡｌを含む平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末を配合し、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、各実施例において温度条件を異ならせて、ホットプレス法を用いて焼結した。焼結は、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。はじめに圧力を４．９ＭＰａを固定し、焼結温度を１０００℃とし、焼結時間は３時間とした。
得られた焼結体の端材について、実施例１と同様に、粉末Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）搭載の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた電子線回折、さらにはＸ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）の方法を用いて分析を行った。その結果、焼結体は酸化スズ相と炭化シリコン相で構成されており、焼結体中には酸化シリコンの相の存在は認められなかった。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｓｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
【００８２】
次に、これらの焼結体を直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの大きさに加工し、スパッタリング面をカップ砥石で磨いてターゲット面とし、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングして、スパッタリングターゲットを得た。
【００８３】
次に、上記のように実施例１の条件で製造された焼結体を加工等して各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を行った。スパッタリング装置は、トッキ社製の直流マグネトロンスパッタリング装置を使用した。純度９９．９９９９重量％のＡｒガスとＯ2ガスを導入して全ガス圧を０．５Ｐａとし、Ｏ2ガスの流量比率を２〜１０％に設定した。直流電源としてＥＮＩ社製ＲＰＧ−５０を用い、２００ｋＨｚの直流パルシングを採用した直流電力をターゲット−基板間に投入して、直流パルシングによるプラズマを発生させた。投入電力を１００Ｗとして直流プラズマを発生させ、その後、徐々に電力を増加させてアーキングが発生する電力を見極めた。しかし、６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が３．３０８Ｗ／ｃｍ2）まで直流電力を投入しても、アーク放電は生じず、安定した放電が可能で、高速成膜が可能であった。
室温の石英基板上にスパッタリングで得られた透明導電性薄膜についてエリプソメーターで波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定したところ、１．８０であり中間屈折率膜であった。
【００８４】
次に樹脂フィルム基材として、アンダーコート付きのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製、ＦＳＴ−ＵＣＰＥＳ、厚さ０．２ｍｍ）を用い、上記のマグネトロンスパッタリング装置のターゲットと対向面に設置し、２００ｋＨｚの直流パルシングを採用した直流電力４００Ｗ（ターゲットスパッタ面の単位面積あたりの投入電力が２．２０５Ｗ／ｃｍ2）を投入して、本発明の酸化物焼結体から、室温のフィルム基板上に２００ｎｍの膜厚の透明酸化物膜を形成した。透明酸化物膜の可視域の透過率は、アルゴンガス中に導入する酸素量が少ないほど低下したが、酸素量８％以上で透過率の高い透明酸化物膜が得られた。
【００８５】
酸素量８％以上で得られた高透過性の透明酸化物膜の膜組成をＩＣＰ発光分析法で測定したところ、シリコン含有量は酸化物焼結体の組成とほぼ同等だった。また得られた透明酸化物膜の結晶性をＸ線回折測定したところ、回折ピークは観察されず非晶質構造であることが確認された。また、原子間力顕微鏡（デジタルインスツルメンツ社製、ＮＳ−III、Ｄ５０００システム）によって、膜表面の１μｍ×１μｍ領域の中心線平均表面粗さＲａを試料中２０ヶ所測定し平均値を求めたところ、２．２ｎｍと表面平滑性の良い膜が得られた。
水蒸気透過率は、モコン法を用い、測定はＭＯＣＯＮ社製ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ―Ｗ３／３３を用いて、ＪＩＳ規格のＫ７１２９法（温度４０℃、湿度９０％ＲＨ）に基づいて測定した。得られた前記フィルムの水蒸気透過率は、何れもモコン法の測定限界（０．０１ｇ／ｍ2／ｄａｙ）未満であり、防湿膜として十分に機能していることがわかった。
【００８６】
