JP5685428B2 - IGZO sintered body and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、IGZO焼結体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an IGZO sintered body and a method for producing the same.

IGZO(InGaZnO)は酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛からなる酸化物半導体であり、電子ペーパや液晶パネル、有機ELを駆動するTFTチャネル層の材料として注目を集めている透明酸化物半導体の一種である。IGZO焼結体は透明電極や、透明酸化物半導体等をスパッタリングにより形成するためのターゲット材料として用いられる。 IGZO (InGaZnO 4 ) is an oxide semiconductor made of indium oxide, gallium oxide, and zinc oxide, and is a transparent oxide semiconductor that has been attracting attention as a material for TFT channel layers for driving electronic paper, liquid crystal panels, and organic EL. It is a kind. The IGZO sintered body is used as a target material for forming a transparent electrode, a transparent oxide semiconductor, or the like by sputtering.

このようなターゲット材料として、たとえば特許文献1においては、酸化インジウム粉、酸化ガリウム粉、及び酸化亜鉛粉を含む混合粉体を原料とし、この原料を湿式媒体撹拌ミルにより混合粉砕し、比表面積を混合粉体全体の比表面積より1.0〜3.0m/g増加させ、その後、原料を成形し、酸素雰囲気中で、1250〜1450℃の温度で焼成することにより得られるIGZOスパッタリングターゲットが記載されている。 As such a target material, for example, in Patent Document 1, a mixed powder containing indium oxide powder, gallium oxide powder, and zinc oxide powder is used as a raw material, and this raw material is mixed and pulverized by a wet medium stirring mill to obtain a specific surface area. An IGZO sputtering target obtained by increasing the specific surface area of the entire mixed powder by 1.0 to 3.0 m 2 / g, then forming the raw material, and firing it in an oxygen atmosphere at a temperature of 1250 to 1450 ° C. Have been described.

特開2008−144246号公報JP 2008-144246 A

しかしながら、上述のように、焼成によりIGZO(InGaZnO)焼結体を得る際には、InGaZnを含む表面変質層が生成される。すなわち焼成時には、高温に晒されたIGZO表面から、まず酸化亜鉛が気化して飛散し、結晶構造が乱れる。これにより飛散しやすくなった酸化インジウムが、次に、気化して飛散する。このようにして、表面変質層が生成される。 However, as described above, when an IGZO (InGaZnO 4 ) sintered body is obtained by firing, a surface-modified layer containing In 2 Ga 2 Zn 1 O 7 is generated. That is, at the time of firing, zinc oxide is first vaporized and scattered from the surface of IGZO exposed to high temperature, and the crystal structure is disturbed. Then, the indium oxide that has been easily scattered is vaporized and scattered. In this way, a surface altered layer is generated.

かかる表面変質層は、所望のIGZOではないため、ターゲット材として使用することはできない。このため、焼成後のIGZO焼結体は、表面変質層が削り落とされてはじめて製品としてのターゲット材となる。IGZOの原料は高価であるため、表面変質層が極力生成されないようにするのが、製造コスト上望ましい。   Such a surface-affected layer is not a desired IGZO and cannot be used as a target material. For this reason, the sintered IGZO sintered body becomes a target material as a product only after the surface altered layer is scraped off. Since the raw material of IGZO is expensive, it is desirable in terms of manufacturing cost to prevent the generation of a surface-modified layer as much as possible.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、焼成により生じる表面変質層が極力少ないIGZO焼結体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an IGZO sintered body that has as few surface deteriorated layers as possible as a result of firing in view of the problems of the prior art.

この目的を達成するため、第1の発明に係るIGZO焼結体は、焼成により生じたInGaZnを含む表面変質層(以下、この欄において単に「表面変質層」という。)を有するInGaZnO から成るIGZO焼結体であって、該表面変質層の厚さが1mm以下であることを特徴とする。これによれば、IGZO焼結体がターゲット材料として製品化される際に除外される表面変質層の厚さが従来の1mmを超える場合に比べて少ないので、IGZO焼結体の製造コストを、従来よりも減少させることができる。 In order to achieve this object, the IGZO sintered body according to the first invention is referred to as a surface-modified layer containing In 2 Ga 2 Zn 1 O 7 produced by firing (hereinafter referred to simply as “surface-modified layer” in this section). ) An IGZO sintered body made of InGaZnO 4 having a thickness of the surface-modified layer of 1 mm or less. According to this, since the thickness of the surface-modified layer that is excluded when the IGZO sintered body is commercialized as a target material is less than the conventional case of exceeding 1 mm, the manufacturing cost of the IGZO sintered body is reduced. It can be reduced as compared with the prior art.

