JP5202630B2

JP5202630B2 - スパッタリング用酸化物焼結体ターゲット及びその製造方法

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Publication number: JP5202630B2
Application number: JP2010516833A
Authority: JP
Inventors: 幸三長田; 洋明大塚
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-06-05
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Description

本発明は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなるスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット（「ＩＧＺＯ」と一般的に呼称されている。必要に応じて、この「ＩＧＺＯ」を用いて説明する。）及びその製造方法に関する。

一般に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と言われている薄膜トランジスタは、ゲート端子、ソース端子、ドレイン端子を有する三端子素子からなる。これらの素子において、基板上に形成した半導体薄膜を、電子又はホールが移動するチャンネル層として用い、ゲート端子に電圧を印加してチャンネル層に流れる電流を制御し、ソース端子とドレイン端子間に流れる電流をスイッチングする機能を持たせたものである。現在、最も広く使用されているのは、多結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜をチャンネル層とした素子である。

しかしながら、シリコン系材料（多結晶シリコン又はアモルファスシリコン）は可視光領域で吸収を起こすため、光入射によるキャリアの発生で薄膜トランジスタが誤動作を起こすという問題がある。その防止策として、金属等の光遮断層を設けているが、開口率が減少してしまうという問題がある。また、画面輝度を保つためにバックライトの高輝度化が必要となり、消費電力が増大してしまう等の欠点があった。
更に、これらのシリコン系材料の作製に際して、多結晶シリコンより低温作製が可能とされているアモルファスシリコンの成膜においても、約２００°Ｃ以上の高温を必要とする、したがって、このような温度では、安価、軽量、フレキシブルという利点を有するポリマーフィルムを基材とすることはできないため、基板材料の選択の範囲が狭いという問題がある。更に、高温でのデバイス作製プロセスは、エネルギーコストがかかり、加熱のための所要時間を要する等、生産上の欠点もあった。

このようにことから、近年、シリコン系材料に代えて、透明酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの開発が行われている。その代表的なものが、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系（ＩＧＺＯ）材料である。この材料は、電子キャリア濃度が１０^１８／ｃｍ_３未満であるアモルファス酸化物が得られるということで、電界効果型トランジスタに利用する提案がなされた（特許文献１参照）。
この他、この系の酸化物を電界効果型トランジスタ利用した提案がいくつか存在する（特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び特許文献９参照）。

上記特許文献１では、アモルファス酸化物の成膜に際しては、スパッタリング法が最も適しているという示唆はあるが、１〜１２個存在するでは実施例ではパルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）で成膜した例を示すだけで、１例のみが高周波（ＲＦ）スパッタリングを実施した例である。前記特許文献２〜９についても、単に電界効果型トランジスタの特性を開示するか、または成膜法として反応性エピタキシャル法あるいはパルスレーザー蒸着法を示すのみで、スパッタリング法の中で、特に成膜速度が高い、直流（ＤＣ）スパッタリングを提起しているものは存在しない。

この直流（ＤＣ）スパッタリングにはターゲットが必要とされるが、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系（ＩＧＺＯ）の酸化物ターゲットは、製造が容易ではない。
それは成分が多成分系であること、それぞれの酸化物粉末を混合して製造されるために粉末の性質・状態の影響を受けること、焼結条件によって焼結体の性質がことなること、焼結条件や成分の配合によって導電性を失うこと、さらにターゲットの性質・状態によって、スパッタリング時に、ノジュールや異常放電の発生が生ずることなど、多くの問題を有するからである。
このようなことから、本出願人は、スパッタリング時のノジュールや異常放電の発生を抑制する発明を提案した。本願発明は、これをさらに改良するものである。
ＷＯ２００５／０８８７２６Ａ１号公報特開２００４−１０３９５７号公報特開２００６−１６５５２７号公報特開２００６−１６５５２８号公報特開２００６−１６５５２９号公報特開２００６−１６５５３０号公報特開２００６−１６５５３２号公報特開２００６−１７３５８０号公報特開２００６−１８６３１９号公報特願２００７−３３６３９８号

