(57)【要約】【解決手段】ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有することを特徴とする酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。【効果】本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、焼結温度が低温、たとえば１３００℃程度であっても高い焼結密度となることができる。このため高い焼結密度を得るために原料粉末を高温で焼結する必要がないので、焼結炉にかかる負担が小さく、焼結炉の早期劣化を避けることができ、また、原料粉末からの亜鉛等の成分の揮発を抑制することができ、予定していた組成を有する膜を容易に形成することができる。また、本発明のスパッタリングターゲットは、比抵抗が小さい。さらに本発明のスパッタリングターゲットは、スパッタレート減少率が小さい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有することを特徴とする酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項２】
ＰｂおよびＣｄのうちＰｂのみを含有し、その含有量が４〜２０００質量ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項３】
ＰｂおよびＣｄのうちＣｄのみを含有し、その含有量が３〜２０００質量ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項４】
ＰｂおよびＣｄを含有し、それぞれの含有量の合計が４〜２０００質量ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットであって、酸化ガリウムの濃度が０．１〜１０質量％であることを特徴とする酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットであって、酸化アルミニウムの濃度が０．１〜１０質量％であることを特徴とする酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット。
【請求項７】
酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有する粉末とを含む混合粉末を焼結することを特徴とする酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
酸化アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有する粉末とを含む混合粉末を焼結することを特徴とする酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに関し、さらに詳しくは、低温焼結でも製造でき、高密度で比抵抗の低い、透明導電膜形成等に好適に使用することのできる酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、酸化インジウムに錫をドープして形成された材料（ＩＴＯ）からなる膜（ＩＴＯ膜）が、フラットパネルディスプレイ、タッチパネルおよび太陽電池等の分野において透明導電膜その他の用途として幅広く用いられている。しかし、ＩＴＯの主成分であるインジウムは高価であるので、透明導電膜等の製造コストが高いという問題に直面している。そこで、ＩＴＯより安価な代替材料の開発が待ち望まれている。
【０００３】
ＩＴＯの代替材料としては安価な酸化亜鉛を主成分とする酸化亜鉛系材料、中でも酸化ガリウム−酸化亜鉛系材料（ＧＺＯ）や酸化アルミニウム−酸化亜鉛系材料（ＡＺＯ）が注目されている。ＧＺＯは、酸化亜鉛に酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）をドープして形成される材料であり、無色透明で、かつ高導電性を有する。
【０００４】
ＧＺＯ膜は、一般にＧＺＯ系のスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法によって形成される。このようなスパッタリングにおいては、スパッタリングの進行に伴いノジュールと呼ばれる突起物がターゲット表面に発生し、これが原因となってアーキングやスプラッシュが発生し、安定的な成膜が困難になることがある。また、アーキング等が原因となってパーティクルがスパッタチャンバ内に浮遊し、これが膜に付着してＧＺＯ膜の品質を低下させることがある。このため、スパッタリングターゲットの開発においては、ノジュールなどの発生を抑制する技術が要求されている。このような技術としてスパッタリングターゲットの高密度化などが図られている。また、スパッタ速度を上げ、効率的な成膜を実現するためにスパッタリングターゲットの比抵抗を低下させる技術が求められている。ＡＺＯについても、上記ＧＺＯと同様の事情が存在する。
【０００５】
上記の要求を満たすＧＺＯ系のスパッタリングターゲットとして、たとえば酸化アルミニウムを２０〜５００質量ｐｐｍ含有し、焼結密度が５．５５ｇ／ｃｍ3以上である酸化ガリウム−酸化亜鉛系焼結体スパッタリングターゲット（特許文献１）や、酸化ジルコニウムを２０〜２０００質量ｐｐｍ含有し、焼結密度が５．５５ｇ／ｃｍ3以上である酸化ガリウム−酸化亜鉛系焼結体スパッタリングターゲット（特許文献２）などが提案されている。
【０００６】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載されたスパッタリングターゲットは、原料粉末をＣＩＰ（等方冷間プレス）により成形した後に焼結しなければ高密度にはならない。ＣＩＰは特殊な方法であり、広汎に用いられる方法ではなく、またその装置は高価であり、これを行うとスパッタリングターゲットの製造コストが増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０５４０５４号公報
【特許文献２】特許第４０９８３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ノジュール、アーキングやパーティクルの発生を抑制できる程度に高い焼結密度および低い比抵抗率を有し、特殊な装置を用いることなく、低コストで製造することができる酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにＰｂもしくはＣｄ、またはその両方を含有させると、ＣＩＰによらなくても高い焼結密度が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、前記目的を達成する本発明は、ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有することを特徴とする酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットである。
【００１１】
前記酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットまたは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの好適な態様として、
ＰｂおよびＣｄのうちＰｂのみを含有し、その含有量が４〜２０００質量ｐｐｍであり、
ＰｂおよびＣｄのうちＣｄのみを含有し、その含有量が３〜２０００質量ｐｐｍであり、
ＰｂおよびＣｄを含有し、それぞれの含有量の合計が４〜２０００質量ｐｐｍである。
【００１２】
他の発明は、前記酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットであって、酸化ガリウムの濃度が０．１〜１０質量％である酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットである。
