CN107012435A - 烧结体和包含该烧结体的溅射靶以及使用该溅射靶形成的薄膜 - Google Patents

烧结体和包含该烧结体的溅射靶以及使用该溅射靶形成的薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烧结体和包含该烧结体的溅射靶以及使用该溅射靶形成的薄膜。一种含有ZnS和氧化物的烧结体或膜，其特征在于，所述烧结体含有40摩尔％～70摩尔％的ZnS，烧结体中的所述氧化物至少包含包含Zn、Ga、O的复合氧化物，所述烧结体或膜的组成满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn‑S)≤18原子％。本发明的课题在于提供一种体电阻值低且能够进行稳定的DC溅射的溅射靶。另外，本发明的课题在于提供一种在光学特性、耐高温高湿性方面具有极其优异的特性的薄膜作为各种显示器中的透明导电膜、光盘的保护膜、光学调节用膜。

Description

烧结体和包含该烧结体的溅射靶以及使用该溅射靶形成的 薄膜
技术领域
本发明涉及烧结体和包含该烧结体的溅射靶以及使用该溅射靶形成的薄膜，特别是涉及能够进行DC溅射的溅射靶以及具有所期望的特性的薄膜。
背景技术
在有机EL、液晶显示器或触控面板、光盘等各种光学器件中，在利用可见光的情况下，需要所使用的材料是透明的，特别是在可见光区域的整个区域内，期望具有高透射率。例如，ZnS-SiO2为高透射率且柔软的材料，因此被用作光盘的保护膜。但是，该材料为绝缘性，因此存在不能DC溅射的问题。
因此，存在通过在ZnS中添加导电性材料而使其低电阻化，从而能够进行DC溅射的技术。例如，在专利文献1中公开了通过以氧化锌(ZnS)作为主要成分，并且还含有导电性氧化物，从而降低体电阻值，使其能够进行DC溅射。作为导电性氧化物，公开了氧化铟、氧化锡、氧化锌。
另外，在专利文献2中公开了一种溅射靶，其以ZnS类介电体材料(有时也包含ITO)作为主要成分，并且在该材料中分散有5～30摩尔％的ZnO，其中所述ZnO配合有0～5摩尔％的Al2O3。记载了该靶具有500Ω以下的电阻值，能够进行DC溅射，而且使用该靶而得到的介电体膜为非晶质的。
但是，在添加氧化铟(In2O3)作为导电性材料的情况下，在可见光短波长区域中产生吸收，存在透射率降低的问题。这一点在利用波长为650nm的光的光盘(DVD)用途中并不特别成为问题，但是在用于触控面板或显示器等显示器件时，由于要求在可见光区域的整个区域内为透明(高透射率)的，因此存在的问题是不适合于这样的器件。另外，在添加氧化铝(Al2O3)的情况下，还存在的问题是，Al与Zn相比更易于形成稳定的硫化物，因此Al与硫(S)结合，不能够保持ZnS的优异特性。
另外，在用作保护层时，一些器件中经常使用避忌与水接触的金属等，因此作为其特性之一，还要求保护该器件免于水(湿度)。特别是，对于光盘等记录保存介质而言，为了长期保存数据，需要耐水性，另外，在有机EL的情况下，对氧、水非常不耐受，因而对材料要求特别高的耐水性。
需要说明的是，包括本发明在内，上述技术为用于控制光学特性等的膜(光学调节膜、保护膜等)，与作为要求导电性的一般的透明导电膜(电极)使用的膜是用途不同的膜。此类膜除了折射率、透射率等光学特性以外，为了耐湿性、非晶膜等进一步的高性能化，还要求多种特性的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-242684号公报
专利文献2：日本特开2011-8912号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题在于提供一种体电阻率低且能够进行DC溅射的烧结体溅射靶。另外，本发明的课题在于提供一种具有所期望的光学特性等的薄膜。该薄膜在可见光区域的整个区域内的透射率高，且折射率高，而且为非晶膜，具有良好的耐湿性，因此作为有机EL、液晶显示器或触控面板、光盘等光学器件用的光学薄膜是有用的。
用于解决问题的手段
为了解决上述的课题，本发明人进行了深入研究，结果发现，通过采用下述提出的材料体系，能够通过DC溅射进行稳定且生产率高的成膜，并且能够得到具有所期望的光学特性等的薄膜，能够改善使用该薄膜的光学器件的特性、提高生产率。
本发明人基于该发现，提供下述的发明。
1)一种烧结体，其为含有ZnS和氧化物的烧结体，其特征在于，所述烧结体含有40摩尔％～70摩尔％的ZnS，所述氧化物中至少包含包含Zn、Ga、O的氧化物，所述烧结体的组成满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn-S)≤18原子％。
2)如上述1)所述的烧结体，其特征在于，所述烧结体的体电阻率为10Ω·cm以下。
3)如上述1)或2)所述的烧结体，其特征在于，所述烧结体的相对密度为90％以上。
4)一种溅射靶，其包含上述1)～3)中任一项所述的烧结体。
5)一种膜，其为含有Zn、Ga、S、O的膜，其特征在于，以ZnS换算含有40摩尔％～70摩尔％的S，且满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn-S)≤18原子％。
