CN101578245A - Ito烧结体以及ito溅射靶 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，通过使用能以更高的合格率对具有优良物性的ITO膜进行成膜的ITO烧结体、ITO溅射靶材以及ITO溅射靶，尤其是使用低体积电阻值的ITO烧结体，从而可以提供一种能够获得低电阻且具有优良非晶态稳定性膜的ITO溅射靶材和ITO溅射靶，以及制造适合用于它们的ITO烧结体的方法。本发明的ITO烧结体，是在主晶粒In₂O₃母相内存在由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒的ITO(Indium－Tin－Oxide)烧结体，其特征在于，该微粒具有倒角的近似立方体的形状。

Description

ITO烧结体以及ITO溅射靶

技术领域

本发明涉及ITO烧结体以及ITO溅射靶。尤其涉及在主晶粒的In₂O₃母相内存在由具有特定形状的In₄Sn₃O₁₂所组成的微粒的ITO烧结体，以及使用该ITO烧结体的溅射靶材和ITO溅射靶。

背景技术

由于ITO膜具有高渗透性和导电性，所以可活用于平板显示器的透明电极。该ITO膜是通过对ITO溅射靶进行溅射而形成的。一直以来，对用于该溅射靶材的ITO烧结体进行了各种研究，如为了提高成膜的合格率，而减少或防止溅射时的电弧或粒子的产生。例如，已公开了一种通过将ITO溅射靶的表面粗糙度控制在规定的范围内，从而防止电弧产生的尝试等(参照专利文件1和2)。

另外，如果使ITO烧结体本身的体积电阻下降，在成膜过程中就能够减少溅射时产生的电弧且能提高成膜速度，所以人们对此也进行了各种研究(参照专利文件3)。

另一方面，在形成透明电极时需要对ITO膜进行蚀刻的工序。如果对通过溅射ITO烧结体所获得的ITO膜进行结晶化，就能够降低膜本身的电阻率，但对结晶化的ITO膜进行蚀刻时为了不产生蚀刻残渣而需要使用强酸。如果实施这种使用强酸的蚀刻加工则容易产生使布线材料断线等许多问题，所以需要一种不使用强酸也易于进行蚀刻加工的非晶态ITO膜。

可是，如果沿ITO烧结体的厚度方向平行地切断ITO烧结体，对所得的截面进行蚀刻，并观察其微细结构，则除了能观察到作为主晶粒的In₂O₃母相及其粒界之外，有时还能观察到沿其粒界的状态存在的化合物相和存在于In₂O₃母相内的微粒。但是，据本发明人所知，到目前为止对存在于该ITO烧结体中的微粒的成分和形状，以及其是否与ITO烧结体的体积电阻值和成膜后的膜物性有关，没有进行任何研究。

专利文件1：日本专利第2750483号公报

专利文件2：日本专利第3152108号公报

专利文件3：日本特开2007-31786号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

本发明的课题在于，通过使用能以更高的合格率对具有优良物性的ITO膜进行成膜的ITO烧结体、ITO溅射靶材以及ITO溅射靶，尤其是使用体积电阻值较低的ITO烧结体，从而提供一种能够获得低电阻且具有优良的非晶态稳定性膜的ITO溅射靶材和ITO溅射靶，以及制造适合用于它们的ITO烧结体的方法。

解决课题的手段

本发明人注意到在作为ITO烧结体的主晶粒的In₂O₃母相内存在由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒，并对该微粒具有特定形状，以及与成膜的合格率和成膜后的膜物性之间的因果关系进行了努力研究。其结果发现，若使用对存在于该In₂O₃母相内的由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒形状进行控制的ITO烧结体，则能提供以更高的合格率对具有优良物性的ITO膜进行成膜的ITO溅射靶材以及ITO溅射靶，从而完成了本发明。

即、本发明所涉及的ITO烧结体的特征在于，在主晶粒的In₂O₃母相内存在由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒，该微粒具有倒角的近似立方体的形状。