【００１３】
他の発明は、前記酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットであって、酸化アルミニウムの濃度が０．１〜１０質量％である酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットである。
【００１４】
他の発明は、酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有する粉末とを含む混合粉末を焼結することを特徴とする酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法である。
【００１５】
また、他の発明は、酸化アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有する粉末とを含む混合粉末を焼結することを特徴とする酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、ＣＩＰのような特殊な装置を用いることなく、低コストで製造することができ、高い焼結密度を有する。特に、本発明のスパッタリングターゲットは、焼結温度が低温、たとえば１３００℃程度であっても高い焼結密度となることができる。たとえばガリウム濃度が０．５質量％である場合には、焼結温度が１３００℃であっても焼結密度が５．６０ｇ／ｃｍ3以上となる。このため高い焼結密度を得るために原料粉末を高温で焼結する必要がないので、焼結炉にかかる負担が小さく、焼結炉の早期劣化を避けることができる。また、低温焼結が可能なことから、焼結中に原料粉末からの亜鉛等の成分の揮発を抑制することができるのでターゲットの組成の調整が容易であり、スタッパリングにより予定していた組成を有する膜を容易に形成することができる。また、本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、比抵抗が小さい。さらに本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、ターゲット密度が高くなることでノジュールの生成を抑えることができ、さらにはアーキングやパーティクルの発生も抑制することができる。したがって、安定したスパッタを行うことができ、ひいてはスパッタレート減少率も小さくすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット＞
本発明に係る酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有することを特徴とする。すなわち本ターゲットは、一定量のＰｂもしくはＣｄまたはＰｂおよびＣｄと、一定量の酸化ガリウムと、残部の酸化亜鉛とからなる。
【００１８】
本発明のスタッパリングターゲットがＰｂおよびＣｄのうちＰｂのみを含有する場合には、Ｐｂの含有量は４〜２０００質量ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは５〜５００質量ｐｐｍであり、特に好ましくは５〜１００質量ｐｐｍである。
【００１９】
本発明のスタッパリングターゲットがＰｂおよびＣｄのうちＣｄのみを含有する場合には、Ｃｄの含有量は３〜２０００質量ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは３〜５００質量ｐｐｍであり、特に好ましくは３〜１００質量ｐｐｍである。
【００２０】
本発明のスタッパリングターゲットがＰｂおよびＣｄの両方を含有する場合には、Ｐｂの含有量とＣｄの含有量との合計は４〜２０００質量ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは５〜５００質量ｐｐｍであり、特に好ましくは５〜１００質量ｐｐｍである。
【００２１】
酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットがＰｂもしくはＣｄまたはＰｂおよびＣｄをそれぞれ上記に示した含有量で含んでいると、高い焼結密度が得られる。特にＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を上記の含有量で含む酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、混合粉末を低温で焼結しても高い焼結密度が得られる。酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、一般に酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して得られた混合粉末を焼結して製造される。このとき焼結体の焼結密度は、一般に焼結温度が高いほど高くなり、焼結温度が低くなると低下する。たとえば混合粉末中の酸化ガリウム濃度が０．５質量％の場合、これを１５００℃という高温で焼結すれば、混合粉末がＰｂおよびＣｄを含有していなくても焼結密度が５．６０ｇ／ｃｍ3以上の焼結体が得られるが、１３００℃という低温で焼結すると、混合粉末がＰｂおよびＣｄを含有していない場合、焼結密度が５．５３ｇ／ｃｍ3程度の焼結体しか得られない。これに対し、ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を上記の含有量で含む混合粉末の場合、１５００℃という高温で焼結しても１３００℃という低温で焼結しても、焼結密度が５．６０ｇ／ｃｍ3以上の焼結体を得ることができる。
【００２２】
１５００℃以上の高温で焼結を行うと、焼結炉にかかる負担が大きく、焼結炉の劣化が激しくなる。また、このような高温で焼結を行うと、原料粉末から亜鉛等の成分が揮発し、各成分の組成が変化するので、予定されていた組成を有するターゲットを形成することができない場合がある。本発明のスパッタリングターゲットは、上記のとおり１３００℃という低温焼結であっても高い焼結密度を得ることができるので、焼結炉にかかる負担を小さくすることができ、焼結炉の劣化を低減させることができる。また本発明のスパッタリングターゲットは、上記のような低温焼結により焼結中における混合粉末からの亜鉛等の成分の揮発を抑制することができるので、予定していた組成を得ることが容易である。
【００２３】
このような効果は、Ｐｂ添加およびＣｄ添加のいずれにおいても得ることができる。また、ＰｂとＣｄとを共存させても得ることができ、このときの好適なＰｂとＣｄとの合計量はＰｂまたはＣｄの単独添加の場合と大差がない。これらのことから、上記効果に対してＰｂとＣｄとは酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいて同様のメカニズムで作用をしているものと考えられる。また、ＰｂおよびＣｄの添加効果は、後述の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいても酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの場合と同様に現れることから、ＰｂおよびＣｄは、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいて同様のメカニズムで作用をしているものと考えられる。
【００２４】
本発明に係る酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおける酸化ガリウム濃度は、特に制限はないが通常０．１〜１０質量％であり、好ましくは０．５〜５．７質量％である。酸化ガリウム濃度がこの範囲内であると、ＩＴＯの有効な代替材料とすることができ、またＰｂおよびＣｄによる効果を好適に発現させることができる。ここで、酸化ガリウム濃度とは、Ｇａ2Ｏ3換算で表記した数値である。