本発明は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなるスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットにおいて、焼結体ターゲットの組織を改良し、ノジュールの発生源となる相の形成を、最小限に押さえると共に、バルク抵抗値を下げ、高密度で、異常放電を抑制でき、かつＤＣスパッタリングが可能であるＩＧＺＯターゲットを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、ＩＧＺＯターゲットにおいて、ターゲット組織中のスピネル相を低減することが、極めて有効であるとの知見を得た。

本発明はこの知見に基づき、本発明は、
１）インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなるスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットにおいて、各元素の構成比は、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝であり、当該酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在する平均粒径が３μｍ以上のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の個数が１０個以下であることを特徴とするスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット
２）酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大粒径が５μｍ以下であることを特徴とする上記１）記載のスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット。
３）ターゲットの密度が６．０ｇ／ｃｍ^３以上であり、バルク抵抗値が５．０×１０^−２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする上記１）又は２）記載のスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット、を提供する。

また、本発明は、
４）インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなるスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットの製造方法において、各元素の構成比が、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝となるように、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）の原料粉末を調整すると共に、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積を１０ｍ^２／ｇ以下とし、これらの粉末を混合し、さらに粉砕した後、１４００〜１４９０°Ｃの温度範囲で焼結することを特徴とするスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットの製造方法。
５）前記Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３及びＺｎＯの原料粉末を混合し、粉砕する工程において、粉砕前後の比表面積差が２．０ｍ^２／ｇ以上となるまで、粉砕することを特徴とする上記４）記載のスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットの製造方法、を提供する。

上記によって、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリング焼結体ターゲットにおいて、焼結体ターゲットの組織に存在する平均粒径が３μｍ以上のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の個数を１０個以下とすることにより、ノジュールの発生を低減することが可能となり、ノジュールに起因する異常放電を著しく低減させることが可能となった。また、バルク抵抗値を下げることができるので、ＤＣスパッタリングが容易であり、また高密度で安定した成膜が可能であるという優れた効果を有する。

実施例１に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。実施例２に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。実施例３に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。実施例４に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。実施例５に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。実施例６に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。実施例７に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例１に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例２に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例３に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例４に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例５に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例６に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。比較例８に示すターゲット試験片の顕微鏡組織写真である。

本発明のスパッタリングターゲットは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏ及び不可避的不純物からなる用酸化物焼結体であるが、各元素の構成比は、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝である。Ｉｎの比率を高めると、スパッタ膜のキャリア濃度は上昇する傾向にあるが、高すぎると素子特性（ｏｎ／ｏｆｆ比）が悪くなる。また、下限値よりも低い場合には、膜の移動度が低下し、素子の特性を悪くするので、好ましくない。Ｇａの比率を上げると、膜のキャリア濃度は低下する傾向にある。ＩｎとＧａは、相互に増減が逆の効果になるので、上記の範囲に収めるのが最適である。
ターゲットの組成比は、スパッタ成膜に直接反映されるので、膜の特性を維持するためには、ターゲットの組成比の調整は不可欠である。

次に、Ｚｎの比率であるが、Ｚｎが上記の数値よりも大きくなると、膜の安定性、耐湿性が劣化するので好ましくない。また、Ｚｎの量が上記の数値よりも小さくなると、スパッタ膜の非晶質性が悪くなり、結晶化するので、好ましくない。したがって、上記の範囲とする。また、酸素量は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎのバランスの上で、決定されるが、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝とすることにより、アモルファス状態が安定して得られる。
上記のＩＧＺＯ薄膜の要求される成分組成は、主に透明酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタとして利用するために必要とされる組成であり、既に公知の成分組成であるということができる。

問題は、このような成分組成を有するスパッタリングターゲットにおいて、異常放電の原因となるノジュールが発生することである。この異常放電は、スパッタ膜における異物発生の原因となり、膜特性を低下させる原因となる。したがって、ＩＧＺＯターゲットでのこのノジュールの発生原因を究明することが必要であった。
本願発明は、ＩＧＺＯ焼結体ターゲットであるが、後述する実施例及び比較例に示すように、均一な組織の中に、粒状の微小な組織が見られる。これはＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相であることが分かった。これが細かく分散している状態では、特に問題とはならないが、その大きさがある程度大きくなると、その粒子を基点として、ノジュールの発生原因となることが分かった。
また、ノジュールの発生は、それを起点として、異常放電が起こり易くなる。このことから、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相を細かく分散させることが必要であり、その量的な規制が、ノジュールを効果的に抑制できるとの確証を得た。