而且，优选为，本发明所涉及的ITO烧结体的体积电阻值小于等于1.30×10^-4Ω·cm。

并且，优选为，所述微粒的水平方向费雷特直径(horizontal feret’s diameter)的平均值小于0.25μm，所述微粒的圆形度系数的平均值大于等于0.8。

这些ITO烧结体可作为溅射靶材活用，本发明所涉及的ITO溅射靶的特征在于，具备所述ITO烧结体和背板。

这些ITO烧结体可通过本发明所涉及的ITO烧结体的制造方法而获得。该制造方法的工序为，对由铟氧化物和锡氧化物组成的混合物进行成型，将所得的成型体加热到1580～1700℃的最高烧结温度，并且将该最高烧结温度的保持时间设为小于等于300秒，然后使温度下降到第二次烧结温度的1400～1550℃，并且将第二次烧结温度的保持时间设为3～18小时，之后再使温度下降到室温，其特征在于，包括在该第二次烧结温度的保持时间至少经过1～4小时的时候改为非氧化性环境的工序，并且包括以110～300℃/小时的平均降温速度使温度从该最高烧结温度下降到400℃的工序。

另外，在本说明书中，ITO(Indium-Tin-Oxide)通常指，在氧化铟(In₂O₃)中添加1～35重量％的氧化锡(SnO₂)而获得的材料。

发明的效果

由于在本发明的ITO烧结体中，存在于In₂O₃母相内的由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒具有特定的形状，所以能将ITO烧结体本身的体积电阻值控制在较低的数值。因此，将ITO烧结体用于溅射靶时，能够将溅射所需要的电压控制在较低的数值，从而能够进行稳定的成膜工序。

另外，由于使用上述ITO溅射靶所得的溅射膜，在高温下也具有优良的非晶态稳定性的膜特性，因此易于进行之后的蚀刻加工。

附图说明

图1为表示实施例1的ITO烧结体的SEM图像的图。

图2为ITO烧结体组织的示意图。

图3为表示实施例1的ITO烧结体的SEM图像的图。

图4为，表示使用经二值化处理的微粒2的SEM图像，从水平方向的总像素数求出水平方向费雷特直径的原理的示意图。

图5为，表示使用经二值化处理的微粒2的SEM图像，从形成粒子的总像素数求出粒子面积的原理的示意图。

图6为，表示使用经二值化处理的微粒2的SEM图像，从形成粒子周围的总像素数求出周长的原理的示意图。

图7为含有微粒2的STEM图像。

图8为微粒2的TEM图像。

图9为图8的TEM图像的电子衍射图像。

图10为，在图9中提取的衍射花样DF1的暗场像。

图11为，在图9中提取的衍射花样DF2的暗场像。

符号说明

1：In₂O₃母相

2：微粒

3：粒界

4：化合物相

5：无微粒区

10：ITO烧结体

(1)：水平方向费雷特直径

(2)：形成粒子的总像素数

(3)：形成粒子周围的总像素数

具体实施方式

然后，根据需要参照附图对本发明进行具体的说明。

本发明的ITO烧结体在主晶粒的In₂O₃母相内存在由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒。图1为，表示使用扫描电子显微镜(SEM：JSM-6380A，JEOL制造)，在放大率为3,000倍时观察该ITO烧结体所得图像的图。图2为该ITO烧结体的示意图。如这些图所示，在本发明所涉及的ITO烧结体中存在着作为主晶粒的In₂O₃母相1，在该母相1内以分散析出的状态存在多个由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒2。

如图3所示，微粒2是在使用SEM放大率为30,000倍时所得的图像中观察到的粒子。在本发明所涉及的ITO烧结体中，该微粒2的成分为In₄Sn₃O₁₂。这是通过使用透射电子显微镜(FE-TEM：JEM-2100F，日本电子制造)，由以下的成分分析对微粒2进行分析而证实的。

