JP6306929B2 - 焼結体の製造方法 - Google Patents

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本発明は、透明導電性材料、透明半導体材料などの焼結体を製造する方法に関する。
従来、電子・電気部品用材料に使用される半導体などの成膜法としては、例えば、スパッタリング法が挙げられる。スパッタリング法は、膜厚および成分を容易に制御することができるため、広範に用いられている。
このようなスパッタリング法に用いられるスパッタリングターゲットは、一般に、薄膜を形成しようとする材料からなるターゲット材と、導電性および熱伝導性に優れた材質からなるバッキングプレートとを、ボンディング材を介して接合することによって得られる。
近年、太陽電池用透明導電性材料、液晶、タッチパネルなどに使用される透明導電性材料（ＩＴＯ）および透明半導体材料（ＩＧＺＯ）用途向けに、スパッタリングによる大型基板への成膜の需要が増加している。これに伴い、スパッタリングターゲットも大型化させる必要があるものの、割れの防止または品質保持の観点から、材料によっては、スパッタリングターゲットの大型化が困難な場合がある。
スパッタリングターゲットの大型化への要望に対応するため、複数のターゲット材小片をパッキングプレート上に並べて接合することによって、大型のスパッタリングターゲットを製造している。ところで、このターゲット材小片（分割ターゲット材）を用いると、それらの隣接部位に起因するチッピング、パーティクルおよびアーキングが発生しやすくなり、歩留まり低下の原因となる。したがって、可能な限り分割数を少なくすることが好ましく、分割ターゲット材を用いず、所望サイズの１枚のターゲットが理想的である。
しかし、このようなターゲットの原料となる均一かつ高密度を有する大型焼結体を製造するには限界がある。常圧焼結法では、温度ムラが生じたり、焼結体に反りが発生したりするため、被焼結材料を均一に加熱して大型焼結体を得るのは困難である。一方、加圧焼結法（例えば、量産可能なホットプレス法）では、大きな鋳型（ダイス、パンチなど）を用意できれば、原理的に大型焼結体を製造することが可能である。しかし、装置上、負荷可能な圧力は決まっており、一軸加圧のため、大型焼結体を得ようと試みるほど、被焼結材料に負荷される圧力は小さくなる。また、同じ圧力を負荷することも困難になる。そのため、大型サイズ（例えば、平面部が直径３００ｍｍ以上の円形、または少なくとも一辺が３００ｍｍ以上の多角形等であって、厚みが３ｍｍ以上の平板、以下同じ）にすると、均一かつ高密度を有する焼結体を製造することが困難となる。
ところで、セラミックスまたは金属を高温で焼結させる方法の１つに熱間静水圧焼結（以下「ＨＩＰ」と記載する場合がある）法がある。ＨＩＰ法には、ある程度高密度化させた被焼結材料自体に高温・高圧のガス中で均等な圧力を加えて、被焼結材料を加圧焼結させるカプセルフリーＨＩＰ法と、被焼結材料を充填して気密封止させたカプセル容器自体に高温・高圧のガス中で均等な圧力を加えて、被焼結材料を加圧焼結するカプセルＨＩＰ法とがある。これらの方法では、型の中に材料を入れて上下から一軸に圧力を加えて焼結させるホットプレス法などと比較して被焼結材料の形状に制約がなく、高い圧力下で等方的に負荷をかけることができる。
被焼結材料が粉体である場合、カプセルＨＩＰ法が採用される。被焼結材料が金属材料である場合、カプセル容器および被焼結材料のいずれも金属のため、両者の熱膨張係数の差は小さい。さらに金属同士のため、被焼結材料とカプセル容器を構成する材質とが反応して接着しても、カプセルＨＩＰ処理における焼結後の冷却時に焼結体に残留応力が発生し、亀裂が生じるおそれもない。
しかし、被焼結材料がセラミックス粉（酸化物、炭化物、窒化物、硼化物など）の場合、カプセル容器を構成する金属とセラミックスとは、熱膨張係数の差が大きい。そのため、焼結体に熱応力が発生し、カプセルＨＩＰ処理における焼結後の冷却時に焼結体に亀裂が発生するという問題がある。小型焼結体であれば、熱応力の絶対量は大きくない。そのため、焼結体の機械的強度が熱応力に堪えることができれば、亀裂は発生しにくく問題とならない。一方、大型焼結体の場合、熱応力の絶対量が大きくなるので、焼結体の機械的強度にも堪えることができず、亀裂が必然的に発生する。
特許文献１には、上記熱膨張率係数の差により、焼結体に亀裂が生じるのを防止するために、金属製カプセル容器の壁厚を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍに設定することが記載されている。
しかしながら、このカプセル容器の肉厚は、実用的な肉厚（通常は１．５ｍｍ〜４ｍｍ）と較べて極めて薄いため、下記（ａ）ないし（ｃ）などの多くの問題があり、現実的には特許文献１に記載の金属製カプセル容器（以下、薄肉厚カプセル容器という）の実用化は極めて困難である。
（ａ）金属製カプセル容器を作製する際に、金属の板を加工、研削して作製し、溶接する必要があるところ、薄肉厚カプセル容器では肉厚が薄すぎて現実的に溶接ができない。
（ｂ）薄肉厚カプセル容器では肉厚が薄すぎて容器自体の強度が十分ではなく、大型焼結体を製造するために薄肉厚カプセル容器を大型化してより多くの被焼結材料を容器内に充填した時に、被焼結材料の重量に容器自体が堪えらず容器が破損するおそれがあり、ＨＩＰ装置に設置するための容器の運搬ができないおそれがある。
（ｃ）カプセルＨＩＰ処理の際に薄肉金属カプセル容器は圧縮され、その際、容器に穴、亀裂が入り、被焼結材料に額面通りの圧力を負荷できず、低密度な焼結体になってしまうだけでなく、被焼結材料が容器の外部に出ることにより、ＨＩＰ装置内が汚染され、装置が故障してしまうおそれがある。
このように、カプセルＨＩＰ法において、均一かつ高密度を有し亀裂を有さない大型焼結体が得られることは、未だ報告されていない。
一方、特許文献２〜４には、カプセルＨＩＰ法において、カプセル容器と被焼結材料との間に離型剤を介在させることが記載されている。離型剤を介在させる目的は、カプセル容器と被焼結材料との固着または反応を防止し、焼結体をカプセルＨＩＰ処理後のカプセル容器から除去するのを容易にするためである。したがって、離型剤は、カプセル容器を構成する材料と固着または反応しないものであれば、特に限定されず、離型剤の厚みについても、存在していればよく、０．１ｍｍ程度である。
特開２００３−２６７７９０ 特開平６−８０４７６号公報 特開平５−１７９３０７号公報 特開平１−３０５８６８号公報
本発明の課題は、均一かつ高密度を有し亀裂を有さない焼結体、特に大型焼結体であっても亀裂を発生させずに製造することができる方法を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）被焼結材料をカプセル容器に入れ、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行う焼結体の製造方法であって、被焼結材料とカプセル容器との間に、離型剤として、被焼結材料に対して非反応性であり、焼結後の相対密度が８５％以下であり、焼結後の厚さが１ｍｍ以上となる量の金属および/または金属化合物を介在させて、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行うことを特徴とする、焼結体の製造方法。
（２）前記離型剤は、金属または金属化合物であり、焼結後の厚さが２ｍｍ以上であることを特徴とする、前記（１）に記載の焼結体の製造方法。
（３）前記離型剤が、金属酸化物である、前記（１）または（２）に記載の製造方法。
（４）前記離型剤がアルミナまたはアルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物である、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法。
（５）前記離型剤がアルミナ粉末またはアルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物粉末からなるコーティング膜である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
（６）前記離型剤が、金属粉末である、前記（１）または（２）に記載の製造方法。
（７）被焼結材料をカプセル容器に入れ、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行う焼結体の製造方法であって、被焼結材料とカプセル容器との間に、離型剤として、被焼結材料に対して非反応性であり、金属および／または金属化合物からなるシートまたはブランケットと、金属箔とを重ね合わせて、焼結後の厚さが１ｍｍ以上となる量で介在させて、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行うことを特徴とする、焼結体の製造方法。
（８）被焼結材料をカプセル容器に入れ、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行う焼結体の製造方法であって、被焼結材料とカプセル容器との間に、離型剤として、被焼結材料に対して非反応性で、相対密度が１００％である金属シートを１枚または複数枚重ね合わせて、焼結後の厚さが１ｍｍ以上となる量で介在させて、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行うことを特徴とする、焼結体の製造方法。
（９）前記カプセル容器が金属製である、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法。
（１０）前記被焼結材料が透明導電性材料である、前記（１）〜（９）のいずれかに記載の製造方法。
（１１）前記透明導電性材料が酸化亜鉛系透明導電性材料である、前記（１０）に記載の製造方法。
（１２）前記被焼結材料が透明半導体材料である、前記（１）〜（９）のいずれかに記載の製造方法。
（１３）前記透明半導体材料が、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（Ｏ）からなる焼結体を得るための材料である、前記（１２）に記載の製造方法。
（１４）前記カプセル熱間等方加圧焼結処理における焼結温度が９００〜１４００℃であり、３００ｍｍφあるいは３００ｍｍ角以上の大型焼結体の亀裂の発生を抑制できる、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の製造方法。
（１５）前記カプセル熱間等方加圧焼結処理により得られた焼結体が９８％以上の相対密度を有する、前記（１）〜（１４）のいずれかに記載の製造方法。
（１６）前記カプセル熱間等方加圧焼結処理が、不活性ガス雰囲気下で行われる、前記（１）〜（１５）のいずれかに記載の製造方法。
（１７）前記不活性ガスがＡｒまたはＮ2である、前記（１６）に記載の製造方法。
（１８）前記カプセル熱間等方加圧焼結処理が、５０ＭＰａ以上の圧力条件下で行われる、前記（１）〜（１７）のいずれかに記載の製造方法。
本発明に係る焼結体の製造方法によれば、均一かつ高密度を有し亀裂を有さない焼結体、特に大型焼結体（例えば、平面部が直径３００ｍｍ以上の円形、または少なくとも一辺が３００ｍｍ以上の多角形等であって、厚みが３ｍｍ以上、とりわけ１ｍを超えるような円柱体や角柱体など）であっても亀裂を発生させずに製造することができる。
本発明に係る焼結体の製造方法で用いられるカプセル容器に、離型剤および被焼結材料を充填した一実施態様を示す模式図である。 図１において、Ｉ−Ｉ'線で切断した際の断面図である。
［本発明の一実施形態に係る焼結体の製造方法］
本発明の一実施形態に係る製造方法は、被焼結材料がカプセル容器の内表面と接触しないように、被焼結材料とカプセル容器との間に所定の離型剤を所定の厚みで介在させてカプセル熱間等方加圧焼結（カプセルＨＩＰ）処理を行う工程を含む。
〔離型剤〕
離型剤としては、後述するカプセルＨＩＰ処理における焼結温度領域にて、それ自身焼結せずに、ガスの発生がなく、カプセル容器の材料および被焼結材料と反応しない材料で、窒化硼素、金属炭化物および金属硼化物を除く金属および／または金属化合物である。
金属化合物としては、例えば、金属窒化物（例えば、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ガリウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化ハフニウム、窒化バナジウム、窒化クロム等）、金属酸化物（例えば、アルミナ、二酸化ケイ素、酸化クロム（III）、ジルコニア等やそれら二種以上の金属酸化物からなる複合酸化物）などが挙げられる。
金属としては、融点２０００℃以上の高融点金属（例えば、タンタル、ニオブ、タングステン、モリブデン、ハフニウム、レニウム、イリジウム等やそれら二種以上の金属からなる合金）などが挙げられる。
中でも、金属または金属化合物が好ましく、金属酸化物または融点２０００℃以上の高融点金属であるのがより好ましく、金属酸化物の場合、アルミナまたはアルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物であればさらに好ましい。アルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物の組成は、二酸化ケイ素が５４重量％以下であればよい。
被焼結材料の焼結処理温度が、９００〜１４００℃であるため、離型剤がアルミナやアルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物、融点２０００℃以上の高融点金属を用いると焼結処理の際、離型剤自身が焼結による高密度化することが無く、一定の容積を保持し続けるので、カプセル容器と被焼結材料の間で生じる熱応力を緩和することが出来る。
金属炭化物は焼結時に還元作用を被焼結材料に及ぼし、被焼結材料と反応したり、還元された金属がガス化してカプセルＨＩＰ処理が進行しない等の問題があり離型剤として使用できない。金属硼化物は被焼結材料と反応するので、離型剤として使用することができない。また、窒化硼素を離型剤として用いると、得られる焼結体と反応し亀裂や硼素が拡散（コンタミ）が生じてしまうおそれがある。
本実施形態の離型剤の形態としては、例えば、粉末、ボール、シート、ブランケット、金属メッキ、コーティング膜（無機塗料、セメント）、成形体、耐火断熱レンガなどが挙げられ、なかでも、粉末、シート、ブランケット、コーティング膜がハンドリングの観点から好ましい。
コーティング膜は、金属水酸化物、金属酸化物や金属窒化物粉末を溶媒に分散させたものや、金属酸化物前駆体（金属塩、金属アルコキシド、金属錯体等）が溶媒に溶解した、無機塗料を、カプセル容器の内側に塗布し、溶媒を乾燥除去することにより形成することが出来る。あるいは、セメント形状のものをカプセル容器の内側に塗布し、溶媒を乾燥除去することにより形成することが出来る。
粉末の形態の場合、中空粒子、多孔質粒子でも好適に用いることが出来る。
金属酸化物、金属窒化物は粉末、シート、ブランケット、コーティング膜の形態をとりうる。金属の場合、粉末、シートの形態をとりうる。これらの形態の内、二種以上を組合わせて用いても良い。
また、離型剤がバインダー成分を含有していてもよい。カプセルＨＩＰ処理時の脱気処理にて脱バインダー処理を兼ねることができる。
カプセルＨＩＰ処理を行う前の離型剤の１次粒子サイズは、特に限定されないが、離型剤をより難焼結性とするために比表面積が小さい粒子、つまり１次粒子サイズは大きい方が好ましく、具体的には、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３０μｍ以上、１００μｍ以下である。１次粒子サイズが小さい場合は、造粒処理をして、１次粒子サイズを大きくしてもよい。また、これにより、離型剤は、被焼結体が高密度（相対密度：９８％以上）となる後述するカプセルＨＩＰ処理において、低密度の状態を維持でき、塑性変形能により熱応力を塑性変形能により吸収することができる。