本願発明は、この知見に基づくものであり、当該酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在する平均粒径が３μｍ以上のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の個数を１０個以下とするものである。このように、調節したスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットは、ノジュールの発生を抑制し、ノジュールを起点とする異常放電を減少させることが可能となった。これは、最も効果的なノジュール抑制手段である。１０個を超えると、ノジュールの発生が大きくなり、それに伴って比例的に異常放電が増加し、膜の品質を劣化させる原因となる。
さらに、酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大粒径が５μｍ以下とすることも、さらに有効であり、本願発明は、このようなスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットをも提供するものである。

本願発明は、導電性ターゲットを得ることを一つの目標にしており、そのためにはバルク抵抗値を下げる必要がある。前記ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が多くなるとバルク抵抗値の増加する傾向にある。本願発明においては、バルク抵抗値が５．０×１０^−２Ω・ｃｍ以下が達成できる。これはＤＣスパッタリングが容易にできる条件でもあり、本願発明の有用性の、大きな特徴の一つである。さらに、安定なスパッタリングを可能とするためには、ターゲットの密度が高い方が望ましく、本願発明においては、６．０ｇ／ｃｍ^３以上を達成することが可能である。
また、本発明スパッタリング用酸化物焼結体ターゲットは、各元素の構成比が、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝となるように、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）の原料粉末を調整すると共に、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積を１０ｍ^２／ｇ以下とし、次にこれらの粉末を混合して、さらに粉砕した後、１４００〜１４９０°Ｃの温度範囲で焼結して製造するものである。

酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在する平均粒径が３μｍ以上のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の個数を１０個以下とする際には、比表面積１０ｍ^２／ｇ以下のＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末を使用する。酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）の原料粉末は、いずれも一つに混合して、これを再度粉砕するのであるが、この粉砕に際して、混合前のＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末だけが、注意を要するもので、原料段階で比表面積１０ｍ^２／ｇ以下であることが必要となる。
粉末の混合と粉砕に際し、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の粒径と比表面積が指標となるものであり、比較的大きな粒径と小さな比表面積を持つＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末が粉砕されていく過程で、Ｉｎ_２Ｏ_３が他の酸化物の間に浸透し、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられるため、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できるためと考えられる。

さらに、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３及びＺｎＯの原料粉末を混合し、粉砕する工程において、粉砕前後の比表面積差が２．０ｍ^２／ｇ以上となるまで粉砕することが、さらに有効である。これは、３種の原料粉末が十分に、粉砕・混合されることを意味するものである。
さらに、焼結温度については、１４００〜１４９０°Ｃの温度範囲で焼結することが望ましい。１４００°Ｃ未満では、焼結は十分でなく、焼結密度は向上しない。また、１４９０°Ｃを超える温度では、組織の中にＺｎＯが形成され、同様に密度が低下する。したがって、上記の温度範囲が好適な温度範囲である。

上記の本発明に係る酸化物焼結体の製造工程の代表例を示すと、次のようになる。
原料としては、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）を使用することができる。不純物による電気特性への悪影響を避けるために、純度４Ｎ以上の原料を用いることが望ましい。各々の原料粉を所望の組成比となるように秤量する。なお、上記の通り、これらに不可避的に含有される不純物は含まれるものである。
この場合、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）の原料粉については、原料段階で比表面積を選択した原料粉末を使用する。

次に、混合と粉砕を行う。粉砕が不充分であると、製造したターゲット中に各成分が偏析して、高抵抗率領域と低抵抗率領域が存在することになり、スパッタ成膜時に高抵抗率領域での帯電等によるアーキングなどの異常放電の原因となってしまうので、充分な混合と粉砕が必要である。
スーパーミキサーにて各原料を混合した後、これらをアルミナ製匣鉢に詰め、温度９５０〜１３５０°Ｃの範囲で仮焼する。保持時間２〜１０ｈｒ、大気雰囲気で行う。
次に、これらの原料を、例えば１バッチ１０００ｇ単位でアトライター(φ３ｍｍジルコニアビーズ、アジテータ回転数３００ｒｐｍ)にて２〜５ｈｒ程度、微粉砕する。この粉砕の程度は、各実施例、比較例で異なる。例えば、比較例６と比較例８では１ｈｒ、比較例７は粉砕無しである。