《微粒的成分分析》

在通过FE-TEM附属的EDX所得的微粒2的STEM图像(0.5×0.5μm²视野)内，提取多个任意的点，以各点的分析结果为基础进行了微粒2的元素分析，进而证实了其由In、Sn、O组成。而且，从使用了TEM的电子衍射图像中提取衍射花样，并证实它们是来自微粒2的衍射花样。

然后，提取包括上述衍射花样的倒易点阵单位，并测量倒易点阵的晶面间距，再从ICDD卡中提取所有的由In、Sn、O组成的晶体。以这些结果为基础，通过解析软件(电子衍射花样解析软件、日铁テクノリサ一チ制造)进行物质识别。

通过所述的成分分析，可以确定微粒2的成分为In₄Sn₃O₁₂。

在本发明的ITO烧结体中，上述微粒2具有倒角的近似立方体的形状。在近似立方体的形状中，面与面的连接部位即边缘部圆滑，对ITO烧结体的截面进行观察时，其被观察到的形状为角部呈圆弧状的近似四边形。由于微粒2为近似立方体，所以包围该近似立方体的各面形状并不局限于近似正方形的形状，只要是包括近似长方形的近似四边形即可，也可以具有一定程度的歪斜。在进行SEM观察时的3×4μm²的视野内，可以确认至少有80～300个具有这种形状的微粒2。

虽然微粒2具有这种形状的理由还不清楚，但可以推测出因In₄Sn₃O₁₂引起的晶体取向在发挥影响。并且，推测为，由于具有这种形状的微粒2比只具有球体形状的粒子能够更有效地利用有限的母相区域并更容易互相重叠，所以微粒之间的附着力会增强，因此对所得膜的物性产生一些影响。

如上所述，在本发明所涉及的ITO烧结体中，由于在In₂O₃母相1内存在被控制成特定形状的由In₄Sn₃O₁₂组成的微粒2，因而能将ITO烧结体的体积电阻值控制在较低的数值，所以在成膜的情况下能够抑制溅射时产生电弧，并且能使成膜速度提高。另外，作为溅射靶使用此类ITO烧结体所获得的膜，因为在高温下也具有优良的非晶态稳定性，所以能提高蚀刻加工的速度，同时容易使图形形状变得良好。并且，还能够减少蚀刻残渣的数量。

在本发明的ITO烧结体中，进一步地，所述微粒2的水平方向费雷特直径的平均值优选小于0.25μm，更优选为0.05～0.20μm，最优选为0.1～0.18μm。水平方向费雷特直径是指通过在所述SEM观察中的粒子解析求出的数值，水平方向费雷特直径的平均值是指，在进行SEM观察时的3×4μm²的视野内，对任意提取20个微粒2后求出的水平方向费雷特直径的数值进行平均的值。

具体用以下的方法求出水平方向费雷特直径的数值。使用粒子解析软件(粒子解析Version3.0，住友金属テクノロジ一株式会社制造)，首先追踪微粒2的SEM图像，用扫描器进行图像识别，对该图像进行二值化处理。此时，将换算值设定为一像素以μm单位表示。然后，作为计测项目选择水平方向费雷特直径，从而能够获得由图4所示的微粒2在水平方向的总像素数所算出的水平方向费雷特直径(μm)的数值。

若微粒2为该水平方向费雷特直径的平均值，则存在于In₂O₃母相1内的微粒2将会变得极小，再加上微粒2具有特定的形状能进一步提高粒子之间的附着力，因此，作为溅射靶使用该ITO烧结体进行溅射时，就能实现稳定的溅射。另一方面，当具有特定形状的微粒2的水平方向费雷特直径的平均值大于上述值时，将会妨碍电子的流动，所得ITO烧结体的体积电阻值有可能变大。