6)如上述5)所述的膜，其特征在于，所述膜的波长550nm下的折射率为2.10以上。
7)如上述5)或6)所述的膜，其特征在于，所述膜的波长405nm下的消光系数为0.1以下。
8)如上述5)～7)中任一项所述的膜，其特征在于，所述膜为非晶膜。
发明效果
根据本发明，通过采用上述所示的材料体系，体电阻率低、且能够通过DC溅射稳定地成膜，从而能够提高生产率。另外，根据本发明，能够确保作为有机EL、液晶显示器或触控面板、光盘等光学器件用的薄膜的良好的光学特性(透射率、折射率)，并且能够确保良好的耐水性等。
附图说明
图1为表示实施例1和实施例2中的靶的EPMA图像的图。
图2为表示实施例2和比较例5中的薄膜的X射线衍射图谱的图。
具体实施方式
本发明的烧结体(溅射靶)为含有ZnS和氧化物的烧结体，所述氧化物至少包含包含Zn、Ga、O的氧化物。作为包含Zn、Ga、O的氧化物，存在：固溶有Ga的ZnO固溶体(GZO)、ZnGa2O4等复合氧化物。由此，体电阻率低、能够进行DC(直流)溅射，并且能够形成具有良好的光学特性(透射率、折射率等)和耐水性的适合用于有机EL、液晶显示器或触控面板、光盘等光学器件的非晶薄膜。
DC溅射与RF(高频)溅射相比，具有成膜速度更快，溅射效率更良好等优异的特征。而且，DC溅射装置具有价格便宜，容易控制，电力的消耗量少的优点。因此，通过使用本发明的溅射靶，能够低成本且稳定地制造膜，提高生产率。
溅射靶中的硫化锌(ZnS)的含量设定为40摩尔％以上且70摩尔％以下。将ZnS的含量设定为40摩尔％～70摩尔％的理由是，含量少于40摩尔％时，不能够保持ZnS所具有的优异特征，即不能够保持比氧化物膜更柔软、适合于柔性器件的特征，而且形成的膜不会成为非晶的，耐水性(耐湿性)劣化；另一方面，含量超过70摩尔％时，溅射靶的导电性降低，有时不能够进行DC溅射。
如前所述，构成本发明的烧结体的氧化物至少包含：包含Zn、Ga、O的固溶体、复合氧化物，但是除此以外可以还包含Zn的氧化物(ZnO等)、GaO的氧化物(Ga2O3等)。而且，本发明的烧结体的组成的特征在于，满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn-S)≤18原子％。需要说明的是，所述关系式中的元素符号表示烧结体中的各元素的浓度(原子比)。
Ga氧化物的含量少时，膜特性(特别是耐湿性)会降低，因此不优选；另一方面，Ga氧化物的含量多时，导电性会降低，难以进行稳定的DC溅射；因此Ga与Zn之比优选设定在上述的范围内。需要说明的是，在ZnS中还包含Zn，因此，在上述关系式中，扣除ZnS中的Zn(S)的部分。
作为导电性氧化物，已知In2O3、SnO2、ZnO等，另外已知还添加Al2O3、Ga2O3等。通过添加以往的这样的导电性氧化物来进行靶的电阻的降低，另一方面，有时添加材料的种类、量会使膜的光学特性劣化，特别是作为在可见光区域的整个区域内要求高透射率的显示器件用的膜，不能够得到充分的特性。
例如，在使用含有In2O3的材料时，在短波长区域中会产生吸收。另外，在使用含有SnO2的材料时，为了得到充分的导电性，需要增加其添加量，其结果是，ZnS量减少，不能得到ZnS所具有的优异特征。另外，与In2O3同样，对于SnO2，也存在在短波长区域中容易产生吸收的问题。因此，为了得到在可见光区域的整个区域中高透射率的膜，使用ZnO基材料是有效的。此外，通过在该ZnO基材料中添加价数不同的氧化物，能够改善导电性等。
作为价数不同的氧化物，已知Al2O3、B2O3、Ga2O3等。但是，在使用Al2O3时，形成与Zn相比更稳定的硫化物，使ZnS的优异特性降低。另外，由于形成硫化物，添加的Al2O3不再作为ZnO中的n型掺杂物起作用，因此导电性降低。另外，B2O3的耐水性低，有可能对器件的可靠性产生不良影响。另一方面，在Ga2O3的情况下，与Zn相比硫化物稳定性差，因此不会妨碍ZnS的特性和导电性。因此，作为价数不同的氧化物，优选添加Ga2O3。可见，本发明通过严格调节添加材料的种类和量，在确保良好的光学特性的同时能够进行DC溅射。
本发明的烧结体在用作溅射靶时，优选相对密度为90％以上，进一步优选为95％以上。这样的高密度的溅射靶具有的效果是，能够提高膜厚的均匀性，且能够抑制溅射时的粉粒(粉尘)、结瘤的产生。因此，品质的偏差小，能够提高量产性。
另外，本发明的烧结体在用作溅射靶时，优选体电阻率为10Ω·cm以下。通过降低体电阻率，能够通过DC溅射进行成膜。DC溅射与RF溅射相比，成膜速度更快，溅射效率更优异，能够提高生产能力。需要说明的是，根据制造条件不同，有时也进行RF溅射，即使在这种情况下，成膜速度也提高。
在用作光学调节膜时，通常为了防止反射、减小光损失，需要具有特定的折射率的材料。所需要的折射率根据器件结构(光学调节膜的周边层的折射率)而不同。根据本发明得到的膜能够将波长550nm下的折射率n控制在2.10以上的范围。需要说明的是，能够控制使用溅射靶而形成的膜的组成使其达到实质上与该靶的组成相同程度。即，含有Zn、Ga、S、O，以ZnS换算含有40摩尔％～70摩尔％的S，且满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn-S)≤18原子％。
