(57)【要約】      （修正有）【課題】スパッタリングターゲットとして使用するためにバッキングプレートにボンディングする際に、割れの発生しにくい酸化物焼結体の提供。【解決手段】酸素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の含有量の割合（原子％）を夫々、［Ｚｎ］、［Ｉｎ］、［Ｇａ］及び［Ｓｎ］としたとき、４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、および５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％を満足し、相対密度が９５％以上であり、結晶相として、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５〜２０体積％で含有する酸化物焼結体１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の含有量の割合（原子％）を夫々、［Ｚｎ］［Ｉｎ］、［Ｇａ］及び［Ｓｎ］としたとき、
４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、
２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、
５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、および
５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
を満足し、
相対密度が９５％以上であり、
結晶相として、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５〜２０体積％で含有する酸化物焼結体。
【請求項２】
前記酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径が３μｍ以下である請求項１に記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
前記酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径（μｍ）に対する平均円相当径（μｍ）の相対比が０．３以上１．０以下である請求項１または２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．７５超、２．２５未満であり、
結晶相としてさらに
Ｚｎ２ＳｎＯ４を３０〜９０体積％、および
ＩｎＧａＺｎＯ４を１〜２０体積％で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．５未満であり、
結晶相としてさらにＩｎ２Ｏ３を３０〜９０体積％で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
結晶相としてさらにＩｎＧａＺｎ３Ｏ６を０体積％超、１０体積％以下で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
結晶粒径が２０μｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
結晶粒径が５μμ以下である請求項７に記載の酸化物焼結体。
【請求項９】
比抵抗が１Ω・ｃｍ以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸化物焼結体が、バッキングプレート上にボンディング材によって固定されて成るスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸化物焼結体を製造する方法であって、
酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化錫を所定の割合で含有する混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を所定形状に焼結する工程と、を含む酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
前記焼結する工程において、成形型で前記混合粉末に面圧１０〜３９ＭＰａかけた状態で、焼結温度９００〜１１００℃に１〜１２時間保持することを含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が６００℃／ｈｒ以下である請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１４】
さらに、前記混合粉末を準備する工程より後で、前記焼結する工程より前に、前記混合粉末を予備成形する工程を含み、
前記焼結する工程において、予備成形された成形体を、常圧下で、焼結温度１４５０〜１５５０℃に１〜５時間保持することを含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が１００℃／ｈｒ以下である請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸化物焼結体または請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の製造方法で製造された酸化物焼結体を、バッキングプレート上にボンディング材で接合する工程を含む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、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の酸化物半導体薄膜をスパッタリング法で成膜するときに用いられる酸化物焼結体、およびスパッタリングターゲット、並びにそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴに用いられるアモルファス（非晶質）酸化物半導体薄膜は、汎用のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に比べると、キャリア移動度が高く、光学バンドギャップが大きく、そして低温で成膜できる。そのため、大型、高解像度かつ高速駆動が要求される次世代ディスプレイでの利用、および耐熱性の低い樹脂基板上への適用などが期待されている。これらの用途に好適な酸化物半導体として、Ｉｎ含有の非晶質酸化物半導体が提案されている。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物半導体が注目されている。
【０００３】
上記酸化物半導体薄膜の形成にあたっては、当該薄膜と同じ組成を有する材料から成るスパッタリングターゲット（以下、「ターゲット材」ということがある）をスパッタリングするスパッタリング法が好適に用いられている。
【０００４】
スパッタリング中に異常放電が生じると、ターゲット材が割れることがある。そこで、ターゲット材の割れを抑制するために、ターゲット材中の結晶相の含有量を調節することが検討されている（例えば、特許文献１〜４）。
特許文献１は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物焼結体から成るターゲット材であって、主相として、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５相の割合を３％以下に制御したものが開示されている。
特許文献２は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ系酸化物焼結体から成るターゲット材であって、ＩｎＧａＯ３相の割合を０．０５％以上に制御したものが開示されている。
特許文献３は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ系酸化物焼結体から成るターゲット材であって、Ｇａ３ＩｎＳｎ５Ｏ１６相の割合を０．０２％以上、０．２％以下に制御したものが開示されている。
特許文献４は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ系酸化物焼結体から成るターゲット材であって、Ｇａ３ＩｎＳｎ５Ｏ１６相の割合を０．０２％以上、０．２％以下に制御したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５８４１５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２７２９３号公報
【特許文献３】特開２０１５−１６６３０５号公報