なお、１次粒子サイズとは、レーザー回折・散乱法により測定した粒度分布における積算体積分率５０％粒径である。以下同じ。
ここで、相対密度とは、焼結体の理論密度に対する、実際に得られた焼結体の密度の割合であり、下記式から求められる。
相対密度＝１００×［（焼結体の密度）／（焼結体の理論密度）]
なお、焼結体の密度は、実施例に記載の評価方法によって測定することができる。
上記式中の焼結体の理論密度とは、原則、焼結体の原料である各金属酸化物の単体密度（タップ密度の上限）に各金属酸化物粉末の混合重量比をかけ、和をとった値である。具体的には、被焼結材料として、酸化インジウム粉末と酸化錫粉末とからなる後述するＩＴＯ系粉末を用いる場合、１％ＳｎＯ2のＩＴＯ系粉末（酸化インジウム粉末と酸化錫粉末とを重量比で酸化インジウム粉末：酸化錫粉末＝９９：１となるように混合させたＩＴＯ系粉末）からなる焼結体の理論密度は、７．１８ｇ／ｃｍ3、３％ＳｎＯ2のＩＴＯ系粉末からなる焼結体の理論密度では７．１７ｇ／ｃｍ3、５％ＳｎＯ2のＩＴＯ系粉末からなる焼結体の理論密度では７．１７ｇ／ｃｍ3である。
ただし、被焼結材料として後述するＩＧＺＯ系粉末を用いる場合、ＩＧＺＯ系粉末の金属原子の割合と同じ金属原子の割合の単相結晶の情報がＪＣＰＤＳ（Joint Committee of Powder Diffraction Standards）カードに記載されている場合は、ＪＣＰＤＳカードに記載のその結晶の理論密度を上記式中の焼結体の理論密度として例外的に用いる。具体例として、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とを、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１となるように混合させた場合、ＪＣＰＤＳカードにはＩｎＧａＺｎＯ4（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１）の単相結晶の情報が記載されているため、ＪＣＰＤＳカードに記載のＩｎＧａＺｎＯ4の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を上記式中の焼結体の理論密度とする。他の具体例として、後述するＩＧＺＯ系粉末として、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とを、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１となるように混合させた場合は、ＪＣＰＤＳカードに記載のＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１）の単相結晶の理論密度（６．５０ｇ／ｃｍ3）を上記式中の焼結体の理論密度とする。なお、ＩＧＺＯ系粉末の金属原子の割合と、ＪＣＰＤＳカードに記載されている単相結晶の金属原子の割合とが一致しない場合、そのズレが５％以内であれば、ＪＣＰＤＳカードに記載されている単相結晶の理論密度を上記式中の焼結体の理論密度とする。
なお、各金属酸化物の単体密度は下記のとおりである。
酸化インジウムの単体密度は７．１８ｇ／ｃｍ3、酸化錫の単体密度は６．９５ｇ／ｃｍ3、酸化ガリウムの単体密度は５．８８ｇ／ｃｍ3、酸化亜鉛の単体密度は５．６１ｇ／ｃｍ3である。
〔カプセル容器〕
カプセル容器としては、被焼結材料を充分真空封止ができて、カプセルＨＩＰ処理における焼結温度にて充分変形するが破裂するおそれがない材料であればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス、ニオブ、タンタル、ガラス、ニッケル、白金、銅等が用いられ、金属製であるのが好ましい。具体的には、鉄は炭素鋼が好ましく、炭素の含有量が約０．３％以下の軟鋼が好ましい。銅は無酸素銅が好適に用いられる。ステンレスはsus304が好適に用いられる。
特に、カプセル容器の材料は、カプセルＨＩＰ処理において、焼結温度が１３００℃以上である場合には、タンタル、ニオブ、白金；焼結温度が９００℃〜１３００℃である場合には、鉄、ステンレス；焼結温度が９００℃以下である場合には、ニッケル、銅等であるのが好ましい。
カプセル容器の壁厚は、特に限定されず、１．５ｍｍ〜４ｍｍが好ましい。この範囲内であれば、カプセル容器が容易に軟化し、変形することができ、焼結反応が進むに従い、焼結体に追随して収縮することができる。
カプセル容器の形状は、特に限定されず、例えば、カプセルＨＩＰ処理の際に等方的に加圧しやすい形状であればよく、例えば、円柱、直方体などが挙げられる。
カプセル容器の寸法は、特に限定されないが、カプセルＨＩＰ処理後に、例えば、平面部が直径３００ｍｍ以上の円形、または少なくとも一辺が３００ｍｍ以上の多角形等であって、厚みが３ｍｍ以上、とりわけ１ｍを超えるような円柱体や角柱体などの大型焼結体とすることができる寸法であってもよい。
＜被焼結材料＞
（粉末の種類）
被焼結材料を構成する粉末の種類としては、例えば、透明導電性材料、透明半導体材料など挙げられ、なかでも透明導電性材料、透明半導体材料が好ましい。
透明半導体材料としては、例えば、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）系膜を形成するのに用いることができる焼結体（以下、ＩＧＺＯ系焼結体という）の原料となる金属酸化物粉末（以下、ＩＧＺＯ系粉末という）；酸化錫−酸化亜鉛（ＺＴＯ）系膜、酸化インジウム−酸化亜鉛−酸化錫系膜、酸化ガリウム−酸化亜鉛−酸化錫系膜、酸化インジウム−酸化ガリウム系膜、酸化インジウム−酸化亜鉛系膜などを形成するのに用いることができる焼結体の原料となる金属酸化物粉末などが挙げられる。
透明導電性材料としては、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）系膜を形成するのに用いることができる焼結体（以下、ＩＴＯ系焼結体という）の原料となる金属酸化物粉末（以下、ＩＴＯ系粉末という）；チタンドープ酸化亜鉛（ＴＺＯ）膜、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）膜、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）膜などの酸化亜鉛（ＺｎＯ）系膜を形成するのに用いることができる焼結体（以下、ＺｎＯ系焼結体という）の原料となる金属酸化物粉末（酸化亜鉛系透明導電性材料、以下、ＺｎＯ系粉末という）；タンタルドープ酸化錫膜、ニオブドープ酸化錫膜、アンチモンドープ酸化錫膜などを形成するのに用いることができる焼結体の原料となる金属酸化物粉末などが挙げられる。
ＩＧＺＯ系粉末としては、例えば、酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末と酸化亜鉛粉末とからなる混合粉末などの金属酸化物粉末が挙げられ、なかでも、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（Ｏ）からなる焼結体を得るための材料であるのが好ましい。
ＩＧＺＯ系粉末を構成する各粉末の混合割合は、後述するＩＧＺＯ系焼結体の原子数比となるように混合すればよい。
ＩＴＯ系粉末としては、例えば、酸化インジウム粉末と、ドーパントである酸化錫粉末とからなる混合粉末などの金属酸化物粉末が挙げられる。
ＩＴＯ系粉末を構成する各粉末の混合割合は、得られるＩＴＯ系焼結体の錫の含有量が後述する範囲内となるように混合すればよい。
ＺｎＯ系粉末としては、例えば、酸化亜鉛粉末；酸化亜鉛粉末と、ドーパントである低原子価酸化チタン粉末とからなる混合粉末（ａ）；酸化亜鉛粉末と、ドーパントである低原子価酸化チタン粉末と、酸化ガリウムもしくは酸化アルミニウムとからなる混合粉末（ｂ）；酸化亜鉛粉末と、ドーパントである酸化ガリウム粉末または酸化アルミニウム粉末とからなる混合粉末（ｃ）などの金属酸化物粉末が挙げられる。
ＺｎＯ系粉末が混合粉末（ａ）である場合、混合粉末（ａ）におけるチタン原子数の割合は、全金属原子数に対して０．２％以上１０％以下であり、好ましくは０．５〜９％であり、より好ましくは０．８〜８％である。チタン原子数の割合が上記範囲内であると、後述するカプセルＨＩＰ処理により、亜鉛を揮発することなく、チタン原子数の割合がこの範囲内である組成のＺｎＯ系焼結体を製造することができる。チタン原子数の割合は、化学的耐久性が要求される用途や透過率が要求される用途によって、チタンの含有量を増減させることができる。特にチタン原子数の割合が、全金属原子数に対して、２％超１０％以下であれば、このＺｎＯ系焼結体を用いて、耐湿性、耐熱性など化学的耐久性、導電性などに優れた膜を形成することができる。
ＺｎＯ系粉末が混合粉末（ｂ）である場合、混合粉末（ｂ）におけるチタン原子数の割合は、全金属原子数に対して０．２％以上１０％以下であり、好ましくは０．５〜９％であり、より好ましくは０．８〜８％であり、混合粉末（ｂ）におけるガリウムまたはアルミニウムの原子数の割合は、全金属原子数に対して０．１％以上６％であり、好ましくは０．５〜６％であり、より好ましくは０．３〜３．０％である。チタン原子数の割合が上記範囲内であると、カプセルＨＩＰ処理により、亜鉛を揮発することなく、チタン原子数の割合がこの範囲内である組成のＺｎＯ系焼結体を製造することができる。チタン原子数の割合は、化学的耐久性が要求される用途や透過率が要求される用途によって、チタンの含有量を増減させることができる。特にチタン原子数の割合が、全金属原子数に対して、２％超１０％以下であれば、このＺｎＯ系焼結体を用いて、耐湿性、耐熱性など化学的耐久性、導電性などに優れた膜を形成することができる。さらに、ガリウムまたはアルミニウムの原子数の割合が上記範囲内であれば、後述するカプセルＨＩＰ処理により、亜鉛を揮発することなく、ガリウムまたはアルミニウムの原子数の割合がこの範囲内である組成のＺｎＯ系焼結体を製造することができるため、このＺｎＯ系焼結体を用いて、導電性、透明性などに優れた膜を形成することができる。
ＺｎＯ系粉末が混合粉末（ｃ）である場合、混合粉末（ｃ）におけるガリウムまたはアルミニウムの原子数の割合は、全金属原子数に対して１．０〜７％であり、好ましくは１．５〜６．０％であり、より好ましくは２．０〜５．０％である。
低原子価酸化チタン粉末としては、ＴｉＯ（II）、Ｔｉ2Ｏ3（III）という整数の原子価を有するものばかりでなく、Ｔｉ3Ｏ5、Ｔｉ4Ｏ7、Ｔｉ6Ｏ11、Ｔｉ5Ｏ9、Ｔｉ8Ｏ15等も含む、一般式：ＴｉＯ2-X（Ｘ＝０．１〜１）で表され、なかでも、ＴｉＯ（II）またはＴｉ2Ｏ3（III）ＴｉＯが好ましい。これは、Ｔｉ2Ｏ3の結晶構造は三方晶であり、これと混合するタップ密度が２．８ｇ／ｃｍ3以上となった酸化亜鉛の結晶構造は通常六方晶のウルツ鉱であるため、結晶構造の対称性が一致し、固相焼結する際に置換固溶しやすいからである。
この低原子価酸化チタンの構造は、Ｘ線回折装置（X−Ray Diffraction、ＸＲＤ）、Ｘ線光電子分光装置（X−ray Photoelectron Spectroscopy、ＸＰＳ）などの機器分析の結果によって確認することができる。
被焼結材料をカプセル容器に充填する前や、上述した金属酸化物粉末のうち後述する充填率が５０％未満の金属酸化物粉末（以下、原料金属酸化物粉末という場合がある）を、被焼結材料（充填率が５０％以上の金属酸化物粉末）とする前に、被焼結材料や金属酸化物粉末を混合するのが好ましい。
混合方法は、特に制限されるものではないが、例えば、被焼結材料や金属酸化物粉末と水系溶媒とを混合し、得られたスラリーを充分に湿式混合により混合した後、固液分離・乾燥・造粒し、得られた造粒物を成形すればよい。
湿式混合は、例えば、硬質ＺｒＯ2ボール等を用いた湿式ボールミルや振動ミルにより行なえばよく、湿式ボールミルや振動ミルを用いた場合の混合時間は、１２〜７８時間程度が好ましい。なお、被焼結材料や金属酸化物粉末をそのまま乾式混合してもよいが、湿式混合の方がより好ましい。
固液分離・乾燥・造粒については、それぞれ公知の方法を採用すればよい。
（粉末の物性）
被焼結材料は、充填率が５０％以上である金属酸化物粉末である必要がある。これにより、カプセルＨＩＰ処理の際に、カプセル容器に掛かる外圧によりカプセル容器自体が破壊する程に圧縮されるおそれがなくなる。
ここで、充填率とは、カプセルＨＩＰ処理後に焼結体が理論密度に到達したとし、得られた焼結体の理論密度に対する、被焼結材料のタップ密度の割合であり、原則、下記式で表される。
充填率＝１００×｛（被焼結材料のタップ密度／焼結体の理論密度）｝
上記式中の焼結体の理論密度は、相対密度の式中の焼結体の理論密度と同様にして求めることができる。
ただし、被焼結材料を後述するように加圧成形した成型体をカプセル容器に充填する場合の被焼結材料の充填率（以下、「被焼結材料の充填率（加圧成形）」という）は、理論的にカプセルＨＩＰ処理後に焼結体が理論密度に到達したとし、その理論密度に対する、カプセル容器に充填した被焼結材料の充填密度の割合をいう。被焼結材料の充填密度とは、成型体をカプセル容器に充填した際、カプセル容器の内容積から容器内に充填した離型剤の体積を差し引いた体積を元に単位体積辺りに変換した成型体の質量である。なお、後述するように、成型体が有機バインダーを含む場合、被焼結材料の充填密度を求める際の成型体の質量とは、測定した重量から有機バインダーの重量を差し引いた値である。
上記式中のタップ密度とは、ＪＩＳ Ｋ５１０１に基づき、一定容積の容器に粉末を自然落下により充填した後、さらに該容器に一定の振動（タッピング）による衝撃を加え、被焼結材料（粉末）の体積変化がなくなったときの単位体積当たりの被焼結材料（粉末）の質量と定義する。なお、一定容積の容器に被焼結材料（粉末）を自然落下により充填し、その内容積を体積としたときの単位体積当たりの被焼結材料（粉末）の質量をかさ密度といい、一般的にタップ密度は、かさ密度の１．１〜１．３倍程度の値となる。
例えば、市販の酸化インジウム粉末（添川理化学（株）製の「高純度(４Ｎ) 酸化インジウム(III)」）の仮焼前のタップ密度は１．９５ｇ／ｃｍ3、市販の酸化ガリウム粉末（ヤマナカヒューテック（株）製の「酸化ガリウム」）の仮焼前のタップ密度は１．３９ｇ／ｃｍ3、市販の酸化亜鉛粉末（ハクスイテック（株）製の「酸化亜鉛１種ＢＦ」）の仮焼前のタップ密度は０．９６ｇ／ｃｍ3である。
なお、上述したＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末、ＺｎＯ系粉末などが、市販の酸化インジウム粉末などから構成される場合、それぞれの充填率は通常５０％未満となる。
（充填率が５０％以上の金属酸化物粉末とする方法）
原料金属酸化物粉末（充填率が５０％未満の金属酸化物粉末）を、被焼結材料（充填率が５０％以上の金属酸化物粉末）とする方法として、例えば、原料金属酸化物粉末を仮焼する方法；原料金属酸化物粉末をスプレードライ等により造粒する方法；原料金属酸化物粉末を冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）、一軸プレスなどにより加圧成形する方法などが挙げられる。
〔原料金属酸化物粉末の仮焼〕
原料金属酸化物粉末の仮焼では、金属酸化物粉末の充填率を５０％以上とすることができれば、ＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末、ＺｎＯ系粉末などとしてそれぞれで例示した混合粉末を仮焼してもよいし、その混合粉末を構成する、例えば、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末、低原子価酸化チタン粉末などをそれぞれ単独で仮焼してもよい。
