JP3472993B2 - インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットおよびその製造方法Info
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Landscapes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置、薄膜エ
レクトロルミネッセンス表示装置等に使用され、透明電
極となるインジウム・スズ酸化物膜を形成するのに用い
られるインジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリン
グターゲットおよびその製造方法に関する。
レクトロルミネッセンス表示装置等に使用され、透明電
極となるインジウム・スズ酸化物膜を形成するのに用い
られるインジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリン
グターゲットおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化インジウムＩｎ2Ｏ3中に酸化スズＳ
ｎＯ2をドープした膜であるインジウム・スズ酸化物膜
（以下ＩＴＯ膜と称する）は高い透光性と高い導電性を
備えており、液晶表示素子やエレクトロルミネッサンス
などの表示装置、あるいは航空機などの窓ガラスの氷結
防止用ヒータなどへの導電経路として広く使用されてい
る。このようなＩＴＯ膜は通常スパッタリング法、電子
ビーム蒸着法、ＣＶＤ法等により形成されるものであ
る。
ｎＯ2をドープした膜であるインジウム・スズ酸化物膜
（以下ＩＴＯ膜と称する）は高い透光性と高い導電性を
備えており、液晶表示素子やエレクトロルミネッサンス
などの表示装置、あるいは航空機などの窓ガラスの氷結
防止用ヒータなどへの導電経路として広く使用されてい
る。このようなＩＴＯ膜は通常スパッタリング法、電子
ビーム蒸着法、ＣＶＤ法等により形成されるものであ
る。
【０００３】ＩＴＯ膜の作製に用いられるインジウム・
スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットは焼結
体（以下、ＩＴＯターゲットの焼結体と称することがあ
る）からなり、Ｉｎ2Ｏ3粉末とＳｎＯ2粉末の混合粉末
を、或いはＩｎとＳｎと酸素からなる複合酸化物粉末
を、或いは混合粉末と複合酸化物粉末の混合粉を成形
し、この成形体を酸化性雰囲気中にて１２５０℃〜１７
００℃で焼結し、更にスパッタされる面の機械加工を施
したものである。
スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットは焼結
体（以下、ＩＴＯターゲットの焼結体と称することがあ
る）からなり、Ｉｎ2Ｏ3粉末とＳｎＯ2粉末の混合粉末
を、或いはＩｎとＳｎと酸素からなる複合酸化物粉末
を、或いは混合粉末と複合酸化物粉末の混合粉を成形
し、この成形体を酸化性雰囲気中にて１２５０℃〜１７
００℃で焼結し、更にスパッタされる面の機械加工を施
したものである。
【０００４】近年、ＩＴＯ膜の高性能化およびＩＴＯタ
ーゲットの長寿命化が望まれており、それに伴いＩＴＯ
ターゲットの焼結体の高密度化が強く要求され、種々の
提案がなされている。例えば、特開平５−３１１４２８
号では、焼結密度が９０〜１００％のＩＴＯターゲット
を得る方法として、ＩＴＯ粉末を成形して得た成形体を
ＣＩＰし、焼結するＩＴＯ焼結体の製造方法が提案され
ている。
ーゲットの長寿命化が望まれており、それに伴いＩＴＯ
ターゲットの焼結体の高密度化が強く要求され、種々の
提案がなされている。例えば、特開平５−３１１４２８
号では、焼結密度が９０〜１００％のＩＴＯターゲット
を得る方法として、ＩＴＯ粉末を成形して得た成形体を
ＣＩＰし、焼結するＩＴＯ焼結体の製造方法が提案され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−３１１４２８号に記載の方法では、外周部は緻密で
あるが内部では密度の低い密度ムラのある焼結体しか得
られない。外側が緻密であっても、内部の密度が低い場
合、スパッタリング中に密度の低い面が現れ、ＩＴＯ膜