【００２５】
本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの組成としては、前記ＰｂおよびＣｄ、酸化ガリウム、ならびに不可避的不純物以外が酸化亜鉛となる。
本発明のスタッパリングターゲットの密度は、前述のとおり焼結温度が高いほど高くなり、また酸化ガリウム濃度が高いほど低くなる傾向がある。本発明のスタッパリングターゲットの密度は、酸化ガリウム濃度が０．５質量％の場合、１２００℃の焼結では５．４９〜５．５４ｇ／ｃｍ3、１３００℃の焼結では５．６０〜５．６１ｇ／ｃｍ3、１４００℃の焼結では５．６０〜５．６１ｇ／ｃｍ3、１５００℃の焼結では５．６０〜５．６１ｇ／ｃｍ3程度である。酸化ガリウム濃度が３．０質量％の場合、１２００℃の焼結では５．２３〜５．２７ｇ／ｃｍ3、１３００℃の焼結では５．４７〜５．５０ｇ／ｃｍ3、１４００℃の焼結では５．４８〜５．５１ｇ／ｃｍ3、１５００℃の焼結では５．５０〜５．５４ｇ／ｃｍ3程度である。酸化ガリウム濃度が５．７質量％の場合、１２００℃の焼結では５．１２〜５．１６ｇ／ｃｍ3程度、１３００℃の焼結では５．２７〜５．２９ｇ／ｃｍ3、１４００℃の焼結では５．２８〜５．３５ｇ／ｃｍ3、１５００℃の焼結では５．４０〜５．５０ｇ／ｃｍ3程度である。
【００２６】
本発明のスタッパリングターゲットは、ＰｂもしくはＣｄまたはＰｂおよびＣｄをそれぞれ上記に示した含有量で含んでいることにより比抵抗率が低い。本スタッパリングターゲットの密度も、焼結密度と同様に焼結温度が高いほど高くなり、また酸化ガリウム濃度が高いほど低くなる傾向がある。本発明のスタッパリングターゲットの比抵抗率は、酸化ガリウム濃度が０．５質量％の場合、１３００℃の焼結では１．０×１０-3 〜２．０×１０-3Ω・ｃｍ程度である。
【００２７】
また、本発明のスタッパリングターゲットは、ＰｂもしくはＣｄまたはＰｂおよびＣｄをそれぞれ上記に示した含有量で含んでいることによりスパッタレート減少率が低い。本発明のスタッパリングターゲットのスパッタレート減少率は、酸化ガリウム濃度が０．５質量％、１３００℃の焼結温度の場合、１９〜２３％程度である。なお、スパッタレート減少率の測定方法については実施例において詳述した。
【００２８】
本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、たとえば以下のような方法で製造することができる。ＰｂおよびＣｄのうちＰｂのみを含有するスパッタリングターゲットを製造する場合には、Ｐｂの含有量が５〜１０００質量ｐｐｍとなるように、Ｐｂを含有する粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成し、この混合粉末を焼結する。ＰｂおよびＣｄのうちＣｄのみを含有するスパッタリングターゲットを製造する場合には、Ｃｄの含有量が３〜１０００質量ｐｐｍとなるように、Ｃｄを含有する粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とを混合して混合粉末を作成し、この混合粉末を焼結する。ＰｂおよびＣｄの両方を含有するスパッタリングターゲットを製造する場合には、Ｐｂの含有量とＣｄの含有量との合計が５〜１０００質量ｐｐｍとなるようにＰｂを含有する粉末とＣｄを含有する粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とを混合して混合粉末を作成し、この混合粉末を焼結する。スパッタリングターゲットにおける酸化ガリウムの濃度を０．５〜５．７質量％とする場合には、上記の各場合において酸化ガリウムの濃度が０．５〜５．７質量％となるように酸化ガリウム粉末を混合して混合粉末を作成すればよい。
【００２９】
前記Ｐｂを含有する粉末としては、Ｐｂの金属粉末、Ｐｂの酸化物粉末およびその他のＰｂ化合物粉末のいずれであってもよい。Ｐｂの酸化物としては、ＰｂＯ、ＰｂＯ2およびＰｂ3Ｏ4等が挙げられる。前記Ｃｄを含有する粉末も、Ｃｄの金属粉末、Ｃｄの酸化物粉末およびその他のＣｄ化合物粉末のいずれであってもよい。Ｃｄの酸化物としては、ＣｄＯが挙げられる。
【００３０】
前記Ｐｂを含有する粉末、Ｃｄを含有する粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末のＢＥＴ(Brunauer-Emmett-Teller)法で測定された平均粒径は、通常０．０５〜０．５μｍである。
【００３１】
混合粉末は、前記各粉末を、例えばボールミル等により混合することにより得られる。
混合粉末の焼結方法には、特に制限はないが、通常これを成形して成形体とし、これを焼結炉で焼結する方法が採られる。混合粉末は、そのまま成形して成形体としてもよいが、必要により混合粉末にバインダーを加えて成形してもよい。このバインダーとしては、公知の粉末冶金法において成形体を得るときに使用されるバインダー、例えばポリビニルアルコール等を使用することができる。また得られた成形体は、必要に応じて公知の粉末冶金法において採用される方法により脱脂してもよい。成形方法も、公知の粉末冶金法において採用される方法を適用することができる。すなわち、本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、ＣＩＰのような特殊な成形方法を用いることなく高密度に製造することができる。
【００３２】
得られた成形体を焼結することにより焼結体を得る。焼結は、公知の粉末冶金法において採用される焼結炉を用いることができる。焼結雰囲気としては、酸素ガス含有ガスが好ましい。具体的には、大気をはじめとして、酸素ガス、窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス、および窒素ガスとアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスなどを挙げることができる。酸素ガス含有ガスにおける酸素濃度は、５〜１００ｖｏｌ％が好ましい。また、大気中で酸素ガスをフローさせながら焼結してもよい。
【００３３】
前述のとおり、本発明の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、１５００℃のような高温で焼結しなくても高密度とすることができる。たとえば、酸化ガリウム濃度が０．５質量％の場合、１３００℃という低温で焼結しても５．６０ｇ／ｃｍ3以上の焼結密度が得られる。
【００３４】
＜酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット＞
本発明に係る酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を含有することを特徴とする。すなわち本ターゲットは、一定量のＰｂもしくはＣｄまたはＰｂおよびＣｄと、一定量の酸化アルミニウムと、残部の酸化亜鉛とからなる。
【００３５】
本発明のスタッパリングターゲットがＰｂおよびＣｄのうちＰｂのみを含有する場合には、Ｐｂの含有量は４〜２０００質量ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは５〜５００質量ｐｐｍであり、特に好ましくは５〜１００質量ｐｐｍである。
【００３６】
本発明のスタッパリングターゲットがＰｂおよびＣｄのうちＣｄのみを含有する場合には、Ｃｄの含有量は３〜２０００質量ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは３〜５００質量ｐｐｍであり、特に好ましくは３〜１００質量ｐｐｍである。
【００３７】