光学调节膜本身优选具有高透射率(消光系数小)，根据本发明，波长405nm下的消光系数为0.1以下时，能够得到在可见光的短波长区域内吸收少的膜。需要说明的是，该消光系数为不依赖于膜厚的值。另外，本发明的膜为非晶膜，因此加工性优异，而且由于具有耐高温高湿性，因而能够防止膜质的劣化。
本发明的烧结体可以通过以下方式制造：称量、混合各原料粉末，然后将该混合粉末在惰性气体气氛或真空环境下进行加压烧结(热压)，或者对原料粉末进行压制成形后对该成形体进行常压烧结。此时，烧结温度优选设定为800℃以上且1400℃以下。低于800℃时，不能够得到高密度的烧结体，超过1400℃时，由于原料的蒸发而产生组成偏离、密度降低，因此不优选。另外，压制压力优选设定为150～500kgf/cm2。
此外，为了提高密度，有效的是在称量、混合Ga2O3原料粉末和ZnO原料粉末后，对该混合粉末进行煅烧(合成)，然后将其微粉碎，从而准备合成粉末，将该合成粉末和ZnS粉末混合并作为烧结用粉末使用。通过这样进行预合成和微粉碎，能够得到均匀微细的原料粉末，从而能够制作致密的烧结体。关于微粉碎后的粒径，平均粒径为5μm以下，优选平均粒径为2μm以下。另外，煅烧温度优选设定为800℃以上且1200℃以下。通过设定为这样的范围，烧结性良好，能够进一步提高密度。
包含后述的实施例、比较例在内，本申请发明中的评价方法等如下所示。
(关于成分组成)
装置：SII公司制造的SPS3500DD
方法：ICP-OES(高频电感耦合等离子体发光分析法)
(关于密度测定)
尺寸测定(游标卡尺)、重量测定
(关于相对密度)
如下所述，使用理论密度进行计算。
相对密度(％)＝表观密度/理论密度×100
理论密度由各金属元素的化合物换算配合比计算。
在将Zn的ZnS换算重量设为a(重量％)、Ga的Ga2O3换算重量设为b(重量％)、Zn的ZnO换算重量设为c(重量％)时，
理论密度＝100/(a/4.06+b/5.95+c/5.61)。
另外，各金属元素的化合物换算密度使用下述值。
ZnS：4.06g/cm3、Ga2O3：5.95g/cm3、
ZnO：5.61g/cm3
(关于体电阻)
装置：NPS公司制造的电阻率测定器∑-5+
方法：直流四探针法
(关于成膜方法、条件)
装置：ANELVA SPL-500
靶：φ61英寸×5mmt
基板：φ4英寸
基板温度：室温
(关于折射率、消光系数)
装置：SHIMADZU公司制造的分光光度计UV-2450
测定样品：
膜厚500nm以上的玻璃基板上成膜样品以及未成膜玻璃基板
测定数据：
(成膜样品)：薄膜面的反射率和透射率以及基板面的反射率(均具有背面反射)
(玻璃基板)：具有背面反射的反射率和透射率、无背面反射的反射率
计算方法：由测定数据基于以下的资料计算(小檜山光信著、光学薄膜的基础理论、株式会社Optronics公司、(2006)、126-131)
(关于膜的非晶性)
利用成膜样品的由X射线衍射得到的衍射峰的有无进行判断。下述条件下的测定中，未观察到由膜材料产生的衍射峰时，判断为非晶膜。
需要说明的是，不存在衍射峰是指将2θ＝10°～60°处的最大峰强度设定为Imax，将2θ＝40°～50°处的平均峰强度设定为IBG时，Imax/IBG＜5的情况。
装置：理学公司制造的UltimaIV
真空管：Cu-Kα射线
管电压：4kV
电流：30mA
测定方法：2θ-θ反射法
扫描速度：8.0°/分钟
样品间隔：0.02°
测定范围：10°～60°
测定样品：玻璃基板(Eagle2000)上成膜样品(膜厚500nm以上)
(关于耐高温高湿性)
耐高温高湿性(耐候性)试验：在温度80℃、湿度80％条件下保存48小时，然后实施光学常数与电阻测定，在高温高湿试验前后，将特性差小于10％的情况判定为○，将特性差为10％以上的情况判定为×。
实施例
以下基于实施例和比较例进行说明。需要说明的是，本实施例只不过是一例，本发明不受该例任何限制。即，本发明仅受权利要求书限制，包含本发明所包含的实施例以外的各种变形。
(实施例1)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后在Ar气氛中、温度1100℃、压力200kgf/cm2的条件下热压烧结。
然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到97.7％，体电阻为0.02Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。对靶的成分组成进行分析的结果是，确认与原料粉末的配合比相同。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果如图1所示，确认形成包含Ga、Zn、O的氧化物。
使用上述精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为：DC溅射、溅射功率500W、含有2.0体积％氧气的氩气气压0.5Pa，成膜为膜厚测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率。如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.35，消光系数为0.02，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性、耐高温高湿性(耐候性)良好。