また、上記混合粉末を構成する、例えば、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末、低原子価酸化チタン粉末などをそれぞれ単独で仮焼した場合、金属酸化物粉末の充填率を５０％以上とすることができれば、仮焼した粉末同士を混合して混合粉末としてもよいし、仮焼した粉末と仮焼してない粉末とを混合して混合粉末としてもよい。
なお、仮焼後の混合粉末は、ジョージクラッシャー、ロールクラッシャー、スタンプミル、ハンマーミル、乳鉢等の公知の方法にて解砕を行い、粉末とすることができる。仮焼に用いる装置としては特に制限されないが、縦型電気炉、管状炉、マッフル炉、チューブ炉、炉床昇降式電気炉、ボックス型電気炉等が挙げられる。
酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化錫粉末から選ばれる１つの原料金属酸化物粉末を単独で仮焼する際の仮焼条件は、下記のとおりである。
仮焼温度は１２００〜１６００℃であり、好ましくは１４００〜１６００℃である。仮焼時間は８時間以上２４時間以内であり、好ましくは１０時間以上１５時間以下である。仮焼時間が８時間未満であると、タップ密度が向上しないおそれがある。２４時間を超えても、タップ密度は向上せず、製造コストの観点から好ましくない。雰囲気は、酸化性雰囲気中で仮焼するのが好ましい。
なお、酸化雰囲気としては、例えば、大気よりも酸素濃度が高い雰囲気、酸素加圧雰囲気などが挙げられる。特に酸化インジウム、酸化錫は熱分解して揮散しやすく、揮散を抑制する為、酸化雰囲気がより好ましい。
原料金属酸化物粉末である酸化亜鉛粉末を単独で仮焼する際の仮焼条件は、下記のとおりである。
仮焼温度は９００〜１４００℃であり、好ましくは１０００〜１３００℃である。仮焼時間は８時間以上２４時間以内であり、好ましくは１０時間以上１５時間以下である。仮焼時間が８時間未満であると、タップ密度が向上しないおそれがある。２４時間を超えても、タップ密度は向上せず、製造コストの観点から好ましくない。
仮焼温度及び仮焼時間が上記範囲内であれば、酸化亜鉛が熱分解を起こして揮散するのを抑制し、粒成長を十分に進行させることができ、タップ密度が２．８ｇ／ｃｍ3以上、通常３．３〜５．６ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末とすることができる。特に仮焼温度は上記範囲内であれば高いほど好ましく、粒子間で固相焼結が進行し、粒成長が生じ、粒子サイズが大きくなることにより、粒子を充填した際に、単位体積当たりの粒子間の隙間が減少し、タップ密度の向上に繋がる。
また、仮焼する際の雰囲気は、特に限定されず、大気雰囲気、酸化雰囲気などの酸化性雰囲気；不活性雰囲気、還元性雰囲気などの非酸化性雰囲気のいずれであってもよいが、大気雰囲気中で仮焼するのが好ましい。
不活性雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、真空、二酸化炭素などが挙げられる。
還元性雰囲気としては、例えば、水素、一酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄などが挙げられる。
ＩＧＺＯ系粉末として例示した混合粉末であって、原料金属酸化物粉末である酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を同時に仮焼する際の仮焼条件は、下記のとおりである。
酸化性雰囲気中で、仮焼温度が１２００〜１６００℃、好ましくは１４００〜１６００℃である。仮焼時間は１２時間以上２４時間以内であり、好ましくは１５時間以上２０時間以下である。
仮焼温度が上記範囲内であれば、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛が分解されて金属インジウム、金属ガリウム、金属亜鉛が析出したり、インジウム、ガリウム、亜鉛が揮発することなく、粒成長を十分に進行させることができ、所望する充填率のＩＧＺＯ系粉末が得られる。
ＩＧＺＯ系粉末として例示した混合粉末のうち、原料金属酸化物粉末である酸化ガリウム粉末および酸化亜鉛粉末を同時に仮焼する場合の仮焼条件は、下記のとおりである。
酸化性雰囲気中で、仮焼温度が１４００〜１６００℃、である。仮焼時間は１２時間以上２４時間以内であり、好ましくは１５時間以上２０時間以下である。
仮焼温度が上記範囲内であれば、酸化ガリウム、酸化亜鉛が分解されて金属ガリウム、金属亜鉛が析出したり、ガリウム、亜鉛が揮発することなく、粒成長を十分に進行させることができ、所望する充填率のＩＧＺＯ系粉末が得られる。
ＩＴＯ系粉末として例示した混合粉末であって、原料金属酸化物粉末である酸化インジウム粉末および酸化錫粉末を仮焼する際の仮焼条件は、下記のとおりである。
酸化性雰囲気中で、仮焼温度が１２００〜１６５０℃、好ましくは１３００〜１６００℃である。
仮焼時間は１２時間以上２４時間以内であり、好ましくは１５時間以上２０時間以下である。
仮焼温度が上記範囲内であれば、酸化インジウム、酸化錫が分解されて金属錫、金属インジウムが析出したり、錫、インジウムが揮発することなく、粒成長を十分に進行させることができ、所望する充填率のＩＴＯ系粉末が得られる。
ＺｎＯ系粉末として例示した、酸化亜鉛粉末と、ドーパントである低原子価酸化チタン粉末とからなる混合粉末（ａ）；酸化亜鉛粉末と、ドーパントである低原子価酸化チタン粉末と、酸化ガリウムもしくは酸化アルミニウムとからなる混合粉末（ｂ）；および酸化亜鉛粉末と、ドーパントである酸化ガリウム粉末または酸化アルミニウム粉末とからなる混合粉末（ｃ）から選ばれる１つであって、原料金属酸化物粉末である混合粉末を仮焼する際の仮焼条件は、下記のとおりである。
非酸化性雰囲気中で、仮焼温度が９００〜１３００℃、好ましくは９２０〜１２００℃である。
仮焼時間は１２時間以上２４時間以内であり、好ましくは１５時間以上２０時間以下である。
仮焼温度が上記範囲内であれば、酸化チタンにより酸化亜鉛が還元されて金属亜鉛が析出したり、亜鉛が揮発することなく、粒成長を十分に進行させることができる。
このような仮焼により、原料金属酸化物粉末は、充填率が５０％以上の金属酸化物粉末（被焼結材料）となる。すなわち、被焼結材料のタップ密度は、その被焼結材料からなる焼結体の理論密度の値の５０％以上となる。
<原料金属酸化物粉末のスプレードライによる造粒>
スプレードライ法は、通常、成型体を作製する際の一軸プレス機や冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）などにより成型する際のゴム管への充填性を上げるために粉末の流動性を向上させる場合や、成型後の成型体のハンドリング性を向上させるために用いられるが、本発明者は、スプレードライにより金属酸化物粉末の充填率を５０％以上とする目的にも有効であり、例えば、上述した市販の酸化亜鉛粉末を、タップ密度が２．８ｇ／ｃｍ3以上の造粒粉末にすることができる（酸化亜鉛粉末の充填率を５０％以上にできる）ことを初めて見出した。これにより、造粒粉末の粒度分布を揃えることができ、流動性を高めることができる。さらに、スプレードライの際の熱履歴は高くても３００℃程度であるから、スプレードライによる処理前後で、酸化亜鉛粉末などの被焼結材料の焼結性能が低下することはほとんどない。
原料金属酸化物粉末のスプレードライによる造粒では、金属酸化物粉末の充填率を５０％以上とすることができれば、ＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末、ＺｎＯ系粉末などとしてそれぞれで例示した混合粉末をスプレードライによって造粒してもよいし、その混合粉末を構成する、例えば、酸化インジウム粉末、酸化ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末、低原子価酸化チタン粉末などをそれぞれ単独でスプレードライによって造粒してもよい。なお、造粒粉末が後述する有機バインダーを含有しない場合は、その造粒粉末自体が被焼結材料であり、造粒粉末が後述する有機バインダーを含有する場合は、その造粒粉末から有機バインダーを除去したものが被焼結材料である。
原料金属酸化物粉末をスプレードライによって造粒するには、例えば、原料金属酸化物粉末と、有機バインダーと、有機バインダーを溶解可能な溶媒と、スラリー状にする溶媒とを、硬質ＺｒＯ2ボールなどを用いた湿式ボールミルや振動ミルにより混合するなどして、原料金属酸化物粉末と有機バインダーとを少なくとも含有するスラリーとし、このスラリーをスプレードライにより、乾燥、造粒すればよい。
原料金属酸化物粉末としてＺｎＯ系粉末を用い、このＺｎＯ系粉末を造粒する際に用いる有機バインダーとしては、ポリエチレンカーボネート樹脂、ポリプロピレンカーボネート樹脂などのアルキレン基およびカーボネート基からなるアルキレンカーボネート構造を有するポリアルキレンカーボネート樹脂；ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリα-メチルスチレン、エチルセルロース、ポリ乳酸メチル、（ポリ）ビニルブチラール、（ポリ）ビニルアセテート、（ポリ）ビニルアルコール、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、（ポリ）ビニルピロリドン、ポリアミド、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリメタクリレートおよび種々のアクリルポリマーとそれらのコポリマーやターポリマー、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロースなどのセルロースとその誘導体である樹脂などなどの公知のバインダーなどが挙げられる。
原料金属酸化物粉末としてＩＧＺＯ系粉末またはＩＴＯ系粉末を用い、このＩＧＺＯ系粉末またはＩＴＯ系粉末を造粒する際に用いる有機バインダーとしては、ＺｎＯ系粉末を造粒する際に用いる有機バインダーとして例示した公知のバインダーと同様のものが挙げられる。
スラリー状にする溶媒としては、特に限定されず、例えば、水；メタノールなどのアルコール系溶媒；アセトン等のケトン系溶媒が原料金属酸化物粉末の粒度分布の均一性、溶媒の揮散が容易であることから好ましい。
有機バインダーを溶解可能な溶媒としては、例えば、エタノール等のアルコール類；塩化メチルなどのハロゲン化炭化水素類；酢酸メチルなどのエステル類；プロピオントリルなどの窒素化合物；ジメチルスルホキシドなどの硫黄化合物；アセトンなどのケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類；ベンゼンなどの炭化水素類などが挙げられる。
有機バインダーの添加量は、原料金属酸化物粉末１００重量部に対して、好ましくは、０．５重量部〜１０重量部であり、より好ましくは１重量部〜５重量部である。
例えば、ＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末、ＺｎＯ系粉末をスプレードライによって造粒する場合、スプレードライの熱乾燥条件は、得られる造粒粉末の充填率が５０％以上となる条件であれば、特に限定されず、例えば、乾燥は常圧で行い、供給する熱風の温度は通常、１５０〜３００℃、好ましくは２００〜２７０℃であり、乾燥機出口の温度は通常、７０〜２００℃、好ましくは８５〜１４０℃である。
原料金属酸化物粉末をスプレードライによって造粒した後、後述するカプセルＨＩＰ処理を行う前に有機バインダーを脱脂する。
この脱バインダー処理は、例えば、造粒粉末をカプセル容器に充填した後、カプセル容器の後述する真空脱気処理をする前に行ってもよいし、造粒粉末をカプセル容器に充填した後にカプセル容器の後述する真空脱気処理と同時に行ってもよいが、焼結体を製造するにあたり、脱脂するためだけの工程を必要としないため、後者が好ましい。
造粒粉末をカプセル容器に充填した後、カプセル容器の後述する真空脱気処理をする前に行う場合は、以下の条件で脱脂すればよい。
ＺｎＯ系粉末を造粒した後の脱脂は、有機バインダーとして、ポリアルキレンカーボネート樹脂を用いる場合は、酸化性雰囲気下にて３５０℃以下の加熱により行うのが好ましく、有機バインダーとして公知のバインダーを用いる場合は、不活性雰囲気下にて少なくとも４５０℃以上、５００〜７００℃程度の加熱により行うのが好ましい。
ＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末を造粒した後の脱脂は、例えば、雰囲気は問わず（大気雰囲気下、不活性雰囲気下等）にて少なくとも４００℃以上、５００〜７００℃程度の加熱をすればよい。
このようなスプレードライによる造粒により、原料金属酸化物粉末は、充填率が５０％以上の金属酸化物粉末（被焼結材料）となる。すなわち、被焼結材料のタップ密度は、その被焼結材料からなる焼結体の理論密度の値の５０％以上となる。
なお，有機バインダーを含有する造粒粉末（以下、有機バインダー含有造粒粉末という場合がある）の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理と同時に行う場合、この造粒粉末のタップ密度は式：（＜有機バインダー含有造粒粉末のタップ密度の値からタップ密度差算出値を差し引いた値＞／理論密度）×１００から算出される値が５０％以上であればよい。これは、有機バインダー含有造粒粉末のタップ密度は、有機バインダーを含むため、被焼結材料のタップ密度の値よりも高い値となり、有機バインダー含有造粒粉末のタップ密度と被焼結材料のタップ密度との差は、通常、タップ密度差算出値と同等か、それよりも低い値となる。そのため、上記式から算出される値が５０％以上であれば、充填率が５０％以上となる。なお、上記式中にタップ密度差算出値とは、式：（有機バインダー含有造粒粉末のタップ密度）×（有機バインダーの添加割合（原料金属酸化物粉末の総重量に対する有機バインダーの添加量））から算出される値である。
＜原料金属酸化物粉末の加圧成形＞
原料金属酸化物粉末の加圧成形は、例えば、ＣＩＰによって原料金属酸化物粉末を圧縮する方法；一軸プレスによって原料金属酸化物粉末を圧縮する方法；ＣＩＰと一軸プレスとを併用して原料金属酸化物粉末を圧縮する方法などにより、原料金属酸化物粉末を成型体とし、かつ上述した被焼結材料の充填率（加圧成形）が５０％以上となるようにする。
原料金属酸化物粉末を加圧成形するに際して、有機バインダーを用いてもよい。有機バインダーはハンドリング性を向上させるために用いられ、特に、３００ｍｍ角、３００ｍｍφ以上の大型焼結体を作製する場合に必要となる。
有機バインダーを用いる場合は、原料金属酸化物粉末と有機バインダーを混合した後、加圧成形して成型体を得、この成型体をカプセルＨＩＰ処理する前に、脱バインダー処理（脱脂）を行う。この脱バインダー処理は、例えば、成型体をカプセル容器に充填した後、後述するカプセル容器の真空脱気処理をする前に行ってもよいし、成型体をカプセル容器器に充填した後にカプセル容器の真空脱気処理と同時に行ってもよいが、焼結体を製造するにあたり、脱脂するためだけの工程を必要としないため、後者が好ましい。なお、有機バインダーを用いた場合であっても、原料金属酸化物粉末と有機バインダーとを混合すること、脱バインダー処理を行うことを除き、有機バインダーを用いない場合と同様にして、焼結体を製造することができる。
有機バインダーとしては、<原料金属酸化物粉末のスプレードライによる造粒>においてＺｎＯ系粉末を造粒する際に用いる有機バインダーとして例示した公知のバインダーと同様のものが挙げられる。
原料金属酸化物粉末と有機バインダーを混合する方法は、特に制限されるものではないが、例えば、原料金属酸化物粉末と、有機バインダーと、有機バインダーを溶解可能な溶媒と、スラリー状にする溶媒とを混合し、得られたスラリーを充分に湿式混合により混合し、その後の公知の乾燥処理を行う方法などが挙げられる。