在本发明的ITO烧结体中，所述微粒2的圆形度系数的平均值优选为大于等于0.8，更优选为0.82～0.99，最优选为0.85～0.96。圆形度系数是指，与所述水平方向费雷特直径相同，都是通过在SEM观察中的粒子解析求出的数值，圆形度系数的平均值是指，在进行SEM观察时的3×4μm²的视野内，对任意提取20个微粒2后所求出的圆形度系数的数值进行平均的值。

具体用以下的方法求出圆形度系数的数值。与所述水平方向费雷特直径相同，都是使用粒子解析软件，首先追踪微粒2的SEM图像，用扫描器进行图像识别，对该图像进行二值化处理。此时，将换算值设定为，以μm单位表示一像素。其次，如图5所示，选择面积作为计测项目，从形成微粒2的总像素数获得粒子面积(μm²)。并且，如图6所示，选择周长作为计测项目，从形成微粒2的周围的总像素数获得周长(μm)。从这些面积和周长的数值，可以获得根据下式(1)所算出的圆形度系数的数值。

[数学式1]

该圆形度系数的数值越接近1.0，则表示作为测量对象的微粒2的形状越接近球状。

而在本发明的ITO烧结体中的微粒2，表现出接近1.0的很高的圆形度系数的平均值，该事实证明，微粒2具有倒角的近似立方体的形状。

本发明所涉及的ITO烧结体的体积电阻值为1.30×10^-4Ω·cm以下，优选为1.25×10^-4Ω·cm以下。对体积电阻值的下限值没有特别限制，但通常为9×10^-5Ω·cm以上。

由于本发明所涉及的ITO烧结体表现出所述的体积电阻值，在作为溅射靶使用该ITO烧结体时，能有效地抑制电弧的产生，并且能将溅射所需的电压控制在较低的数值，所以能实现稳定的成膜工序。如上所述，我们认为能够达到该体积电阻值是因为在本发明的ITO烧结体中，上述微粒2具有倒角的近似立方体的形状。

另外，如图2所示，在放大率为3,000倍进行SEM观察时，在没有观察到微粒2的In₂O₃母相1内的区域(但是，不包括沿粒界状态存在的化合物相的区域)内存在着无微粒区5。无微粒区5从In₂O₃母相1的粒界3开始的宽度的平均值小于0.3μm，优选在0.2～0.01μm的范围内。

在此，无微粒区5从In₂O₃母相1的粒界3开始的宽度的平均值是指以下所得的数值。使用金刚石切割器沿厚度方向平行地切断ITO烧结体，对所得的截面用金刚砂纸#170、#320、#800、#1500、#2000分阶段地进行研磨，最后进行抛光研磨加工成镜面状。将该ITO烧结体在40℃的蚀刻液(以体积比为HCl∶H₂O∶HNO₃＝1∶1∶0.08的比例，对硝酸(60～61％水溶液，关东化学株式会社制造，硝酸1.38鹿1级产品号码28161-03)、盐酸(35.0～37.0％水溶液，关东化学株式会社制造，盐酸鹿1级产品号码18078-01)以及水进行混合)中浸渍9分钟，对所述截面进行蚀刻。以放大率为3,000倍对露出的面进行SEM观察，并使用拍照后的SEM照片，将能够在该照片观察到的全部截面中的所有In₂O₃母相粒子(位于照片的一端，截面的一部分没有被拍到的In₂O₃母相粒子不属于测量对象)作为测量对象，从各In₂O₃母相的粒界到法线方向的微粒2为止的距离中，将最小值和最大值之和的1/2作为在该In₂O₃母相粒子中的无微粒区5的宽度。对于作为测量对象的所有In₂O₃母相粒子求出该宽度的数值，再将它们的总和除以作为测量对象的In₂O₃母相粒子的个数。将所得数值作为所述无微粒区5的宽度的平均值。