【特許文献４】特開２０１１−２５２２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体薄膜の特性をより向上させる目的で、又は異なる特性を付与する目的で、薄膜中のインジウム、ガリウム、亜鉛および錫の含有量を変えたＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物半導体薄膜が研究されている。そのような酸化物半導体薄膜を形成するためには、目的とする酸化物半導体薄膜の組成と同様の組成を有するＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物焼結体を備えたターゲット材を使用する。
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物焼結体のターゲット材については、特許文献１に開示があるが、ターゲット材中の各元素の含有量を特許文献１とは異なる量としたときに、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５相の割合を３％以下に制御しても、ターゲットの割れを抑制できない場合があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物半導体薄膜の製造に適したスパッタリングターゲットに使用するためのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ系酸化物焼結体であって、各元素を特定量で含有する酸化物焼結体について、バッキングプレートにボンディングする際の割れの発生を抑制できる酸化物焼結体を提供することである。
本発明の第２の目的は、上述した酸化物焼結体の製造方法を提供することである。
本発明の第３の目的は、上述した酸化物焼結体を用いたスパッタリングターゲットを提供することである。
本発明の第４の目的は、スパッタリングターゲットの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねたところ、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の酸化物を所定量で含有する酸化物焼結体において、結晶相、特にＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を特定の含有率で含有することによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明に係る酸化物焼結体は、酸素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の含有量の割合（原子％）を夫々、［Ｚｎ］［Ｉｎ］、［Ｇａ］及び［Ｓｎ］としたとき、
４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、
２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、
５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、および
５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
を満足し、
相対密度が９５％以上であり、
結晶相として、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５〜２０体積％で含有する。
【００１０】
酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径が３μｍ以下であるのが好ましい。
【００１１】
酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径に対する平均円相当径の相対比が０．３以上１．０以下であるのが好ましい。
【００１２】
上記酸化物焼結体において、［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．７５超、２．２５未満である場合には、
結晶相としてさらに
Ｚｎ２ＳｎＯ４を３０〜９０体積％、および
ＩｎＧａＺｎＯ４を１〜２０体積％で含有するのが好ましい。
【００１３】
上記酸化物焼結体において、［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．５未満である場合には、
結晶相としてさらにＩｎ２Ｏ３を３０〜９０体積％で含有するのが好ましい。
【００１４】
上記酸化物焼結体は、結晶相としてさらにＩｎＧａＺｎ３Ｏ６を０体積％超、１０体積％以下で含有するのが好ましい。
【００１５】
上記酸化物焼結体は、結晶粒径が２０μｍ以下であるのが好ましく、  結晶粒径が５μｍ以下であるのが特に好ましい。
【００１６】
上記酸化物焼結体は、比抵抗が１Ω・ｃｍ以下であるのが好ましい。
【００１７】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、上記酸化物焼結体が、バッキングプレート上にボンディング材によって固定されて成る。
【００１８】
本発明に係る酸化物焼結体の製造方法は、
酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化錫を所定の割合で含有する混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を所定形状に焼結する工程と、を含む。
【００１９】
上記製造方法では、前記焼結する工程において、成形型で前記混合粉末に面圧１０〜３９ＭＰａかけた状態で、焼結温度９００〜１１００℃に１〜１２時間保持することを含んでもよい。
このとき、前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が６００℃／ｈｒ以下であるのが好ましい。
【００２０】
上記製造方法では、さらに、前記混合粉末を準備する工程より後で、前記焼結する工程より前に、前記混合粉末を予備成形する工程を含み、
前記焼結する工程において、予備成形された成形体を、常圧下で、焼結温度１４５０〜１５５０℃に１〜５時間保持することを含んでもよい。このとき、前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が１００℃／ｈｒ以下であるのが好ましい。
【００２１】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、上記酸化物焼結体、または上記製造方法で製造された酸化物焼結体を、バッキングプレート上にボンディング材で接合する工程を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、バッキングプレートにボンディングする際の割れの発生を抑制できる酸化物焼結体、および該酸化物焼結体を用いたスパッタリングターゲット、並びに酸化物焼結体およびスパッタリングターゲットの製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明に係るスパッタリングターゲットの概略断面図である。
【図２】図２は、酸化物焼結体の二次電子像である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜酸化物焼結体＞
まず、本発明に係る酸化物焼結体について、詳細に説明する。
本発明の酸化物焼結体は、亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の酸化物を含むものである。ここで、ＴＦＴ特性に優れた効果を有する酸化物半導体薄膜を形成できるスパッタリングターゲットを製造するためには、スパッタリングターゲットに使用する酸化物焼結体に含まれる金属元素の含有量と、結晶相の含有率を夫々適切に制御する必要がある。
【００２５】
そこで、本発明の酸化物焼結体は、
素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の含有量の割合（原子％）を夫々、［Ｚｎ］［Ｉｎ］、［Ｇａ］及び［Ｓｎ］としたとき、
４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、
２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、
５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、および
５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
を満足し、
相対密度が９５％以上であり、