の特性劣化につながる。したがって、本発明は、密度が
９５％以上と高く、かつ均一な密度分布を有するインジ
ウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲット
およびその製造方法を提供することを目的とする。
５−３１１４２８号に記載の方法では、外周部は緻密で
あるが内部では密度の低い密度ムラのある焼結体しか得
られない。外側が緻密であっても、内部の密度が低い場
合、スパッタリング中に密度の低い面が現れ、ＩＴＯ膜
の特性劣化につながる。したがって、本発明は、密度が
９５％以上と高く、かつ均一な密度分布を有するインジ
ウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲット
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、密封容器
を用いずに予備焼結を行い、その後粒成長を伴うＨＩＰ
処理をすることにより、高密度かつ密度が均一なＩＴＯ
焼結体が得られることを知見し、本発明を完成した。す
なわち、本発明は、酸化インジウム・酸化スズ粉末を成
形し、密封容器を用いず１３００〜１７００℃で予備焼
結して密度を８０％以上、平均結晶粒径１〜２０μｍの
予備焼結体とした後、得られた予備焼結体を前記平均結
晶粒径の１．３〜３倍の粒成長を伴いながらＨＩＰする
インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングター
ゲットの製造方法である。また、本発明は、直径５ｍｍ
の球体を少なくとも一部に包含しうる３次元形状を外形
として有するインジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッ
タリングターゲットにおいて、前記球体の中心に相当す
る位置の気孔数と前記球体の外部の任意の位置の気孔数
とがいづれも１００個／ｃｍ２以下であるインジウム・
スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットであ
る。さらに、曲げ強度が１９２ＭＰａ以上、ビッカーズ
硬さが５８０Ｈｖ以上である機械的強度に優れたインジ
ウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲット
である。本発明において、直径５ｍｍの球体の中心に相
当する位置の気孔数と前記球体の外部の任意の点に相当
する位置の気孔数とがいづれも１００個／ｃｍ２以下と
したのは、本発明のスパッタリングターゲットの密度分
布が均一であることを示すためである。気孔数はＳＥＭ
観察により求めるので、実質的には球体の中心に相当す
る位置を含む平面における気孔数である。
を用いずに予備焼結を行い、その後粒成長を伴うＨＩＰ
処理をすることにより、高密度かつ密度が均一なＩＴＯ
焼結体が得られることを知見し、本発明を完成した。す
なわち、本発明は、酸化インジウム・酸化スズ粉末を成
形し、密封容器を用いず１３００〜１７００℃で予備焼
結して密度を８０％以上、平均結晶粒径１〜２０μｍの
予備焼結体とした後、得られた予備焼結体を前記平均結
晶粒径の１．３〜３倍の粒成長を伴いながらＨＩＰする
インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングター
ゲットの製造方法である。また、本発明は、直径５ｍｍ
の球体を少なくとも一部に包含しうる３次元形状を外形
として有するインジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッ
タリングターゲットにおいて、前記球体の中心に相当す
る位置の気孔数と前記球体の外部の任意の位置の気孔数
とがいづれも１００個／ｃｍ２以下であるインジウム・
スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットであ
る。さらに、曲げ強度が１９２ＭＰａ以上、ビッカーズ
硬さが５８０Ｈｖ以上である機械的強度に優れたインジ
ウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲット
である。本発明において、直径５ｍｍの球体の中心に相
