(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも酸化インジウムおよび酸化亜鉛を含有してなるスパッタリングターゲットにおいて、
Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比を０．７５〜０．９７の範囲内の値とするとともに、
Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である。）で表される六方晶層状化合物を含有し、かつ、該六方晶層状化合物の結晶粒径を５μｍ以下の値とし、
密度を６．７ｇ／ｃｍ3以上の値とすること
を特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
バルク抵抗を、１×１０-3Ω・ｃｍ未満の値とすることを特徴とする請求項１に記載にスパッタリングターゲット。
【請求項３】
Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である。）で表される六方晶層状化合物を含有し、かつ、該六方晶層状化合物の結晶粒径が５μｍ以下の値であるスパッタリングターゲットの製造方法において、下記（１）〜（３）の工程を含むことを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
（１）酸化インジウム粉末と、平均粒径が２μｍ以下の酸化亜鉛粉末とを配合する工程
（２）Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が、０．７５〜０．９７の範囲である成形体を形成する工程
（３）成形体を、酸素ガス雰囲気または酸素ガス加圧下に、１，４００℃以上の温度で焼結する工程
【請求項４】
前記酸化インジウム粉末の平均粒径を０．１〜２μｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項３に記載の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】
【技術分野】
本発明は、スパッタリングターゲット（以下、単に、ターゲットと称する場合がある。）、スパッタリングターゲットからなる透明導電性酸化物、およびスパッタリングターゲットの製造方法に関する。
特に、スパッタリング法を用いて透明導電性酸化物を成膜する際に発生するノジュールを抑制し、安定にスパッタリングを行うことのできるターゲット、そのようなターゲットからなる透明導電性酸化物、およびそのようなターゲットの製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、表示装置の発展はめざましく、液晶表示装置（ＬＣＤ）や、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）、あるいはフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが、パーソナルコンピュータや、ワードプロセッサなどの事務機器や、工場における制御システム用の表示装置として使用されている。そして、これら表示装置は、いずれも表示素子を透明導電性酸化物により挟み込んだサンドイッチ構造を備えている。
このような透明導電性酸化物としては、文献１：「透明導電膜の技術」（（株）オーム社出版、日本学術振興会、透明酸化物・光電子材料第１６６委員会編、１９９９）に開示されているように、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいは蒸着法によって成膜されるインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと略称することがある）が主流を占めている。
かかるＩＴＯは、所定量の酸化インジウムと、酸化錫とからなり、透明性や導電性に優れるほか、強酸によるエッチング加工が可能であり、さらに基板との密着性にも優れているという特徴がある。
一方、特開平３−５０１４８号、特開平５−１５５６５１号、特開平５−７０９４３号、特開平６−２３４５６５号等に開示されているように、所定量の酸化インジウムと、酸化錫と、酸化亜鉛とからなるターゲットや、かかるターゲットから成膜されてなる透明電極（以下、ＩＺＯと略称することがある。）が知られており、弱酸によるエッチング加工が可能であり、また、焼結性や透明性が良好なことから広く使用されている。
このように、ＩＴＯやＩＺＯは、透明導電性酸化物の材料として優れた性能を有するものの、ターゲットを用いてスパッタリング法により成膜する際に、第２図（写真）に示されるようなノジュール（突起物）がターゲット表面に発生しやすいという問題が見られた。
特に、エッチング性の改良を目的としたアモルファスＩＴＯ膜の成膜に際しては、そのスパッタリングチャンバー内に微量の水や水素ガスを導入するために、ターゲット表面が還元されてノジュールがさらに発生しやすいという問題が見られた。
そして、かかるノジュールがターゲット表面に発生すると、スパッタリング中のプラズマのパワーによってノジュールが飛散しやすくなり、このため飛散物が成膜中または成膜直後の透明導電性酸化物に異物として付着するという問題が見られた。