表1
(实施例2)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到96.7％，体电阻为0.003Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果如图1所示，确认形成了包含Ga、Zn、O的氧化物。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.24，消光系数为0.04，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性(参照图2)、耐高温高湿性(耐候性)良好。
(实施例3)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到98.2％，体电阻为0.001Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果确认形成了包含Ga、Zn、O的氧化物。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.22，消光系数为0.001，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性、耐高温高湿性(耐候性)良好。
(实施例4)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到98.5％，体电阻为0.2Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果确认形成了包含Ga、Zn、O的氧化物。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.23，消光系数为0.03，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性、耐高温高湿性(耐候性)良好。
(实施例5)
将Ga2O3粉、ZnO粉、ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合。将该混合粉以与实施例1同样的方式(其中，烧结温度为1150℃)进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到97.5％，体电阻为0.01Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果确认形成了包含Ga、Zn、O的氧化物。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.23，消光系数为0.05，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性、耐高温高湿性(耐候性)良好。
(实施例6)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在真空中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到96.6％，体电阻为0.5Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果确认形成了包含Ga、Zn、O的氧化物。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.31，消光系数为0.05，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性、耐高温高湿性(耐候性)良好。
(实施例7)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在真空中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻和相对密度进行测定，结果如表1所示，相对密度达到96.8％，体电阻为3Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。另外，用EMPA(电子探针显微分析仪)观察靶组织，结果确认形成了包含Ga、Zn、O的氧化物。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.32，消光系数为0.04，得到了所期望的光学特性。另外，非晶性、耐高温高湿性(耐候性)良好。
(比较例1)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。需要说明的是，将ZnS量设定为比规定的多。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻进行测定，结果如表1所示，体电阻超过500kΩ·cm，难以进行稳定的DC溅射。