本発明のスタッパリングターゲットがＰｂおよびＣｄの両方を含有する場合には、Ｐｂの含有量とＣｄの含有量との合計は４〜２０００質量ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは５〜５００質量ｐｐｍであり、特に好ましくは質量５〜１００ｐｐｍである。
【００３８】
酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットがＰｂもしくはＣｄまたはＰｂおよびＣｄをそれぞれ上記に示した含有量で含んでいると、高い焼結密度が得られる。特にＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を上記の含有量で含む酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、混合粉末を低温で焼結しても高い焼結密度が得られる。酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、一般に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して得られた混合粉末を焼結して製造される。このとき焼結体の焼結密度は、一般に焼結温度が高いほど高くなり、焼結温度が低くなると低下する。たとえば混合粉末中の酸化アルミニウムが２．０質量％の場合、これを１５００℃という高温で焼結すれば、混合粉末がＰｂおよびＣｄを含有していなくても焼結密度が５．５４ｇ／ｃｍ3以上の焼結体が得られるが、１３００℃という低温で焼結すると、混合粉末がＰｂおよびＣｄを含有していない場合、焼結密度が５．４７ｇ／ｃｍ3程度の焼結体しか得られない。これに対し、ＰｂおよびＣｄの少なくとも一方を上記の含有量で含む混合粉末の場合、１５００℃という高温で焼結しても１３００℃という低温で焼結しても、焼結密度が５．５４ｇ／ｃｍ3以上の焼結体を得ることができる。
【００３９】
１５００℃以上の高温で焼結を行うと、焼結炉にかかる負担が大きく、焼結炉の劣化が激しくなる。また、このような高温で焼結を行うと、原料粉末から亜鉛等の成分が揮発し、各成分の組成が変化するので、予定されていた組成を有するターゲットを形成することができない場合がある。本発明のスパッタリングターゲットは、上記のとおり１３００℃という低温焼結であっても高い焼結密度を得ることができるので、焼結炉にかかる負担を小さくすることができ、焼結炉の劣化を低減させることができる。また本発明のスパッタリングターゲットは、上記のような低温焼結により焼結中における混合粉末からの亜鉛等の成分の揮発を抑制することができるので、予定していた組成を得ることが容易である。
【００４０】
このような効果は、Ｐｂ添加およびＣｄ添加のいずれにおいても得ることができる。また、ＰｂとＣｄとを共存させても得ることができ、このときの好適なＰｂとＣｄとの合計量はＰｂまたはＣｄの単独添加の場合と大差がない。これらのことから、上記効果に対してＰｂとＣｄとは酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいて同様のメカニズムで作用をしているものと考えられる。また、ＰｂおよびＣｄの添加効果は、前述の酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいても酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの場合と同様に現れることから、ＰｂおよびＣｄは、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいて同様のメカニズムで作用をしているものと考えられる。
【００４１】
本発明に係る酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおける酸化アルミニウム濃度は、特に制限はないが通常０．１〜１０質量％であり、好ましくは０．５〜６．０質量％である。酸化アルミニウム濃度がこの範囲内であると、ＩＴＯの有効な代替材料とすることができ、またＰｂおよびＣｄによる効果を好適に発現させることができる。ここで、酸化アルミニウム濃度とは、Ａｌ2Ｏ3換算で表記した数値である。
【００４２】
本発明の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの組成としては、前記ＰｂおよびＣｄ、酸化アルミニウム、ならびに不可避的不純物以外が酸化亜鉛となる。
本発明の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、密度、比抵抗率およびスパッタレート減少率については、前記酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットと同様の効果を有する。
【００４３】
本発明の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、たとえば以下のような方法で製造することができる。ＰｂおよびＣｄのうちＰｂのみを含有するスパッタリングターゲットを製造する場合には、Ｐｂの含有量が５〜１０００質量ｐｐｍとなるように、Ｐｂを含有する粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成し、この混合粉末を焼結する。ＰｂおよびＣｄのうちＣｄのみを含有するスパッタリングターゲットを製造する場合には、Ｃｄの含有量が３〜１０００質量ｐｐｍとなるように、Ｃｄを含有する粉末と酸化アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを混合して混合粉末を作成し、この混合粉末を焼結する。ＰｂおよびＣｄの両方を含有するスパッタリングターゲットを製造する場合には、Ｐｂの含有量とＣｄの含有量との合計が５〜１０００質量ｐｐｍとなるようにＰｂを含有する粉末とＣｄを含有する粉末と酸化アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを混合して混合粉末を作成し、この混合粉末を焼結する。スパッタリングターゲットにおける酸化アルミニウムの濃度を０．５〜６．０質量％とする場合には、上記の各場合において酸化アルミニウムの濃度が０．５〜６．０質量％となるように酸化アルミニウム粉末を混合して混合粉末を作成すればよい。
【００４４】
前記Ｐｂを含有する粉末としては、Ｐｂの金属粉末、Ｐｂの酸化物粉末およびその他のＰｂ化合物粉末のいずれであってもよい。Ｐｂの酸化物としては、ＰｂＯ、ＰｂＯ2およびＰｂ3Ｏ4等が挙げられる。前記Ｃｄを含有する粉末も、Ｃｄの金属粉末、Ｃｄの酸化物粉末およびその他のＣｄ化合物粉末のいずれであってもよい。Ｃｄの酸化物としては、ＣｄＯが挙げられる。
【００４５】
前記Ｐｂを含有する粉末、Ｃｄを含有する粉末、酸化アルミニウム粉末および酸化亜鉛粉末のＢＥＴ(Brunauer-Emmett-Teller)法で測定された平均粒径は、通常０．０５〜０．５μｍである。
【００４６】
混合粉末は、前記各粉末を、例えばボールミル等により混合することにより得られる。
混合粉末の焼結方法には、特に制限はないが、通常これを成形して成形体とし、これを焼結炉で焼結する方法が採られる。混合粉末は、そのまま成形して成形体としてもよいが、必要により混合粉末にバインダーを加えて成形してもよい。このバインダーとしては、公知の粉末冶金法において成形体を得るときに使用されるバインダー、例えばポリビニルアルコール等を使用することができる。また得られた成形体は、必要に応じて公知の粉末冶金法において採用される方法により脱脂してもよい。成形方法も、公知の粉末冶金法において採用される方法を適用することができる。すなわち、本発明の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、ＣＩＰのような特殊な成形方法を用いることなく高密度に製造することができる。