若无微粒区5从In₂O₃母相1的粒界3开始的宽度平均值位于上述范围内，则在主晶粒的In₂O₃母相1内微粒2所存在的区域将会变大，因而能期待ITO烧结体全体物性的均质化。其结果为，通过将这种ITO烧结体作为溅射靶使用，从而能提供物性偏差少的优质ITO膜。

其次，详细说明本发明所涉及的ITO烧结体的制造方法。

本发明的ITO烧结体可以通过所谓的粉末治金法制造。在粉末治金法中，通常根据需要在原料粉末中加入粘合剂进行压缩成型，将所得的成型体根据需要进行脱脂之后，对该成型体进行烧成处理，从而获得烧结体。在本发明所涉及的ITO烧结体的制造方法中，需要在特定的条件下进行其中的烧成处理。

具体而言，可以用通常的公知手段以及条件进行以下的工序。即、从以所希望的比例混合氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(SnO₂)等原料粉末，根据需要加入粘合剂，对其进行压缩成型而获得成型体，根据需要对所得的成型体进行脱脂为止的工序。

具体例举的话，可以根据需要对原料粉末实施预烧、分级处理，例如可以使用球磨机等进行之后的原料粉末的混合。其后，将混合后的原料粉末填充于成型模进行压缩成型，从而制造成型体，并在空气环境或氧气环境下进行脱脂，或者还可以如日本特开平11-286002号公报所记载的过滤式成型法，在用于从陶瓷原料浆液中减压排出水分而获得成型体的、由非水溶性材料组成的过滤式成型模中，注入由混合后的原料粉末、离子交换水以及有机添加剂组成的浆液，对浆液中的水分进行减压排水，从而制造成型体，对该成型体进行干燥脱脂。

在以下说明的特定条件下对所得的成型体进行烧成处理，就能够获得本发明的ITO烧结体。

烧成处理通常是由加热工序、保温工序以及冷却工序所构成。能够用于烧成处理的炉，只要是具有公知结构的炉就没有特别限制。

在加热工序中，将上述成型体放入炉内，通常，将炉内连续或分阶段地加热到1580～1700℃的最高烧结温度，优选是1600～1650℃为止。此时，可根据需要将成型体放置在烧成板上。从所得的ITO烧结体的生产效率的观点考虑，优选通过整个加热工序而使炉内的平均升温速度为50～400℃/小时。

另外，从提高所得ITO烧结体的密度的观点考虑，优选为，向炉内导入氧气并在氧气环境下进行所述加热工序。对于每1m³的炉内体积，导入炉内的氧气流量通常是0.1～500m³/小时范围内的量。

在上述加热工序中达到最高烧结温度时，在该最高烧结温度的保持时间小于等于300秒，优选为小于等于150秒。对该保持时间的下限值无特别限制，最优选为瞬间。一般在最高烧结温度下的保持时间为3～20小时左右，但在本发明中，通过将最高烧结温度下的保持时间设定成极短的时间，从而能进一步提高所得ITO烧结体的密度。优选为，即使在该保温工序中也以与加热工序相同的条件向炉内导入氧气。

然后使温度下降到1400～1550℃，优选是1500～1550℃的第二次烧结温度为止，在该第二次烧结温度下保持3～18小时，优选保持5～15小时的时间。此时，在该第二次烧结温度下的保持时间至少经过1～4小时，优选经过2～3小时之际，将炉内改为非氧化性环境。但是，改为非氧化性环境的时间点是在上述第二次烧结温度的保持时间内。例如，在将第二次烧结温度的保持时间设为3小时的情况下，改为非氧化性环境的时间点是在该保持时间经过1小时以上不足3小时的时间点。

在此，非氧化性环境是指，在上述第二次烧结温度的保持时间结束时炉内氧气浓度为13％以下的环境，具体包括置换成氧气之外的例如氩气、氮气等惰性气体的环境。优选在这种环境下进行烧结。