また、このターゲット表面に発生したノジュールは、異常放電の原因の一つにもなっていた。
そこで、ターゲットにおけるノジュールの発生を抑制する方策として、特開平８−２８３９３４号に開示されているように、高温焼結による高密度化により細孔を減らす努力がなされている。すなわち、理論相対密度において９９％のターゲットが製造されているが、この場合においてもノジュール発生を完全に無くするまでには至っていない。
このような状況から、スパッタリングによる成膜時のノジュール発生を抑制して、安定にスパッタリングを行うことのできるターゲットの開発が望まれていた。
そこで、本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意検討を重ねた結果、基本的に、ターゲット表面に発生するノジュールは、スパッタ時の掘れ残りであり、この掘れ残りが生ずる原因は、ターゲットを構成する金属酸化物の結晶粒径の大きさ（例えば、１０μｍ以上）に依存していることを見出したものである。
つまり、スパッタによってターゲットの表面から削られる場合、結晶面の方向により、その削られる速度が異なり、ターゲット表面に凹凸が発生することになる。そして、この凹凸の大きさは、焼結体中に存在する金属酸化物の結晶粒径に依存していることが確認されている。
したがって、大きな結晶粒径を有する焼結体からなるターゲットを用いた場合、ターゲット表面に発生する凹凸がしだいに大きくなり、その凹凸の凸部分よりノジュールが発生すると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、本発明は、スパッタリング法により透明導電性酸化物を成膜する際のノジュールの発生を抑制し、安定にスパッタリングを行うことのできるターゲット、このようなターゲットからなる透明導電性酸化物、およびこのようなターゲットの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
［１］  本発明によれば、少なくとも酸化インジウムおよび酸化亜鉛を含有してなるスパッタリングターゲットにおいて、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比を０．７５〜０．９７の範囲内の値とするとともに、Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である。）で表される六方晶層状化合物を含有し、かつ、該六方晶層状化合物の結晶粒径を５μｍ以下の値としたスパッタリングターゲットが提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、結晶粒径の大きさを所定範囲に制限することにより、ターゲット表面に発生する凹凸の大きさを制御し、結果として、ノジュール発生を効果的に抑制することができる。
【０００５】
また、本発明のスパッタリングターゲットを構成するにあたり、密度を６．７ｇ／ｃｍ3以上の値とする。
このように構成すると、優れた機械的特性が得られるとともに、ターゲットが緻密となり、ノジュール発生をより効果的に抑制することができる。
【０００６】
［２］  また、本発明のスパッタリングターゲットを構成するにあたり、バルク抵抗を１×１０-3Ω・ｃｍ未満の値とすることが好ましい。
このように構成すると、スパッタリング中の異常放電（スパーク）が減少し、安定してスパッタ膜を得ることができる。逆に、バルク抵抗が１×１０-3Ω・ｃｍ以上の値となると、ターゲット表面に電荷（チャージ）が蓄積し、異常放電が生じやすくなるためである。
【０００７】
［３］  また、本発明の別の態様は、Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である。）で表される六方晶層状化合物を含有し、かつ、該六方晶層状化合物の結晶粒径が５μｍ以下の値であるスパッタリングターゲットの製造方法において、下記（１）〜（３）の工程を含むことを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法である（以下、第１の製造方法）。
（１）酸化インジウム粉末と、平均粒径が２μｍ以下の酸化亜鉛粉末とを配合する工程
（２）Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が、０．７５〜０．９７の範囲である成形体を形成する工程
（３）成形体を、１，４００℃以上の温度で焼結する工程
【０００８】
このように実施すると、スパッタリング法により透明導電性酸化物を成膜する際のノジュールの発生を抑制し、安定にスパッタリングを行うことのできるターゲットを効果的に提供することができる。
【０００９】
［４］  また、本発明の第１および第２の製造方法を実施するにあたり、酸化インジウム粉末の平均粒径を０．１〜２μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように実施すると、六方晶層状化合物の結晶粒径が所定範囲に制御されたターゲットをより効果的に提供することができる。
【００１０】