結晶相として、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５〜２０体積％で含有する。
【００２６】
「酸化物焼結体に含まれる酸素を除く全金属元素」とは、亜鉛、インジウム、ガリウム、錫であり、さらに、製造上不可避的な金属不純物を含み得る。
ここで、不可避な金属不純物は微量であるため、酸化物焼結体内の金属元素の比率を規定する上での影響が小さい。よって、「酸化物焼結体に含まれる酸素を除く全金属元素」は、実質的には、亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫である。
【００２７】
よって、本明細書では、酸化物焼結体中の亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の含有量を原子数で表現し、その全量（合計原子数）に対する亜鉛の含有率が"［Ｚｎ］"、インジウムの含有率が"［Ｉｎ］"、ガリウムの含有率が"［Ｇａ］"、および錫の含有率が"［Ｓｎ］"と言い換えることができる。そして、［Ｚｎ］＋［Ｉｎ］＋［Ｇａ］＋［Ｓｎ］＝１００原子％となる。このように規定した亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の各元素の含有率（原子％）（［Ｚｎ］、［Ｉｎ］、［Ｇａ］および［Ｓｎ］）が、所定範囲を満足するように、各元素の含有量を制御する。
【００２８】
亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の各元素の含有率（原子％）について、以下に詳細に説明する。なお、各元素の含有量は、主に、スパッタリングターゲットを用いて成膜される酸化物半導体薄膜の特性を考慮して、設定されている。
【００２９】
亜鉛の含有率：４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％
亜鉛は、酸化物半導体薄膜のアモルファス構造の安定性を向上する。亜鉛の含有率は、好ましくは４２原子％≦［Ｚｎ］≦５４原子％であり、より好ましくは４４原子％≦［Ｚｎ］≦５３原子％である。
【００３０】
インジウムの含有率：２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％
インジウムは、酸化物半導体薄膜のキャリア移動度を増加させる。インジウムの含有率は、好ましくは２１原子％≦［Ｉｎ］≦３９原子％であり、より好ましくは２２原子％≦［Ｉｎ］≦３８原子％である。
【００３１】
ガリウムの含有率：５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％
ガリウムは、酸化物半導体薄膜の対光ストレス信頼性、つまり閾値バイアスシフトを向上する。ガリウムの含有率は、好ましくは６原子％≦［Ｇａ］≦１４原子％であり、より好ましくは７原子％≦［Ｇａ］≦１３原子％である。
【００３２】
錫の含有率：５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
錫は、酸化物半導体薄膜のエッチャント耐性を向上する。錫の含有率は、好ましくは６原子％≦［Ｓｎ］≦２２原子％であり、より好ましくは７原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％である。
【００３３】
［Ｓｎ］／［Ｇａ］：０．５超、２．５未満
［Ｓｎ］／［Ｇａ］は、ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６の含有量の指標となる。［Ｓｎ］／［Ｇａ］は０．５超、２．５未満であるのが好ましい。［Ｓｎ］／［Ｇａ］が０．５未満の場合には、ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６が２０体積％を超えてしまい、［Ｓｎ］／［Ｇａ］が２．５以上ではＩｎＧａＺｎ３Ｏ６が０体積％となる。
【００３４】
酸化物焼結体は、亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の酸化物を含む。具体的には、Ｚｎ２ＳｎＯ４相、ＩｎＧａＺｎＯ４相、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５相、ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６相、Ｉｎ２Ｏ３相およびＳｎＯ２相を構成相として含有する。さらに、製造上不可避的に混入または生成される酸化物などの不純物を含んでいてもよい。
特に、本発明では、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５相を所定の比率で含有することにより、酸化物焼結体の割れを効果的に抑制することができる。
【００３５】
ここで結晶相の割合は、酸化物焼結体のＸ線回折スペクトルを解析して求めることができる。上述した結晶相（つまり、Ｚｎ２ＳｎＯ４相、ＩｎＧａＺｎＯ４相、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５相、ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６相、Ｉｎ２Ｏ３相およびＳｎＯ２相）が存在することを前提として、Ｘ線回折スペクトルのピークをそれら６つの結晶相の特定の結晶面に帰属させる。各結晶相に帰属された複数のピークから１つのピークを選択し、その選択ピークのピーク強度を測定する。６つの結晶相から、６つのピーク強度の測定値が得られ、その６つの測定値を、各結晶相の最強ピーク強度に換算する。６つの換算値を合計して得られた値（合計値）に対する各結晶相の換算値の比率を求める。この比率を、酸化物結晶体中に含まれる各結晶相の比率（含有率：体積％）とする。つまり、本明細書では、各結晶相から得られる６つのピーク強度の換算値を合計し、その合計値を１００％としたとき、各結晶相に対応する各換算値の割合（％）を、各結晶相の含有率（体積％）として用いる。
【００３６】
上述の通り、本明細書においては、結晶相の含有率（体積％）を計算する際にＺｎ２ＳｎＯ４相、ＩｎＧａＺｎＯ４相、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５相、ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６相、Ｉｎ２Ｏ３相およびＳｎＯ２相のみを考慮している。実際には、上記した結晶相以外の結晶相も含み得るが、本発明の効果（酸化物焼結体の割れ防止）において影響を及ぼさない。よって、本発明においては、酸化物焼結体の割れ防止の効果を得るために、上記した６つの結晶相のみを考慮している。
【００３７】
酸化物焼結体に含まれ得る各結晶相の含有率（体積％）について詳細に説明する。なお、結晶相の含有率（体積％）の単位を単に「％」と表記することがある。
【００３８】
ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５：５〜２０体積％
ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５は、結晶粒間のピン止め効果を有する。ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を含むことにより、結晶粒径成長を抑制して材料強度を上げることができ、バッキングプレートにボンディングする際の酸化物焼結体の割れを抑制できる。
ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５の含有率が５体積％未満であると、材料強度が十分ではなく、酸化物焼結体の割れが生じやすくなる。含有率が３０体積％を超えると、比抵抗が増大するので、異常放電を誘発するおそれがある。よって、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５体積％含むことにより、酸化物焼結体の割れ防止効果を十分に発揮することができる。一方、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５が多すぎると主相の平衡状態を崩し放電の安定性が低下するので、３０体積％以下とする。
ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５の含有率は、好ましくは５〜２０体積％であり、より好ましくは５〜１５体積％である。
【００３９】
ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６：０体積％超、〜１０体積％以下
ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６は、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５と同様に、結晶粒間のピン止め効果を有する。ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５に加えてＩｎＧａＺｎ３Ｏ６を含むと、ピン止め効果をさらに向上することができる。よって、バッキングプレートにボンディングする際の酸化物焼結体の割れをさらに抑制できる。
ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６は、０．５〜８体積％含むのが好ましく、１〜６体積％含むのがより好ましい。
【００４０】
さらに、元素の含有率の比率によって、結晶相の含有率の範囲を異ならせることにより、酸化物焼結体の割れを抑制する効果を向上し得る。
例えば、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＩｎＧａＺｎＯ４およびＩｎ２Ｏ３は、［Ｚｎ］／［Ｉｎ］の比率によって好ましい含有量が異なる。
Ｚｎ２ＳｎＯ４ならびにＩｎ２Ｏ３は、相対密度の向上、比抵抗の低減に寄与という効果を有する。放電の安定性向上が図れる。
ＩｎＧａＺｎＯ４は、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５およびＩｎＧａＺｎ３Ｏ６と同様に、結晶粒間のピン止め効果を有する。ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５に加えてＩｎＧａＺｎＯ４を含むと、ピン止め効果をさらに向上することができる。よって、バッキングプレートにボンディングする際の酸化物焼結体の割れをさらに抑制できる。
【００４１】
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．７５超、２．２５未満の場合には、Ｚｎ２ＳｎＯ４を３０〜９０体積％、およびＩｎＧａＺｎＯ４を１〜２０体積％で含有するのが好ましい。
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．５未満の場合には、Ｉｎ２Ｏ３を３０体積％以上で含有するのが好ましい。
【００４２】
酸化物焼結体の相対密度は、９５％以上であるのが好ましい。これにより、酸化物焼結体の強度が上昇して、バッキングプレートにボンディングする際の酸化物焼結体の割れを効果的に抑制できる。相対密度は、より好ましくは９７％以上であり、さらに好ましくは９９％以上である。
【００４３】
本明細書における相対密度は、以下のように求める。
測定用試料として準備した酸化物焼結体を任意の位置で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削する。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて倍率１０００倍で写真撮影し、１００μｍ角の領域内における気孔の面積率（％）を測定して「気孔率（％）」とした。同じ試料において２０箇所の切断面で同様の気孔率測定を行い、２０回の測定で得られた気孔率の平均値を当該試料の平均気孔率（％）とした。［１００−平均気孔率］により求めた値を、本明細書における「相対密度（％）」とした。
【００４４】
図２に、酸化物焼結体の二次電子像（倍率１０００倍）の一例を示す。図２において、黒色の点状部分が気孔である。気孔は、ＳＥＭ写真および二次電子像のいずれにおいても他の金属組織と容易に識別することができる。
【００４５】
酸化物焼結体中の気孔については、気孔率が低いだけでなく、気孔のサイズが小さいほうが好ましい。
気孔を含む成形体を焼結すると、小さい気孔は、焼結により消滅するが、大きい気孔は消滅せず、酸化物焼結体の内部に残る。酸化物焼結体中の気孔内には、気体が圧縮された状態で存在する。また、成形体中のＳｎ、Ｇａ等が焼結中に分解して、酸化物焼結体の内部に気孔を生じることがある。このように生じた気孔の内部にも、圧縮された気体が存在し得る。酸化物焼結体中に、圧縮された気体を含む気孔が存在すると内部応力が高くなり、酸化物焼結体の機械強度および熱衝撃耐性が低下する。
【００４６】
気孔に起因する酸化物焼結体の割れは、気孔が大きいほど高くなる傾向がある。そのため、酸化物焼結体中の気孔のサイズを小さく抑えることにより、酸化物焼結体の機械強度が上がり、酸化物焼結体の割れを抑制できる。気孔の最大円相当径Dmaxを３μｍ以下とすることにより、内部応力を十分に低くすることができる。気孔率の最大円相当径が２μｍ以下であるのがより好ましい。
【００４７】
また、酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径Ｄｍａｘ（μｍ）に対する平均円相当径Ｄａｖｅ（μｍ）の相対比が０．３以上１．０以下であるのが好ましい(つまり、０．３≦Ｄａｖｅ/Ｄｍａｘ≦１．０)。相対比が１．０のとき円形であり、相対比が小さくなるほど扁平な楕円形となる。
気孔の形状が楕円形であると、円形の場合に比べて、機械強度が下がってしまい酸化物焼結体が割れやすくなってしまう。特に、扁平な楕円になるほど、その傾向が顕著になる。そのため、相対比が０．３以上とすることにより、酸化物焼結体の強度を高くすることができる。相対比が０．５以上であるのがより好ましい。
【００４８】
本明細書における気孔の最大円相当径および平均円相当径は、以下のように求める。
測定用試料として準備した酸化物焼結体を任意の位置で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削する。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて適切な倍率（例えば倍率１０００倍）で写真撮影し、１００μｍ角の領域内に存在する全ての気孔の円相当径を求めた。同じ試料において２０箇所の切断面で、同様に、全ての気孔の円相当径を求めた。２０回の測定で得られた全ての円相当径のうち、最も大きい円相当径を、その酸化物焼結体の「気孔の最大円相当径」とし、全ての円相当径の平均値を、その酸化物焼結体の「気孔の平均円相当径」とした。
【００４９】
酸化物焼結体の結晶粒を微細化すると、バッキングプレートにボンディングする際の酸化物焼結体の割れを抑制する効果を高めることができる。結晶粒の平均結晶粒径は、好ましくは２０μｍ以下であり、これにより、酸化物焼結体の割れ抑制効果をより一層向上することができる。平均結晶粒径は、より好ましくは１０μｍ以下であり、さらに好ましくは８μｍ以下であり、特に好ましくは５μｍである。
一方、当該平均結晶粒径の下限値は特に限定されないが、平均結晶粒径の微細化と製造コストのバランスから、平均結晶粒径の好ましい下限は０．０５μｍ程度である。
【００５０】
結晶粒の平均結晶粒径は、以下のように測定する。
測定用試料として準備した酸化物焼結体を任意の位置で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削する。次に、切断面における組織を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて倍率４００倍で写真撮影する。撮影した写真上で、任意の方向に長さ１００μｍ相当の直線を引き、この直線上に存在する結晶粒の数（Ｎ）を求める。［１００／Ｎ］（μｍ）で算出した値を当該「直線上での結晶粒径」とする。さらに、写真上に長さ１００μｍ相当の直線を２０本作成して、各直線上での結晶粒径を算出する。そして、［（各直線上での結晶粒径の合計）／２０］で算出した値を、を本明細書における「酸化物焼結体の平均結晶粒径」とした。
【００５１】
酸化物焼結体の結晶粒の平均結晶粒径の制御に加えて、粒度分布を適切に制御することがさらに好ましい。特に、結晶粒径が３０μｍを超える粗大結晶粒は、ボンディング時の酸化物焼結体の割れの原因となるため、できるだけ少ない方がよい。結晶粒径が３０μｍを超える粗大結晶粒は、面積率で、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは６％以下、さらに好ましくは４％以下、最も好ましくは０％である。
【００５２】
結晶粒径が３０μｍを超える結晶粒の面積率は、以下のように測定する。
上述した「結晶粒の平均結晶粒径」の測定において、長さ１００μｍ相当の直線を引いた際に、その直線で切り取られる長さが３０μｍ以上となる結晶粒を「粗大粒」とする。長さ１００μｍの直線上で、この粗大粒の占める長さ（つまり、直線のうち、粗大粒を横切っている部分の長さ）をＬ（μｍ)とする。Ｌ（μｍ)を１００（μｍ）で除した値を、この直線上の粗大粒の割合Ｒ（％）とした。