当する位置の気孔数と前記球体の外部の任意の点に相当
する位置の気孔数とがいづれも１００個／ｃｍ２以下と
したのは、本発明のスパッタリングターゲットの密度分
布が均一であることを示すためである。気孔数はＳＥＭ
観察により求めるので、実質的には球体の中心に相当す
る位置を含む平面における気孔数である。
【０００７】
【作用】本発明において、予備焼結後ＨＩＰするのは、
次のような理由による。予備焼結をせずに成形体を密封
容器にいれてＨＩＰすると、外周部が先に焼結され、そ
の後内部に気孔を閉じこめたまま内部に焼結が進む。そ
のため、内部に存在する気孔およびＳｎの分解により新
たに生成した気孔が焼結体内に閉じこめられたまま、高
圧で焼結が進行するので、密度ムラができる。焼結過程
における粒成長に伴って気孔が圧縮され極めて高い内部
応力を持つ焼結体となり、機械的強度、熱衝撃が著しく
低下する。また、予備焼結をせずにＨＩＰを行うために
は、成形体を密封容器中に入れて行うため、得られる焼
結体の大きさに限界があり、大型で一体のターゲットを
得ることができない。本発明のスパッタリングターゲッ
トは、曲げ強度１９２ＭＰａ以上、ビッカーズ硬度５８
０Ｈｖ以上と機械的強度に優れるので、異常放電回数が
少なく、またスパッタリング時にターゲットにハイパワ
ーをかけても割れを生じにくい。
次のような理由による。予備焼結をせずに成形体を密封
容器にいれてＨＩＰすると、外周部が先に焼結され、そ
の後内部に気孔を閉じこめたまま内部に焼結が進む。そ
のため、内部に存在する気孔およびＳｎの分解により新
たに生成した気孔が焼結体内に閉じこめられたまま、高
圧で焼結が進行するので、密度ムラができる。焼結過程
における粒成長に伴って気孔が圧縮され極めて高い内部
応力を持つ焼結体となり、機械的強度、熱衝撃が著しく
低下する。また、予備焼結をせずにＨＩＰを行うために
は、成形体を密封容器中に入れて行うため、得られる焼
結体の大きさに限界があり、大型で一体のターゲットを
得ることができない。本発明のスパッタリングターゲッ
トは、曲げ強度１９２ＭＰａ以上、ビッカーズ硬度５８
０Ｈｖ以上と機械的強度に優れるので、異常放電回数が
少なく、またスパッタリング時にターゲットにハイパワ
ーをかけても割れを生じにくい。
【０００８】本発明のインジウム・スズ酸化物膜形成用
のスパッタリングターゲットの製造方法を以下に示す。
酸化インジウム・酸化スズ粉末は、Ｉｎ2Ｏ3粉末とＳｎ
Ｏ2粉末の混合粉末、ＩｎとＳｎと酸素からなる複合酸
化物粉末を、あるいは混合粉末と複合酸化物粉末の混合
粉末等を用いることができる。焼結体密度向上のために
は、酸化インジウム・酸化スズ粉末の平均粒径を０．０
２〜２μｍとすることが望ましく、ＢＥＴ表面積を５〜
４０ｍ2／ｇ、さらには２０〜３０ｍ2／ｇとするのが望
ましい。成形は、プレス成形またはプレス成形後ＣＩＰ
する成形方法が望ましい。プレス成形およびＣＩＰの圧
力は、０．２ｔｏｎ／ｃｍ2以上、より好ましくは１ｔ
ｏｎ／ｃｍ2以上とし、成形密度を４０％以上とするの
がよい。成形密度が４０％未満であると予備焼結体の密
度が低くなり十分なＨＩＰ効果が得られない。
のスパッタリングターゲットの製造方法を以下に示す。
酸化インジウム・酸化スズ粉末は、Ｉｎ2Ｏ3粉末とＳｎ
Ｏ2粉末の混合粉末、ＩｎとＳｎと酸素からなる複合酸
化物粉末を、あるいは混合粉末と複合酸化物粉末の混合
粉末等を用いることができる。焼結体密度向上のために
は、酸化インジウム・酸化スズ粉末の平均粒径を０．０
２〜２μｍとすることが望ましく、ＢＥＴ表面積を５〜
４０ｍ2／ｇ、さらには２０〜３０ｍ2／ｇとするのが望
ましい。成形は、プレス成形またはプレス成形後ＣＩＰ
する成形方法が望ましい。プレス成形およびＣＩＰの圧
力は、０．２ｔｏｎ／ｃｍ2以上、より好ましくは１ｔ
ｏｎ／ｃｍ2以上とし、成形密度を４０％以上とするの
がよい。成形密度が４０％未満であると予備焼結体の密
度が低くなり十分なＨＩＰ効果が得られない。
【０００９】次に、得られた成形体の予備焼結を行う。
予備焼結は、ＨＩＰ処理にて十分緻密化させるため予備
焼結体の密度が８０％以上となるよう行う。密度を８０
％以上とするためには、１３００〜１７００℃の範囲で
行うのが望ましく、１４００〜１５５０℃の範囲で行う