【００１１】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図面を適宜参照して、本発明に関する実施の形態について具体的に説明する。
なお、参照する図面は、この発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。したがって、この発明は図示例にのみ限定されるものではない。また、図面では、断面を表すハッチングを省略する場合がある。
【００１２】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、少なくとも酸化インジウムおよび酸化亜鉛を含有してなるスパッタリングターゲットにおいて、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比を０．７５〜０．９７の範囲内の値とするとともに、Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である。）で表される六方晶層状化合物を含有し、かつ、該六方晶層状化合物の結晶粒径を５μｍ以下の値としたスパッタリングターゲットである。
【００１３】
（１）組成比
第１の実施形態では、ターゲットの構成成分である各金属酸化物の組成に関しては、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比を０．７５〜０．９７の範囲内の値とする必要がある。
この理由は、かかるＩｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が、０．７５未満となると、スパッタリング法により得られる透明導電性酸化物の導電性が低下する場合があるためである。一方、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が、０．９７を超えると、Ｉｎ含有量が多くなり、スパッタリング時にノジュールが発生しやすくなるためである。
したがって、得られる透明導電性酸化物の導電性と、ノジュールの発生防止とのバランスがより良好となることから、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比を０．８０〜０．９５の範囲内の値とすることがより好ましく、０．８５〜０．９５の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００１４】
（２）結晶構造１
また、第１の実施形態では、ターゲットの構成成分のうち、酸化インジウムと酸化亜鉛とが、一般式Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である）で表される六方晶層状化合物として含まれていることを特徴としている。
ここで、酸化インジウムや酸化亜鉛を混合物として単に存在させるのではなく、六方晶層状化合物の結晶形態（結晶粒径５μｍ以下）で含有させる理由は、ターゲットを緻密にしたり、ターゲットの密度を向上させることができ、また、得られる透明導電性酸化物の導電性が向上するためである。
なお、Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍで表される六方晶層状化合物の存在は、結晶構造のＸ線回折分析によって確かめられる。例えば、第４図（ａ）〜（ｄ）に示されるＸ線回折分析チャートおよびそのピークチャートが得られば、Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍで表される六方晶層状化合物の存在を認めることができる。
【００１５】
（３）結晶構造２
(i)結晶粒径
また、第１の実施形態では、ターゲット中の六方晶層状化合物の結晶粒径を５μｍ以下の値とする必要がある。
この理由は、かかる結晶粒径が５μｍを超えると、スパッタリングを行う際に、ノジュールが著しく発生しやすくなるためである。
ただし、かかる結晶粒径が過度に小さくなると、制御が困難となったり、使用可能な原材料の種類が過度に制限される場合がある。
したがって、ターゲット中の六方晶層状化合物の結晶粒径を０．１〜４μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜３μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００１６】
(ii)結晶粒径の大きさと、ノジュールの発生数との関係
ここで、第３図を参照して、六方晶層状化合物の結晶粒径の大きさと、ノジュールの発生数との関係をより詳細に説明する。
第３図の横軸には、六方晶層状化合物の結晶粒径の大きさ（μｍ）を採って示してあり、縦軸には、単位面積および単位スパッタリング時間あたりに発生したノジュール数（個／８Ｈｒｓ／９００ｍｍ2）を採って示してある。
この第３図から容易に理解できるように、六方晶層状化合物の結晶粒径が５μｍ以下であれば、発生したノジュール数が０個／８Ｈｒｓ／９００ｍｍ2であるのに対して、六方晶層状化合物の結晶粒径が５μｍをこえると、ノジュールの発生数が急激に増加し、８〜３２個／８Ｈｒｓ／９００ｍｍ2のノジュールが発生している。