比較例７
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの金属シリコン粉末を用いた以外は実施例７と同じ条件で焼結体を作製した。実施例７と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化スズ相と金属シリコン相の他、金属シリコン相と酸化スズ相の間に酸化シリコンの相が形成されていた。また、ＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｓｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例７と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製し、２００ｋＨｚの直流パルシング法の直流スパッタリングによる評価を実施した。投入電力が３００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．６５４Ｗ／ｃｍ2）において激しくアーキングが発生し、これ以上直流電力を投入することができなかった。よってこのような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
また、比較例７の焼結体を用いて、２００Ｗにて安定に直流スパッタリング法で成膜したときの成膜速度は、実施例７の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜したときと比較して８５％程度であり、生産性の面でも、実施例７の焼結体よりも劣るといえる。
このような状況下で、アンダーコート付きのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製、ＦＳＴ−ＵＣＰＥＳ、厚さ０．２ｍｍ）基板上に実施例７と同様の条件で膜厚２００ｎｍの透明酸化物膜を成膜し、実施例７と同様の条件でモコン法による水蒸気透過率を測定したが、１５．６ｇ／ｍ2／ｄａｙ以上であり、防湿性は不十分であった。これは成膜時のアーキングにより、損傷して欠陥の生じた透明酸化物が製造されたからである。
【００８７】
比較例８
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍのＳｉＯ2粉末を用いた以外は実施例７と同じ条件で焼結体を作製した。実施例７と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化スズ相の他、酸化シリコン相とＳｎＳｉＯ3の化合物相（ＪＣＰＤＳカードの記載）が形成されていた。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｓｎ、Ｓｉ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
実施例５と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍのスパッタリングターゲットを作製し、２００ｋＨｚの直流パルシング法の直流スパッタリングによる評価を実施した。投入電力が３００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．６５４Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生し、これ以上直流電力を投入することができなかった。よってこのような焼結体を用いたのでは高速成膜ができない。
また、比較例８の焼結体を用いて、２００Ｗにて安定に直流スパッタリング法で成膜したときの成膜速度は、実施例７の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜したときと比較して８３％程度であり、生産性の面でも、実施例７の焼結体よりも劣るといえる。
【００８８】
実施例８
酸化スズと炭化シリコンの配合比を、スズとシリコンの含有量の総和に対してシリコン含有量を０．５〜９９．５原子％の範囲内で変えて、実施例７と同様に焼結体を作製した。酸化スズと炭化シリコンで構成された焼結体を得ることができ、全ての焼結体において、投入電力１００〜６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が０．５５１〜３．３０８Ｗ／ｃｍ2）においてアーキングが発生せず、高速成膜にも対応できる焼結体が得られていることがわかった。そしてこれらを用いて２００ｋＨｚの直流パルシング法の直流スパッタリング法で透明酸化物膜を作製した。焼結体中と透明酸化物膜におけるスズとシリコンの含有量の総和に対するシリコン含有量の割合を比較すると、同じであった。焼結体中のシリコン含有量がスズとシリコンの含有量の総和に対して０．５〜９９．５原子％の割合のとき中心線表面平均粗さＲａが２．５ｎｍ以下の表面平滑な透明酸化物膜が得られた。焼結体のシリコン含有量がスズとシリコンの含有量の総和に対して０．５原子％以上２５原子％以下のとき比抵抗が１．５×１０-3Ωｃｍ以上５．６×１０-1Ωｃｍ以下の透明導電膜を得ることができ、５原子％以上６３原子％以下のとき波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率膜を得ることができ、６３原子％超９９．５原子％以下のとき波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８以上１．６０未満の低屈折率膜を得ることができることがわかった。