次に、微粉砕後のスラリーを熱風乾燥機で、１００〜１５０°Ｃ×５〜４８ｈｒ乾燥して、目開き２５０μｍ篩で篩別して粉を回収する。なお、微粉砕の前後で、それぞれの粉末の比表面積を測定する。１０００ｇのＩＧＺＯ粉にＰＶＡ水溶液(ＰＶＡ固形分３％)を２０ｃｃ混合し、目開き５００μｍ篩で篩別する。
次に、φ２１０ｍｍの金型に、粉末１０００ｇを充填し、面圧４００〜１０００ｋｇｆ・ｃｍ^２でプレスして成型体を得る。この成型体をビニールで２重に真空パックし、１５００〜４０００ｋｇｆ/ｃｍ^２でＣＩＰする。そして、所定の温度で焼結を行ない(保持時間５〜２４ｈｒ、酸素雰囲気中)、焼結体を得る。
ターゲットの製作に際しては、上記によって得られた酸化物焼結体の外周の円筒研削、面側の平面研削をすることによって、例えば１５２．４φ×５ｔｍｍのターゲットに加工する。これをさらに、例えば銅製のバッキングプレートに、インジウム系合金などをボンディングメタルとして、貼り合わせることでスパッタリングターゲットとする。

以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。

実施例及び比較例に使用した原料粉の性状は、次の通りである。
Ｉｎ_２Ｏ_３原料（１）：粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇ
Ｉｎ_２Ｏ_３原料（２）：粒径０．６５μｍ、比表面積１３．７ｍ^２／ｇ
Ｉｎ_２Ｏ_３原料（３）：粒径１．６μｍ、比表面積５．８ｍ^２／ｇ
Ｇａ_２Ｏ_３原料（１）：粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇ
Ｇａ_２Ｏ_３原料（２）：粒径４．６μｍ、比表面積１１．９ｍ^２／ｇ
ＺｎＯ原料（１）：粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇ

これらの原料について、ＩＧＺＯをモル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合し、これらの原料組合せと製造条件(微粉砕、仮焼温度、焼結温度)を変えて、ターゲットを作製し、各種の試験を行った。これらの詳細を、実施例及び比較例に示す。
なお、上記配合比（１：１：１）は、ＩＧＺＯターゲットの代表的なものである。本発明の目的とするターゲットのノジュール発生を防止するためには、ＩＧＺＯの配合比は特に問題とはならないが、実施例６と実施例７については、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：２となるよう原料を調合して実施した。

下記に示す実施例及び比較例において、各種の測定や評価が必要となるが、その条件を以下に示す。
（粒径の測定）
粒径の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、Microtrac MT3000)を用いて行った。
（比表面積の測定）
比表面積（ＢＥＴ）の測定は、自動表面積計ベータソープ(日機装株式会社製、MODEL-4200)で行なった。

（画像解析と組織評価）
作製したターゲットの試験片については、研磨機により鏡面まで研磨した。そして、この試験片について、ＦＥ−ＥＰＭＡ（日本電子株式会社製、JXA-8500F電子プローブマイクロアナライザー）にて、電子銃の加速電圧１５（ｋＶ）、照射電流約２．０×１０^−７（Ａ）の条件で面分析した。これにより、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｏの各元素を、下記表１の条件で検出しマッピングを実施した。
面分析のマッピング画像(ＲＧＢカラー画像)は、２５６×２５６ピクセルとし、各ピクセルの測定時間は１０μｓで測定した。例えば、得られたＧａのマッピング画像から赤成分を分離(しきい値100で設定)し、粒径(粒子の平行接線間の最大距離)及び個数(３μｍ以上の粒子を対象)をカウントした。画像処理ソフトはanalySIS ver.5 (Soft Imaging System GmbH製)を使用した。
（スパッタリング条件）
作製したターゲットの試験片については、表２に示すスパッタリング条件でスパッタリングし、ノジュールの発生を目視観察した。