第2の発明に係るIGZO焼結体の製造方法は、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、及び酸化亜鉛粉末を含む混合粉末、又はインジウム−ガリウム−亜鉛の酸化物粉末を成形し、得られた成形体を焼成することによりInGaZnO から成るIGZO焼結体を製造するに際し、前記成形体の焼成は、気化した酸化亜鉛を含む雰囲気下で行うことを特徴とする。 The manufacturing method of the IGZO sintered compact which concerns on 2nd invention shape | molds the mixed powder containing an indium oxide powder, a gallium oxide powder, and a zinc oxide powder, or the oxide powder of indium-gallium-zinc, and obtained molding When the IGZO sintered body made of InGaZnO 4 is manufactured by firing the body, the compact is fired in an atmosphere containing vaporized zinc oxide.

これによれば、焼成時に、酸化亜鉛の分圧が高いため、成形体の表面から気化して飛散する酸化亜鉛の量が減少する。これにより、表面変質層の生成が抑制され、焼結完了時における表面変質層の厚さが従来に比べて減少する。したがって、IGZO焼結体をターゲット材料として製品化する際に除外すべき表面変質層の量が減少するので、IGZO焼結体の製造コストを減少させることができる。   According to this, since the partial pressure of zinc oxide is high at the time of firing, the amount of zinc oxide vaporized and scattered from the surface of the molded body is reduced. Thereby, generation | occurrence | production of a surface modified layer is suppressed and the thickness of the surface modified layer at the time of completion of sintering reduces compared with the past. Therefore, since the amount of the surface-modified layer that should be excluded when the IGZO sintered body is commercialized as a target material is reduced, the manufacturing cost of the IGZO sintered body can be reduced.

第3の発明に係るIGZO焼結体の製造方法は、第2発明において、前記成形体の焼成時に該成形体が配置される容器は、所定の開口部以外の部分は密閉されており、前記開口部の開口面積は、前記容器の内面の面積の0.1〜15%であることを特徴とする。   The manufacturing method of the IGZO sintered body according to the third invention is the second invention, wherein the container in which the molded body is disposed at the time of firing the molded body is hermetically sealed except for a predetermined opening. The opening area of the opening is 0.1 to 15% of the area of the inner surface of the container.

これによれば、焼成時に成形体が配置される容器は、開口部以外の部分が密閉されているので、焼成時に、成形体の表面から気化して飛散する酸化亜鉛により、容器内が酸化亜鉛を含む雰囲気となる。つまり、酸化亜鉛の分圧が、容器内において高まり又は飽和圧に達することにより、酸化亜鉛の飛散量が減少する。   According to this, since the container other than the opening is sealed in the container in which the molded body is arranged at the time of firing, the inside of the container is zinc oxide by being vaporized and scattered from the surface of the molded body at the time of firing. It becomes the atmosphere containing. That is, when the partial pressure of zinc oxide increases in the container or reaches a saturation pressure, the amount of zinc oxide scattered decreases.

そして開口部の開口面積が上記範囲内であれば、焼成時における酸化亜鉛の飛散量を確実に減少させ、焼成完了時における表面変質層の厚さを1mm以下とすることができる。なお、開口面積が0.1%を下回ると、バインダが焼結体から飛散し難くなり、焼結体が割れるおそれがあるので、好ましくない。   And if the opening area of an opening part is in the said range, the scattering amount of the zinc oxide at the time of baking can be reduced reliably, and the thickness of the surface alteration layer at the time of completion of baking can be 1 mm or less. In addition, when the opening area is less than 0.1%, the binder is hardly scattered from the sintered body, and the sintered body may be broken, which is not preferable.

第4の発明に係るIGZO焼結体の製造方法は、第2又は第3発明において、前記成形体の焼成は、前記成形体の焼成時に該成形体が配置される容器内に酸化亜鉛粉末、又は本発明のIGZO焼結体を粉末化したような酸化亜鉛を含む粉末を配置して行うことを特徴とする。これによれば、容器内における酸化亜鉛の分圧が、酸化亜鉛粉末から気化する酸化亜鉛によって高められるので、焼成完了時における表面変質層の厚さをより効果的に減少させることができる。   In the method for producing an IGZO sintered body according to the fourth invention, in the second or third invention, the firing of the molded body is a zinc oxide powder in a container in which the molded body is disposed during firing of the molded body, Alternatively, it is characterized in that it is performed by arranging a powder containing zinc oxide such as powdered IGZO sintered body of the present invention. According to this, since the partial pressure of zinc oxide in the container is increased by the zinc oxide vaporized from the zinc oxide powder, it is possible to more effectively reduce the thickness of the surface-affected layer at the completion of firing.