并且在冷却工序中，将所述炉内连续或分阶段地冷却到室温，对经过上述加热工序以及保温工序的成型体进行冷却。不仅从存在于所得ITO烧结体的主晶粒In₂O₃母相1内的微粒2的形状出发，而且从控制该粒子的水平方向费雷特直径和圆形度系数的平均值，以及控制无微粒区5从In₂O₃母相1的粒界3开始的宽度平均值的观点出发，在上述冷却工序中，需要调节从最高烧结温度到400℃的温度区域内的降温速度。在该温度区域内的平均降温速度通常为110～300℃/小时，优选为150～300℃/小时。即、从最高烧结温度到保温工序中的最高温度为止的温度区域；以及从保温工序中的最高温度到400℃为止的温度区域的平均降温速度都处于上述范围内。若上述温度区域的平均降温速度在上述范围内，则经过加热工序后的成型体就被迅速冷却，能容易地抑制在In₂O₃母相1内的微粒2的生长，因而能将该微粒2的形状控制成特定的形状。而且，也容易将该粒子的水平方向费雷特直径和圆形度系数的平均值控制在特定的数值。并且，由于微粒2不会粗大化，而以分散析出的状态存在于In₂O₃母相1内的广泛区域中，因此能将无微粒区5从In₂O₃母相的粒界开始的宽度的平均值控制成小于0.3μm。另外，若上述平均降温速度超过300℃/小时，则烧结体发生裂纹的几率会变高，从生产效率上看不优选。

在上述冷却工序中，对小于400℃到室温为止的温度区域的降温速度没有特别限制。这是由于在该温度区域内，在In₂O₃母相1内的微粒2实际上不会生长。具体为，可以适当设定降温速度，也可以不调节降温速度，使其自然冷却至室温。即使在冷却工序中也继续维持在前一工序中导入的非氧化性环境。对于每1m³的炉内体积，导入炉内的惰性气体的流量通常是0.1～500m³/小时范围内的量。

虽然理由不明，但是如果在氧气环境内进行上述冷却工序，则促进In₂O₃母相1内的微粒2的生长并容易导致粗大化，有可能会难以控制粒子的形状。另外，除了粒子的水平方向费雷特直径和圆形度系数的平均值有可能超出特定的数值范围之外，该微粒2在In₂O₃母相1的中心部发生凝集析出，从而难以获得本发明的ITO烧结体。

将所得的ITO烧结体，根据需要切割成所希望的形状，进行研削等之后，可以作为溅射靶材使用。

并且，通过将所述ITO烧结体，与作为冷却板的背板进行接合，从而能获得ITO溅射靶。

在该情况下，背板只要是通常用于溅射靶的背板即可，例如铜制或铜合金制的背板。而且，其形状可以是公知的形状，并没有特别限制。

ITO烧结体和背板的接合，可以适当使用公知的方法进行，并没有特别限制，但从成本和生产性的观点考虑，优选使用通过In焊料等粘合剂来接合的方法。具体而言通过以下的方法进行接合，即、根据需要将ITO烧结体切割成所希望的形状，再根据需要进行研削等之后，将其加热到In焊料的熔点以上的温度，以保持该温度的状态，在该ITO烧结体的与背板接合的面上涂布熔融的In焊料，并与背板贴紧，一边加压一边自然冷却到室温等的方法。

下面根据实施例，进一步具体说明本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例

[实施例1]

以氧化铟(In₂O₃)的粉末和氧化锡(SnO₂)的粉末为90∶10(重量比)的比例，在该粉末中加入作为粘合剂的聚乙烯醇(PVA)，进行了球磨混合。在800kg/cm²的挤压压力下对所得的混合粉末进行压缩成型，在空气中进行脱脂从而获得了成型体。