原料金属酸化物粉末と有機バインダーを混合した粉末を加圧成形するには、有機バインダーを用いないで成型体を作製する場合と同様にして行えばよい。
有機バインダーを溶解可能な溶媒、スラリー状にする溶媒としては、<原料金属酸化物粉末のスプレードライによる造粒>において有機バインダーを溶解可能な溶媒、スラリー状にする溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。
有機バインダーの添加量は、混合粉末１００重量部に対して、好ましくは、０．５重量部〜１０重量部であり、より好ましくは１重量部〜５重量部である。
有機バインダーを用い、成型体をカプセル容器に充填した後、後述するカプセル容器の真空脱気処理をする前に脱バインダー処理を行う場合は、例えば、雰囲気は問わず（大気雰囲気下、不活性雰囲気下等）にて少なくとも４００℃以上、５００〜７００℃程度の加熱をすればよい。
有機バインダーを用いた成型体をカプセル容器に充填した後、後述するカプセル容器の真空脱気処理と脱バインダー処理を同時に行う場合は、成型体をカプセル容器に充填した後、カプセル容器に排気管を有する上蓋を溶接し、吸着水分を除去する目的で４５０〜７００℃程度に加熱すると同時に、カプセル容器内の真空度が１．３３×１０-2Ｐａ以下になるまで真空脱気を行えばよい。これにより、加熱脱気プロセスと脱バインダー処理を同時に行うことができ、脱脂するためだけの工程を必要としないため製造プロセスを増やさずにコストアップにならずに脱バインダー処理をすることができ、大型焼結体（３００ｍｍ角、３００ｍｍφ以上）を特にプロセスを増やさずに作製することができる。
原料金属酸化物粉末であるＺｎＯ系粉末を冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）により加圧成形する際の圧縮条件は、下記のとおりである。
加圧の圧力は、少なくとも５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ未満であり、より好ましくは１００ＭＰａ以上することが好ましく、例えば、ＺｎＯ系粉末からなる成型体の密度を２．８ｇ／ｃｍ3以上にするには、好ましくは１００〜２５０ＭＰａ、より好ましくは１５０〜２００ＭＰａである。５０ＭＰａ未満であると、安定なプレス成型体ができないおそれがある。３００ＭＰａ以上であると、成型体がもろくわれやすくなるおそれがある。
原料金属酸化物粉末であるＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末を冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）により加圧成形する際の圧縮条件は、下記のとおりである。
加圧の圧力は、少なくとも５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ未満であり、より好ましくは１００ＭＰａ以上、さらに好ましくは１００〜２５０ＭＰａ、特に好ましくは１５０〜２００ＭＰａである。５０ＭＰａ未満であると、安定なプレス成型体ができないおそれがある。３００ＭＰａ以上であると、成型体がもろくわれやすくなるおそれがある。
原料金属酸化物粉末であるＺｎＯ系粉末を一軸プレスにより加圧成形する際の圧縮条件は、下記のとおりである。
プレス圧力は、少なくとも３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満であり、より好ましくは４０ＭＰａ以上することが好ましく、例えば、成型体の密度を２．８ｇ／ｃｍ3以上にするには、好ましくは４０〜９０ＭＰａ、より好ましくは５０〜８０ＭＰａである。３０ＭＰａ未満であると、安定なプレス成型体ができないおそれがある。１００ＭＰａ以上であると、成型体がもろくわれやすくなるおそれがある。
原料金属酸化物粉末であるＩＧＺＯ系粉末、ＩＴＯ系粉末を一軸プレスにより加圧成形する際の圧縮条件場合は、下記のとおりである。
プレス圧力は、少なくとも３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ未満であり、より好ましくは４０ＭＰａ以上にすることが好ましく、さらに好ましくは４０〜９０ＭＰａ、特に好ましくは５０〜８０ＭＰａである。３０ＭＰａ未満であると、安定なプレス成型体ができないおそれがある。１００ＭＰａ以上であると、成型体がもろくわれやすくなるおそれがある。
原料金属酸化物粉末を加圧成形する際、一軸プレスと冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を併用してもよい。
成型体の形状は、特に限定されず、カプセルＨＩＰ処理前のカプセル容器内の形状に合わせて適宜選択すれば良いが、例えば、具体的にはカプセル容器はカプセルＨＩＰ処理時に、均等に圧力が加わり、対称に収縮させるために円柱形状や矩形状（立方体、直方体）が好ましい。成型体のサイズは、例えば、カプセル容器内のサイズに対応したサイズであるのが好ましい。特に、カプセルＨＩＰ処理前のカプセル容器に被焼結材料（成型体）および離型剤を入れる際に、図１，２に示すように、被焼結材料（成型体）を被覆する離型剤の厚みが一定となるような形状・サイズの成型体であるのが特に好ましい。
成型体の密度は、焼結体の理論密度の値の１／２以上である。これにより、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）によるカプセル容器の収縮率を５０％以下にすることができる。
例えば、ＺｎＯ系粉末からなる成型体の場合、成型体の密度は、好ましくは２．８ｇ／ｃｍ3以上であり、より好ましくは３．３〜５．６ｇ／ｃｍ3である。成型体の密度が２．８ｇ／ｃｍ3以上であれば、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）によるカプセル容器の収縮率を５０％以下にすることができる。なお、ＺｎＯ系粉末からなる焼結体の理論密度は、上述したＺｎＯ系粉末の混合割合から明らかなように、焼結体は酸化亜鉛を主成分とするため、酸化亜鉛の単体密度と同程度であり、具体的には５．５５〜５．６０ｇ／ｃｍ3である。
なお、成型体の密度の測定方法は、直接成型体の測長を行い、この測定値から算出した体積と、測定した成型体の重量とから求めることができる。例えば、成型体の形状が円柱形状である場合は、成型体の直径と高さを直接測長することにより、円柱形状の成型体の体積を求め、重量を測定して、重量と体積から密度を計算することができる。なお、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理と同時に行う場合、成型体の密度は、測定した重量から有機バインダーの重量を差し引いた値を成型体の重量とし、この成型体の重量と、上記測定値から算出した体積とから求めることができる。また、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理をする前に行う場合、脱バインダー処理後の成型体の密度は、上述した成型体の密度の好ましい範囲内であるのが好ましく、上述した成型体の密度と同様に求めることができる。
ここで、上述したように被焼結材料の充填率とは、理論的にカプセルＨＩＰ処理後に焼結体が理論密度に到達したとし、得られた焼結体の理論密度に対する、カプセル容器に充填した被焼結材料の充填密度の割合をいう。
なお、被焼結材料の充填密度とは、成型体をカプセル容器に充填した際、カプセル容器の内容積から容器内に充填した離型剤の体積を差し引いた体積を元に単位体積あたりに変換した成型体の質量である。なお、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理と同時に行う場合、混合粉末の充填密度を求める際の成型体の質量とは、測定した重量から有機バインダーの重量を差し引いた値である。また、成型体が有機バインダーを含有し、この成型体の脱バインダー処理をカプセル容器の真空脱気処理をする前に行う場合、混合粉末の充填密度を求める際の成型体の質量とは、脱バインダー処理後に測定した成型体の重量である。
〔被焼結材料の充填方法〕
カプセル容器内には、被焼結材料が離型剤に所定の厚みで覆われた状態となるように被焼結材料を充填する。
被焼結材料を充填する方法としては、特に限定されず、例えば、被焼結材料（粉状）および離型剤をカプセル容器に入れる際に被焼結材料と離型剤とを仕切る仕切りを用いて充填する方法；ＣＩＰなど加圧成形により被焼結体材料をあらかじめ圧縮成形した後、被焼結材料（成型体）および離型剤をカプセル容器に入れる方法；カプセル容器の内側に無機塗料、セメントを塗布し、溶媒を乾燥除去してコーティング膜を形成した後、被焼結材料を充填する方法などが挙げられる。
仕切りの形状は、被焼結材料が離型剤に後述する所定の厚みで覆われた状態となるようにカプセル容器内の形状に応じて適宜選択すればよい。
仕切りの材質としては、例えば、紙、金属箔などが挙げられる。
成型体および離型剤をカプセル容器に充填するとは、加圧成形より成型体を作製し、この成型体を、所定の厚みにとなるように離型剤が敷き詰められたカプセル容器内に成型体が崩れないように移し（具体的には慎重にヘラ形状のものを利用する）、カプセル容器内の成型体が図１、２に示すように所定の厚みで被覆されるように離型剤を一杯に詰めることをいう。
本発明では、被焼結材料とカプセル容器との間に離型剤を、後述するカプセルＨＩＰ処理後に１ｍｍ以上、好ましくは２〜８ｍｍ、より好ましくは３〜７ｍｍの厚みを有するように介在させる。これにより、後述するような緩衝効果を十分発揮できると推測され、亀裂を有さない焼結体とすることができる。さらに、亀裂が発生しなくても焼結体に内在する応力(残留応力)を減らすことは、ターゲットとして使用時の不具合（例えば、スパッタ使用時に、スパッタ衝撃がきっかけとなり、亀裂が発生する等）の低減にも寄与する。
なお、カプセルＨＩＰ処理により離型剤が多少は焼結し、収縮することを想定して、離型剤をカプセル容器に充填する時にはその分だけ厚めに、すなわち１ｍｍよりさらに厚くなるように充填しておくのが好ましい。
亀裂を有さない焼結体とすることができるのは、後述するように、熱応力の発生を防ぐことができるからであると推測される。
後述するカプセルＨＩＰ処理における焼結条件で焼結した後の冷却段階において、カプセル容器、離型剤、焼結体は、それぞれ材料が異なり熱膨張率が異なるため、熱応力が冷却に伴い発生する。
具体的には、カプセルＨＩＰ処理における焼結過程では、カプセル容器は外部から高温、高圧のガスが掛けられ圧縮されている状態であるが、カプセルＨＩＰ処理における焼結過程が終了後、冷却過程にはいると、カプセル容器に掛かる温度と圧力は低下し始める。圧力の低下に伴い、カプセル容器は圧縮させられている状態（弾性変形している状態）から膨らむ方向に変形し始めると同時に、温度の低下に伴い材料固有の熱膨張率に従ってカプセル容器を収縮させようとする。膨らむ方向に変形し始める作用が材料固有の熱膨張率に従ってカプセル容器を収縮させようとする作用に勝り、カプセル容器は膨らむ方向にある。一方、焼結体は、温度が低下するに伴い、材料固有の熱膨張率に従い、焼結体は収縮し始める。
このようにカプセルＨＩＰ処理が冷却過程に入ると、カプセル容器は膨らむ方向に、焼結体は収縮する方向に、それぞれが逆の変位をし、カプセル容器および焼結体は単に収縮する傾向にある焼結過程における挙動とは異なる挙動を示すと考えられ、カプセル容器とも焼結体とも反応しない（密着しない）離型剤をカプセル容器と焼結体の間に挟むことにより、熱応力の発生を防ぐことができると推測される。さらに、焼結体は離型剤と離れ、独立して自然に冷却するに伴い熱膨張率に従い収縮すると考えられ、残留応力を溜め込むこともない。
これは、カプセルＨＩＰ処理における焼結過程後の冷却過程の際であるが、カプセルＨＩＰ処理における焼結過程中にもカプセル容器と焼結体中にも応力が発生する。焼結が進行するに伴い、被焼結体は収縮していく。収縮に伴い、焼結体には引っ張り応力が発生する。
〔カプセルＨＩＰ処理〕
カプセルＨＩＰ処理は、被焼結材料を充填したカプセル容器内の真空脱気処理をし、カプセル容器に接続された排気管を閉じ、カプセル容器を封止し、この封止したカプセル容器に行う。被焼結材料は、カプセル容器内に真空封止にて閉じこめられている閉鎖空間内に充填されてカプセルＨＩＰ処理がされるので、得られる焼結体と仕込んだ被焼結材料とで組成ずれが生じにくく、均一に高密度の焼結体が得られる。
（真空脱気処理）
カプセル容器内の真空脱気処理は、まず、被焼結材料を充填したカプセル容器を加熱しながら、カプセル容器内の圧力を１．３３×１０-2Ｐａ以下に真空引きを行う。その後、カプセル容器に接続された排気管を閉じ、カプセル容器を封止する。この真空脱気処理により、被焼結材料に付着しているガス、吸着水分を充分に除去することができる。
真空引きする際のカプセル容器の加熱温度は１００℃以上６００℃以下であることが好ましい。なお、成型体、造粒粉末が有機バインダーを含み、有機バインダーの脱脂を真空脱気処理と同時に行う場合には、真空引きする際のカプセル容器の加熱温度は、上述したように、４５０〜７００℃程度とする。
カプセルＨＩＰ処理は、カプセル容器をＨＩＰ装置に配置して行う。
カプセルＨＩＰ処理は高温高圧下のガスを圧力媒体としてカプセル容器内部の被焼結材料の焼結を行うものである。
カプセルＨＩＰ処理における焼結過程の条件は、焼結過程において、焼結温度９００℃〜１４００℃、圧力５０ＭＰａ以上の条件で１時間以上行うことが好ましい。これにより、相対密度が９８％以上である焼結体とすることができる。
カプセルＨＩＰ処理条件で温度が９００℃未満、圧力５０ＭＰａ未満では相対密度が９０％未満と低くなる。
圧力媒体としてのガスとしては、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いるのが好ましく、なかでも、ＡｒまたはＮ2であるのが好ましい。
また、相対密度が９８％以上である焼結体であれば、例えば、該焼結体を用いてスパッタリングにて成膜する際、異常放電が発生しにくく安定に成膜することができる。
カプセルＨＩＰ処理における冷却過程の条件は、ＨＩＰ装置内の温度が２００℃になるまでは、好ましくは２００℃／時間以下で、より好ましくは１５０℃／時間で、さらに好ましくは１００℃／時間の冷却速度で冷却する。圧力はボイルシャルルの法則に従い、温度が下がるに従い圧力も下がる。ＨＩＰ装置内の温度が２００℃以下に低下すれば、ＨＩＰ装置内から脱ガスを行い、大気圧に戻す。
上述したカプセルＨＩＰ処理においては、焼結体は高密度になるが、離型剤は低密度（相対密度：８５％以下、好ましくは５０％〜８５％、さらに好ましくは６０％〜８０％）のままである。これにより、緩衝効果を発揮して応力を吸収緩和する。すなわち、離型剤は被焼結体が高密度（相対密度：９８％以上）となるカプセルＨＩＰ処理における焼結条件では、十分焼結しない材料であるため、離型剤はカプセルＨＩＰ処理時に低密度の状態であり、塑性変形能により熱応力を塑性変形能により吸収することができる。さらに、カプセルＨＩＰ処理中に発生する応力を緩和できるので、焼結体に内在する応力を極小化することができる。特に、大型焼結体になると応力は積分値で効いてくるので、スパッタリング使用時等の衝撃等をきっかけにしての亀裂の発生を抑制することができる。また、バッキングプレートにボンディングの際にも、ボンディングの冷却時にバッキングプレートから焼結体は引っ張り応力を受けるが、予め焼結体中の残留応力を極小化できていれば、割れが生じにくくすることができる。上記効果は、離型剤の相対密度が、８５％以下であれば有効であり、例えば難焼結性のセラミック粉（アルミナ等）を成形、焼結させ相対密度を十分に高めた物（チューブ状）でも離型剤として用いることが出来る。この様なセラミック成形体は焼結処理中に焼結が起こらず、高密度化しないため、離型剤の相対密度が上記範囲内（８５％以下）であれば、十分に効果を発揮することが出来る。
