(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比表面積が８〜１０ｍ２／ｇである酸化インジウム原料粉と比表面積が２〜４ｍ２／ｇである酸化亜鉛又はこれらを主成分とする原料粉とを湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕し、粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積より１．５〜２．５ｍ２／ｇ増加させた後、成形し、仮焼せずに酸素雰囲気中１３００〜１５００°Ｃで焼結することを特徴とするＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項２】
比表面積が８〜１０ｍ２／ｇ、粒度分布のメジアン径が１〜２μｍである酸化インジウム原料粉と比表面積が２〜４ｍ２／ｇ、メジアン径が０．８〜１．６μｍである酸化亜鉛又はこれらを主成分とする原料粉とを湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕し、粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積より１．５〜２．５ｍ２／ｇ増加させ、かつメジアン径を０．６〜１μｍとした後、成形し、仮焼せずに酸素雰囲気中１３００〜１５００°Ｃで焼結することを特徴とするＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項３】
焼結体密度が６．７ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のＩＺＯ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生産性を向上させたインジウム及び亜鉛酸化物又はこれらを主成分とする透明導電膜形成用ＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いくつかの金属複合酸化物からなる透明導電膜は、高導電性と可視光透過性を有しているので、液晶表示装置、薄膜エレクトロルミネッセンス表示装置、放射線検出装置、端末機器の透明タブレット、窓ガラスの結露防止用発熱膜、帯電防止膜あるいは太陽光集熱器用選択透過膜、タッチパネルの電極などの多岐に亘る用途に使用されている。
このような金属複合酸化物からなる透明導電膜の中で最も普及しているものはＩＴＯと呼ばれている酸化インジウム−酸化錫からなる透明導電膜である。
この他に、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫にアンチモンを添加したものあるいは酸化亜鉛にアルミニウムを添加したものなどが知られている。これらは、製造の容易さ、価格、特性などそれぞれ異なるので、その用途に応じて適宜使用されている
【０００３】
この中で、Ｉｎ及びＺｎの酸化物（ＩＺＯ）又はこれらを主成分とする透明導電膜は、ＩＴＯ膜よりもエッチング速度が大きいという利点があるために、用途に応じて注目を集めている。
一般に、このような酸化インジウム−酸化錫からなる透明導電膜形成に使用するスパッタリングターゲットは両原料粉末を混合，仮焼、粉砕、造粒、成形、焼結という工程を経て製造されているが、このようなスパッタリングターゲットの焼結までに至る多工程は生産性を下げ、コスト増になる欠点を有している。
したがって、このような工程を１つでも省略できることが望ましいのであるが、今までこのような工程の改善がなされておらず、従来通りの製造工程が踏襲されているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の点に鑑み、本発明は、実質的にＩＺＯスパッタリングターゲットとしての特性を損なうことなく酸化インジウム−酸化亜鉛の原料粉末からの工程の短縮を行い、生産性を向上させコストを低減できる製造方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸化インジウム−酸化亜鉛又はこれらを主成分とする原料粉末の特定の混合粉砕法を採用し、原料混合粉末と粉砕後の粉末の比表面積又はメジアン径を最適に調整することにより仮焼工程を省略できるとの知見を得た。
本発明はこの知見に基づいて、
１．  比表面積が８〜１０ｍ２／ｇである酸化インジウム原料粉と比表面積が２〜４ｍ２／ｇである酸化亜鉛又はこれらを主成分とする原料粉とを湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕し、粉砕後の比表面積が原料混合粉の比表面積より１．５〜２．５ｍ２／ｇ増加させた後、成形し、酸素雰囲気中１３００〜１５００°Ｃで焼結することを特徴とするＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法。