のがより望ましい。焼結は、常圧焼結、加圧焼結いづれ
でもよい。焼結雰囲気は、大気中で十分であるが、酸素
中、真空中、Ａｒ、Ｎ2等の不活性雰囲気中などどのよ
うな雰囲気であってもよい。予備焼結での焼結体密度
は、８０％以上あれば後工程のＨＩＰで高密度の焼結体
を得ることができるが、８５％以上、さらには９０％以
上とするのがより望ましい。また、予備焼結により得ら
れた焼結体の平均結晶粒径は、１〜２０μｍに制御する
のが望ましく、５〜１２μｍとするのがさらに望まし
い。。予備焼結後ＨＩＰを行う。ＨＩＰ温度は、予備焼
結により得られた予備焼結体の粒成長が起こる温度範囲
であれば十分であるが、ＨＩＰ温度≧（予備焼結の温度
−２００℃）とするのが望ましく、ＨＩＰ温度≧（予備
焼結の温度−１００℃）、さらにはＨＩＰ温度≧（予備
焼結の温度−５０℃）とするのが望ましい。このような
温度範囲にすることにより、密度分布が均一でかつＳｎ
の分布が均一な焼結体とすることができる。ＨＩＰ圧力
は、５００ａｔｍ以上あれば緻密化するが、１０００ａ
ｔｍ以上とすることが望ましい。ＨＩＰ処理の雰囲気
は、Ｃを含まない雰囲気であれば、大気中、酸素中雰囲
気でもよいが、非還元性雰囲気とするのが望ましく、Ａ
ｒ等の不活性雰囲気がさらに望ましい。また、ＨＩＰ処
理により得られる焼結体の平均結晶粒径は、予備焼結体
時の平均結晶粒径の１．１〜８倍になるのが望ましく、
１．３〜３倍となるのがさらに望ましい。
予備焼結は、ＨＩＰ処理にて十分緻密化させるため予備
焼結体の密度が８０％以上となるよう行う。密度を８０
％以上とするためには、１３００〜１７００℃の範囲で
行うのが望ましく、１４００〜１５５０℃の範囲で行う
のがより望ましい。焼結は、常圧焼結、加圧焼結いづれ
でもよい。焼結雰囲気は、大気中で十分であるが、酸素
中、真空中、Ａｒ、Ｎ2等の不活性雰囲気中などどのよ
うな雰囲気であってもよい。予備焼結での焼結体密度
は、８０％以上あれば後工程のＨＩＰで高密度の焼結体
を得ることができるが、８５％以上、さらには９０％以
上とするのがより望ましい。また、予備焼結により得ら
れた焼結体の平均結晶粒径は、１〜２０μｍに制御する
のが望ましく、５〜１２μｍとするのがさらに望まし
い。。予備焼結後ＨＩＰを行う。ＨＩＰ温度は、予備焼
結により得られた予備焼結体の粒成長が起こる温度範囲
であれば十分であるが、ＨＩＰ温度≧（予備焼結の温度
−２００℃）とするのが望ましく、ＨＩＰ温度≧（予備
焼結の温度−１００℃）、さらにはＨＩＰ温度≧（予備
焼結の温度−５０℃）とするのが望ましい。このような
温度範囲にすることにより、密度分布が均一でかつＳｎ
の分布が均一な焼結体とすることができる。ＨＩＰ圧力
は、５００ａｔｍ以上あれば緻密化するが、１０００ａ
ｔｍ以上とすることが望ましい。ＨＩＰ処理の雰囲気
は、Ｃを含まない雰囲気であれば、大気中、酸素中雰囲
気でもよいが、非還元性雰囲気とするのが望ましく、Ａ
ｒ等の不活性雰囲気がさらに望ましい。また、ＨＩＰ処
理により得られる焼結体の平均結晶粒径は、予備焼結体
時の平均結晶粒径の１．１〜８倍になるのが望ましく、
１．３〜３倍となるのがさらに望ましい。
【００１０】
【実施例】（実施例１）
平均粒径が２０ｎｍの酸化インジウム粉末と平均粒径が
５０ｎｍの酸化スズ粉末を重量比で９５：５となるよう
に成型用バインダーとともに均一に混合し混合粉末を得
た。次にその混合粉末を金型に充填し、一軸加圧にて成
形圧力０．５ton/cm2で予備成形した後ＣＩＰにて成形
圧力２ton/cm2で加圧し成形体を得た。次いで密封容器
に入れることなく、酸素濃度７０％の酸素雰囲気中、１
４００℃×５ｈ焼結し、密度９０％以上、１００φ×７
ｔ(mm)の予備焼結体を２つ準備した。次に、一方の予備
焼結体を１０００atm、１４００℃×５ｈでＨＩＰする
ことにより、ＩＴＯターゲットの焼結体を得た。
５０ｎｍの酸化スズ粉末を重量比で９５：５となるよう
に成型用バインダーとともに均一に混合し混合粉末を得
た。次にその混合粉末を金型に充填し、一軸加圧にて成
形圧力０．５ton/cm2で予備成形した後ＣＩＰにて成形
圧力２ton/cm2で加圧し成形体を得た。次いで密封容器
に入れることなく、酸素濃度７０％の酸素雰囲気中、１