逆に言えば、この第３図から、ノジュールの発生を効果的に防止するためには、六方晶層状化合物の結晶粒径を５μｍ以下とすることが有効であり、結晶粒径を４μｍ以下とすることによりさらに確実にノジュールの発生数を防止できることが理解できる。
【００１７】
(iii)結晶粒径の測定方法
また、六方晶層状化合物の結晶粒径は、電子線マイクロアナライザー（以下、ＥＰＭＡと称する場合がある。）を用いて測定することができる。
より具体的には、ターゲット表面を平滑に研磨した後に、顕微鏡を用い、ターゲット表面を５，０００倍に拡大した状態で、任意位置において３０μｍ×３０μｍの枠内を設定し、その枠内で観察される六方晶層状化合物における結晶粒子についての最大径を、ＥＰＭＡを用いて測定する。そして、少なくとも３箇所の枠内で結晶粒子の最大径を測定するとともに平均値を算出し、六方晶層状化合物の結晶粒径とすることができる。
なお、この六方晶層状化合物の結晶粒径は、ＥＰＭＡによる亜鉛のマッピング（濃度分布）により、容易に識別することができ、それによって、結晶粒径を実測できるものである。
【００１８】
(iv)結晶粒径の制御
また、六方晶層状化合物の結晶粒径は、ターゲットを構成する原料粉末の種類の選択、原料粉末の平均粒径、ターゲットの製造条件等を適宜変更することにより、所定範囲に制御することができる。
例えば、原料粉末の種類および平均粒径に関しては、ターゲットを作製する際に使用する酸化亜鉛粉末の平均粒径を２μｍ以下の値とすれば良い。
この理由は、酸化亜鉛粉末の平均粒径が２μｍを超えると、酸化インジウムに対して、酸化亜鉛が拡散移動しやすくなり、結果として、形成される六方晶層状化合物の結晶粒径の制御が困難となるためである。
ただし、酸化亜鉛粉末の平均粒径が過度に小さくなると、取り扱いが困難となったり、混合粉砕処理を厳格に行う必要が生じ、コストが高くなる場合がある。
したがって、酸化亜鉛粉末の平均粒径を０．１〜１．８μｍの範囲内の値とすることが好ましく、０．３〜１．５μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜１．２μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
一方、酸化インジウム粉末の平均粒径についても、酸化亜鉛粉末の平均粒径と実質的に同等の大きさとすることが好ましい。
したがって、ターゲットを作製する際に使用する酸化インジウム粉末の平均粒径を２μｍ以下の値とすることが好ましく、０．１〜１．８μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．３〜１．５μｍの範囲内の値とすることがさらにより好ましく、０．５〜１．２μｍの範囲内の値とすることが最も好ましい。
【００１９】
（４）バルク抵抗
また、ターゲットのバルク抵抗を、１×１０-3Ω・ｃｍ未満の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるバルク抵抗が１×１０-3Ω・ｃｍ以上の値となると、スパッタリング中の異常放電が発生する様になり、結果としてターゲット表面にノジュールが発生する場合があるためである。
ただし、かかるバルク抵抗が０．５×１０-3Ω・ｃｍ未満の値となると、得られる膜質が結晶質になる場合がある。
したがって、ターゲットのバルク抵抗を、０．５×１０-3〜０．９×１０-3Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．６×１０-3〜０．８×１０-3Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２０】
（５）密度
また、ターゲットの密度を６．７ｇ／ｃｍ3 以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる密度が６．７ｇ／ｃｍ3未満の値となると、ノジュールの発生が多くなったりする場合があるためである。
ただし、かかる密度が７．１ｇ／ｃｍ3を超えると、ターゲット自体が金属質になり、スパッタの安定性が得られず、結果として、導電性や透明性に優れた膜が得られなくなる場合がある。
したがって、ターゲットの密度を、６．８〜７．０ｇ／ｃｍ3の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、製造方法に関する実施形態でありＩｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）ｍ（ただし、ｍは２〜２０の整数である。）で表される六方晶層状化合物を含有し、かつ、該六方晶層状化合物の結晶粒径が５μｍ以下の値であるスパッタリングターゲットの製造方法である。そして、下記（１）〜（３）の工程を含むスパッタリングターゲットの製造方法である。
（１）酸化インジウム粉末と、平均粒径が２μｍ以下の酸化亜鉛粉末とを配合する工程
（２）Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が、０．７５〜０．９７の範囲である成形体を形成する工程
（３）成形体を、酸素ガス雰囲気または酸素ガス加圧下に、１，４００℃以上の温度で焼結する工程