第5の発明に係るIGZO焼結体の製造方法は、第4発明において、前記酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末は、平均粒径が2.0μm以下であり、含有する酸化亜鉛の体積が、前記容器の容積の1%以上であることを特徴とする。これによれば、焼成時における酸化亜鉛の飛散量を確実に減少させ、焼結完了時における表面変質層の厚さを1mm以下とすることができる。   The manufacturing method of the IGZO sintered body according to the fifth invention is the fourth invention, wherein the zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide has an average particle size of 2.0 μm or less, and the volume of zinc oxide contained is The volume of the container is 1% or more. According to this, the amount of zinc oxide scattered during firing can be reliably reduced, and the thickness of the surface-affected layer upon completion of sintering can be reduced to 1 mm or less.

本発明において焼成に使用することができる容器の斜視図である。It is a perspective view of the container which can be used for baking in this invention.

本発明のIGZO(InGaZnO)焼結体は、酸化インジウム(In)、酸化ガリウム(Ga)、及び酸化亜鉛(ZnO)からなる金属酸化物の焼結体であり、焼成により生じたInGaZnを含む表面変質層(以下、この欄において単に「表面変質層」という。)を有する。表面変質層の厚さは1mm以下、好ましくは0.3mm以下である。 The IGZO (InGaZnO 4 ) sintered body of the present invention is a metal oxide sintered body made of indium oxide (In 2 O 3 ), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), and zinc oxide (ZnO), and is fired. A surface-modified layer containing In 2 Ga 2 Zn 1 O 7 produced by the above (hereinafter, simply referred to as “surface-modified layer” in this column). The thickness of the surface damaged layer is 1 mm or less, preferably 0.3 mm or less.

表面変質層はIGZOとは異なるので、IGZO焼結体がターゲット材料として製品化される際に除外される。この点、本発明のIGZO焼結体は、表面変質層の厚さが、従来の1mmを超える場合に比べて少ないので、IGZO焼結体の製造コストが、従来よりも減少する。   Since the surface-affected layer is different from IGZO, it is excluded when the IGZO sintered body is commercialized as a target material. In this regard, the IGZO sintered body of the present invention has a surface-altered layer with a thickness that is less than the conventional case of exceeding 1 mm, so that the manufacturing cost of the IGZO sintered body is reduced as compared with the conventional case.

本発明のIGZO焼結体は、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、及び酸化亜鉛粉末を原料としてこれらの混合粉末を、PVA(ポリビニルアルコール)やアクリル系等ののバインダなどを加えて作成し、この混合粉末を成形して焼成することにより得られる。この混合粉末の代わりに、インジウム−ガリウム−亜鉛の酸化物粉末を成形して焼成するようにしてもよい。   The IGZO sintered body of the present invention is made by using indium oxide powder, gallium oxide powder, and zinc oxide powder as raw materials, and adding a mixed powder such as PVA (polyvinyl alcohol) or acrylic. It is obtained by molding and firing the mixed powder. Instead of the mixed powder, an oxide powder of indium-gallium-zinc may be formed and fired.

原料となる酸化インジウム粉末及び酸化ガリウム粉末は、いずれも比表面積が5〜10m/gのものが好ましい。酸化亜鉛粉末は比表面積が2〜5m/gのものが好ましい。 The indium oxide powder and gallium oxide powder used as raw materials preferably have a specific surface area of 5 to 10 m 2 / g. The zinc oxide powder preferably has a specific surface area of 2 to 5 m 2 / g.

混合粉末の作成は、ボールミル混合等の公知の方法を用いて行うことができる。混合粉末は、プレス成形、鋳込み成形等により成形され、成形体とされる。   Preparation of mixed powder can be performed using well-known methods, such as ball mill mixing. The mixed powder is molded by press molding, casting molding, or the like to form a molded body.

成形体の焼成は、大気中で1300〜1600℃、好ましくは1400〜1500℃の焼成温度で行われる。焼成時間は10〜20時間が好ましい。   The molded body is fired in the air at a firing temperature of 1300 to 1600 ° C, preferably 1400 to 1500 ° C. The firing time is preferably 10 to 20 hours.

焼成時には、高温に晒された成形体の表面から、まず酸化亜鉛が気化して飛散し、表面の結晶構造が乱れる。これにより飛散しやすくなった酸化インジウムが、次に、気化して飛散することにより、表面変質層が生成される。この表面変質層は所望のIGZOではなく、IGZO焼結体の製品とするためには、取り除く必要がある。つまり、表面変質層の分だけ、原料粉末が無駄に消費されることになるので、表面変質層の生成はできる限り抑制するのが好ましい。   During firing, zinc oxide is first vaporized and scattered from the surface of the molded body exposed to high temperature, and the crystal structure of the surface is disturbed. Then, the indium oxide that has been easily scattered is vaporized and scattered, whereby a surface-modified layer is generated. This surface-affected layer is not a desired IGZO but needs to be removed in order to obtain an IGZO sintered product. That is, since the raw material powder is consumed wastefully by the amount of the surface-modified layer, it is preferable to suppress the generation of the surface-modified layer as much as possible.