［他の実施形態に係る製造方法］
本発明の他の実施形態に係る製造方法は、離型剤として、被焼結材料に対して非反応性であり、金属および／または金属化合物からなるシートまたはブランケットと、金属箔とを重ね合わせて用いる他は、上述した本発明の一実施形態に係る製造方法と同様にして行なうことができる。
金属および／または金属化合物からなるシート、ブランケットは、それ自体に隙間が多いため、カプセルＨＩＰ処理中に被焼結材料が離型剤中を通過し、カプセル容器との接触、反応により、焼結体にクラックが生じてしまうことがある。そのため、被焼結材料とカプセル容器の間に金属箔をさらに介在させて、被焼結材料とカプセル容器を完全に分離させることで、被焼結材料とカプセル容器との接触、反応を遮断し、亀裂を有さない焼結体とすることができる。
本実施形態の金属としては、本発明の一実施形態における離型剤として例示した金属と同じものが挙げられる。本実施形態の金属化合物としては、本発明の一実施形態における離型剤として例示した金属化合物と同じものが挙げられる。
本実施形態のシートおよびブランケットの相対密度は、３〜３０％、好ましくは４〜２０％である。
本実施形態のシートの厚さは、金属箔と重ね合わせたカプセルＨＩＰ処理後の厚さが後述する範囲となれば特に限定されず、５〜２０ｍｍであるのが好ましい。本実施形態のブランケットの厚さは、金属箔と重ね合わせたカプセルＨＩＰ処理後の厚さが後述する範囲となれば特に限定されず、５〜２０ｍｍであるのが好ましい。
本実施形態のシートおよびブランケットのいずれも市販品を用いることができる。具体的には、シートとして、イソウール１２６０エースペーパー（イソライト工業（株）製）、イソウール１５００エースペーパー（イソライト工業（株）製）、ＳＣペーパー１２６０Ｉ（新日本サーマルセラミックス（株）製）、ＳＣペーパー１２６０（新日本サーマルセラミックス（株）製）などが挙げられる。
ブランケットとして、ＳＣブランケット１２６０（新日本サーマルセラミックス（株）製）、ＳＣブランケット１４００（新日本サーマルセラミックス（株）製）、ＳＣブランケット１６００ＭＬＳ（新日本サーマルセラミックス（株）製）、イソウール１２６０ブランケット（イソライト工業（株）製）、イソウール１２６０エースブランケット（イソライト工業（株）製）、イソウール１４００ブランケット（イソライト工業（株）製）、イソウール１５００エースブランケット（イソライト工業（株）製）、イソウール１６００ブランケット（イソライト工業（株）製）などが挙げられる。
金属箔の材質としては、例えば、ステンレス、鉄、ニッケル、チタン、コバルト、白金、クロム、バナジウム、ロジウム、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、タングステン、モリブデン、ハフニウム、レニウム、イリジウムやこれら二種以上の金属の合金等が挙げられる。
金属箔の厚さは、通常、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満である。
金属および／または金属化合物からなるシートまたはブランケットと、金属箔とを重ね合わせた厚さは、カプセルＨＩＰ処理後の厚さが１ｍｍ以上、好ましくは２〜８ｍｍ、より好ましくは３〜７ｍｍとすることができる厚さである。
なお、カプセルＨＩＰ処理により、金属および／または金属化合物からなるシートまたはブランケットが多少は焼結し、収縮することを想定して、離型剤をカプセル容器に充填する時にはその分だけ厚めに、すなわち１ｍｍよりさらに厚くなるように充填しておくのが好ましい。
被焼結材料をカプセル容器内に充填する方法としては、部材間の反応性を考慮し、カプセル容器の内側を金属および／または金属化合物からなるシートまたはブランケットで覆い、次いで金属箔を金属および／または金属化合物からなるシートまたはブランケットに密接させた後、被焼結材料を充填する方法が好ましい。
金属箔は、それ自身がすでに１００％の相対密度のものであり、カプセルＨＩＰ処理中で相対密度の変化は殆ど無いため、相対密度が低いことによる塑性変形能による応力緩和効果を期待することは出来ないが、金属箔自身が持っている展延性により、塑性変形による応力を吸収、緩和することが出来るため、被焼結材料に発生する亀裂等の発生を抑制することが出来る。
［さらに他の実施形態に係る製造方法］
本発明のさらに他の実施形態に係る製造方法は、離型剤として、被焼結材料に対して非反応性である金属シートを、１枚または複数枚重ね合わせて用いる他は、上述した一実施形態に係る製造方法と同様にして行なうことができる。
金属シートの材質としては、本発明の一実施形態における離型剤として例示した金属と同じものが挙げられる。
金属シートの厚さは、通常０．５〜２ｍｍであり、ハンドリングの観点から、好ましくは０．６〜１．８ｍｍ、より好ましくは０．８〜１．５ｍｍである。
金属シートとしては、市販のものを用いることができる。
金属シートを、１枚または複数枚重ね合わせた厚みは、１ｍｍ以上、好ましくは２〜８ｍｍ、より好ましくは３〜７ｍｍである。
被焼結材料をカプセル容器内に充填する方法としては、特に限定されず、例えば、金属シートをカプセル容器の内表面に密接させ、必要であれば、さらにこの金属シートに金属シートを密接させて複数枚重ね合わせた後、被焼結材料（粉状）を充填する方法などが挙げられる。
金属シートは、それ自身がすでに１００％の相対密度のものであり、焼結処理中で相対密度の変化は殆ど無いため、相対密度が低いことによる塑性変形能による応力緩和効果を期待することは出来ないが、金属シート自身が持っている展延性により、塑性変形による応力を吸収、緩和することが出来るため、被焼結材料に発生する亀裂等の発生を抑制することが出来る。
〔焼結体〕
上記の条件を満足した時のみ、例えば、３００ｍｍφ以上の円形、または少なくとも一辺が３００ｍｍ以上の多角形等であって、厚みが３ｍｍ以上、とりわけ１ｍを超えるような円柱体や角柱体などのセラミックス系大型焼結体を亀裂の発生もなく、カプセルＨＩＰ焼結法にて作製することができる。
＜ＩＧＺＯ系焼結体＞
ＩＧＺＯ系焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（０）を構成元素とする。
ＩＧＺＯ系焼結体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（０）からなり、式ＩｎxＧａyＺｎzＯa［式中、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．２〜０．８、ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．１〜０．５、ａ＝（３／２）ｘ＋（３／２）ｙ＋ｚ］で表され、例えば、ｘ：ｙ：ｚ＝１：１：１の場合は、ＩｎＧａＺｎＯ4と、ｘ：ｙ：ｚ＝２：２：１の場合は、Ｉｎ2Ｇａ2Ｚｎ０7と表すことができる。
インジウムとガリウムの合計に対するインジウムの原子数比ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．８を超えると、スパッタ成膜して得られる膜のキャリア濃度が高過ぎてしまい、その膜を活性層とする薄膜トランジスタ特性の重要な指標であるｏｎ／ｏｆｆ比が悪くなってしまう。一方、このインジウム比が０．２未満になると、スパッタ成膜して得られる膜のキャリア濃度が低くなり過ぎてしまうと共に、膜の移動度も低下してしまって、素子特性上、好ましくない。
また、ＩＧＺＯ系焼結体は、インジウムとガリウムと亜鉛の合計に対する亜鉛の原子数比ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が０．５を超えると、スパッタ成膜して得られる膜の安定性、耐湿性等が劣化してしまう。一方、この亜鉛比が０．１未満になると、スパッタ成膜して得られる膜の非晶質性が弱くなり、結晶化し易くなってしまう。結晶化膜は膜特性の面内ばらつきが大きく、素子特性のばらつきを大きくしてしまう。更に、Ｚｎ比の減少とは、ＩｎとＧａの合計比の増加であり、これら２種類の金属は比較的高価であるため、ＩＧＺＯ系焼結体のコストアップとなってしまう。
＜ＩＴＯ系焼結体＞
ＩＴＯ系焼結体は、錫の含有量が、インジウム１モルに対して０〜０．３モルの範囲とする。錫が含有される場合には、インジウム１モルに対して０．００１〜０．３モルの範囲で含有されるのが望ましい。錫の含有量が上記範囲内であれば、ＩＴＯ系焼結体を加工して得られるスパッタリングターゲットのキャリア電子の密度並びに移動度を適切にコントロールして導電性を良好な範囲に保つことができる。また、錫の含有量が上記範囲を越えると、ＩＴＯ系焼結体を加工して得られるスパッタリングターゲットのキャリア電子の移動度を低下させると共に導電性を劣化させる方向に働くので好ましくない。
なお、ＩＴＯスパッタリングターゲットは一般にＣｕ製のバッキングプレートにボンディングされて使用されるため、例えばタッチパネル用のＩＴＯ膜を形成するときには、一般にＳｎの含有量がインジウム１モルに対して０．０１５モル程度であるＩＴＯスパッタリングターゲットをＣｕ製のバッキングプレートにボンディングしてスパッタリングが行われている。
＜ＺｎＯ系焼結体＞
ＺｎＯ系焼結体は、ＺｎＯ系粉末として混合粉末（ａ）、（ｂ）を用いた場合、カプセルＨＩＰ処理により得られるため、上述したＺｎＯ系粉末におけるチタン原子数の割合と同様に、チタンが原子数比でＴｉ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）＝０．００２以上０．１以下となる。
チタンの原子数比が上記範囲内であれば、ＺｎＯ系焼結体の強度、ＺｎＯ系膜の耐薬品性など化学的耐久性、比抵抗、導電性、透明性などの点で好ましい。
好ましくは、チタンの含有量は、原子数比でＴｉ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）＝０．００５〜０．０９となる量であり、より好ましくは、原子数比でＴｉ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）＝０．００８〜０．０８となる量である。
特にＴｉ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）＝０．００２以上０．０２以下では、ＺｎＯ系膜の化学的耐久性はＴｉ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）＝０．０２超０．１以下の場合よりも低下する傾向にあるが、少なくとも現在使用されているＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）膜やＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）膜よりはるかに化学的耐久性は優れ、チタンの含有量が少なくなることにより、形成された膜の屈折率が小さくなり、特に可視域から近紫外域の透過率が高くなる傾向にある。膜の近紫外域〜可視域の透過性が向上すると、このＺｎＯ系膜を例えば、ＣＩＳ／ＣＩＧＳ太陽電池における透明電極などの太陽電池の部材に用いた場合、太陽電池の変換効率を高くすることができる。さらに、形成された膜の低抵抗化は、チタンだけでは十分に達成しにくいため、アルミニウムおよびガリウムの少なくとも１つを含むことが好ましい。
一方、チタンが原子数比でＴｉ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）＝０．０２超０．１以下では、この酸化亜鉛系焼結体を用いて形成された膜の化学的耐久性に極めて優れ、チタンのみでも低抵抗化することは可能であるが、さらなる低抵抗化するために、ガリウムおよびアルミニウムの少なくとも１つを含むことは好ましい。
ＺｎＯ系膜はいずれもＡＺＯ膜，ＧＺＯ膜より化学的耐久性、近赤外高透過性に優れているが、上述したようにチタンの含有量により近紫外域領域〜可視域領域の高透過性重視、すなわち太陽電池の変換効率向上重視か、極めて高い化学的耐久性重視か、自由に特性を調整することができる。
（ターゲット）
このようにして得られた焼結体は、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＰＬＤ法またはＥＢ蒸着法による成膜に用いられるターゲットに加工されて用いられてもよい。このターゲットは高密度であり、かつ、大型であるため、分割ターゲットでなく、一枚もののターゲットであるため、例えば、スパッタリングにて成膜する際、分割ターゲット材間の隣接部位が起因となるチッピング、パーティクルおよびアーキングの発生を防止し、異常放電が発生しにくく、安定に成膜することができる。
なお、このような成膜の際に用いる固形材料のことを「タブレット」と称する場合もあるが、本発明においてはこれらを含め「ターゲット」と称することとする。
ターゲットは、上述した焼結体を所定の形状および所定の寸法に加工してなる。
加工方法は、特に制限されず、適宜公知の方法を採用すればよい。例えば、焼結体に平面研削等を施した後、所定の寸法に切断してから、支持台に貼着することにより、１枚ものの分割なしターゲットを得ることができる。
また、スパッタリングなどに使用されるターゲットの一枚の厚みは、通常、３〜２０ｍｍ程度であるため、この厚みよりも厚い焼結体を製造した場合にはマルチワイヤーソー、バンドーソー、マルチブレードソー、ダイアソー等によって所望する厚みに加工すればよい。例えば、厚さ１０５ｍｍ（削り代５ｍｍ）の焼結体を製造した場合には、マルチワイヤーソーにより厚さ２０ｍｍで切断して、１枚の焼結体から５枚のターゲットをとればよい。
（成膜方法）
このようにして得られたターゲットを用いて、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＰＬＤ法またはＥＢ蒸着法により透明導電膜、透明半導体膜を成膜することができる。その際の具体的手法や条件などについては、上述したターゲットを用いること以外、特に制限はなく、公知のスパッタリング法、イオンプレーティング法、ＰＬＤ法またはＥＢ蒸着法の手法や条件を適宜採用すればよい。
（ＩＧＺＯ系膜）
ＩＧＺＯ系膜は、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの酸化物からなり、高移動度及び可視光透過性を有しており、液晶表示装置、薄膜エレクトロルミネッセンス表示装置、電気泳動方式表示装置、粉末移動方式表示装置等のスイッチング素子、駆動回路素子等の用途に使用されている。
また、ＩＧＺＯ系膜は、ＩＧＺＯ系焼結体を加工したスパッタリングターゲットを用いて成膜されてもよく、スパッタリングにより得られたＩＧＺＯ系膜は、アモルファスシリコン膜よりも移動度が大きいという利点がある。
ＩＧＺＯ系焼結体を加工したスパッタリングターゲットは、ＩｎＧａＯ3（ＺｎＯ）ｍ（ｍは１〜２０の整数）で表される化合物が主成分である。
なお、上述したＩＧＺＯ系焼結体を加工してなるスパッタリングターゲットにより形成された透明半導体膜中の金属原子の混合割合は、使用したスパッタリングターゲット中の金属原子の混合割合（すなわち、ＩＧＺＯ系粉末中の金属原子の混合割合）と同一となる。
（ＩＴＯ系膜）
ＩＴＯ系膜は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）および酸化スズ（ＳｎＯ2）の少なくとも一方を含み、可視光透過性が高く導電性も高いため、透明導電膜として液晶表示装置やタッチパネル、フラットパネルディスプレイの透明電極、ガラスの結露防止用発熱膜、赤外線反射膜などに広く用いられている。透明導電膜用のＩＴＯ膜は、通常インジウム１モルに対して０．０９モル程度のＳｎを含有するが、タッチパネル用のＩＴＯ膜としては、比較的高抵抗であることが要求されることから、Ｓｎの含有量がインジウム１モルに対して０．０１５モル前後のＩＴＯ膜が使用されている。