４００℃×５ｈ焼結し、密度９０％以上、１００φ×７
ｔ(mm)の予備焼結体を２つ準備した。次に、一方の予備
焼結体を１０００atm、１４００℃×５ｈでＨＩＰする
ことにより、ＩＴＯターゲットの焼結体を得た。
【００１１】得られた予備焼結体とＨＩＰ後のＩＴＯタ
ーゲットの焼結体を顕微鏡により観察した。図６に焼結
体の観察位置を示す。図６において、１は焼結体、２は
球体であり、位置Ａが球体の中心、位置Ｂが球体の任意
の外部である。予備焼結体は、金属顕微鏡により観察
し、その組織写真を図１に（ａ）外部Ｂ、（ｂ）中心Ａ
として示した。また、ＨＩＰ後の焼結体も金属顕微鏡に
より観察し、その組織写真を図２に（ａ）外部Ｂ、
（ｂ）中心Ａとして示した。予備焼結体とＨＩＰ後のＩ
ＴＯターゲットの焼結体の試料の中心ＡのＳＥＭによる
組織写真を図３、４に示す。図１、２において、黒色に
見えるのが気孔である。図３、４において、黒色および
白色に見えるのが気孔である（ただし、線状に白く見え
るのは粒界であり気孔ではない）。図１（ａ）（ｂ）、
図２（ａ）（ｂ）より、予備焼結体は外部に比し中心の
気孔が多く密度ムラがあることがわかるが、ＨＩＰ後の
焼結体は中心、外部ともに気孔がほとんどないことがわ
かる。また、図３の予備焼結体の平均結晶粒径は５μｍ
であり、図４のＨＩＰ後の焼結体の平均結晶粒径は８μ
ｍであることから、ＨＩＰ過程において粒成長したこと
が確認できる。また、図３、４より、予備焼結体は、気
孔が多数存在するが、ＨＩＰ後の焼結体は気孔が無いこ
とがわかる。
ーゲットの焼結体を顕微鏡により観察した。図６に焼結
体の観察位置を示す。図６において、１は焼結体、２は
球体であり、位置Ａが球体の中心、位置Ｂが球体の任意
の外部である。予備焼結体は、金属顕微鏡により観察
し、その組織写真を図１に（ａ）外部Ｂ、（ｂ）中心Ａ
として示した。また、ＨＩＰ後の焼結体も金属顕微鏡に
より観察し、その組織写真を図２に（ａ）外部Ｂ、
（ｂ）中心Ａとして示した。予備焼結体とＨＩＰ後のＩ
ＴＯターゲットの焼結体の試料の中心ＡのＳＥＭによる
組織写真を図３、４に示す。図１、２において、黒色に
見えるのが気孔である。図３、４において、黒色および
白色に見えるのが気孔である（ただし、線状に白く見え
るのは粒界であり気孔ではない）。図１（ａ）（ｂ）、
図２（ａ）（ｂ）より、予備焼結体は外部に比し中心の
気孔が多く密度ムラがあることがわかるが、ＨＩＰ後の
焼結体は中心、外部ともに気孔がほとんどないことがわ
かる。また、図３の予備焼結体の平均結晶粒径は５μｍ
であり、図４のＨＩＰ後の焼結体の平均結晶粒径は８μ
ｍであることから、ＨＩＰ過程において粒成長したこと
が確認できる。また、図３、４より、予備焼結体は、気
孔が多数存在するが、ＨＩＰ後の焼結体は気孔が無いこ
とがわかる。
【００１２】（実施例２）
平均粒径が２０ｎｍの酸化インジウム粉末と平均粒径が
５０ｎｍの酸化スズ粉末を重量比で９５：５となるよう
に成型用バインダーとともに均一に混合し混合粉末を得
た。得られた成形体を実施例１と同様に、成形、予備焼
結（密封容器無し）、ＨＩＰを行い、予備焼結後の予備
焼結体（試料No.1）およびＨＩＰ後の本発明ＩＴＯター
ゲットの焼結体（試料No.2）を作製し、それをターゲッ
トとしてスパッタリングによる評価を行った。スパッタ
リング条件は、次の通りである。バッチ式スパッタリン
グ装置により下記条件でＩＴＯ膜を形成する実験を行っ
た。 スパッタ電力 1.0W/cm2 スパッタガス組成 99％アルゴン＋1％酸素の混合ガス スパッタガス圧 1Pa 基板温度 25℃ スパッタリング開始から２時間後と３０時間後の成膜速
度と抵抗率とさらにスパッタリングを行ったときの突起
の形成より判断したターゲットの寿命を評価し、表１に
示す。
５０ｎｍの酸化スズ粉末を重量比で９５：５となるよう
に成型用バインダーとともに均一に混合し混合粉末を得
た。得られた成形体を実施例１と同様に、成形、予備焼
結（密封容器無し）、ＨＩＰを行い、予備焼結後の予備
焼結体（試料No.1）およびＨＩＰ後の本発明ＩＴＯター
ゲットの焼結体（試料No.2）を作製し、それをターゲッ
トとしてスパッタリングによる評価を行った。スパッタ
リング条件は、次の通りである。バッチ式スパッタリン