（実施例１）
本実施例１では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．９ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、さらに大気中で９５０°Ｃで５時間、仮焼を行った。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は３．１ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１４．７ｍ^２／ｇであった。この差は、１１．６ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３にまとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造は、上記段落［００２１］、段落［００２２］に示す条件で実施した。ここでは、条件の主なものを記載する。また、各種の測定や評価は、上記段落［００２６］〜［００２９］に記載する方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例１では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が３μｍ未満であり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は０であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．２６ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は６．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は２２２個であり、後述する比較例に比べ、半分以下であった。これに伴いスパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。組織の顕微鏡写真を図１に示す。

また、ターゲット中のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の形成の防止効果は、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が１０ｍ^２／ｇ以下（比表面積４．４ｍ^２／ｇ）である粉末を用いた結果である。また、この場合Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３及びＺｎＯの原料粉末を混合し、粉砕する工程において、粉砕前後の比表面積差が２．０ｍ^２／ｇ以上となるまで粉砕するという条件も満たしていた。
比較的大きな粒径と小さな比表面積を持つＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末が粉砕されていく過程で、Ｉｎ_２Ｏ_３が他の酸化物の間に浸透し、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられるため、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できるためと考えられる。Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が、ノジュール発生を抑制し得るＩＧＺＯターゲット製造の指標となるものである。以上の結果を、表３に示す。

（実施例２）
本実施例２では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、さらに大気中で９５０°Ｃで５時間、仮焼を行った。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．６ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．０ｍ^２／ｇであった。この差は、１４．４ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例２では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が４．５３μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は５であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．２６ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は６．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は３５９個であり、実施例１に比べ、やや高くなったが、それでも後述する比較例に比べて、ほぼ半分程度であった。これに伴いスパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。
ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。組織の顕微鏡写真を図２に示す。

また、ターゲット中のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の形成の防止効果は、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が１０ｍ^２／ｇ以下（比表面積４．４ｍ^２／ｇ）である粉末を用いた結果であり、比較的大きな粒径と小さな比表面積を持つＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末が粉砕されていく過程で、Ｉｎ_２Ｏ_３が他の酸化物の間に浸透し、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられるため、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できるためと考えられる。Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が、ノジュール発生を抑制し得るＩＧＺＯターゲット製造の指標となるものである。以上の結果を、同様に表３に示す。

（実施例３）
本実施例３では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（３）粒径１．６μｍ、比表面積５．８ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、さらに大気中で１３５０°Ｃで５時間、仮焼を行った。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は６．９ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．１ｍ^２／ｇであった。この差は、１０．２ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４００°Ｃで実施した。以上の結果、実施例３では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が３μｍ未満であり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は０であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．２９ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は１２．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は２５１個であり、実施例１に比べ、やや高くなったが、それでも後述する比較例に比べて、ほぼ半分程度であった。これに伴いスパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。
ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。組織の顕微鏡写真を図３に示す。

（実施例４）
本実施例４では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（３）粒径１．６μｍ、比表面積５．８ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合し、さらに大気中で１３５０°Ｃで５時間、仮焼を行った。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は６．９ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．１ｍ^２／ｇであった。この差は、１０．２ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例４では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が３μｍ未満であり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は０であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．２９ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は４．４ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は１８９個であり、実施例１に比べ、さらに低減し、比較例に比べ１／３程度となった。これに伴いスパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。実施例３との差異は仮焼温度をより高温で実施したことであるが、密度向上、バルク抵抗値の低減により有効であることが分かった。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。組織の顕微鏡写真を図４に示す。

（実施例５）
本実施例５では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は実施しなかった。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は６．０ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．８ｍ^２／ｇであった。この差は、１１．８ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例５では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が３．７１μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は７であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．２０ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は２．９７ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図５に示す。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は３９０個であり、実施例１に比べ、やや高くなったが、それでも後述する比較例に比べて、ほぼ半分程度であった。これに伴いスパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。
ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。

（実施例６）
本実施例６では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．９ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：２となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼を９５０°Ｃ実施した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は３．１ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１４．７ｍ^２／ｇであった。この差は、１１．６ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例６では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）は３μｍ未満であり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は０であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．１４ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は２９．７ｍΩ・ｃｍとやや高めであったが、ＤＣスパッタリングが可能であるバルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図６に示す。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は１７０個であり、実施例１よりも少なかった。これに伴い、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が少なく、また存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。