Ｒ（％）＝（Ｌ（μｍ）／１００（μｍ））×１００（％）
なお、長さ１００μｍの直線上に複数の粗大粒がある場合は、各粗大粒を横切る部分の長さの合計をＬ（μｍ)として、粗大粒の割合Ｒ（％）を求める。
結晶粒の平均結晶粒径の測定で引く２０本の直線のそれぞれにおいて、粗大粒の割合Ｒ（％）を求めて、その平均値をこの焼結体の粗大粒の割合とした。
【００５３】
酸化物焼結体の比抵抗は、好ましくは１Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０−１Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１０−２Ω・ｃｍ以下である。後述するように、酸化物焼結体は、バッキングプレートに固定されてスパッタリングターゲットを形成する。このスパッタリングターゲットを使用する際、酸化物焼結体の比抵抗を低く抑えることにより、スパッタリング中の異常放電を抑制することができ、ひいては異常放電に起因する酸化物焼結体の割れを抑制することができる。これにより、スパッタリングターゲットを用いた酸化物半導体薄膜の成膜のコストを抑えることができる。さらに、スパッタリング中の異常放電による成膜不良を抑制できるので、均一かつ良好な特性を有する酸化物半導体薄膜を製造することができる。
例えば、表示装置を製造する生産ラインで、スパッタリングターゲットを用いてＴＦＴの酸化物半導体薄膜を製造することにより、ＴＦＴの製造コスト、ひいては表示装置の製造コストを抑制することができる。さらに、良好なＴＦＴ特性を示す酸化物半導体薄膜を形成することができ、高性能の表示装置を製造することができる。
【００５４】
酸化物焼結体の比抵抗は、四探針法により測定した。詳細には、酸化物焼結体の比抵抗を、既知の比抵抗測定器（例えば、三菱化学アナリテック社製のロレスターＧＰなど）を用いて測定することができる。なお、本明細書の比抵抗は、各端子間の距離を１．５ｍｍとして測定して得たものを指す。異なる場所で比抵抗を複数回（例えば４回）測定し、その平均値を酸化物焼結体の比抵抗とした。
【００５５】
＜スパッタリングターゲット＞
次に、酸化物焼結体を用いたスパッタリングターゲットについて説明する。
図１は、スパッタリングターゲット１の概略断面図である。スパッタリングターゲット１は、バッキングプレート２０と、バッキングプレート２０上にボンディング材３０で固定された酸化物焼結体１０とを含む。
酸化物焼結体１０には、本発明に係る酸化物焼結体を用いている。よって、バッキングプレート２０にボンディング材３０でボンディングする際に、酸化物焼結体が割れにくく、歩留まりよくスパッタリングターゲット１を製造することができる。
【００５６】
＜製造方法＞
次に、本発明の酸化物焼結体およびスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。
【００５７】
本発明の酸化物焼結体は、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化錫を含有する混合粉末を焼結して得られる。本発明のスパッタリングターゲットは得られた酸化物焼結体をバッキングプレート上に固定することにより得られる。
より詳細には、酸化物焼結体は、以下の工程（ａ）〜（ｅ）により製造される。スパッタリングターゲットは、以下の工程（ｆ）および（ｇ）により製造される。
工程（ａ）：酸化物の粉末を混合し粉砕する
工程（ｂ）：得られた混合粉末を乾燥し造粒する
工程（ｃ）：造粒した混合粉末を予備成形する
工程（ｄ）：予備成形した成形体を脱脂する
工程（ｅ）：脱脂した成形体を焼結して、酸化物焼結体を得る
工程（ｆ）：得られた酸化物焼結体を加工する
工程（ｇ）：加工した酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングして、スパッタリングターゲットを得る
【００５８】
本発明では、工程（ａ）では、最終的に得られる酸化物焼結体中に、亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫が所定の割合で含まれるように、それらの酸化物を含む混合粉末を調製する。また、工程（ｅ）では、酸化物焼結体中の結晶相が適切な範囲で形成されるように、焼結条件を制御する。工程（ｂ）〜（ｄ）および（ｆ）〜（ｇ）は、酸化物焼結体およびスパッタリングターゲットを製造することができれば特に限定されず、酸化物焼結体およびスパッタリングターゲットの製造において通常用いられる工程を適宜適用することができる。以下、各工程を詳細に説明するが、本発明をこれらの工程に限定する趣旨ではない。
【００５９】
（工程（ａ）：酸化物の粉末を混合し粉砕する）
酸化亜鉛、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化錫粉末を所定の割合に配合し、混合し粉砕する。用いられる各原料粉末の純度はそれぞれ、約９９．９９％以上が好ましい。微量の不純物元素が存在すると、酸化物半導体薄膜の半導体特性を損なう恐れがあるためである。
各原料粉末の「所定の割合」とは、焼結後に得られる酸化物焼結体に含まれる酸素を除く全金属元素（亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫）に対する、亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の含有量の割合が以下の範囲内となるような割合のことである。
４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、
２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、
５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、
５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
【００６０】
通常は、各原料粉末（酸化亜鉛、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化錫粉末）を混合した後の混合粉末に含まれる酸素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウムおよび錫の含有量の割合が上記の範囲内となるように、各原料粉末を配合すればよい。
【００６１】
混合および粉砕には、ボールミルまたはビーズミルを使用するのが好ましい。原料粉末と水をミル装置に投入して、原料粉末を粉砕し混合することにより、混合粉末を得ることができる。このとき、原料粉末を均一に混合する目的で、分散材を添加して混合してもよく、さらに、後で成形体を形成するのを容易にするためにバインダーを添加して混合してもよい。
ボールミルおよびビーズミルで使用されるボールやビーズ（これらを「メディア」と称する）としては、酸化ジルコニウム製、ナイロン製またはアルミナ製のものを使用できる。ボールミルおよびビーズミルに使用するポッドは、ナイロンポッド、アルミナポッド、およびジルコニアポッドを利用することができる。
【００６２】
ボールミルまたはビーズミルによる混合時間は、１時間以上であるのが好ましく、より好ましくは１０時間以上であり、更に好ましくは２０時間以上である。
【００６３】
（工程（ｂ）：混合粉末を乾燥し造粒する）
工程（ａ）で得られた混合粉末について例えばスプレードライヤなどで乾燥して、造粒を行うことが好ましい。
【００６４】
（工程（ｃ）：造粒した混合粉末を予備成形する）
造粒後の混合粉末を所定寸法の金型に充填し、金型プレスで所定の圧力（例えば約４９ＭＰａ〜約９８ＭＰａ）の圧力をかけることにより、所定の形状に予備成形するのが好ましい。
工程（ｅ）における焼結をホットプレスで行う場合には、工程（ｃ）を省略してもよく、焼結用の金型に混合粉末を装填して加圧焼結することにより、緻密な酸化物焼結体を製造することができる。なお、取扱いを容易にするために、工程（ｃ）で予備成形を行った後に、成形体を焼結用の成形型に入れてホットプレスを行ってもよい。
一方、工程（ｅ）における焼結を常圧焼結で行う場合には、工程（ｃ）において予備成形することにより、緻密な酸化物焼結体を製造することができる。
【００６５】
（工程（ｄ）：予備成形した成形体を脱脂する）
工程（ａ）において、混合粉末に分散材および／またはバインダーを添加した場合には、成形体を加熱して、成形体中の分散材およびバインダーを除去（すなわち脱脂）するのが好ましい。加熱条件（加熱温度および保持時間）は、分散材およびバインダーを除去できる温度および時間であれば特に限定されない。例えば、成形体を、大気中、約５００℃の加熱温度に約５時間保持する。