【００２２】
（１）配合工程
(i)混合粉砕機
ターゲットの製造原料に用いる各金属酸化物は、通常の混合粉砕機、例えば湿式ボールミルやビーズミル、あるいは超音波装置を用いて、均一に混合・粉砕することが好ましい。
【００２３】
(ii)原料粉末の平均粒径
また、原料粉末の混合粉砕は、ターゲットにおける六方晶層状化合物の結晶粒径の制御（５μｍ以下）が容易になるため、微細に粉砕するほどよいが、具体的に、酸化インジウム粉末や酸化亜鉛粉末等の平均粒径が２μｍ以下、より好ましくは０．１〜１．８μｍの範囲、さらに好ましくは０．３〜１．５μｍの範囲、さらにより好ましくは０．５〜１．２μｍの範囲となるように混合粉砕処理することが好ましい。
【００２４】
(iii)原料粉末の種類
ここで、原料として用いるインジウム化合物および亜鉛化合物は、酸化物または焼成後に酸化物になる化合物、すなわち、インジウム酸化物前駆体や亜鉛酸化物前駆体であれば好ましい。
このようなインジウム酸化物前駆体や亜鉛酸化物前駆体としては、インジウムおよび亜鉛についての硫化物、硫酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物（塩化物、臭化物等）、炭酸塩、有機酸塩（酢酸塩、しゅう酸塩、プロピオン酸塩、ナフテン酸塩等）、アルコキシド化合物（メトキシド化合物、エトキシド化合物等）、有機金属錯体（アセチルアセトナート化合物等）等が挙げられる。
これらの中でも、硝酸塩や有機酸塩、アルコキシド、有機金属錯体が、低温においても完全に熱分解し、不純物が残存しないので好ましい。
【００２５】
（２）仮焼工程
次いで、インジウム化合物と亜鉛化合物の混合物を得た後、任意工程であるが、この混合物を仮焼することが好ましい。
この仮焼工程においては、５００〜１，２００℃で、１〜１００時間の条件で熱処理することが好ましい。
この理由は、５００℃未満または１時間未満の熱処理条件では、インジウム化合物や亜鉛化合物の熱分解が不十分となる場合があるためである。一方、熱処理条件が、１，２００℃を超えた場合または１００時間を超えた場合には、粒子の粗大化が起こる場合があるためである。
したがって、特に好ましいのは、８００〜１，２００℃の温度範囲で、２〜５０時間の条件で、熱処理（仮焼）することである。
なお、ここで得られた仮焼物は、成形して焼結する前に粉砕するのが好ましい。この仮焼物の粉砕は、ボールミル、ロールミル、パールミル、ジェットミル等を用いて、粒子径が０．０１〜１．０μｍになるようにするのがよい。
【００２６】
（３）成形工程
次いで、成形工程において、得られた仮焼物を用いてターゲットとして好適な形状に成形することが好ましい。
このような成形処理としては、金型成形、鋳込み成形、射出成形等が行なわれるが、焼結密度の高い焼結体を得るためには、ＣＩＰ（冷間静水圧）等で成形した後、後述する焼結処理を行うのが好ましい。
なお、成形処理に際しては、ポリビニルアルコールやメチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等の成形助剤を用いてもよい。
【００２７】
（４）焼成工程
次いで、得られた微粉末を造粒した後、プレス成形により所望の形状に成形し、焼成して、ＨＩＰ（熱間静水圧）焼成等すればよい。
この場合の焼成条件は、酸素ガス雰囲気または酸素ガス加圧下に、通常、１，４００〜１，６００℃、好ましくは１，４３０〜１，５５０℃、さらにこのましくは１，５００〜１，５４０℃において、３０分〜７２時間、好ましくは１０〜４８時間焼成する。
一方、酸化インジウム粉末と酸化亜鉛粉末との混合物を、酸素ガスを含有しない雰囲気で焼成したり、１，４００℃未満の温度において焼成すると、酸化亜鉛と酸化インジウムとの反応性が低下し、六方晶層状化合物の結晶の形成が十分でなくなる場合がある。そのため、得られるターゲットの密度を十分に向上させることができず、したがって、スパッタリング時のノジュールの発生を十分に抑制できなくなる場合がある。
また、この場合の昇温速度は、１０〜５０℃／分とすることが好ましい。
このように、酸化インジウム粉末と酸化亜鉛粉末との所定割合での混合物を、酸素ガス雰囲気または酸素ガス加圧下に１，４００℃以上の温度で焼成すると、酸化インジウムと酸化亜鉛からなる六方晶層状化合物の結晶が、酸化インジウムの結晶粒子の間隙に偏在して生成するため、これが酸化インジウムの結晶成長を抑制して、微細な結晶組織を有する焼結体が形成されるようになる。
なお、上述した配合工程で、平均粒径が２μｍ以下の少なくとも酸化亜鉛を用いているため、結晶粒径が５μｍ以下である焼結体が得られることになる。
【００２８】
（５）還元工程
得られた焼結体について、バルク抵抗を全体として均一化するために、任意工程であるが還元工程において還元処理を行うことが好ましい。
このような還元方法としては、還元性ガスによる方法や真空焼成または不活性ガスによる還元等を適用することができる。
また、還元性ガスによる場合、水素、メタン、一酸化炭素や、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