なお、本実施例６の粉末の配合比はＩｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：２であり、実施例１の粉末の配合比であるＩｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１と、に差異があるが、これらは、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生やノジュール発生に殆ど影響していないことが分かる。
各元素の構成比である、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝とすることは、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系（ＩＧＺＯ）材料としての特性、すなわち電子キャリア濃度が１０^１８／ｃｍ_３未満であるアモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタに利用する材料の特性から要求されるものであり、この組成範囲のものであれば、本願発明の条件において、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生やノジュール発生を抑制するという目的を達成することが可能である。

（実施例７）
本実施例７では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：２となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼を１０５０°Ｃ実施した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１．８ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１１．５ｍ^２／ｇであった。この差は、９．７ｍ^２／ｇであった。
以上について、表３に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４９０°Ｃで実施した。以上の結果、実施例７では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）は３μｍ未満であり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は０であった。これらは、本発明の条件を満たしていた。そして密度は６．３４ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は１８．０ｍΩ・ｃｍとやや高めであったが、ＤＣスパッタリングが可能であるバルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図７に示す。
ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は１５４個であり、実施例１よりも少なかった。これに伴い、スパッタリング中の異常放電が殆ど認められなかった。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が少なく、また存在していても、それが微細に分散していることが、ノジュール発生を抑制していることが大きな原因と考えられる。

本実施例７の粉末の配合比はＩｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：２であり、実施例１の粉末の配合比であるＩｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１、とに差異があるが、実施例６と同様に、これらは、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生やノジュール発生に殆ど影響していないことが分かる。
各元素の構成比である、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝とすることは、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系（ＩＧＺＯ）材料としての特性、すなわち電子キャリア濃度が１０^１８／ｃｍ_３未満であるアモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタに利用する材料の特性から要求されるものであり、この組成範囲のものであれば、本願発明の条件において、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生やノジュール発生を抑制するという目的を達成することが可能である。

（比較例１）
比較例１では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径０．６５μｍ、比表面積１３．７ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は実施しなかった。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１３．８ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は２２．１ｍ^２／ｇであった。この差は、約８．３ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４００°Ｃで実施した。以上の結果、比較例１では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が３．５５μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は１５であった。これらは、本発明の条件を満たしていなかった。そして密度は６．４８ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は４．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図８に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は５３１個であり、実施例１に比べ、２倍以上に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の多量の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

また、ターゲット中のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が多量に発生した原因は、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が１０ｍ^２／ｇ以下（比表面積４．４ｍ^２／ｇ）である粉末を用いず、粉砕が不十分であったと考えられる。Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が、ノジュール発生を抑制し得るＩＧＺＯターゲット製造の指標となるものであるが、比較的小さい粒径で大きな比表面積を持つＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末では、粉砕過程において、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられず、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できなかったと考えられる。以上の結果を、表４に示す。

（比較例２）
比較例２では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径０．６５μｍ、比表面積１３．７ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は実施しなかった。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は１３．８ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は２２．１ｍ^２／ｇであった。この差は、８．３ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例２では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が４．１０μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は４２と増加した。これらは、本発明の条件を満たしていなかった。そして密度は６．４４ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は２．６ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図９に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は６９４個であり、実施例１に比べ、３倍以上に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の多量の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

また、ターゲット中のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が多量に発生した原因は、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が１０ｍ^２／ｇ以下（比表面積４．４ｍ^２／ｇ）である粉末を用いず、粉砕が不十分であったと考えられる。Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が、ノジュール発生を抑制し得るＩＧＺＯターゲット製造の指標となるものであるが、比較的小さい粒径で大きな比表面積を持つＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末では、粉砕過程において、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられず、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できなかったと考えられる。以上の結果を、同様に表４に示す。

（比較例３）
比較例３では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径０．６５μｍ、比表面積１３．７ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は、温度９５０°Ｃで実施した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は７．０ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１８．１ｍ^２／ｇであった。この差は、１１．１ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４００°Ｃで実施した。以上の結果、比較例３では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が３．８１μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は１６と増加した。これらは、本発明の条件を満たしていなかった。そして密度は６．２８ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は４．０ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図１０に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は５９２個であり、実施例１に比べ、２．５倍程度に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の多量の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