工程（ａ）において、分散材およびバインダーを使用しなかった場合には、工程（ｄ）を省略してもよい。
工程（ｃ）を省略した場合、すなわち、工程（ｅ）でホットプレスにより焼結する場合であってかつ成形体を形成しない場合には、混合粉末を加熱して、混合粉末中の分散材およびバインダーを除去（脱脂）してもよい。
【００６６】
（工程（ｅ）：成形体を焼結して、酸化物焼結体を得る）
脱脂後の成形体を所定の焼結条件で焼結して、酸化物焼結体を得る。焼結方法としては、ホットプレスと、常圧焼結のいずれも利用できる。なお、ホットプレスは、焼結温度を低くすることができるため、得られた酸化物焼結体の結晶粒径を小さくできる点で有利である。常圧焼結は、加圧する必要がないため加圧設備が不要となる点で有利である。
以下にホットプレスと常圧焼結のそれぞれについて、焼結条件等を説明する。
【００６７】
（ｉ）ホットプレス
ホットプレスでは、成形体を焼結用の成形型内に入れた状態で焼結炉内に配置して、加圧状態で焼結を行う。成形体に圧力をかけながら成形体を焼結することにより、焼結温度を比較的低く抑えながら、緻密な酸化物焼結体を得ることができる。
ホットプレスでは、成形体に加圧するための焼結用成形型を利用する。焼結用成形型としては、焼結温度に応じて金属製の成形型（金型）、黒鉛製の成形型（黒鉛型）のいずれも用いることができる。特に、耐熱性に優れた黒鉛型が好ましく、９００℃以上の高温にも耐えうる。
【００６８】
成形型にかける圧力は特に限定されないが、面圧（加圧圧力）１０〜３９ＭＰａが好ましい。圧力が高すぎると、焼結用の黒鉛型が破損する恐れがあり、また、大型のプレス設備が必要となる。また、３９ＭＰａを超えると、焼結体の緻密化促進効果が飽和するため、それ以上の圧力で加圧する利益が少ない。一方、圧力が１０ＭＰａ未満であると、焼結体の緻密化が十分に進みにくい。より好ましい加圧条件は１０〜３０ＭＰａである。
【００６９】
焼結温度は、成形体内の混合粉末の焼結が進行する温度以上とし、例えば、面圧１０〜３９ＭＰａの圧力下での焼結であれば、焼結温度は９００〜１２００℃であるのが好ましい。
焼結温度が９００℃以上であると、焼結が十分に進み、得られる酸化物焼結体の密度を高くすることができる。焼結温度は、より好ましくは９２０℃以上であり、さらに好ましくは９４０℃以上である。また、焼結温度が１２００℃以下であると、焼結中の粒成長が抑制され、酸化物焼結体中の結晶粒径を小さくすることができる。焼結温度は、より好ましくは１１００℃以下であり、さらに好ましくは１０００℃以下である。
【００７０】
所定の焼結温度で保持する時間（保持時間）は、混合粉末の焼結が十分に進行し、かつ得られる酸化物焼結体の密度が所定の密度以上となる時間とする。例えば、焼結温度が９００〜１２００℃であれば、保持時間を１〜１２時間であるのが好ましい。
保持時間が１時間以上であると、得られる酸化物焼結体中の組織を均一化できる。保持時間は、より好ましくは２時間以上であり、さらに好ましくは３時間以上である。また、保持時間が１２時間以下であると、焼結中の粒成長を抑制して、酸化物焼結体中の結晶粒径を小さくすることができる。保持時間は、より好ましくは１０時間以下であり、さらに好ましくは８時間以下である。
【００７１】
焼結温度までの平均昇温速度は、酸化物焼結体中の結晶粒の寸法および酸化物焼結体の相対密度に影響を及ぼし得る。平均昇温速度は、６００℃／ｈｒ以下であるのが好ましく、結晶粒の異常成長が起こりにくいので、粗大結晶粒の割合を抑えることができる。また、６００℃／ｈｒ以下であると、焼結後の酸化物焼結体の相対密度を高くすることができる。平均昇温速度は、より好ましいくは４００℃／ｈｒ以下、更に好ましくは３００℃／ｈｒ以下である。
平均昇温速度の下限は特に限定されないが、生産性の観点からは５０℃／ｈｒ以上とすることが好ましく、より好ましくは１００℃／ｈｒ以上である。
【００７２】
焼結工程では、焼結用の黒鉛型の酸化および消失を抑制するために、焼結雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。好適な不活性雰囲気は、例えばＡｒガスおよびＮ2ガス等の不活性ガスの雰囲気が適用できる。例えば、焼結炉内に不活性ガスを導入することによって、焼結雰囲気を調整することができる。また雰囲気ガスの圧力は、蒸気圧の高い金属の蒸発を抑制するために大気圧とすることが望ましいが、真空（つまり、大気圧より低い圧力）にしてもよい。
【００７３】
（ｉｉ）常圧焼結
常圧焼結では、成形体を焼結炉内に配置して、常圧で焼結を行う。なお、常圧焼結では、焼結時に圧力がかかっていないため焼結が進みにくいので、通常は、ホットプレスよりも高い焼結温度で焼結する。
【００７４】
焼結温度は、成形体内の混合粉末の焼結が進行する温度以上であれば特に限定されず、例えば、焼結温度１４５０〜１６００℃にすることができる。
焼結温度が１４５０℃以上であると、焼結が十分に進み、得られる酸化物焼結体の密度を高くすることができる。焼結温度は、より好ましくは１５００℃以上であり、さらに好ましくは１５５０℃以上である。また、焼結温度が１６００℃以下であると、焼結中の粒成長を抑制して、酸化物焼結体中の結晶粒径を小さくすることができる。焼結温度は、より好ましくは１５８０℃以下であり、さらに好ましくは１５５０℃以下である。
【００７５】
保持時間は、混合粉末の焼結が十分に進行し、かつ得られる酸化物焼結体の密度が所定の密度以上となる時間であれば特に限定されず、例えば１〜５時間にすることができる。
保持時間が１時間以上であると、得られる酸化物焼結体中の組織を均一化できる。保持時間は、より好ましくは２時間以上であり、さらに好ましくは３時間以上である。また、保持時間が５時間以下であると、焼結中の粒成長を抑制して、酸化物焼結体中の結晶粒径を小さくすることができる。保持時間は、より好ましくは４時間以下であり、さらに好ましくは３時間以下である。
【００７６】
平均昇温速度は、１００℃／ｈｒ以下であるのが好ましく、結晶粒の異常成長が起こりにくいので、粗大結晶粒の割合を抑えることができる。また、１００℃／ｈｒ以下であると、焼結後の酸化物焼結体の相対密度を高くすることができる。平均昇温速度は、より好ましいくは９０℃／ｈｒ以下、更に好ましくは８０℃／ｈｒ以下である。
平均昇温速度の下限は特に限定されないが、生産性の観点からは５０℃／ｈｒ以上とすることが好ましく、より好ましくは６０℃／ｈｒ以上である。
【００７７】
焼結雰囲気は大気もしくは酸素リッチな雰囲気とすることが好ましい。特に、雰囲気中の酸素濃度が５０〜１００体積％であることが望ましい。
【００７８】
このように、工程（ａ）〜（ｅ）により、酸化物焼結体を製造することができる。
【００７９】
（工程（ｆ）：酸化物焼結体を加工する）
得られた酸化物焼結体を、スパッタリングターゲットに適した形状に加工してもよい。酸化物焼結体の加工方法は特に限定されず、公知の方法によって各種用途に応じた形状に加工すればよい。
【００８０】
（工程（ｇ）：酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングする）
図１のように、加工した酸化物焼結体１０をバッキングプレート２０上にボンディング材３０によって接合する。これにより、スパッタリングターゲット１が得られる。バッキングプレート２０の材料は特に限定されないが、熱伝導性に優れた純銅または銅合金が好ましい。ボンディング材３０には、導電性を有する各種公知のボンディング材を使用することができ、例えば、Ｉｎ系はんだ材、Ｓｎ系はんだ材などが好適である。接合方法は、使用するボンディング材３０によりバッキングプレート２０と酸化物焼結体１０とが接合される方法であれば、特に限定されない。一例としては、酸化物焼結体１０とバッキングプレート２０を、ボンディング材３０が溶解する温度（例えば約１４０℃〜約２２０℃）に加熱する。バッキングプレート２０のボンディング面２３（酸化物焼結体１０が固定される面、すなわちバッキングプレート２０の上面）に溶融したボンディング材３０を塗布した後、ボンディング面２３上に酸化物焼結体１０を載置する。バッキングプレート２０と酸化物焼結体１０とを圧着した状態で冷却することにより、ボンディング材３０が固化して、ボンディング面２３上に酸化物焼結体１０が固定される。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されず、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適切に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
＜実施例１：ホットプレス＞
（酸化物焼結体の作製）