グ装置により下記条件でＩＴＯ膜を形成する実験を行っ
た。 スパッタ電力 1.0W/cm2 スパッタガス組成 99％アルゴン＋1％酸素の混合ガス スパッタガス圧 1Pa 基板温度 25℃ スパッタリング開始から２時間後と３０時間後の成膜速
度と抵抗率とさらにスパッタリングを行ったときの突起
の形成より判断したターゲットの寿命を評価し、表１に
示す。
【００１３】
【表１】
成膜速度 膜抵抗率 ターケ゛ット
No. （nm/min） (Ω・cm) 寿命 備 考
2h 30h 2h 30h (h)
１ 予備焼結体 6.5 3.2 300 300 20 従来例
２ ＨＩＰ焼結体 6.6 6.7 180 180 100 本発明例
【００１４】表１より、本発明焼結体をターゲットとし
た場合、従来のターゲットより成膜速度が速くかつ安定
しており、また寿命が長くなったことがわかる。また、
試料Ｎｏ．１、２のスパッタリング時の異常放電回数の
変化を図５に示す。試料Ｎｏ．１はスパッタリング開始
約２０時間から異常放電回数が急激に増加しているのに
対し、本発明である試料Ｎｏ．２のターゲットはスパッ
タリング開始７０時間においても１０回／ｈであり、本
発明焼結体をターゲットとした場合、格段に異常放電回
数が減少することがわかる。
た場合、従来のターゲットより成膜速度が速くかつ安定
しており、また寿命が長くなったことがわかる。また、
試料Ｎｏ．１、２のスパッタリング時の異常放電回数の
変化を図５に示す。試料Ｎｏ．１はスパッタリング開始
約２０時間から異常放電回数が急激に増加しているのに
対し、本発明である試料Ｎｏ．２のターゲットはスパッ
タリング開始７０時間においても１０回／ｈであり、本
発明焼結体をターゲットとした場合、格段に異常放電回
数が減少することがわかる。
【００１５】（実施例３）
平均粒径が３０ｎｍの酸化インジウム粉末と平均粒径が
７０ｎｍの酸化スズ粉末を重量比で９０：１０となるよ
うに成型用バインダーとともに均一に混合し混合粉末を
得た。得られた成形体を実施例１と同様に成形して１０
φ×７ｔ(mm)の成形体を得た後、予備焼結（密封容器な
し）およびＨＩＰの温度を表２のように変えて焼結を行
った。予備焼結は大気中で行い、焼結時間は５時間であ
る。また、ＨＩＰ圧力は１０００atmである。なお、予
備焼結後とＨＩＰ後の比較のため各試料は２試料づつ準
備し、一方は予備焼結後、結晶粒径および密度を測定
し、もう一方は予備焼結後ＨＩＰを行い結晶粒径および
密度の測定を行った。予備焼結後の結晶粒径、密度、Ｈ
ＩＰ後の結晶粒径、気孔数を焼結温度とともに表２に示
す。密度は試料の図６に示す中心Ａと外部Ｂをそれぞれ
2.5×2.5×2.5（mm）の形状に切り出し、ガンマ線密度
測定装置により測定した。気孔数は、図６の中心Ａと外
部Ｂの気孔数をＳＥＭ観察により測定した。なお、表２
のＨＩＰ後の焼結体全体の密度を水中置換法により測定
したところ、Ｎｏ．３〜１２は９７％以上であった。Ｎ
ｏ．１３は８６％、Ｎｏ．１４は９５％であった。密度
は酸化インジウムと酸化スズの配合比から求めた理論密
度を１００％とした時の値である。
７０ｎｍの酸化スズ粉末を重量比で９０：１０となるよ
うに成型用バインダーとともに均一に混合し混合粉末を
得た。得られた成形体を実施例１と同様に成形して１０
φ×７ｔ(mm)の成形体を得た後、予備焼結（密封容器な
し）およびＨＩＰの温度を表２のように変えて焼結を行
った。予備焼結は大気中で行い、焼結時間は５時間であ
る。また、ＨＩＰ圧力は１０００atmである。なお、予
備焼結後とＨＩＰ後の比較のため各試料は２試料づつ準
備し、一方は予備焼結後、結晶粒径および密度を測定
し、もう一方は予備焼結後ＨＩＰを行い結晶粒径および
密度の測定を行った。予備焼結後の結晶粒径、密度、Ｈ
ＩＰ後の結晶粒径、気孔数を焼結温度とともに表２に示
す。密度は試料の図６に示す中心Ａと外部Ｂをそれぞれ
2.5×2.5×2.5（mm）の形状に切り出し、ガンマ線密度
測定装置により測定した。気孔数は、図６の中心Ａと外
部Ｂの気孔数をＳＥＭ観察により測定した。なお、表２
のＨＩＰ後の焼結体全体の密度を水中置換法により測定
したところ、Ｎｏ．３〜１２は９７％以上であった。Ｎ
ｏ．１３は８６％、Ｎｏ．１４は９５％であった。密度