（比較例４）
比較例４では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径０．６５μｍ、比表面積１３．７ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（２）粒径４．６μｍ、比表面積１１．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は、温度９５０°Ｃで実施した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は７．０ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１８．１ｍ^２／ｇであった。この差は、１１．１ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例４では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が４．６７μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は３３と著しく増加した。これらは、本発明の条件を満たしていなかった。そして密度は６．５１ｇ／ｃｍ^３と高密度であり、バルク抵抗値は２．９ｍΩ・ｃｍで、ＤＣスパッタリングが十分可能である低バルク抵抗値を有していた。組織の顕微鏡写真を図１１に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は６６０個であり、実施例１に比べ、３倍程度に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の多量の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

（比較例５）
比較例５では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は、温度９５０°Ｃで実施した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．６ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は１７．０ｍ^２／ｇであった。この差は、１４．４ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１３５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例５では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が４．０３μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は４であった。これらのスピネル相の存在についは、本発明の条件を満たしていたが、焼結温度が低いために、密度は５．７２ｇ／ｃｍ^３と著しく低下し、バルク抵抗値も７．７ｍΩ・ｃｍと増加した。なお、ＤＣスパッタリングは可能であった。組織の顕微鏡写真を図１２に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は５６１個であり、実施例１に比べ、２．５倍程度に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の多量の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

（比較例６）
比較例６では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は、実施しなかった。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は７．３ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は９．２ｍ^２／ｇであった。この差は、１．９ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例６では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が４．３６μｍであり、平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は１１であった。
これらのスピネル相の存在個数は、本発明の条件を満たしていなかった。密度は５．９２ｇ／ｃｍ^３と低下した。バルク抵抗値は６．２ｍΩ・ｃｍと低いので、ＤＣスパッタリングは可能であった。組織の顕微鏡写真を図１３に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は６７７個であり、実施例１に比べ、３倍強に程度に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の多量の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

また、ターゲット中のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が多量に発生した原因は、粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は７．３ｍ^２／ｇと粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は９．２ｍ^２／ｇの差が、１．９ｍ^２／ｇであり、混合・粉砕が十分でなかったと考えられる。これは、混合粉末を仮焼していなために、粉砕が十分でなかったことが原因と考えられる。
Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が、ノジュール発生を抑制し得るＩＧＺＯターゲット製造の指標となるものであるが、比較的大きい粒径で小さい比表面積を持つＩｎ_２Ｏ_３の原料粉末を用いた場合でも、粉末の十分な粉砕が行わなければ、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられず、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できなかったと考えられる。以上の結果を、同様に表４に示す。

（比較例７）
比較例７では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は、温度９５０°Ｃで実施した。混合しただけで粉砕は行わなかった。したがって、粉末の比表面積（ＢＥＴ）は、２．７ｍ^２／ｇと変わらず、その差は０である。以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は９５０°Ｃで実施した。しかし、焼結が十分起こらず、密度は５．２０ｇ／ｃｍ^３と著しく低下した。このため、組織観察やその他の評価は、意味がないので実施しなかった。以上の結果を、同様に表４に示す。

（比較例８）
比較例８では、Ｉｎ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径１０．７μｍ、比表面積４．４ｍ^２／ｇのＩｎ_２Ｏ_３粉末を用い、Ｇａ_２Ｏ_３原料として、上記（１）粒径５．６μｍ、比表面積９．１ｍ^２／ｇのＧａ_２Ｏ_３粉末を用い、ＺｎＯ原料として、上記（１）粒径１．０７μｍ、比表面積３．８ｍ^２／ｇのＺｎＯ粉末を用いた。これらの粉末を、モル比で、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１となるよう原料を調合した。
次に、これらの粉末を混合した。仮焼は、温度９５０°Ｃで実施した。粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．８ｍ^２／ｇであった。また、粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は４．１ｍ^２／ｇであった。この差は、１．３ｍ^２／ｇであった。
以上について、表４に、まとめて示す。その他、粉末の混合、粉砕、仮焼、焼結、ターゲット製造、また、各種の測定や評価は、実施例１と同様の方法により実施した。