本発明では、この表面変質層の生成を極力抑制するために、成形体の焼成を、気化した酸化亜鉛を含む雰囲気(以下、単に「酸化亜鉛雰囲気」という。)中で行うようにしている。これにより、成形体表面からの酸化亜鉛の気化が抑制され、表面変質層の生成が抑制される。つまり、焼成により生成される表面変質層の厚さは、従来の1mmを超える場合よりも薄くなる。   In the present invention, in order to suppress the generation of the surface-modified layer as much as possible, the molded body is fired in an atmosphere containing vaporized zinc oxide (hereinafter simply referred to as “zinc oxide atmosphere”). Thereby, vaporization of zinc oxide from the surface of the molded body is suppressed, and the generation of the surface altered layer is suppressed. That is, the thickness of the surface-modified layer generated by firing is thinner than that in the case of exceeding the conventional 1 mm.

酸化亜鉛雰囲気中で焼成を行うために、成形体の焼成は、図1に示すような容器10を用いて行われる。容器10は容器本体11と、容器10の上面を閉塞するための蓋体12により構成される。容器本体11の両端の側壁上端部には凹部13が設けられている。   In order to perform firing in a zinc oxide atmosphere, the molded body is fired using a container 10 as shown in FIG. The container 10 includes a container main body 11 and a lid body 12 for closing the upper surface of the container 10. Concave portions 13 are provided at the upper end portions of the side walls at both ends of the container body 11.

容器10が矢印14で示されるように、蓋体12によって閉じられたとき、凹部13と蓋体12の端部とにより開口部が形成される。このとき、容器10は、開口部以外の部分は密閉された状態となる。なお、凹部13は、容器本体11の一方の端部にのみ設けられていてもよい。   When the container 10 is closed by the lid 12 as indicated by an arrow 14, an opening is formed by the recess 13 and the end of the lid 12. At this time, the container 10 is in a state in which portions other than the opening are sealed. The recess 13 may be provided only at one end of the container body 11.

成形体は、容器10内に配置され、蓋体12の閉塞により容器10の外部からほぼ隔離された状態で焼成される。焼成開始時には、成形体から酸化亜鉛が気化して飛散し、表面の結晶構造が乱れると、これにより飛散しやすくなった酸化インジウムが、次に、気化して飛散し、表面変質層が生成される。   The molded body is placed in the container 10 and fired in a state of being substantially isolated from the outside of the container 10 by closing the lid body 12. At the start of firing, zinc oxide is vaporized and scattered from the molded body, and when the surface crystal structure is disturbed, the indium oxide, which is easily scattered, is then vaporized and scattered to form a surface-modified layer. The

しかしその後、容器10内の酸化亜鉛の分圧が高まり、又は飽和圧程度にまで達するので、酸化亜鉛の気化が抑制される。これにより、焼成時における表面変質層の生成が抑制され、焼成完了時における表面変質層の厚さが従来に比べて減少する。   However, after that, the partial pressure of zinc oxide in the container 10 increases or reaches a saturation pressure, so that vaporization of zinc oxide is suppressed. Thereby, the production | generation of the surface modified layer at the time of baking is suppressed, and the thickness of the surface damaged layer at the time of completion of baking reduces compared with the past.

これにより、IGZO焼結体をターゲット材料として製品化する際に除外すべき表面変質層の量が減少し、IGZO焼結体の製造コストが減少する。なお、焼成時には、成形体に含まれるバインダ等を気化させ、排除する必要があるが、気化したバインダ等は、凹部13による開口部を介して、支障なく排出される。   Thereby, the amount of the surface-modified layer that should be excluded when the IGZO sintered body is commercialized as a target material is reduced, and the manufacturing cost of the IGZO sintered body is reduced. In addition, at the time of baking, it is necessary to vaporize and exclude the binder etc. which are contained in a molded object, but the vaporized binder etc. are discharged | emitted through the opening part by the recessed part 13 without trouble.

容器10の内面の面積に対する開口部の面積の割合は0.1〜15%が好ましい。0.1%以下であると、成形体に含まれるバインダ類を揮発させて除去することが困難となるので、焼結体が割れるおそれが生じ、安定した焼結体を形成するのが困難となる。15%以上であると酸化亜鉛の気化を抑制する効果が薄くなる。より好ましい範囲は1〜3%である。   The ratio of the area of the opening to the area of the inner surface of the container 10 is preferably 0.1 to 15%. If it is 0.1% or less, it becomes difficult to volatilize and remove the binders contained in the molded body, which may cause the sintered body to break, and it is difficult to form a stable sintered body. Become. If it is 15% or more, the effect of suppressing the vaporization of zinc oxide becomes thin. A more preferable range is 1 to 3%.