【００８９】
実施例９
酸化スズと炭化シリコンの配合比を変えて、実施例７と同様に、シリコン原子数量がスズとシリコンの総和に対して０．５、５、１５、６３、８２、９９．５原子％（全て分析値）の焼結体を作製し、アンダーコート付きのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製、ＦＳＴ−ＵＣＰＥＳ、厚さ０．２ｍｍ）基板上に、実施例７と同様の条件で膜厚２００ｎｍの透明酸化物膜を作製した。焼結体中と透明酸化物膜におけるスズとシリコンの原子数量の総和に対するシリコン原子数量の割合を比較すると、ほぼ同じであった。全ての組成領域において、同様の方法で中心線平均表面粗さＲａを測定すると、１．１〜２．５ｎｍの表面平滑性の良い膜が得られた。従来良く防湿膜として使われているＳｉＯ2膜（ＳｉターゲットからＲＦスパッタ法で形成）を、同一の基板上に膜厚２００ｎｍだけ成膜して中心線平均表面粗さＲａ値を測定すると３．９ｎｍであり、本発明の薄膜の方が表面平滑性が著しく良好となっていることが明らかとなった。また、アンダーコート付きのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製、ＦＳＴ−ＵＣＰＥＳ、厚さ０．２ｍｍ）上に実施例７と同様の条件で成膜を行って得られた膜付きフィルム基板について、実施例７と同様の条件で防湿性を評価したところ、全て、モコン法の測定限界（０．０１ｇ／ｍ2／ｄａｙ）未満であり、防湿膜として十分に機能していることがわかった。
【００９０】
（ＺｎＯ−ＳｉＣ焼結体）
実施例１０
シリコンの原子数比率が全金属元素（Ｚｎ、Ｓｉ、Ｇａ）の原子数の総和に対して２８原子％となるよう微量添加元素としてＮを含む平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末を、また、バリウム原子数比率が全金属元素（Ｚｎ、Ｓｉ、Ｇａ）の原子数の総和に対して５原子％となるよう平均粒径１０μｍのＧａ2Ｏ3粉末を、および平均粒径１０μｍのＺｎＯ粉末を配合し、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、各実施例において温度条件を異ならせて、ホットプレス法を用いて焼結した。焼結は、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。はじめに圧力を４．９ＭＰａを固定し、焼結温度を１０００℃とし、焼結時間は３時間とした。
【００９１】
得られた焼結体の端材について、実施例１と同様に粉末Ｘ線回折測定、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）搭載の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた電子線回折、さらにはＸ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）による分析を実施した。その結果、酸化亜鉛と炭化シリコンで構成されていることが確認された。また、焼結体中には酸化シリコンの相の存在は認められなかった。またＩＣＰ発光分析法で焼結体の組成を分析したところ、各金属元素（Ｚｎ、Ｓｉ、Ｇａ）の含有割合は、仕込みの割合と同じであった。
次に、これらの焼結体を直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの大きさに加工し、スパッタリング面をカップ砥石で磨いてターゲット面とし、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングして、スパッタリングターゲットを得た。
【００９２】
次に、上記のように実施例１の条件で製造された焼結体を加工等して各スパッタリングターゲットとして用いて、通常の（パルスのない）直流スパッタリングを行った。スパッタリング装置は、トッキ社製の直流マグネトロンスパッタリング装置を使用した。純度９９．９９９９重量％のＡｒガスとＯ2ガスを導入して全ガス圧を０．５Ｐａとし、Ｏ2ガスの流量比率を２〜１０％に設定した。投入電力をＤＣ１００Ｗとして直流プラズマを発生させ、その後、徐々に電力を増加させてアーキングが発生する電力を見極めた。しかし、６００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が３．３０８Ｗ／ｃｍ2）まで直流電力を投入しても、アーク放電は生じず、安定した放電が可能で、高速成膜が可能であった。