純度９９．９９％の酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ）純度９９．９９％の酸化インジウム粉末（Ｉｎ２Ｏ３）、純度９９．９９％の酸化ガリウム粉末（Ｇａ２Ｏ３）、純度９９．９９％の酸化錫粉末（ＳｎＯ２）を表１に示す原子比率（原子％）で配合して原料粉末とした。水と分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）を加えてボールミルで２０時間混合および粉砕した。この実施例では、ナイロンポッドと、メディアとしてジルコニアボールとを使用したボールミルを用いた。次に、上記工程で得られた混合粉末を乾燥して造粒を行った。
【００８３】
【表１】
2017193478.tif 000003
【００８４】
得られた混合粉末を、金型プレスを用いて、圧力１．０ｔｏｎ／ｃｍ2で加圧して、直径１１０ｍｍ×厚さ１３ｍｍのディスク状の成形体を作成した。成形体を、常圧、大気雰囲気下で５００℃まで加熱し、その温度で５時間保持して脱脂した。脱脂後の成形体を黒鉛型にセットし、表２の条件でホットプレスを行った。この際、炉内にはＮ２ガスを導入し、Ｎ２雰囲気下で焼結した。
【００８５】
【表２】
2017193478.tif 000004
【００８６】
（相対密度の測定）
酸化物焼結体の相対密度は、以下のように測定した気孔率を用いて求めた。
酸化物焼結体を任意の位置で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の
【００８７】
【表３】
2017193478.tif 000005
【００８８】
以下の計算式によって、選択ピークの強度の測定値Ｉから各結晶相（Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＩｎＧａＺｎＯ４、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５、ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６およびＩｎ２Ｏ３）の含有率（体積比率）を求めた。計算式では、６つの結晶相の主ピークの強度の合計（Ｉｓｕｍ）に対して、対象となる結晶相の主ピークの強度の比率を求めることができる。本明細書においては、対象となる結晶相の強度の比率を、その結晶相の含有率（％）とした。
Ｚｎ２ＳｎＯ４の主ピークの強度の比率＝Ｚｎ２ＳｎＯ４の含有率（％）＝Ｉ［Ｚｎ２ＳｎＯ４］×４．７４／Ｉｓｕｍ×１００（％）
ＩｎＧａＺｎＯ４の主ピークの強度の比率＝ＩｎＧａＺｎＯ４の含有率（％）＝Ｉ［ＩｎＧａＺｎＯ４］×２．５５／Ｉｓｕｍ×１００（％）
ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５の主ピークの強度の比率＝ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５の含有率（％）＝Ｉ［ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５］×３．３３／Ｉｓｕｍ×１００（％）
ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６の主ピークの強度の比率＝ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６の含有率（％）＝Ｉ［ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６］×２．７８／Ｉｓｕｍ×１００（％）
Ｉｎ２Ｏ３の主ピークの強度の比率＝Ｉｎ２Ｏ３の含有率（％）＝Ｉ［Ｉｎ２Ｏ３］×８．１３／Ｉｓｕｍ×１００（％）
ここで、Ｉｓｕｍ＝Ｉ［Ｚｎ２ＳｎＯ４］×４．７４＋Ｉ［ＩｎＧａＺｎＯ４］×２．５５＋Ｉ［Ｉｎ２Ｏ３］×８．１３＋Ｉ［ＳｎＯ２］＋Ｉ［ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５］×３．３３＋Ｉ［ＩｎＧａＺｎ３Ｏ６］×２．７８である。
【００８９】
（平均結晶粒径）
酸化物焼結体の「平均結晶粒径（μｍ）」は以下のようにして測定した。まず、酸化物焼結体の任意の位置で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削した。次に、切断面における組織を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて倍率４００倍で写真撮影した。撮影した写真上で、任意の方向に長さ１００μｍ相当の直線を引き、この直線上に存在する結晶粒の数（Ｎ）を求めた。［１００／Ｎ］（μｍ）で算出した値を当該「直線上での結晶粒径」とした。さらに、写真上に長さ１００μｍ相当の直線を２０本作成して、各直線上での結晶粒径を算出した。なお、複数の直線を引く場合には、同一の結晶粒を複数回カウントするのを回避するために、隣接する直線の間の距離が少なくとも２０μｍ（粗大結晶粒の粒径相当）となるように、直線を引いた。
そして、［（各直線上での結晶粒径の合計）／２０］で算出した値を「酸化物焼結体の平均結晶粒径」とした。平均結晶粒径の測定結果を表２に示す。
【００９０】
（ボンディング時の割れ）
酸化物焼結体について、バッキングプレートにボンディング材でボンディングした時に割れが生じるか否かを調べた。
機械加工した酸化物焼結体を上述の条件でバッキングプレートにボンディングした後、酸化物焼結体の表面に割れが生じていないか目視で確認した。酸化物焼結体表面に長さ１ｍｍを超えるクラックが確認された場合には、「割れが生じた」と判定し、長さ１ｍｍを超えるクラックが確認できない場合には「割れが生じなかった」と判定した。
各実施例及び比較例について、機械加工した酸化物焼結体を１０枚準備して、バッキングプレートにボンディングする操作を１０回行った。酸化物焼結体が１枚でも「割れが生じた」場合には、表４の「割れ」に「有」と記載した。１０枚全てについて「割れが生じなかった」場合には、表４の「割れ」に「無」と記載した。
【００９１】
【表４】
2017193478.tif 000006
【００９２】
本発明に規定される範囲内の相対密度及び結晶相の含有率を有する実施例１〜３では、酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングする際に割れが生じなかった。
【００９３】
＜実施例２：常圧焼結＞
実施例１と同様の方法で、表１に示す原料粉末ａ〜ｃを準備した。
得られた混合粉末を、金型プレスを用いて、圧力１．０ｔｏｎ／ｃｍ2で加圧して、直径１１０ｍｍ×厚さ１３ｍｍのディスク状の成形体を作成した。成形体を、常圧、大気雰囲気下で５００℃まで加熱し、その温度で５時間保持して脱脂した。脱脂後の成形体を黒鉛型にセットし、表５の条件で常圧焼結を行った。この際、炉内にはＮ２ガスを導入し、Ｎ２雰囲気下で焼結した。
【００９４】
【表５】
2017193478.tif 000007
【００９５】
得られた酸化物焼結体を、実施例１と同様に、相対密度の測定、結晶相の含有率、平均結晶粒径およびボンディング時の割れを測定した。測定結果を表６および表７に示した。
【００９６】
【表６】
2017193478.tif 000008
【００９７】
【表７】
2017193478.tif 000009
【００９８】
本発明に規定される範囲内の相対密度を有する実施例５〜８では、酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングする際に割れが生じなかった。
比較例１は、密度が９１％と低かったため、酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングする際に割れが生じた。
【符号の説明】
【００９９】
１  スパッタリングターゲット
１０  酸化物焼結体
２０  バッキングプレート
３０  ボンディング材
【図１】
2017193478.tif 000010
【図２】
2017193478.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月9日(2017.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の含有量の割合（原子％）を夫々、［Ｚｎ］［Ｉｎ］、［Ｇａ］及び［Ｓｎ］としたとき、
４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、
２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、
５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、および