は酸化インジウムと酸化スズの配合比から求めた理論密
度を１００％とした時の値である。
【００１６】表２に示すＨＩＰ後の焼結体の曲げ強度、
ビッカーズ硬度およびターゲットとした場合のスパッタ
リングによる評価を行った。その結果を表３に示す。な
お、スパッタリング条件は、実施例２と同様であり、曲
げ強度はＪＩＳ１６０１により評価した。表２より、本
発明の焼結方法により、高密度かつ密度むらのない焼結
体が得られることがわかる。また、表３より、成膜速度
が速く、膜抵抗率が低く、かつ長寿命の焼結体が得られ
ることがわかる。また、ＨＩＰ温度１４００〜１５００
℃、特に１４００〜１４５０℃で機械的強度が得られる
ことがわかる。
ビッカーズ硬度およびターゲットとした場合のスパッタ
リングによる評価を行った。その結果を表３に示す。な
お、スパッタリング条件は、実施例２と同様であり、曲
げ強度はＪＩＳ１６０１により評価した。表２より、本
発明の焼結方法により、高密度かつ密度むらのない焼結
体が得られることがわかる。また、表３より、成膜速度
が速く、膜抵抗率が低く、かつ長寿命の焼結体が得られ
ることがわかる。また、ＨＩＰ温度１４００〜１５００
℃、特に１４００〜１４５０℃で機械的強度が得られる
ことがわかる。
【００１７】
【表２】
予備焼結 ＨＩＰ 備 考
試 温度 結晶 密度 温度 結晶 気孔数
料 粒径 (％) 粒径 (個/cm2)
No. (℃) (μm) 中 外 (℃) (μm) 中 外
３ 1350 3.0 92.0 93.8 1450 5.0 55 45 本発明例
４ 1400 5.2 93.5 95.7 1500 10.5 25 23 〃
５ 1400 5.2 93.3 95.5 1400 9.6 10 4 〃
６ 1450 6.8 94.8 97.0 1400 10.3 20 23 〃
７ 1450 6.8 94.9 96.7 1450 12.1 0 0 〃
８ 1500 8.2 95.5 97.9 1550 14.1 25 22 〃
９ 1500 8.2 95.4 97.5 1500 13.5 8 6 〃
10 1550 10.3 95.7 98.0 1500 13.4 25 23 〃
11 1550 10.3 95.8 97.8 1550 14.0 11 6 〃
12 1600 16.0 95.5 97.9 1550 22.0 35 30 〃
13 1200 1.0 76.0 79.0 1400 5.0 4300 3200 比較例
14 1500 8.0 95.3 97.5 1250 8.0 1700 1300 〃
15 1400 3.2 93.3 95.5 − − − − 従来例
【００１８】
【表３】
試 成膜速度 膜抵抗率 ターケ゛ット 曲げ ヒ゛ッカース゛
料 （nm/min） （Ω・cm） 寿命 強度 硬さ 備 考
No. 2h 30h 2h 30h (h) (MPa) (Hv)
５ 6.6 6.5 210 210 ９０ ２５５ ７２０ 本発明例
６ 6.7 6.6 200 200 ９０ ２５０ ６８０ 〃
８ 6.7 6.6 195 195 １００ １９３ ６００ 〃
９ 6.6 6.5 185 185 １１０ ２０５ ６４０ 〃
10 6.5 6.4 185 185 １００ ２００ ６２０ 〃
12 6.5 6.4 190 190 １００ １９２ ５８０ 〃
13 6.4 4.8 280 310 ４０ １４０ ３００ 比較例
15 6.4 3.3 310 340 ２５ １２０ ３５０ 従来例
【００１９】
【発明の効果】本発明によると、密度が９８％以上と高
く、かつ均一な密度分布を有するインジウム・スズ酸化
物膜形成用のスパッタリングターゲット及びその製造方
法が得られる。
く、かつ均一な密度分布を有するインジウム・スズ酸化
物膜形成用のスパッタリングターゲット及びその製造方
法が得られる。
【図１】予備焼結体の（ａ）外部Ｂと（ｂ）中心Ａの金
属組織写真である。
属組織写真である。
【図２】ＨＩＰ後の焼結体の（ａ）外部Ａと（ｂ）中心
Ｂの金属組織写真である。
Ｂの金属組織写真である。
【図３】予備焼結体の金属組織写真である。
【図４】ＨＩＰ後の焼結体の金属組織写真である。
【図５】試料Ｎｏ．１、２をターゲットとした場合のス
パッタリング時間と異常放電回数を示す図である。