また、焼成時に、酸化亜鉛の気化をより効果的に抑制するために、容器10内に、酸化亜鉛粉末、又は本発明のIGZO焼結体を粉末化したような酸化亜鉛を含む粉末を敷いて焼成を行うのが好ましい。この場合、設置された粉末における酸化亜鉛の気化により、容器10内の酸化亜鉛の分圧がさらに高まるので、より効果的に、酸化亜鉛の気化が抑制され、表面変質層の形成が制限される。   Moreover, in order to suppress the vaporization of zinc oxide more effectively during firing, a zinc oxide powder or a powder containing zinc oxide obtained by pulverizing the IGZO sintered body of the present invention is laid in the container 10. It is preferable to perform calcination. In this case, since the partial pressure of zinc oxide in the container 10 is further increased by the vaporization of zinc oxide in the installed powder, the vaporization of zinc oxide is more effectively suppressed and the formation of the surface altered layer is limited. .

使用する酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末の量は、容器10の容積に対する酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末が含有する酸化亜鉛の体積の割合で表すと、1%以上が好ましい。より好ましい範囲は2%以上である。ただし、酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末は、該粉末中に成形体が埋もれてしまうと、粉末の断熱効果により焼成に支障を来たすので、埋もれないように敷設する必要がある。   The amount of the zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide to be used is preferably 1% or more in terms of the ratio of the volume of zinc oxide contained in the zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide to the volume of the container 10. A more preferable range is 2% or more. However, the zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide has a problem in firing due to the heat insulating effect of the powder if the molded body is buried in the powder.

酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末が含有する酸化亜鉛の体積は、酸化亜鉛粉末の重量又は酸化亜鉛を含む粉末における酸化亜鉛分の重量に基づき、酸化亜鉛の密度を5.6g/cmとして計算される。 The volume of zinc oxide contained in the zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide is based on the weight of the zinc oxide powder or the weight of zinc oxide in the powder containing zinc oxide, and the density of zinc oxide is 5.6 g / cm 3. Calculated.

使用する酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末の平均粒径は小さいほど望ましく、2.0μm以下が好ましい。平均粒径が小さいほど粉末の表面積が大きくなり、揮発する酸化亜鉛の量が多くなるので、酸化亜鉛雰囲気を形成する上で好ましいからである。   The average particle diameter of the zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide to be used is preferably as small as possible, and is preferably 2.0 μm or less. This is because the smaller the average particle size, the larger the surface area of the powder and the more volatilized zinc oxide, which is preferable in forming a zinc oxide atmosphere.

また、容器10ではなく、従来の蓋体のない容器を用い、該容器内に、上述と同様に、該容器の容積に対する割合が1%以上、好ましくは2%以上の体積の酸化亜鉛を含有する酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末を敷いて焼成を行うようにしてもよい。この場合も、酸化亜鉛雰囲気において焼成が行われるので、表面変質層の形成が抑制される。
[実施例]
実施例1として、次のようにして、IGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。
Further, instead of the container 10, a conventional container without a lid is used, and the container contains a zinc oxide having a volume ratio of 1% or more, preferably 2% or more, in the same manner as described above. The zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide may be spread and fired. Also in this case, since the firing is performed in a zinc oxide atmosphere, the formation of the surface deteriorated layer is suppressed.
[Example]
As Example 1, an IGZO sintered body was obtained as follows, and the thickness of the surface-modified layer was measured.

すなわち、まず、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、及び酸化亜鉛粉末を、質量比45:30:25(インジウム、ガリウム及び亜鉛のモル比で1:1:1)で、湿式ボールミルにより混合粉砕し、混合粉末を得た。 That is, first, indium oxide powder, gallium oxide powder, and zinc oxide powder are mixed and pulverized by a wet ball mill at a mass ratio of 45:30:25 (molar ratio of indium, gallium and zinc is 1: 1: 1) A mixed powder was obtained.

次に、得られた混合粉末を、バインダにPVA(ポリビニルアルコール)を用いてスプレードライヤで造粒した後、一軸加圧プレスにより成形し、成形体を得た。次に、得られた成形体を、大気雰囲気下において、図1の容器10を用い、1450℃の焼成温度により15時間かけて焼成し、IGZO焼結体を得た。ただし、焼成に使用した容器10は、その内面の面積に対する開口部(凹部13)の面積の割合が、表1中の実施例1における「開口部面積」の欄で示される0.1%のものである。また、容器10の大きさは、200×300×100mmであり、成形体の大きさは100×100×10mmである。   Next, the obtained mixed powder was granulated with a spray dryer using PVA (polyvinyl alcohol) as a binder, and then molded by a uniaxial pressure press to obtain a molded body. Next, the obtained molded body was fired for 15 hours at a firing temperature of 1450 ° C. using the container 10 of FIG. 1 in an air atmosphere to obtain an IGZO sintered body. However, the ratio of the area of the opening (recess 13) to the area of the inner surface of the container 10 used for firing was 0.1% shown in the column of “opening area” in Example 1 in Table 1. Is. Moreover, the magnitude | size of the container 10 is 200x300x100 mm, and the magnitude | size of a molded object is 100x100x10 mm.