また、ＩＴＯ系膜は、一般にＩＴＯ系焼結体を加工したスパッタリングターゲットをスパッタリングすることにより形成される。
なお、上述したＩＴＯ系焼結体を加工してなるスパッタリングターゲットにより形成された透明導電膜中の錫の含有量は、使用したスパッタリングターゲット中の錫の含有量（すなわち、ＩＴＯ系粉末中の錫の含有量）と同一の含有量となる。
（ＺｎＯ系膜）
ＺｎＯ系焼結体を加工したターゲットを用いて形成されたＺｎＯ系膜は、例えば、液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）ディスプレイ・有機ＥＬディスプレイ・電子ペーパーなどの透明電極、太陽電池の光電変換素子の窓電極、透明タッチパネル等の入力装置の電極、電磁シールドの電磁遮蔽膜、透明かつフレキシブルな集積回路等の用途に好適に用いられ、さらに、透明電波吸収体、紫外線吸収体、さらには透明半導体デバイスとして、他の金属膜や金属酸化膜と組み合わせて活用することもできる。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１：ＴＺＯ系焼結体の製造）
＜仮焼後の酸化亜鉛粉末の製造＞
酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ：ハクスイテック（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１．５μｍ）を、大気中１２００℃で１０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１２００℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、３．９１ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、１．０２ｇ／ｃｍ3であった。タップ密度は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準拠して測定した。すなわち、所定サイズのメスシリンダーに、粉末の体積変化がなくなるまで振動を付与しながら充填し、充填した質量と体積とからタップ密度を求めた。以下、タップ密度の測定は、この方法で行った。
＜ＴＺＯ系焼結体の製造＞
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（II）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１μｍ以下）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で５４ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６２０ｍｍ、内径：６１０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：５９０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９１ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．８％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（一酸化チタンの単体密度×混合質量比）＋（酸化アルミニウムの単体密度×混合質量比）
充填率＝（タップ密度／焼結体の理論密度）×１００
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、図１、２に示すように、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
次いで、金属製カプセル容器に排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋と金属製カプセル容器とを溶接した。金属製カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／秒以下とした。次に、５５０℃に加熱しながら７時間かけて金属製カプセル容器内を減圧し、金属製カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認して排気管を閉じ、金属製カプセル容器を封止した。封止した金属製カプセル容器をＨＩＰ装置（（株）神戸製鋼所製）内に設置し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理における焼結過程は、圧力１００ＭＰａのアルゴン（Ａｒ）ガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、１１００℃で４時間の条件で行った。カプセルＨＩＰ処理における冷却過程では、ＨＩＰ装置内の温度が２００℃になるまでは１００℃／時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させた。
カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない直径５２０ｍｍおよび厚さ４４ｍｍの円柱状のＴＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＴＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）を測長法で求めたところ、３．０５ｇ／ｃｍ3であった。Ａｌ2Ｏ3の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７７％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。なお、相対密度は下記の式で求められる。
相対密度＝（焼結体の密度／焼結体の理論密度）×１００
一方、得られたＴＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＴＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＴＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、直径５００ｍｍおよび厚さ１５ｍｍの板状に加工した。ＴＺＯ系焼結体を、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＺｎとＴｉとＡｌとの原子数比はＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８であった。このＴＺＯ系焼結体のＺｎとＴｉとＡｌとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８と同じであり、亜鉛は揮散していないことがわかる。
ＴＺＯ系焼結体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（理学電機（株）製、ＲＩＮＴ２０００）を用いて調べると、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびチタン酸亜鉛（Ｚｎ2ＴｉＯ4）の結晶相の混合物であり、酸化チタンは全く存在していなかった。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＴＺＯ系焼結体を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田でボンディングして、スパッタリングターゲットを得た。
得られたスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明導電膜を形成した。すなわち、スパッタリング装置（アルバック（株）製）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．９８Ｗ／ｃｍ2、基板温度２００℃の条件下でスパッタリングを行った。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＴＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する円柱状の大型ＴＺＯ系焼結体（直径：５２０ｍｍ、厚さ：４４ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＴＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく安定に成膜できることがわかる。
（実施例２：ＴＺＯ系焼結体の製造）
＜酸化亜鉛系焼結体の製造＞
実施例１で得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（II）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１μｍ）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で６９ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６００ｍｍ×横６００×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：５８０ｍｍ、横：５８０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９１ｇ／ｃｍ3であり、混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．８％である。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
実施例１と同様にして、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５２０ｍｍ、横５２０ｍｍおよび厚さ４４ｍｍの直方体のＴＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＴＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．１ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７８％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＴＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＴＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＴＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＴＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＺｎとＴｉとＡｌとの原子数比はＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８であった。このＴＺＯ系焼結体のＺｎとＴｉとＡｌとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８と同じであり、亜鉛は揮散していないことがわかる。
ＴＺＯ系焼結体の結晶構造を、実施例１と同様にＸ線回折装置を用いて調べると、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびチタン酸亜鉛（Ｚｎ2ＴｉＯ4）の結晶相の混合物であり、酸化チタンは全く存在していなかった。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＴＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例１と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明導電膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＴＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＴＺＯ系焼結体（縦：５２０ｍｍ、横：５２０ｍｍ、厚さ：４４ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＴＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく安定に成膜できることがわかる。
（比較例１）
実施例１で得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（II）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１μｍ以下）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で７５ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６００ｍｍ、内径：５９０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、この混合粉末を充填し（充填率：６９．８％）、離型剤を用いないこと以外は実施例１と同様にして、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外し、直径５２０ｍｍおよび厚さ６２ｍｍの円柱状のＴＺＯ系焼結体（相対密度：９９．３％）を得た。しかし、得られた焼結体には、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（実施例３：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
＜仮焼後のＩＧＺＯ粉末の製造＞
酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3：（株）高純度化学研究所製、純度９９．９９％、１次粒子サイズ４μｍ）を、大気中１４５０℃で１２時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１４５０℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化インジウム粉末を得た。得られた仮焼後の酸化インジウム粉末のタップ密度を測定すると、２．２０ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化インジウム粉末のタップ密度を測定すると、１．９５ｇ／ｃｍ3であった。
酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、大気中１５５０℃で２０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１５５０℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化ガリウム粉末を得た。得られた仮焼後の酸化ガリウム粉末のタップ密度を測定すると、４．０３ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化ガリウム粉末のタップ密度を測定すると、１．３９ｇ／ｃｍ3であった。
さらに、実施例１で用いた酸化亜鉛粉末を、大気中１４００℃で１０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１４００℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、４．１４ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、１．０２ｇ／ｃｍ3であった。