また、不活性ガス中での焼成による還元の場合、窒素、アルゴンや、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。
なお、還元温度は１００〜８００℃、好ましくは２００〜８００℃である。また、還元時間は、０．０１〜１０時間、好ましくは０．０５〜５時間である。
【００２９】
（６）加工工程
このようにして焼結して得られた焼結体は、加工工程において、さらにスパッタリング装置への装着に適した形状に切削加工し、また装着用治具を取り付けてスパッタリングターゲットとすることが好ましい。
ここで、最終的に得られたスパッタリングターゲットにおいては、その構成成分である各金属酸化物の組成を上記範囲とするとともに、２μｍ以下の粒子を用いて酸素ガス雰囲気または酸素ガス加圧下に１，４００℃以上の温度で焼成し、酸化インジウムと酸化亜鉛を六方晶層状化合物の結晶の形態で存在させてあるので、このターゲットのバルク抵抗が低減するとともに、その結晶粒径が５μｍ以下の緻密な結晶組織を有している。
したがって、このターゲットを用いてスパッタリング法により成膜する際、ノジュールの発生が抑制されることになる。そして、このノジュールのプラズマによる飛散も著しく低減することから、安定性の高いスパッタリングを行うことができ、その結果、異物の付着のない高品質の透明導電性酸化物を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳しく説明する。
【００３１】
［実施例１］
（１）スパッタリングターゲットの製造および評価
(i)ターゲットの製造
原料として、平均粒径が１μｍの酸化インジウムと、平均粒径が１μｍの酸化亜鉛とを、インジウムの原子比〔Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）〕が、０．８３となるように混合して、これを湿式ボールミルに供給し、７２時間混合粉砕して、原料微粉末を得た。
得られた原料微粉末を造粒した後、直径１０ｃｍ、厚さ５ｍｍの寸法にプレス成形して、これを焼成炉に装入し、酸素ガス加圧下に、１，４５０℃において、３６時間の条件で焼成して、透明導電材料からなる焼結体（ターゲット）を得た。
【００３２】
(ii)ターゲットの評価
得られたターゲットにつき、密度、バルク抵抗値、Ｘ線回折分析、結晶粒径および各種物性を測定した。
その結果、密度は６．８ｇ／ｃｍ3
であり、四探針法により測定したバルク抵抗値は、０．９１×１０-3Ω・ｃｍであった。
また、この焼結体から採取した試料について、Ｘ線回折法により透明導電材料中の結晶状態を観察した結果、得られたターゲット中に、Ｉｎ2Ｏ3（ＺｎＯ）3で表される酸化インジウムと酸化亜鉛とからなる六方晶層状化合物が存在していることが確認された。
さらに、得られた焼結体を樹脂に包埋し、その表面を粒径０．０５μｍのアルミナ粒子で研磨した後、ＥＰＭＡであるＪＸＡ−８６２１ＭＸ（日本電子社製）により５，０００倍に拡大した焼結体表面の３０μｍ×３０μｍ四方の枠内で観察される六方晶層状化合物の結晶粒子の最大径を測定した。３個所の枠内で同様に測定したそれぞれの最大粒子径の平均値を算出し、この焼結体の結晶粒径が３．０μｍであることを確認した。
また、(i)で得られた焼結体を切削加工して、直径約１０ｃｍ、厚さ約５ｍｍのスパッタリングターゲット〔Ａ１〕を作製し、物性の測定を行った。
【００３３】
（２）透明導電性酸化物の成膜
上記（１）で得られたスパッタリングターゲット〔Ａ１〕を、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に装着し、室温において、ガラス基板上に透明導電性酸化物を成膜した。
ここでのスパッタ条件としては、アルゴンガスに適量の酸素ガスを混入して用い、スパッタ圧力３×１０-1Ｐａ、到達圧力５×１０-4Ｐａ、基板温度２５℃、投入電力１００Ｗ、成膜時間２０分間とした。
この結果、ガラス基板上に、膜厚が約１２０ｎｍの透明導電性酸化物が形成された透明導電ガラスが得られた。
【００３４】
（３）ノジュール発生数
（１）で得られたスパッタリングターゲット〔Ａ１〕を、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置に装着し、アルゴンガスに３％の水素ガスを添加した混合ガスを用いた他は、上記（２）と同一条件下に、８時間連続してスパッタリングを行った。
次いで、スパッタリング後のターゲット表面を、実体顕微鏡により３０倍に拡大して観察した。そして、ターゲット上の３箇所で、視野９００ｍｍ2中における２０μｍ以上のノジュールの発生数をそれぞれ測定し、平均値を算出した。
この結果、上記（１）で得られたスパッタリングターゲット〔Ａ１〕の表面には、第１図（写真）に示すように、ノジュールは全く観察されなかった。
【００３５】
（４）透明導電性酸化物の物性の評価
上記（２）で得られた透明導電ガラス上の透明導電性酸化物の導電性について、四探針法により比抵抗を測定したところ、２．５×１０-４Ω・ｃｍであった。
また、この透明導電性酸化物は、Ｘ線回折分析により非晶質であることを確認した。一方、膜表面の平滑性についても、Ｐ−Ｖ値（ＪＩＳＢ０６０１準拠）が５ｎｍであることから、良好であることを確認した。