【００４７】
得られた成形体を焼結することにより焼結体を得る。焼結は、公知の粉末冶金法において採用される焼結炉を用いることができる。焼結雰囲気としては、酸素ガス含有ガスが好ましい。具体的には、大気をはじめとして、酸素ガス、窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガス、および窒素ガスとアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスなどを挙げることができる。酸素ガス含有ガスにおける酸素濃度は、５〜１００ｖｏｌ％が好ましい。また、大気中で酸素ガスをフローさせながら焼結してもよい。
【００４８】
前述のとおり、本発明の酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、１５００℃のような高温で焼結しなくても高密度とすることができる。たとえば、酸化アルミニウム濃度が０．５質量％の場合、１３００℃という低温で焼結しても５．５４ｇ／ｃｍ3以上の焼結密度が得られる。
【００４９】
上記酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、酸化ガリウムおよび酸化亜鉛系からなる系にＰｂ等が含有されてなるスパッタリングターゲットであり、酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛からなる系にＰｂ等が含有されてなるスパッタリングターゲットであるが、上述のとおりＰｂ等の添加効果は、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットおよび酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいて同様に現れることから、酸化ガリウム、酸化アルミニウムおよび酸化亜鉛系からなる系にＰｂ等が含有されてなるスパッタリングターゲットにおいても、上記酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット等と同様な効果が得られるものと考えられる。
【００５０】
なお、混合粉末中やスパッタリングターゲット中のＰｂ、Ｃｄ、ＧａおよびＡｌ等の化学組成については、ＩＣＰ法等で測定することができる。以下の実施例では、混合粉末中のＰｂ、Ｃｄ、ＧａおよびＡｌ等の濃度とスパッタリングターゲット中のＰｂ、Ｃｄ、ＧａおよびＡｌ等の濃度とが同じであることが確認できている。
【実施例】
【００５１】
まず、実施例において採用した測定方法を説明する。
〈密度および相対密度〉
前記スパッタリングターゲットの相対密度をアルキメデス法に基づき測定した。具体的には、スパッタリングターゲットの空中重量を体積（スパッタリングターゲットの水中重量/計測温度における水比重）で除して密度を算出し、この密度の、下記式（Ｘ）に基づく理論密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する百分率の値を相対密度（単位：％）とした。結果を表１に示した。
【００５２】
【数１】
2013100565.tif 000002
（式（Ｘ）中、Ｃ1〜Ｃiはそれぞれターゲット焼結体の構成物質の含有量（重量％）を
示し、ρ1〜ρiはＣ1〜Ｃiに対応する各構成物質の密度（ｇ/ｃｍ3）を示す。）。
【００５３】
〈比抵抗率〉
比抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ７１９４に準じた四探針法により、ロレスターＧＰ ＭＣＰ−Ｔ６１０（三菱化学（株）製）を用いて測定した。
【００５４】
〈スパッタレート減少率〉
直径４ｉｎｃｈ、厚さ５ｍｍのスパッタリングターゲットをバッキングプレートに接合し、下記のスパッタリング条件にしたがってスパッタリング処理を施した。この処理を投入電力量３Ｗ／ｃｍ2で行った。
【００５５】
＜スパッタリング条件＞
装置；ＤＣマグネトロンスパッタ装置、排気系クライオポンプ、ロータリーポンプ
到達真空度：３×１０-6Ｐａ
スパッタ圧力：０．４Ｐａ
酸素分圧：１×１０-3Ｐａ
【００５６】
上記条件でのスパッタリング処理により３０、６０、１２０および１８０分間成膜を行い、各時点での膜厚を測定した。横軸に処理時間、縦軸に膜厚をとり、曲線を作成した。スパッタリング開始時およびスパッタリング終了時における前記曲線の接線の傾きを、それぞれスパッタリング開始時のスパッタレートRiおよびスパッタリング終了時のスパッタレートReとし、次式によりスパッタレート減少率を求めた。スパッタリング終了時は、ターゲットのエロージョン部（スパッタリングにより最も深く掘れた部分）の厚みが１ｍｍになった時点とした。
【００５７】
【数２】
2013100565.tif 000003
＜酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット＞
［ＰｂおよびＣｄの含有量による効果ならびに焼結温度による効果の比較］
（実施例ＧＰ１〜ＧＰ９）
Ｐｂの含有量が表１に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＰｂＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合し、２０Ｌのポリプロピレン製ポットに入れ、ボールミル混合することにより混合粉末を作成した。メディアは直径１０ｍｍのＺｒＯ2ボールとした。使用したＰｂＯ粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は、それぞれ０．２４μｍ、０．１２μｍおよび０．３５μｍであった。
【００５８】
混合粉末に、４質量％に希釈したポリビニルアルコールを混合粉末に対して６質量％添加し、乳鉢を用いてポリビニルアルコールを粉末によく馴染ませ、５．５メッシュの篩に通した。ポリビニルアルコールが混合された混合粉末をプレス用の型に充填し、プレス圧５００ｋｇ／ｃｍ2で６０秒間、一軸成形した。
【００５９】
得られた成形体を容量が約１ｍ3の焼結炉に入れ、大気中にて１２００℃で８ｈ焼結した。昇温速度を１００℃／ｈ、降温速度を１００℃／ｈとした。
得られた焼結体を切削加工することにより、４７４×３０５×１２ｍｍｔの酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。なお、スパッタレート減少率測定においては直径４ｉｎｃｈ、厚さ５ｍｍとした。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１に示した。
【００６０】
（比較例Ｇ１）
ＰｂＯ粉末を使用しなかったこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１に示した。
【００６１】
（実施例ＧＰ１０〜ＧＰ１８）
Ｐｂの含有量が表２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＰｂＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度、比抵抗率およびスパッタレート減少率の測定を行った。結果を表２に示した。
【００６２】
（比較例Ｇ２）
ＰｂＯ粉末を使用しなかったことおよび焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度、比抵抗率およびスパッタレート減少率の測定を行った。結果を表２に示した。
【００６３】
（実施例ＧＰ１９〜ＧＰ２７）