(比较例2)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。此时，将Ga2O3量设定为比规定的少。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后，用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻等进行测定，结果如表1所示，相对密度达到98.5％，体电阻为0.01Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.32，消光系数为0.02，得到了所期望的光学特性。另一方面，耐高温高湿性(耐候性)差。
(比较例3)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。此时，将Ga2O3量设定为比规定的多。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后，用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式(其中，烧结温度为1150℃)进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻进行测定，结果如表1所示，体电阻超过500kΩ·cm，难以进行稳定的DC溅射。
(比较例4)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。此时，使用Al2O3粉代替Ga2O3粉。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后，用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式进行热压烧结。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻等进行测定，结果如表1所示，相对密度达到96.9％，体电阻为0.3Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.28，消光系数为0.03，得到了所期望的光学特性。另一方面，耐高温高湿性(耐候性)差。
(比较例5)
调配Ga2O3粉、ZnO粉以达到表1所示的原子比，并将其混合。接着，将该混合粉末在大气中、温度1050℃下煅烧，然后通过湿式微粉碎(使用ZrO2微珠)粉碎至平均粒径2μm以下，干燥后，用网眼150μm的筛进行筛分。然后，将该微粉碎粉和ZnS粉以表1所记载的配合比进行混合，然后以与实施例1同样的方式(其中，烧结温度为1150℃)进行热压烧结。需要说明的是，将ZnS量设定为比规定的少。然后，通过机械加工将该烧结体精加工成溅射靶形状。对得到的靶的体电阻等进行测定，结果如表1所示，相对密度达到96.4％，体电阻为0.8Ω·cm，能够进行稳定的DC溅射。
接着，使用精加工而得到的靶进行溅射。溅射条件设定为与实施例1相同。测定成膜样品的折射率(波长550nm)、消光系数(波长405nm)、体积电阻率，结果如表1所示，通过溅射而形成的薄膜的折射率为2.18，消光系数为0.07，得到了所期望的光学特性。然而，不能形成非晶膜(参照图2)，且耐高温高湿性(耐候性)差。
产业实用性
本发明的溅射靶的体电阻值低，且相对密度为90％以上的高密度，因此能够进行稳定的DC溅射。而且，具有如下显著效果：能够使作为该DC溅射的特征的溅射的控制性变得容易，提高成膜速度，提高溅射效率。另外，能够减小成膜时溅射时产生的粉粒(粉尘)、结瘤的产生，品质的偏差小，提高量产性。而且，使用本发明的溅射靶形成的薄膜，作为各种显示器中的透明导电膜、光盘的保护膜、光学调节用膜，在光学特性、耐高温高湿性方面具有极其优异的特性。

Claims (8)

1.一种烧结体，其为含有ZnS和氧化物的烧结体，其特征在于，所述烧结体含有40摩尔％～70摩尔％的ZnS，所述氧化物至少包含包含Zn、Ga、O的复合氧化物，所述烧结体的组成满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn-S)≤18原子％。
2.如权利要求1所述的烧结体，其特征在于，所述烧结体的体电阻率为10Ω·cm以下。
3.如权利要求1或2所述的烧结体，其特征在于，所述烧结体的相对密度为90％以上。
4.一种溅射靶，其包含权利要求1～3中任一项所述的烧结体。
5.一种膜，其为含有Zn、Ga、S、O的膜，其特征在于，以ZnS换算含有40摩尔％～70摩尔％的S，且满足关系式：4原子％≤Ga/(Ga+Zn-S)≤18原子％。
6.如权利要求5所述的膜，其特征在于，所述膜的波长550nm下的折射率为2.10以上。
7.如权利要求5或6所述的膜，其特征在于，所述膜的波长405nm下的消光系数为0.1以下。
8.如权利要求5～7中任一项所述的膜，其特征在于，所述膜为非晶的。
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