さらに、この透明導電性酸化物の透明性については、分光光度計により波長５００ｎｍの光線についての光線透過率が８２％であり、透明性においても優れたものであった。
【００３６】
［実施例２〜３］
（１）スパッタリングターゲットの製造
実施例２では、原料として、実施例１と同様の酸化インジウムと酸化亜鉛とを、インジウムの原子比〔Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）〕が、０．９３となるように混合したものを使用し、実施例３では、原料として、実施例１と同様の酸化インジウムと酸化亜鉛とを、インジウムの原子比〔Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）〕が、０．９５となるように混合したものをそれぞれ使用したほかは、実施例１の（１）と同様にしてターゲット〔Ｂ１〕および〔Ｃ１〕を得た。
ここで得られたターゲット〔Ｂ１〕および〔Ｃ１〕の組成と物性の測定結果を、それぞれ第１表に示す。
【００３７】
（２）ターゲットおよび透明導電性酸化物の評価
実施例１と同様にして、得られたターゲット〔Ｂ１〕および〔Ｃ１〕から、それぞれ透明導電性酸化物を成膜して、ターゲットおよび透明導電性酸化物を評価した。得られた結果を第２表に示す。
【００３８】
［比較例１〜２］
（１）スパッタリングターゲットの製造
ターゲット中のＩｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比の影響を検討した。
すなわち、比較例１では、原料として、実施例１と同様の酸化インジウムと酸化亜鉛とを、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が０．９８となるように混合したものを使用し、比較例２では、原料として、実施例１と同様の酸化インジウムと酸化亜鉛とを、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比が０．６となるように混合したものをそれぞれ使用した他は、実施例１と同様にしてターゲット〔Ｄ１〕および〔Ｅ１〕を得た。
得られたターゲット〔Ｄ１〕および〔Ｅ１〕の組成と物性の測定結果を、第１表に示す。
【００３９】
（２）ターゲットおよび透明導電性酸化物の評価
実施例１と同様にして、得られたターゲット〔Ｄ１〕および〔Ｅ１〕から、それぞれ透明導電性酸化物を成膜して、ターゲットおよび透明導電性酸化物を評価した。得られた結果を第２表に示す。
【００４０】
［比較例３］
（１）スパッタリングターゲットの製造
ターゲット中のＩｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）で表わされる原子比の影響および焼結温度の影響を検討した。
すなわち、原料として、酸化インジウムと酸化錫との混合物であって、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｓｎ）の原子比が、０．９０となるように混合したものを使用し、かつこれら原料から得られる成形体の焼結温度を１，４００℃とした他は、実施例１の（１）と同様にしてターゲット〔Ｆ１〕を得た。
得られたターゲット〔Ｆ１〕の組成と物性の測定結果を、第１表に示す。
【００４１】
（２）ターゲットおよび透明導電性酸化物の評価
実施例１と同様にして、得られたターゲット〔Ｆ１〕から、それぞれ透明導電性酸化物を成膜して、ターゲットおよび透明導電性酸化物を評価した。得られた結果を第２表に示す。
【００４２】
【表１】
0004850378.tif 000002
【００４３】
【表２】
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【００４４】
【産業上の利用可能性】
以上、詳細に説明したように、本発明のスパッタリングターゲットによれば、結晶粒径の大きさを所定以上の値に制御することにより、透明導電性酸化物をスパッタリングにより成膜する際のノジュールの発生を効果的に抑制することができ、安定して、長時間スパッタリングを行うことができるようになった。
また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、スパッタリングにより透明導電性酸化物を成膜する際のノジュールの発生を抑制することができるターゲットを効果的に提供することができるようになった。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
第１図は、第１の実施形態のターゲット（スパッタリング後）における表面写真である。
第２図は、従来のターゲット（スパッタリング後）の表面写真である。
第３図は、第１の実施形態のターゲット（スパッタリング後）における結晶粒径と、ノジュール数との関係を示す図である。
第４図は、六方晶層状化合物を含有するターゲットにおけるＸ線回折チャートである。
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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