２．  粒度分布のメジアン径が１〜２μｍである酸化インジウム原料粉とメジアン径が０．８〜１．６μｍである酸化亜鉛又はこれらを主成分とする原料粉とを湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕し、粉砕後の平均メジアン径を０．６〜１μｍとした後、成形し、酸素雰囲気中１３００〜１５００°Ｃで焼結することを特徴とするＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法。
３．  仮焼せずに焼結することを特徴とする上記１又は２記載のＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法。
４．  焼結体密度が６．７ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載のＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法。
に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
例えば、インジウム及び亜鉛の酸化物焼結体スパッタリングターゲットの製造に際しては、原料粉として比表面積が８〜１０ｍ２／ｇである酸化インジウム粉と比表面積が２〜４ｍ２／ｇである酸化亜鉛粉又はメジアン径が１〜２μｍである酸化インジウム粉とメジアン径が０．８〜１．６μｍである酸化亜鉛粉を重量比でほぼ９０：１０となるように秤量し、湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕する。
そして粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積より１．５〜２．５ｍ２／ｇ増加させるか又は粉砕後の平均メジアン径を０．６〜１μｍとした後、スプレードライヤ等で乾燥した混合粉を金型に充填し加圧成形し、さらに酸素雰囲気中１３００〜１５００°Ｃの高温で２〜２０時間焼結する。これによって、焼結体密度６．７ｇ／ｃｍ３以上であるＩＺＯスパッタリングターゲット用焼結体を得ることができる。
前記粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積の増加分が１．５ｍ２／ｇ未満又は粉砕後の平均メジアン径が１μｍを超えると焼結密度は上がらず、また前記粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積の増加分が２．５ｍ２／ｇを超えたり又は粉砕後の平均メジアン径が０．６μｍ未満にすると、粉砕時の粉砕器機等からのコンタミ（不純物混入量）が増加するので、上記の範囲とする。
このように調整した原料粉を使用することにより、仮焼工程を全く必要とせずに、高密度のＩＺＯスパッタリングターゲット用焼結体を得ることができる。
【０００７】
上記については、インジウム及び亜鉛の酸化物からなる焼結体スパッタリングターゲットの製造について説明したが、ＩＺＯスパッタリングターゲットのバルク抵抗値を下げるために、例えば１００〜２０００ｐｐｍのＳｎを含有させても良い。
本発明のＩＺＯスパッタリングターゲットの製造方法は、本発明の酸化インジウム原料粉及び酸化亜鉛を主成分とする限り、原料粉にＩＺＯスパッタリングターゲットの特性を改善する他の成分を添加することを妨げるものではない。
【０００８】
このようにして製造したＩＺＯスパッタリングターゲット用焼結体をＩＺＯスパッタリングターゲット素材とするには、該焼結体を例えば、平面研削盤で研削して表面粗さＲａ５μｍ以下の素材とする。ここで、さらにＩＺＯスパッタリングターゲットのスパッタ面に鏡面加工を施して、平均表面粗さＲａが１０００オングストローム以下としてもよい。
この鏡面加工（研磨）は機械的な研磨、化学研磨、メカノケミカル研磨（機械的な研磨と化学研磨の併用）等の、すでに知られている研磨技術を用いることができる。
例えば、固定砥粒ポリッシャー（ポリッシュ液：水）で＃２０００以上にポリッシングしたり、又は遊離砥粒ラップ（研磨材：ＳｉＣペースト等）にてラッピング後、研磨材をダイヤモンドペーストに換えてラッピングすることによって得ることができる。このような研磨方法には特に制限はない。得られたＩＺＯスパッタリングターゲットをバッキングプレートへボンディングする。
【０００９】
次に、清浄処理にはエアーブローあるいは流水洗浄などを使用できる。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機で吸気を行なうとより有効に除去できる。なお、以上のエアーブローや流水洗浄では限界があるので、さらに超音波洗浄等を行なうこともできる。この超音波洗浄は周波数２５〜３００ＫＨｚの間で多重発振させて行なう方法が有効である。例えば周波数２５〜３００ＫＨｚの間で、２５ＫＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて超音波洗浄を行なうのが良い。