Ｐｂの含有量が表３に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＰｂＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１４００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表３に示した。
【００６４】
（比較例Ｇ３）
ＰｂＯ粉末を使用しなかったことおよび焼結温度を１４００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表３に示した。
【００６５】
（実施例ＧＰ２８〜ＧＰ３６）
Ｐｂの含有量が表４に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＰｂＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１５００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表４に示した。
【００６６】
（比較例Ｇ４）
ＰｂＯ粉末を使用しなかったことおよび焼結温度を１５００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表４に示した。
【００６７】
（実施例ＧＣ１〜ＧＣ９）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｄＯ粉末を使用し、Ｃｄの含有量が表５に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＣｄＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＣｄＯ粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．３４μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表５に示した。
【００６８】
（実施例ＧＣ１０〜ＧＣ１８）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｄＯ粉末を使用し、Ｃｄの含有量が表６に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＣｄＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度、比抵抗率およびスパッタレート減少率の測定を行った。結果を表６に示した。
【００６９】
（実施例ＧＣ１９〜ＧＣ２７）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｄＯ粉末を使用し、Ｃｄの含有量が表７に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＣｄＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１４００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表７に示した。
【００７０】
（実施例ＧＣ２９〜ＧＣ３６）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｄＯ粉末を使用し、Ｃｄの含有量が表８に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＣｄＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１５００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表８に示した。
【００７１】
（実施例ＧＰＣ１〜ＧＰＣ９）
ＰｂＯ粉末の他にＣｄＯ粉末を使用し、ＰｂおよびＣｄの含有量が表９に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＰｂＯ粉末とＣｄＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
【００７２】
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度、比抵抗率およびスパッタレート減少率の測定を行った。結果を表９に示した。
表１より、焼結温度が１２００℃の場合には、Ｐｂ添加によりターゲットの密度が向上する効果が現れるが、焼結温度が低いため、焼結温度が１３００℃以上の場合と比較して密度が大きくならないことがわかった。
【００７３】
表２より、焼結温度が１３００℃の場合には、Ｐｂ添加によりターゲットの密度が十分に高くなり、比抵抗率もそれに伴い低下することがわかった。スパッタレート減少率も、Ｐｂ添加量が１０ｐｐｍ以下である場合はＰｂ添加量が多いほど低くなり、Ｐｂ添加量が１０ｐｐｍを超えるとほぼ一定となった。この結果から、Ｐｂを含有し、１３００℃の焼結で得られたターゲットは、スパッタレート減少率が低く、安定したスパッタリングが可能であることがわかった。
【００７４】
表３より、焼結温度が１４００℃の場合には、Ｐｂ添加によりターゲットの密度がほぼ理論密度近くまで高くなることがわかった。
表４より、焼結温度が１５００℃の場合には、Ｐｂを添加しなくても大きな密度が得られるが、Ｐｂ添加によりさらに密度が向上することがわかった。
【００７５】
表５〜表８より、Ｃｄ添加の場合にも、表１〜４に示されたＰｂ添加の場合の効果と同様の効果が得られることがわかった。
表９より、ＰｂおよびＣｄの両方を添加し、１３００℃で焼結した場合にも、表２に示されたＰｂを単独で添加し、１３００℃で焼結した場合の効果と同様の効果が得られることがわかった。
【００７６】
［酸化ガリウムの含有量による効果の比較]
（実施例ＧＰ３７〜ＧＰ４２）
Ｐｂの含有量および酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が表１０に示した数値となるように、ＰｂＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
【００７７】
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度および相対密度の測定を行った。結果を表１０に示した。また、実施例ＧＰ１２およびＧＰ１４についても相対密度の測定を行い、その結果を表１０に示した。
【００７８】
（比較例Ｐ１〜Ｐ２）
Ｐｂの含有量が表１０に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末を使用せず、ＰｂＯ粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度および相対密度の測定を行った。結果を表１０に示した。
【００７９】
（比較例１）
ＰｂＯ粉末および酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末を使用せず、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末のみを使用したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度および相対密度の測定を行った。結果を表１０に示した。
【００８０】
（比較例Ｇ５〜Ｇ７）
ＰｂＯ粉末を使用せず、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が表１０に示した数値となるように、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度および相対密度の測定を行った。結果を表１０に示した。
【００８１】