５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
を満足し、
相対密度が９５％以上であり、
結晶相として、ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５〜２０体積％で含有する酸化物焼結体。
【請求項２】
前記酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径が３μｍ以下である請求項１に記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
前記酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径（μｍ）に対する平均円相当径（μｍ）の相対比が０．３以上１．０以下である請求項１または２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．７５超、２．２５未満であり、
結晶相としてさらに
Ｚｎ２ＳｎＯ４を３０〜９０体積％、および
ＩｎＧａＺｎＯ４を１〜２０体積％で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．５未満であり、
結晶相としてさらにＩｎ２Ｏ３を３０〜９０体積％で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
結晶相としてさらにＩｎＧａＺｎ３Ｏ６を０体積％超、１０体積％以下で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
結晶粒径が２０μｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
結晶粒径が５μμ以下である請求項７に記載の酸化物焼結体。
【請求項９】
比抵抗が１Ω・ｃｍ以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸化物焼結体が、バッキングプレート上にボンディング材によって固定されて成るスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸化物焼結体を製造する方法であって、
酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化錫を所定の割合で含有する混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を所定形状に焼結する工程と、を含む酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
前記焼結する工程において、成形型で前記混合粉末に面圧１０〜３９ＭＰａかけた状態で、焼結温度９００〜１１００℃に１〜１２時間保持することを含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が６００℃／ｈｒ以下である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
さらに、前記混合粉末を準備する工程より後で、前記焼結する工程より前に、前記混合粉末を予備成形する工程を含み、
前記焼結する工程において、予備成形された成形体を、常圧下で、焼結温度１４５０〜１５５０℃に１〜５時間保持することを含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が１００℃／ｈｒ以下である請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の酸化物焼結体または請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の製造方法で製造された酸化物焼結体を、バッキングプレート上にボンディング材で接合する工程を含むスパッタリングターゲットの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月16日(2017.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を除く全金属元素に対する、亜鉛、インジウム、ガリウム及び錫の含有量の割合（原子％）を夫々、［Ｚｎ］、［Ｉｎ］、［Ｇａ］及び［Ｓｎ］としたとき、
４０原子％≦［Ｚｎ］≦５５原子％、
２０原子％≦［Ｉｎ］≦４０原子％、
５原子％≦［Ｇａ］≦１５原子％、および
５原子％≦［Ｓｎ］≦２０原子％
を満足し、
相対密度が９５％以上であり、
［Ｚｎ］／［Ｉｎ］が１．５未満であり、
結晶相として、
ＩｎＧａＺｎ２Ｏ５を５〜２０体積％および
Ｉｎ２Ｏ３を３０〜９０体積％で含有する酸化物焼結体。
【請求項２】
前記酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径が３μｍ以下である請求項１に記載の酸化物焼結体。
【請求項３】
前記酸化物焼結体中の気孔の最大円相当径（μｍ）に対する平均円相当径（μｍ）の相対比が０．３以上１．０以下である請求項１または２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
結晶相としてさらにＩｎＧａＺｎ３Ｏ６を０体積％超、１０体積％以下で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
結晶粒径が２０μｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
結晶粒径が５μμ以下である請求項５に記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
比抵抗が１Ω・ｃｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸化物焼結体が、バッキングプレート上にボンディング材によって固定されて成るスパッタリングターゲット。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸化物焼結体を製造する方法であって、
酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ガリウムおよび酸化錫を所定の割合で含有する混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を所定形状に焼結する工程と、を含む酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１０】
前記焼結する工程において、成形型で前記混合粉末に面圧１０〜３９ＭＰａかけた状態で、焼結温度９００〜１１００℃に１〜１２時間保持することを含む、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が６００℃／ｈｒ以下である請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
さらに、前記混合粉末を準備する工程より後で、前記焼結する工程より前に、前記混合粉末を予備成形する工程を含み、
前記焼結する工程において、予備成形された成形体を、常圧下で、焼結温度１４５０〜１５５０℃に１〜５時間保持することを含む、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記焼結する工程において、前記焼結温度までの平均昇温速度が１００℃／ｈｒ以下である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸化物焼結体または請求項９〜１３のいずれか１項に記載の製造方法で製造された酸化物焼結体を、バッキングプレート上にボンディング材で接合する工程を含むスパッタリングターゲットの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
（相対密度の測定）
酸化物焼結体の相対密度は、以下のように測定した気孔率を用いて求めた。
酸化物焼結体を任意の位置で厚さ方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削する。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて倍率１０００倍で写真撮影し、１００μｍ角の領域内における気孔の面積率（％）を測定して「気孔率（％）」とした。同じ試料において２０箇所の切断面で同様の気孔率測定を行い、２０回の測定で得られた気孔率の平均値を当該試料の平均気孔率（％）とした。［１００−平均気孔率］により求めた値を、本明細書における「相対密度（％）」とした。