将所得的成型体放置于烧成板的状态下再放入间歇式加热炉内，在炉内吹入氧气浓度为100％的氧气的同时(对于每1m³的炉内体积，其量为1m³/h)，将炉内加热到1600℃，并将该温度下的保持时间设定为0秒(瞬间)，再立刻降温到1550℃。然后，在1550℃保持2小时之后，将炉内的氧气置换成氩气再保持了6小时。此时炉内的氧气浓度为10.1％。其后，在炉内的气体仍然是氩气的状态下冷却至室温，从而获得了ITO烧结体。

此时的加热工序的平均升温速度为117℃/小时，从1600℃到400℃的温度区域中的冷却工序的平均降温速度为175℃/小时。

以下表示烧成条件。

《烧成条件》

室温(氧气环境)→(50℃/小时)→400℃→(100℃/小时)→800℃×4小时→(400℃/小时)→1600℃(瞬间)→1550℃×2小时→(改成氩气环境)→(-175℃/小时)→300℃→自然冷却→室温

根据四探针法，使用恒流恒压测量装置(ケ一スレ一制造；SMU236)和测量架台(共和理研制造；K-504RS)以及四探针测试仪(共和理研制造；K89PS150μ)，测量了所得ITO烧结体的体积电阻率，其结果为1.29×10^-4Ω·cm。

然后，通过金刚石切割器，从该ITO烧结体进行烧结时的上表面到5mm的位置内沿厚度方向平行地切断该ITO烧结体，对所得的截面分别使用金刚砂纸#170、#320、#800、#1500、#2000，以每次旋转90度的方式分阶段地进行研磨，最后再进行抛光研磨加工成镜面状，之后在40℃的蚀刻液(以体积比为HCl∶H₂O∶HNO₃＝1∶1∶0.08的比例，对硝酸(60～61％水溶液，关东化学株式会社制造，硝酸1.38鹿1级产品号码28161-03)、盐酸(35.0～37.0％水溶液，关东化学株式会社制造，盐酸鹿1级产品号码18078-01)以及水进行混合)中浸渍9分钟并进行蚀刻。以放大率为3,000倍和30,000倍，对露出的面进行了SEM观察(JSM-6380A；JEOL制造)。图1表示所得的SEM图像(放大率：3,000倍)，并且，图3表示对该微粒群部分进行放大的SEM图像(放大率：30,000倍)。

通过以上所述的方法，从所得的SEM图像中，求出无微粒区5从In₂O₃母相的粒界开始的宽度的平均值，其结果为，无微粒区从In₂O₃母相的粒界开始的宽度的平均值为0.2μm。

其次，为了解析上述微粒2，使用FE-TEM(JEM-2100F，日本电子制造)对上述微粒2进行了观察。此时的加速电压设为200kv。首先，如图7所示，从含有上述微粒2的STEM图像(0.5×0.5μm²视野)中提取任意的6个微粒。使用FE-TEM附属的EDX对它们进行了定量分析。其结果如表1所示。

[表1]

表1

提取点	In	Sn
			1	78.2	21.8
2	88.3	11.7
			3	88.7	11.3
4	88.9	11.1
			5	89.3	10.7
6	88.6	11.4

单位：原子％

从该结果可看出，被检测到的主要元素为In、Sn、O，微粒2是由这些元素所构成的。

图8表示图7所示部分的TEM图像，图9表示图8的电子衍射图像。

从图9所示的电子衍射图像中，提取了被认为是来自微粒2的衍射花样DF1和DF2。图10表示DF1的暗场像，图11表示DF2的暗场像。并且证实这些都是来自微粒2的衍射花样。

并且，提取包含DF1的倒易点阵单位，并测量了倒易点阵的晶面间距。而且，从ICDD卡中全部提取了由In、Sn、O组成的晶体。以这些数据为基础，使用解析软件(电子衍射花样的物质识别支援系统、日铁テクノリサ一チ制造)进行了物质识别。此时，将倒易点阵的晶面间距的误差设为5％，其角度的误差设为2°。