パッタリング時間と異常放電回数を示す図である。
【図６】本発明の一実施例の焼結体の形態を示す斜視図
である。
である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−182203（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−222004（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−2124（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−160104（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 14/00 - 14/58
C04B 35/00,35/64
B22F 3/14
C22C 1/04
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化インジウム・酸化スズ粉末を成形
し、密封容器を用いず１３００〜１７００℃で予備焼結
して密度を８０％以上、平均結晶粒径１〜２０μｍの予
備焼結体とした後、得られた予備焼結体を前記平均結晶
粒径の１．３〜３倍の粒成長を伴うＨＩＰ処理を行うこ
とを特徴とするインジウム・スズ酸化物膜形成用のスパ
ッタリングターゲットの製造方法。 - 【請求項２】 直径５ｍｍの球体を少なくとも一部に包
含しうる３次元形状を外形として有するインジウム・ス
ズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットにおい
て、前記球体の中心に相当する位置の気孔数と前記球体
の外部の任意の位置の気孔数とがいづれも１００個／ｃ
ｍ２以下であり、曲げ強度が１９２ＭＰａ以上、ビッカ
ーズ硬さが５８０Ｈｖ以上であることを特徴とするイン
ジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33855594A JP3472993B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33855594A JP3472993B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176811A JPH08176811A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3472993B2 true JP3472993B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=18319284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33855594A Expired - Lifetime JP3472993B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | インジウム・スズ酸化物膜形成用のスパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472993B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW562870B (en) * | 2001-10-12 | 2003-11-21 | Tosoh Corp | Sputtering target |
| JP2009235541A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Hitachi Metals Ltd | 酸化亜鉛系焼結ターゲットの製造方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP33855594A patent/JP3472993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08176811A (ja) | 1996-07-09 |
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