そして、得られたIGZO焼結体について、表面変質層の厚さを計測した。この結果を、表1中の実施例1における「表面変質層厚さ」の欄に示す。   And about the obtained IGZO sintered compact, the thickness of the surface alteration layer was measured. The results are shown in the column “Surface Altered Layer Thickness” in Example 1 in Table 1.

次に、実施例2〜4として、容器10として、その内壁の面積に対する開口部の面積の割合が、表1中の実施例2〜4における「開口部面積」の欄で示される各値である容器10を用いたこと以外は、実施例1の場合と同様にして、IGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。この結果を、表1中の実施例2〜4における「表面変質層の厚さ」の欄に示す。   Next, as Example 2-4, as the container 10, the ratio of the area of the opening with respect to the area of the inner wall is each value shown by the column of "opening area" in Examples 2-4 in Table 1. Except having used a certain container 10, it carried out similarly to the case of Example 1, and acquired the IGZO sintered compact and measured the thickness of the surface alteration layer. The results are shown in the column of “Thickness of surface-affected layer” in Examples 2 to 4 in Table 1.

次に、実施例5〜14として、容器10内に、平均粒径が2.0μm以下の酸化亜鉛粉末を敷いたこと以外は実施例1の場合と同様にしてIGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。   Next, as Examples 5 to 14, an IGZO sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that a zinc oxide powder having an average particle size of 2.0 μm or less was laid in the container 10. The thickness of the surface altered layer was measured.

ただし、容器10として、その内面の面積に対する開口部の面積の割合が、表1中の実施例5〜14における「開口部面積」の欄で示される各値である各容器10を用い、容器10の容積に対する敷設する酸化亜鉛粉末が含有する酸化亜鉛の体積の割合を、実施例5〜14における「敷設酸化亜鉛体積」の欄で示される各値とした各場合についてIGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。   However, as the container 10, each container 10 in which the ratio of the area of the opening to the area of the inner surface is each value shown in the column of “opening area” in Examples 5 to 14 in Table 1 is used. Acquire an IGZO sintered body in each case where the ratio of the volume of zinc oxide contained in the zinc oxide powder to be laid with respect to the volume of 10 was set to each value shown in the column of “volume of zinc oxide laid” in Examples 5-14. Then, the thickness of the surface altered layer was measured.

この結果を、表1中の実施例5〜14における「表面変質層厚さ」の欄に示す。   This result is shown in the column of “surface deteriorated layer thickness” in Examples 5 to 14 in Table 1.

さらに、実施例15〜18として、容器10の代わりに蓋体のない通常の容器を用い、該容器内に、平均粒径が2.0μm以下の酸化亜鉛粉末を敷いたこと以外は実施例1の場合と同様にしてIGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。ただし、該容器の容積に対する敷設する酸化亜鉛粉末が含有する酸化亜鉛の体積の割合を、実施例15〜18における「敷設酸化亜鉛体積」の欄で示される各値とした各場合についてIGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。   Further, as Examples 15 to 18, Example 1 was used except that a normal container without a lid was used instead of the container 10, and zinc oxide powder having an average particle size of 2.0 μm or less was laid in the container. The IGZO sintered compact was acquired similarly to the case of, and the thickness of the surface altered layer was measured. However, in each case, the ratio of the volume of zinc oxide contained in the zinc oxide powder to be laid to the volume of the container was set to each value shown in the column of “laying zinc oxide volume” in Examples 15 to 18 for IGZO sintering. The body was obtained, and the thickness of the surface altered layer was measured.

この結果を、表1中の実施例15〜18における「表面変質層厚さ」の欄に示す
較例1として、容器10の代わりに蓋体のない通常の容器を用いて焼成を行ったこと以外は実施例1の場合と同様にして、IGZO焼成体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。この結果を、表1中の比較例1における「表面変質層の厚さ」の欄に示す。
The results are shown in the column of “Surface Altered Layer Thickness” in Examples 15 to 18 in Table 1 .
As a ratio Comparative Examples 1, except that firing was carried out by using a conventional container with no lid instead of the container 10 in the same manner as in Example 1 to obtain the IGZO sintered body, the thickness of the surface affected layer Measured. The results are shown in the column “Thickness of surface-affected layer” in Comparative Example 1 in Table 1.