さらに、ボンディング後のＩＺＯスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングを行い、Ｉｎ及びＺｎの酸化物を主成分とするＩＺＯ透明導電膜を得る。
本発明は、上記の通り、生産性が向上するだけでなく、このようにして形成された透明導電膜形成用ＩＺＯスパッタリングターゲットは６．７ｇ／ｃｍ３以上の高密度を備えているので、ノジュールやパーティクルの発生が少なく、膜特性に優れた透明導電膜を得ることができるという優れた特徴を有する。
【００１０】
【実施例および比較例】
続いて、本発明を実施例により比較例と対比しながら説明する。なお、本実施例は好適な例を示すのみであり、この例が本発明を制限するものではない。したがって、本発明は技術思想に基づく変形又は他の実施例は本発明に包含されるものである。
【００１１】
（実施例１）
原料粉として比表面積が９ｍ２／ｇである酸化インジウム粉と比表面積が３ｍ２／ｇである酸化亜鉛粉を重量比で９０：１０となるように秤量し、湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕した。媒体には１ｍｍφのジルコニアビーズを使用した。
そして、粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積より２ｍ２／ｇ増加させた後、スプレードライヤーで乾燥させて得た混合粉を金型に充填しコールドプレス機にて加圧成形し、さらに酸素雰囲気中１４００°Ｃの高温で４時間焼結した。これによって、仮焼工程を行うことなく焼結体密度６．７４ｇ／ｃｍ３であるＩＺＯスパッタリングターゲット用焼結体を得た。
【００１２】
（実施例２）
原料粉としてメジアン径が１．５μｍである酸化インジウム粉とメジアン径が１．０μｍである酸化亜鉛粉を重量比でほぼ９０：１０となるように秤量し、湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕した。
そして粉砕後の平均メジアン径を０．８μｍとした後、スプレードライヤーで乾燥させて得た混合粉を金型に充填しコールドプレス機にて加圧成形し、さらに酸素雰囲気中１４００°Ｃの高温で４時間焼結した。これによって、実施例１と同様に仮焼工程を行うことなく焼結体密度６．７３ｇ／ｃｍ３であるＩＺＯスパッタリングターゲット用焼結体を得ることができた。
【００１３】
（比較例１）
原料粉として比表面積が９ｍ２／ｇである酸化インジウム粉と比表面積が３ｍ２／ｇである酸化亜鉛粉を重量比で９０：１０となるように秤量し、湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕した。媒体には１ｍｍφのジルコニアビーズを使用した。
そして、粉砕後の比表面積を原料混合粉の比表面積より１．４ｍ２／ｇ増加させた後、スプレードライヤーで乾燥させて得た混合粉を金型に充填しコールドプレス機にて加圧成形し、さらに酸素雰囲気中１４００°Ｃの高温で４時間焼結した。これによって、仮焼工程を行うことなく焼結体を得たが、焼結体密度は６．１０ｇ／ｃｍ３と、低い焼結体しか得られなかった。
【００１４】
（比較例２）
原料粉としてメジアン径が１．５μｍである酸化インジウム粉とメジアン径が１．０μｍである酸化亜鉛粉を重量比でほぼ９０：１０となるように秤量し、湿式媒体攪拌ミルを使用して混合粉砕した。
そして粉砕後の平均メジアン径を１．１μｍとした後、スプレードライヤーで乾燥させて得た混合粉を金型に充填しコールドプレス機にて加圧成形し、さらに酸素雰囲気中１４００°Ｃの高温で１０時間焼結した。これによって、仮焼工程を行うことなく焼結体を得たが、焼結体密度は６．００ｇ／ｃｍ３と、低い焼結体しか得られなかった。
【００１５】
（比較例３）
上記比較例１及び比較例２の混合粉末を焼結する前に１２００°Ｃで仮焼を行い、得られた仮焼粉を湿式媒体攪拌ミルを使用して粉砕した。そして、粉砕後の比表面積を仮焼粉の比表面積より２ｍ２／ｇ増加させた後、スプレードライヤーで乾燥させて得た仮焼粉を金型に充填しコールドプレス機にて加圧成形し、さらに酸素雰囲気中１４００°Ｃの高温で４時間焼結した。
これにより、それぞれの焼結体密度を６．７３、６．７３に上げることができた。しかし、それは仮焼工程を行わない実施例１と２の結果と同じであり、仮焼工程が含まれる分、生産性を損なうものであった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の透明導電膜形成用ＩＺＯスパッタリングターゲットは、Ｉｎ及びＺｎの酸化物を主成分とする透明導電膜用スパッタリングターゲットの持つ特性を本質的に失うことなく、酸化インジウム−酸化亜鉛の原料粉末からの工程の短縮を行い、生産性を向上させコストを低減できる高密度ＩＺＯスパッタリングターゲットを得ることができるという優れた特徴を有している。