其结果为，微粒2的成分被鉴定为ICDD卡中的In₄Sn₃O₁₂。

然后对上述样本进行SEM观察，并证实了在3×4μm²的视野内，存在102个以上的具有倒角的近似立方体形状的微粒2。并且，从这些微粒2中任意提取20个，使用上述粒子解析软件，测量了各个粒子的水平方向费雷特直径和圆形度系数。从所得的测量值中，求出了水平方向费雷特直径和圆形度系数的平均值。其结果为，存在于In₂O₃母相内的微粒2的水平方向费雷特直径的平均值为0.14μm，圆形度系数的平均值为0.91。

使用该ITO溅射靶，在以下的条件进行溅射，在150℃的玻璃基板(コ一ニング会社制造；コ一ニング#1737，50mm×50mm×0.8mm)上将其成膜为ITO膜。

《溅射条件》

成膜条件：

装置：DC磁控管溅射装置；排气系统：低温泵、旋转泵；到达真空度：3.0×10^-6Pa

溅射压力：0.4Pa(氮气换算值，Ar压力)

氧气分压：1.0×10^-3Pa

对所得的膜进行X射线衍射测量的结果为，没有观察到峰值，从而证实了该膜为非晶态。

[参考例1]

制造与实施例1相同的ITO成型体，将所得的成型体放置于烧成板的状态下再放入间歇式加热炉内，在炉内吹入氧气浓度为100％的氧气的同时(对于每1m³的炉内体积，其量为1m³/h)，将炉内加热到1600℃，在该温度下保持8小时之后，将炉内的氧气置换成空气，并且吹入空气的同时(对于每1m³的炉内体积，其量为1m³/h)冷却至室温，从而获得了ITO烧结体。

此时的加热工序的平均升温速度为117℃/小时，从1600℃至400℃的温度区域内冷却工序的平均降温速度为175℃/小时。

以下表示烧成条件。

《烧成条件》

室温→(50℃/小时)→400℃→(100℃/小时)→800℃×4小时→(400℃/小时)→1600℃×8小时→(-175℃/小时)→300℃→自然冷却→室温(在全部工序中均为氧气流动的环境)

然后，使用与实施例1相同的方法，测量了所得的ITO烧结体的体积电阻率，其结果为1.38×10^-4Ω·cm。

Claims (7)

1、一种ITO烧结体，该ITO(Indium-Tin-Oxide)烧结体在主晶粒In₂O₃母相内存在由In₄Sn₃O₁₂所组成的微粒，其特征在于，该微粒具有倒角的近似立方体形状。

2、根据权利要求1所述的ITO烧结体，其特征在于，其体积电阻值小于等于1.30×10^-4Ω·cm。

3、根据权利要求1或2所述的ITO烧结体，其特征在于，所述微粒的水平方向费雷特直径的平均值小于0.25μm。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的ITO烧结体，其特征在于，所述微粒的圆形度系数的平均值大于等于0.8。

5、根据权利要求1至4中任意一项所述的ITO烧结体，其特征在于，该ITO烧结体是溅射靶材。

6、一种ITO溅射靶，其特征在于，具备：权利要求1至4中任意一项所述的ITO烧结体；以及背板。

7、一种ITO烧结体的制造方法，用于制造ITO(Indium-Tin-Oxide)烧结体，工序为：对由铟氧化物和锡氧化物组成的混合物进行成型，将所得的成型体加热到1580～1700℃的最高烧结温度，并且将该最高烧结温度的保持时间设为小于等于300秒，然后使温度下降到第二次烧结温度的1400～1550℃，并且将第二次烧结温度的保持时间设为3～18小时，之后降温至室温，其特征在于，

包括在该第二次烧结温度的保持时间至少经过了1～4小时的时候改为非氧化性环境的工序；

并且包括以110～300℃/小时的平均降温速度从该最高烧结温度降温至400℃的工序。

Images