（実施例ＧＣ３７〜ＧＣ４２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｄＯ粉末を使用し、Ｃｄの含有量および酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が表１１に示した数値となるように、ＣｄＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
【００８２】
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度および相対密度の測定を行った。結果を表１１に示した。また、実施例ＧＣ１２およびＧＣ１４についても相対密度の測定を行い、その結果を表１１に示した。
【００８３】
（比較例Ｃ１〜Ｃ２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｄＯ粉末を使用し、Ｃｄの含有量が表１１に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末を使用せず、ＣｄＯ粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃としたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
【００８４】
この酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度および相対密度の測定を行った。結果を表１１に示した。
表１０より、Ｇａ2Ｏ3の含有量が多くなると焼結しにくくなり、ターゲットの密度が低下する傾向があるが、Ｐｂを添加することでその傾向が抑えられ、高Ｇａ2Ｏ3含有量であっても十分に高い密度が得られることがわかった。
表１１より、Ｃｄ添加の場合にも、表１０に示されたＰｂ添加の場合の効果と同様の効果が得られることがわかった。
【００８５】
［含有される金属の種類による効果の比較］
（比較例ＧAl１〜ＧAl２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＡｌ2Ｏ3粉末を使用し、Ａｌの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、Ａｌ2Ｏ3粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＡｌ2Ｏ3粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．３３μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００８６】
（比較例ＧZr１〜ＧZr２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＺｒＯ2粉末を使用し、Ｚｒの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＺｒＯ2粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＺｒＯ2粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．２２μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００８７】
（比較例ＧIn１〜ＧIn２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＩｎ2Ｏ3粉末を使用し、Ｉｎの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、Ｉｎ2Ｏ3粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＩｎ2Ｏ3粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．１３μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００８８】
（比較例ＧSn１〜ＧSn２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＳｎＯ2粉末を使用し、Ｓｎの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＳｎＯ2粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＳｎＯ2粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．１４μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００８９】
（比較例ＧSb１〜ＧSb２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＳｂ2Ｏ3粉末を使用し、Ｓｂの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、Ｓｂ2Ｏ3粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＳｂ2Ｏ3粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．２４μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００９０】
（比較例ＧBi１〜ＧBi２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＢｉ2Ｏ3粉末を使用し、Ｂｉの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、Ｂｉ2Ｏ3粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＢｉ2Ｏ3粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．３７μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００９１】
（比較例ＧCu１〜ＧCu２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＣｕ2Ｏ粉末を使用し、Ｃｕの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、Ｃｕ2Ｏ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＣｕ2Ｏ粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．２４μｍであった。
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
【００９２】
（比較例ＧNi１〜ＧNi２）
ＰｂＯ粉末の代わりにＮｉＯ粉末を使用し、Ｎｉの含有量が表１２に示した数値となるように、また酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）の含有量が０．５質量％になるように、ＮｉＯ粉末と酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合して混合粉末を作成したこと、焼結温度を１３００℃にしたこと以外は実施例ＧＰ１と同様にして、酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＮｉＯ粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．２５μｍであった。