次に、実施例19及び20として、使用する各容器10の内面の面積に対する開口部の面積の割合を、表1中の実施例19及び20における「開口部面積」の欄で示される各値としたこと以外は実施例1の場合と同様にして、IGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。この結果を、表1中の実施例19及び20における「表面変質層厚さ」の欄に示す。 Next, as Examples 19 and 20 , the ratio of the area of the opening to the area of the inner surface of each container 10 to be used, each value shown in the “opening area” column in Examples 19 and 20 in Table 1 Except for the above, an IGZO sintered body was obtained in the same manner as in Example 1, and the thickness of the surface-modified layer was measured. The results are shown in the column “Surface Altered Layer Thickness” in Examples 19 and 20 in Table 1.

さらに、実施例21として、容器10の代わりに蓋体のない通常の容器を用いて焼成を行い、かつ該容器内に敷く酸化亜鉛粉末が含有する酸化亜鉛についての該容器の容積に対する体積の割合を、表1中の実施例21における「敷設酸化亜鉛体積」の欄で示される値としたこと以外は、実施例1の場合と同様にして、IGZO焼結体を取得し、表面変質層の厚さを計測した。この結果を、表1中の実施例21における「表面変質層厚さ」の欄に示す。 Furthermore, as Example 21 , firing was performed using a normal container without a lid instead of the container 10, and the ratio of the volume of the zinc oxide contained in the zinc oxide powder laid in the container to the volume of the container the, except that the value of Ru indicated in column "laying zinc oxide volume" in example 21 in Table 1, in the same manner as in example 1 to obtain the IGZO sintered body, the surface alteration layer The thickness of was measured. The result is shown in the column “Surface Altered Layer Thickness” in Example 21 in Table 1.

表1を参照すると、通常の容器を用い、酸化亜鉛粉末の敷設も行わなかった比較例1によれば、焼成により生じた表面変質層の厚さは2.0mmである。これに対し、開口部の面積が0.1〜15%である容器10を用いた実施例1〜4、又はかかる容器10若しくは通常の容器を用い、さらに容器の容積に対する酸化亜鉛の体積が1〜30%である酸化亜鉛粉末を敷設した実施例5〜18によれば、表面変質層の厚さは0.2〜1.0mmである。   Referring to Table 1, according to Comparative Example 1 in which a normal container was used and no zinc oxide powder was laid, the thickness of the surface-modified layer produced by firing was 2.0 mm. On the other hand, Examples 1-4 using the container 10 whose area of an opening part is 0.1 to 15%, or the volume of zinc oxide with respect to the volume of a container is further used using this container 10 or a normal container. According to Examples 5-18 in which -30% zinc oxide powder was laid, the thickness of the surface-modified layer is 0.2-1.0 mm.

したがって、容器10や酸化亜鉛粉末を用いた所定の酸化亜鉛雰囲気下で焼成を行うことにより、表面変質層の厚さを、比較例1により例示される従来の場合よりも薄い1mm以下とすることができることがわかる。   Therefore, by firing in a predetermined zinc oxide atmosphere using the container 10 or zinc oxide powder, the thickness of the surface altered layer is set to 1 mm or less, which is thinner than the conventional case exemplified by Comparative Example 1. You can see that

また、容器10の開口部面積、敷設する酸化亜鉛粉末の量その他の条件をより最適化することにより、表面変質層の厚さを0.2mm以下とし、さらに0mmに近づけることができると考えられる。0.3mm以下であれば、IGZO焼結体をターゲット材料として製品化する際のコスト削減を十分達成でき、好ましい。   Further, by optimizing the opening area of the container 10, the amount of zinc oxide powder to be laid, and other conditions, it is considered that the thickness of the surface-affected layer can be reduced to 0.2 mm or less and can be closer to 0 mm. . If it is 0.3 mm or less, the cost reduction at the time of commercializing IGZO sintered compact as a target material can be fully achieved, and it is preferable.

また、開口部の面積が0.1〜15%の容器10を用いる場合には(実施例1〜14)、さらに、実施例5〜14のように、容器10の容積に対する酸化亜鉛の体積が1〜30%である酸化亜鉛粉末を敷設することにより、表面変質層の厚さをより薄くすることができることがわかる。特に、開口部の面積を0.1〜3%とし、さらには酸化亜鉛の体積を2〜10%とすることにより、表面変質層の厚さを、少なくとも0.5mmまで薄くすることができる。   Moreover, when using the container 10 whose area of an opening part is 0.1 to 15% (Examples 1-14), the volume of zinc oxide with respect to the volume of the container 10 is further like Example 5-14. It can be seen that the thickness of the surface-affected layer can be further reduced by laying the zinc oxide powder of 1 to 30%. In particular, the thickness of the surface-affected layer can be reduced to at least 0.5 mm by setting the area of the opening to 0.1 to 3% and the volume of zinc oxide to 2 to 10%.