焼結は１４５０°Ｃで実施した。以上の結果、比較例５では、９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大サイズ（スピネル相の最大粒径）が１１．６μｍであり、極めて大きなサイズの相が確認できた。平均粒径が３μｍ以上の同スピネル相の個数は１であった。これらのスピネル相の存在についは、本発明の条件を満たしていなかった。密度も５．６６ｇ／ｃｍ^３と著しく低下した。バルク抵抗値は３．２ｍΩ・ｃｍであり、ＤＣスパッタリングは可能であった。組織の顕微鏡写真を図１４に示す。
しかしながら、ＤＣスパッタリングを上記条件で行った結果、ノジュール数は７２３個であり、実施例１に比べ、３．５倍程度に増加した。これに伴いスパッタリング中の異常放電が増加した。特大ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の存在は、ノジュール発生を抑制できない原因となることが分かった。

また、ターゲット中のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相が多量に発生した原因は、粉砕が不十分であり、粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）は２．８ｍ^２／ｇと粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）は４．１ｍ^２／ｇで、この差が１．３ｍ^２／ｇで、小さいことが原因と考えられる。
Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積が重要ではあるが、さらに、粉砕前の比表面積（ＢＥＴ）と粉砕後の比表面積（ＢＥＴ）の差異も、ノジュール発生を抑制し得るＩＧＺＯターゲット製造の指標となることが分かった。これは、粉砕過程において、他の酸化物との十分な混合と粉砕が達せられず、ＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の発生を効果的に防止できなかったと考えられる。以上の結果を、同様に表４に示す。

本発明は、原料特性及び製法の最適化によりターゲット組織中ＺｎＧａ_２Ｏ_４(スピネル)相を低減させるものであり、比表面積が１０ｍ^２／ｇより小さいＩｎ_２Ｏ_３を使用することにより、主相のＩｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ相と特性の異なるＺｎＧａ_２Ｏ_４ (スピネル)相の粗大化と多量の存在はノジュール発生の原因となるが、このＺｎＧａ_２Ｏ_４(スピネル)相を抑えることが可能となる。ノジュール発生の量を減らすことは、スパッタリング中の異常放電を抑制できる。さらに、本願発明は、原料の微粉砕により、密度を向上させることができ、さらに安定した性状及び組織を持つターゲットが得られ、ＤＣスパッタリングが可能である導電性を得ることができる。

以上によって、スパッタリング時のパーティクルやノジュールを低減させ、さらにターゲットライフも長くすることができるという著しい効果を有し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができる。層を形成するスパッタリングターゲットとして利用できる。このＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系（ＩＧＺＯ）材料は、電子キャリア濃度が１０^１８／ｃｍ_３未満であるアモルファス酸化物が得られるので、電界効果型トランジスタに有用である。また、ＩＧＺＯターゲットとして、広範囲な用途に支障なく使用できるので、産業上の利用価値は高い。

Claims

インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなるスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットにおいて、各元素の構成比は、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝であり、当該酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在する平均粒径が３μｍ以上のＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の個数が１０個以下であることを特徴とするスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット。
酸化物焼結体ターゲットの９０μｍ×９０μｍの面積の範囲に存在するＺｎＧａ_２Ｏ_４のスピネル相の最大粒径が５μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット。
ターゲットの密度が６．０ｇ／ｃｍ^３以上であり、バルク抵抗値が５．０×１０^−２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリング用酸化物焼結体ターゲット。
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）及び不可避的不純物からなるスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットの製造方法において、各元素の構成比が、式：Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＺｎ_ｚＯ_ａ｛式中、０．２≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８、０．１≦ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ｝となるように、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）の原料粉末を調整すると共に、Ｉｎ_２Ｏ_３の原料粉末の比表面積を１０ｍ^２／ｇ以下に、Ｇａ _２Ｏ _３の原料粉末の比表面積を９．１ｍ ^２／ｇ以上とし、これらの粉末を混合し、さらに粉砕する工程において、粉砕前後の比表面積差が２．０ｍ ^２／ｇ以上となるまで粉砕した後、１４００〜１４９０°Ｃの温度範囲で焼結することを特徴とするスパッタリング用酸化物焼結体ターゲットの製造方法。