【００９３】
この酸化ガリウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１２に示した。
表１２より、添加した種々の金属のうち、焼結密度にターゲットの大きな効果が現れたのはＰｂおよびＣｄのみであり、他の金属では効果が小さいか、むしろ逆効果であることがわかった。
【００９４】
＜酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲット＞
（実施例ＡＰ１〜ＡＰ１０）
Ｐｂおよび酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の含有量が表１３に示した数値となるように、ＰｂＯ粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合し、２０Ｌのポリプロピレン製ポットに入れ、ボールミル混合することにより混合粉末を作成した。メディアは直径１０ｍｍのＺｒＯ2ボールとした。使用したＰｂＯ粉末、酸化アルミニウム粉末および酸化亜鉛粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は、それぞれ０．２４μｍ、０．３３μｍおよび０．３５μｍであった。
【００９５】
混合粉末に、４質量％に希釈したポリビニルアルコールを混合粉末に対して６質量％添加し、乳鉢を用いてポリビニルアルコールを粉末によく馴染ませ、５．５メッシュの篩に通した。ポリビニルアルコールが混合された混合粉末をプレス用の型に充填し、プレス圧５００ｋｇ／ｃｍ2で６０秒間、一軸成形した。
【００９６】
得られた成形体を容量が約１ｍ3の焼結炉に入れ、大気中にて１３００℃で８ｈ焼結した。昇温速度を１００℃／ｈ、降温速度を１００℃／ｈとした。
得られた焼結体を切削加工することにより、４７４×３０５×１２ｍｍｔの酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。なお、スパッタレート減少率測定においては直径４ｉｎｃｈ、厚さ５ｍｍとした。
【００９７】
この酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１３に示した。また、実施例ＡＰ３、実施例ＡＰ４および比較例Ａ２については、上記の方法でスパッタレート減少率の測定を行った。結果を表１３に示した。
【００９８】
（比較例Ａ１〜Ａ５）
ＰｂＯ粉末を使用せず、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の含有量が表１３に示した数値となるように、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合したこと以外は実施例ＡＰ１と同様にして、酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１３に示した。
【００９９】
（実施例ＡＣ１〜ＡＣ１０）
Ｃｄおよび酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の含有量が表１４に示した数値となるように、ＣｄＯ粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合し、２０Ｌのポリプロピレン製ポットに入れ、ボールミル混合することにより混合粉末を作成したこと以外は実施例ＡＰ１と同様にして酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。使用したＣｄＯ粉末のＢＥＴ法で測定した平均粒径は０．３４μｍであった。
【０１００】
この酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１４に示した。また、実施例ＡＣ３および実施例ＡＣ４については、上記の方法でスパッタレート減少率の測定を行った。結果を表１４に示した。
【０１０１】
表１３より、Ａｌ2Ｏ3の含有量が多くなると焼結しにくくなり、ターゲットの密度が低下する傾向があるが、Ｐｂを添加することでその傾向が抑えられ、高Ａｌ2Ｏ3含有量であっても十分に高い密度が得られることがわかった。また、スパッタレート減少率は、Ｐｂ添加量が多いほど低くなり、酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットは、Ｐｂの添加により安定したスパッタリングが可能となることがわかった。
表１４より、Ｃｄ添加の場合にも、表１３に示されたＰｂ添加の場合の効果と同様の効果が得られることがわかった。
【０１０２】
（実施例ＡＰ１１〜ＡＰ１６）
Ｐｂの含有量が表１５に示した数値となるように、また酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の含有量が２．０質量％となるように、ＰｂＯ粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合し、さらに成形体を表１５に示した焼結温度で焼結したこと以外は、実施例ＡＰ１と同様にして酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
この酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１５に示した。
【０１０３】
（実施例ＡＣ１１〜ＡＣ１６）
Ｃｄの含有量が表１６に示した数値となるように、また酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の含有量が２．０質量％となるように、ＣｄＯ粉末と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末とを混合し、さらに成形体を表１６に示した焼結温度で焼結したこと以外は、実施例ＡＣ１と同様にして酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットを製造した。
【０１０４】
この酸化アルミニウム−酸化亜鉛系スパッタリングターゲットに対して、上記の方法で密度の測定を行った。結果を表１６に示した。
表１５より、１２００℃、１４００℃および１５００℃の焼結の場合にも、１３００℃の焼結の場合と同様なＰｂ添加効果が得られることがわかった。
【０１０５】
表１６より、１２００℃、１４００℃および１５００℃の焼結の場合にも、１３００℃の焼結の場合と同様なＣｄ添加効果が得られることがわかった。
【０１０６】
【表１】
2013100565.tif 000004
【０１０７】
【表２】
2013100565.tif 000005
【０１０８】
【表３】
2013100565.tif 000006
【０１０９】
【表４】
2013100565.tif 000007
【０１１０】
【表５】
2013100565.tif 000008
【０１１１】
【表６】
2013100565.tif 000009
【０１１２】
【表７】
2013100565.tif 000010
【０１１３】
【表８】
2013100565.tif 000011
【０１１４】
【表９】
2013100565.tif 000012
【０１１５】
【表１０】
2013100565.tif 000013
【０１１６】
【表１１】
2013100565.tif 000014
【０１１７】
【表１２】
2013100565.tif 000015
【０１１８】
【表１３】
2013100565.tif 000016
【０１１９】
【表１４】
2013100565.tif 000017
【０１２０】
【表１５】
2013100565.tif 000018
【０１２１】
【表１６】
2013100565.tif 000019