【００９３】
樹脂フィルム基材として、アンダーコート付きのＰＥＳフィルム（住友ベークライト製、ＦＳＴ−ＵＣＰＥＳ、厚さ０．２ｍｍ）を用い、上記のマグネトロンスパッタリング装置のターゲットと対向する面に設置し、直流電力４００Ｗ（ターゲットスパッタ面の単位面積あたりの投入電力が２．２０５Ｗ／ｃｍ2）を投入して、本発明の酸化物焼結体から、室温のフィルム基板上に２００ｎｍの膜厚の透明酸化物膜を形成した。透明酸化物膜の可視域の透過率は、アルゴンガス中に導入する酸素量が少ないほど低下したが、酸素量５％以上で透過率の高い透明酸化物膜が得られた。
酸素量５％以上で得られた高透過性の透明酸化物膜の膜組成をＩＣＰ発光分析法で測定したところ、シリコン含有量は酸化物焼結体の組成とほぼ同等だった。また、得られた透明酸化物膜の結晶性をＸ線回折測定したところ、回折ピークは観察されず非晶質構造であることが確認された。また、原子間力顕微鏡（デジタルインスツルメンツ社製、ＮＳ−III、Ｄ５０００システム）によって、膜表面の１μｍ×１μｍ領域の中心線平均表面粗さＲａを試料中２０ヶ所測定し平均値を求めたところ、０．８〜２．５ｎｍと表面平滑性の良い膜が得られた。
水蒸気透過率は、モコン法を用い、測定はＭＯＣＯＮ社製ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ―Ｗ３／３３を用いて、ＪＩＳ規格のＫ７１２９法（温度４０℃、湿度９０％ＲＨ）に基づいて測定した。得られた前記フィルムの水蒸気透過率は、何れもモコン法の測定限界（０．０１ｇ／ｍ2／ｄａｙ）未満であり、防湿膜として十分に機能していることがわかった。
【００９４】
実施例１１
酸化亜鉛と炭化シリコンの配合比を、全金属元素含有量の総和に対してシリコン含有量を０．５〜９９．５原子％の範囲内で変えて、実施例１０と同様に焼結体を作製し、直流スパッタリング法で透明酸化物膜を作製した。焼結体は酸化亜鉛と炭化シリコンで構成され、酸化シリコン相は存在していなかった。焼結体中と透明酸化物膜における亜鉛とシリコンとガリウムの含有量の総和に対するシリコン含有量と、ガリウム含有量の割合を比較すると、同じであった。そして、シリコン含有量が亜鉛とシリコンとガリウムの含有量の総和に対して０．５原子％以上２３原子％以下のとき、比抵抗が８．５×１０-4Ωｃｍ以上５．３×１０-1Ωｃｍ以下の透明導電性膜を得ることができ、１０原子％以上５５原子％以下のとき波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．６以上１．９以下の中間屈折率膜を得ることができ、５５原子％超９９．５原子％以下のとき波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８以上１．６０未満の低屈折率膜を得ることができることがわかった。
【００９５】
比較例９
平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末の代わりに、平均粒径１０μｍの酸化シリコン粉末を用いた以外は実施例１０と同じ条件で焼結体を作製した。実施例１０と同様に焼結体の端材について分析を実施したところ、酸化亜鉛相の他、酸化シリコンの相が形成されていた。
実施例１０と同様に、直径１５２ｍｍ、厚み５ｍｍの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による評価を実施した。投入電力が３００Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．６５４Ｗ／ｃｍ2）において激しくアーキングが発生し、これ以上直流電力を投入することができなかった。また比較例１と同様に、直流パルシング法で成膜を試みたが、４００Ｗ以上の投入電力でアーキングが発生してしまった。よって、このような焼結体を用いたのでは、高速成膜ができないだけでなく、良質な膜が得られない。
また、比較例９の焼結体を用いて、２００Ｗにて安定に直流スパッタリング法で成膜したときの成膜速度は、実施例１０の焼結体を用いて同一成膜条件で成膜したときと比較して７５％程度であり、生産性の面でも、実施例１０の焼結体よりも生産性に劣るといえる。
【００９６】
比較例１０
酸化亜鉛と酸化シリコンの配合比を、シリコン元素が亜鉛元素とシリコン元素の総和に対して０．５〜９９．５原子％の範囲内で変えて、比較例９と同様に焼結体を作製したが、何れも酸化シリコン相が生成されてしまい、直流スパッタリングで安定に成膜ができなかった。また比較例１と同様に、直流パルシング法で成膜を試みても、３５０Ｗ（ターゲットスパッタ面への投入電力密度が１．９３０Ｗ／ｃｍ2）以上の投入電力でアーキングが発生してしまった。したがって、比較例１０の焼結体を用いたのでは、高速成膜ができず、良質な膜が得られなかった。