また、実施例5〜8や、実施例15〜18、実施例21の結果から、容器10又は通常の容器のいずれを用いる場合においても、表面変質層の厚さを薄くするためには、敷設する酸化亜鉛粉末が含有する酸化亜鉛の体積は1%以上、特に2%以上が好ましく、1%未満であると、容器10を用いない場合には表面変質層の厚さを薄くする効果がなくなることがわかる。 In addition, based on the results of Examples 5-8, Examples 15-18, and Example 21, no matter whether the container 10 or a normal container is used, in order to reduce the thickness of the surface-modified layer, it is laid. When the volume of zinc oxide contained in the zinc oxide powder is 1% or more, particularly 2% or more is preferable and less than 1%, the effect of reducing the thickness of the surface-affected layer is lost when the container 10 is not used. I understand that.

また、酸化亜鉛粉末を敷設することなく容器10を用いる場合、実施例1〜4、19及び20が示すように、開口部の面積が0.1〜15%であれば、表面変質層の厚さを少なくとも0.3〜0.9mmまで薄くすることができ、さらに開口部の面積が0.1〜3%であれば、表面変質層の厚さを少なくとも0.3mmまで薄くすることができることがわかる。 Moreover, when using the container 10 without laying zinc oxide powder, as Example 1-4 , 19 and 20 show, if the area of an opening part is 0.1 to 15%, the thickness of a surface alteration layer The thickness of the surface-affected layer can be reduced to at least 0.3 mm if the opening area is 0.1 to 3%. I understand.

開口部の面積が15%を超えると、表面変質層の厚さが1mmを超えるので、好ましくない。また、0.1%を下回ると、焼成時に、成形体に含まれるバインダ類を揮発により除去することができなくなり、焼結体が割れるおそれがあるので、この点においても、下限は0.1%とするのが好ましい。   If the area of the opening exceeds 15%, the thickness of the surface-modified layer exceeds 1 mm, which is not preferable. On the other hand, if it is less than 0.1%, the binders contained in the molded body cannot be removed by volatilization during firing, and the sintered body may be broken. % Is preferable.

10…容器、11…容器本体、12…蓋体、13…凹部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Container, 11 ... Container main body, 12 ... Cover body, 13 ... Recessed part.

Claims (5)

焼成により生じたInGaZnを含む表面変質層を有するInGaZnO から成るIGZO焼結体であって、該表面変質層の厚さが1mm以下であることを特徴とするIGZO焼結体。 A IGZO sintered body made of InGaZnO 4 having a surface deteriorated layer containing In 2 Ga 2 Zn 1 O 7 generated by firing, IGZO sintered, wherein the thickness of the surface alteration layer is 1mm or less Union. 酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、及び酸化亜鉛粉末を含む混合粉末、又はインジウム−ガリウム−亜鉛の酸化物粉末を成形し、得られた成形体を焼成することによりInGaZnO から成るIGZO焼結体を製造するに際し、
前記成形体の焼成は、気化した酸化亜鉛を含む雰囲気下で行うことを特徴とするIGZO焼結体の製造方法。
A mixed powder containing indium oxide powder, gallium oxide powder, and zinc oxide powder, or an indium-gallium-zinc oxide powder is molded, and the obtained molded body is fired to obtain an IGZO sintered body made of InGaZnO 4. In manufacturing,
Firing of the molded body is performed in an atmosphere containing vaporized zinc oxide.
前記成形体の焼成時に該成形体が配置される容器は、所定の開口部以外の部分は密閉されており、
前記開口部の開口面積は、前記容器の内面の面積の0.1〜15%であることを特徴とする請求項2に記載のIGZO焼結体の製造方法。
The container in which the molded body is disposed at the time of firing the molded body is hermetically sealed except for a predetermined opening,
The method for producing an IGZO sintered body according to claim 2, wherein the opening area of the opening is 0.1 to 15% of the area of the inner surface of the container.
前記成形体の焼成は、前記成形体の焼成時に該成形体が配置される容器内に酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末を敷いて行うことを特徴とする請求項2又は3のいずれか1項に記載のIGZO焼結体の製造方法。   The firing of the molded body is performed by laying a zinc oxide powder or a powder containing zinc oxide in a container in which the molded body is placed when the molded body is fired. The manufacturing method of the IGZO sintered compact as described in a term. 前記酸化亜鉛粉末又は酸化亜鉛を含む粉末は、平均粒径が2.0μm以下であり、含有する酸化亜鉛の体積が、前記容器の容積の1%以上であることを特徴とする請求項4に記載のIGZO焼結体の製造方法。   5. The zinc oxide powder or the powder containing zinc oxide has an average particle size of 2.0 μm or less, and the volume of zinc oxide contained is 1% or more of the volume of the container. The manufacturing method of IGZO sintered compact of description.
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