＜ＩＧＺＯ系焼結体の製造＞
得られた仮焼後の酸化インジウム粉末、仮焼後の酸化ガリウム粉末および仮焼後の酸化亜鉛粉末を、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０となるように合計で７０ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると３．２８ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は５１．４％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５２０ｍｍ、横５２０ｍｍおよび厚さ４０ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．３２ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は８４％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力１．７Ｗ／ｃｍ2、基板温度を室温にした以外は、実施例１と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５２０ｍｍ、横：５２０ｍｍ、厚さ：４０ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例４：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
＜ＩＧＺＯ系焼結体の製造＞
実施例３で得られた仮焼後の酸化インジウム粉末、仮焼後の酸化ガリウム粉末および仮焼後の酸化亜鉛粉末を、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０となるように合計で５３ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６７０ｍｍ、内径：６６０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると３．２８ｇ／ｃｍ3であり、混合粉末からなる焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は５１．４％である。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
実施例３と同様にして、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない直径５１０ｍｍおよび厚さ４０ｍｍの円柱状のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．３２ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は８４％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、直径５００ｍｍおよび厚さ１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する円柱状の大型ＩＧＺＯ系焼結体（直径：５１０ｍｍ、厚さ：４０ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく安定に成膜できることがわかる。
（比較例２）
実施例３で得られた仮焼後の酸化インジウム粉末、仮焼後の酸化ガリウム粉末および仮焼後の酸化亜鉛粉末を、インジウムとガリウムと亜鉛との原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０となるように合計で５３ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６５０ｍｍ、内径：６４０ｍｍ、容器内部の高さ：５０ｍｍ）に、この混合粉末を充填し（充填率：５１．４％）、離型剤を用いないこと以外は実施例３と同様にして、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外し、直径５１２ｍｍおよび厚さ４０ｍｍの円柱状のＩＧＺＯ系焼結体（相対密度：１００％）を得た。しかし、得られた焼結体には、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（実施例５：ＡＺＯ系焼結体の製造）
＜ＡＺＯ系焼結体の製造＞
実施例１で得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）とを、亜鉛とアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ａｌ＝９６．８：３．２となるように合計で５２ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６１０ｍｍ、内径：６００ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：５８０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９０ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．６％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（酸化アルミニウムの単
体密度×混合質量比）
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
実施例１と同様にして、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない直径５１０ｍｍおよび厚さ４４ｍｍの円柱状のＡＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＡＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．０６ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７７％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＡＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＡＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＡＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、直径５００ｍｍおよび厚さ１５ｍｍの板状に加工した。ＡＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＺｎとＡｌとの原子数比はＺｎ：Ａｌ＝９６．８：３．２であった。このＡＺＯ系焼結体のＺｎとＡｌとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＺｎ：Ａｌ＝９６．８：３．２と同じであり、亜鉛は揮散していないことがわかる。
ＡＺＯ系焼結体の結晶構造を、実施例１と同様にＸ線回折装置を用いて調べると、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびアルミン酸亜鉛（ＺｎＡｌ2Ｏ4）の結晶相の混合物であり、酸化アルミニウムは全く存在していなかった。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＡＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例１と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明導電膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＡＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する円柱状の大型ＡＺＯ系焼結体（直径：５１０ｍｍ、厚さ：４４ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＡＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく安定に成膜できることがわかる。
（実施例６：ＧＺＯ系焼結体の製造）
＜ＧＺＯ系焼結体の製造＞
実施例１で得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末と実施例３で用いた酸化ガリウム粉末とを、亜鉛とガリウムとの原子数比がＺｎ：Ｇａ＝９５．８：４．２となるように合計で５２ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６１０ｍｍ、内径：６００ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：５８０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９０ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．６％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（酸化ガリウムの単体密度×混合質量比）
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
実施例１と同様にして、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない直径５１０ｍｍおよび厚さ４４ｍｍの円柱状のＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．０６ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７７％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＧＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、直径５００ｍｍおよび厚さ１５ｍｍの板状に加工した。ＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＺｎとＧａとの原子数比はＺｎ：Ｇａ＝９５．８：４．２であった。このＧＺＯ系焼結体のＺｎとＧａとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＺｎ：Ｇａ＝９５．８：４．２と同じであり、亜鉛は揮散していないことがわかる。
ＧＺＯ系焼結体の結晶構造を、実施例１と同様にＸ線回折装置を用いて調べると、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびガリウム酸亜鉛（ＺｎＧａ2Ｏ4）の結晶相の混合物であり、酸化ガリウムは全く存在していなかった。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例１と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明導電膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する円柱状の大型ＧＺＯ系焼結体（直径：５１０ｍｍ、厚さ：４４ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく安定に成膜できることがわかる。
（実施例７：ＴＺＯ系焼結体の製造）
＜仮焼後の酸化亜鉛粉末の製造＞
酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ：ハクスイテック（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１．５μｍ）を、大気中１２００℃で１０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１２００℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、３．９１ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、１．０２ｇ／ｃｍ3であった。
＜ＴＺＯ系焼結体の製造＞
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（ＩＩ）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１μｍ以下）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で６８ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６２０ｍｍ、内径：６１０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが４．５ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：６０１ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は４．５ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６１ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９１ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．８％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（一酸化チタンの単体密度×混合質量比）＋（酸化アルミニウムの単体密度×混合質量比）
充填率＝（タップ密度／焼結体の理論密度）×１００
充填した混合粉末の上に、高さが４．５ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、図１、２に示すように、金属製カプセル容器内で４．５ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
次いで、金属製カプセル容器に排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋と金属製カプセル容器とを溶接した。金属製カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／秒以下とした。次に、５５０℃に加熱しながら７時間かけて金属製カプセル容器内を減圧し、金属製カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認して排気管を閉じ、金属製カプセル容器を封止した。封止した金属製カプセル容器をＨＩＰ装置（（株）神戸製鋼所製）内に設置し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理における焼結過程は、圧力１００ＭＰａのアルゴン（Ａｒ）ガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、１１００℃で４時間の条件で行った。カプセルＨＩＰ処理における冷却過程では、ＨＩＰ装置内の温度が２００℃になるまでは１００℃／時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させた。
カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない直径５３３ｍｍおよび厚さ５４ｍｍの円柱状のＴＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＴＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが３．２ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）を測長法で求めたところ、３．０５ｇ／ｃｍ3であった。Ａｌ2Ｏ3の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７７％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。なお、相対密度は下記の式で求められる。
相対密度＝（焼結体の密度／焼結体の理論密度）×１００
一方、得られたＴＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＴＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＴＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、直径５００ｍｍおよび厚さ１５ｍｍの板状に加工した。ＴＺＯ系焼結体を、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＺｎとＴｉとＡｌとの原子数比はＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８であった。このＴＺＯ系焼結体のＺｎとＴｉとＡｌとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８と同じであり、亜鉛は揮散していないことがわかる。
ＴＺＯ系焼結体の結晶構造を、Ｘ線回折装置（理学電機（株）製、ＲＩＮＴ２０００）を用いて調べると、酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびチタン酸亜鉛（Ｚｎ2ＴｉＯ4）の結晶相の混合物であり、酸化チタンは全く存在していなかった。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＴＺＯ系焼結体を、銅板をバッキングプレートとして用い、インジウム半田でボンディングして、スパッタリングターゲットを得た。
得られたスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明導電膜を形成した。すなわち、スパッタリング装置（アルバック（株）製）内に、上記ターゲットと透明基材（石英ガラス基板）とをそれぞれ設置し、Ａｒガス（純度９９．９９９５％以上、Ａｒ純ガス＝５Ｎ）を１２ｓｃｃｍで導入して、圧力０．５Ｐａ、ターゲット面の単位面積当たりの投入電力３．９８Ｗ／ｃｍ2、基板温度２００℃の条件下でスパッタリングを行った。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＴＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する円柱状の大型ＴＺＯ系焼結体（直径：５３３ｍｍ、厚さ：５４ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＴＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく安定に成膜できることがわかる。
（比較例３）
＜仮焼後の酸化亜鉛粉末の製造＞
酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ：ハクスイテック（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１．５μｍ）を、大気中１２００℃で１０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１２００℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、３．９１ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、１．０２ｇ／ｃｍ3であった。
＜ＴＺＯ系焼結体の製造＞
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（II）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１μｍ以下）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で７５ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６２０ｍｍ、内径：６１０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１．３ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：６０６ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は２．０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら高さ６６．７ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９１ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．８％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（一酸化チタンの単体密度×混合質量比）＋（酸化アルミニウムの単体密度×混合質量比）
充填率＝（タップ密度／焼結体の理論密度）×１００
充填した混合粉末の上に、高さが２．０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、図１、２に示すように、金属製カプセル容器内で２．０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
次いで、金属製カプセル容器に排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋と金属製カプセル容器とを溶接した。金属製カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／秒以下とした。次に、５５０℃に加熱しながら７時間かけて金属製カプセル容器内を減圧し、金属製カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認して排気管を閉じ、金属製カプセル容器を封止した。封止した金属製カプセル容器をＨＩＰ装置（（株）神戸製鋼所製）内に設置し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理における焼結過程は、圧力１００ＭＰａのアルゴン（Ａｒ）ガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、１１００℃で４時間の条件で行った。カプセルＨＩＰ処理における冷却過程では、ＨＩＰ装置内の温度が２００℃になるまでは１００℃／時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させた。
カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。
直径５３８ｍｍおよび厚さ５９ｍｍの円柱状のＴＺＯ系焼結体を得たが、得られた焼結体には、焼結体全体でなく、底面に亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、カプセル容器内の底面部の焼結後の離型剤の厚み、すなわちＴＺＯ系焼結体の底面とカプセル容器内の底面との間の焼結後の厚みが０．９ｍｍであることがわかった。また、カプセル容器内の側面部および上面部の焼結後の離型剤の厚みを同様に測定したところ、ともに１．４ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）を測長法で求めたところ、３．０５ｇ／ｃｍ3であった。Ａｌ2Ｏ3の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７７％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。なお、相対密度は下記の式で求められる。
相対密度＝（焼結体の密度／焼結体の理論密度）×１００
一方、得られたＴＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＴＺＯ系焼結体における亀裂部以外の部位を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
（比較例４）
＜仮焼後の酸化亜鉛粉末の製造＞
酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ：ハクスイテック（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１．５μｍ）を、大気中１２００℃で１０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１２００℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、３．９１ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、１．０２ｇ／ｃｍ3であった。
＜ＴＺＯ系焼結体の製造＞
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（II）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１μｍ以下）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で５４ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６２０ｍｍ、内径：６１０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、六方晶窒化硼素粉末（ｈＢＮ：昭和電工（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ３５〜４５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：５９０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は１０．０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９１ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．８％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（一酸化チタンの単体密度×混合質量比）＋（酸化アルミニウムの単体密度×混合質量比）
充填率＝（タップ密度／焼結体の理論密度）×１００
充填した混合粉末の上に、高さが１０．０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、図１、２に示すように、金属製カプセル容器内で１０．０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
次いで、金属製カプセル容器に排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋と金属製カプセル容器とを溶接した。金属製カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／秒以下とした。次に、５５０℃に加熱しながら７時間かけて金属製カプセル容器内を減圧し、金属製カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認して排気管を閉じ、金属製カプセル容器を封止した。封止した金属製カプセル容器をＨＩＰ装置（（株）神戸製鋼所製）内に設置し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理における焼結過程は、圧力１００ＭＰａのアルゴン（Ａｒ）ガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、１１００℃で４時間の条件で行った。カプセルＨＩＰ処理における冷却過程では、ＨＩＰ装置内の温度が２００℃になるまでは１００℃／時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させた。
カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、円柱状の離型剤被覆焼結体を得、この離型剤被覆焼結体を測長した。
固形状の離型剤の一部は金属製カプセル容器からは自然と剥離したが、焼結体とは反応していた為、離型剤をサンドブラストにより除去し、直径５２３ｍｍおよび厚さ４４ｍｍの円柱状のＴＺＯ系焼結体を得たが、得られた焼結体には、亀裂が一部存在しており、焼結体の色目から硼素が焼結体全体に拡散していた。この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
円柱状の離型剤被覆焼結体の直径と、円柱状のＴＺＯ系焼結体の直径とから、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＴＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが８．５ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いた ｈＢＮのカプセルＨＩＰ処理後の密度）を測長法で求めたところ、１．４３ｇ／ｃｍ3であった。ｈＢＮの理論密度は２．２７ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は６３％であった。離型剤として用いたｈＢＮは十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。なお、相対密度は下記の式で求められる。
相対密度＝（焼結体の密度／焼結体の理論密度）×１００
一方、得られたＴＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＴＺＯ系焼結体における亀裂部以外の部位を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
（比較例５）
酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ：ハクスイテック（株）製、純度９９．９％、１次粒子サイズ１．５μｍ）を、大気中１２００℃で１０時間仮焼した。昇温は、１０℃／分の昇温速度で室温から１２００℃まで行った。仮焼後、ハンマーミルを用いて粗粉砕して、仮焼後の酸化亜鉛粉末を得た。
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、３．９１ｇ／ｃｍ3であった。同様に、仮焼前の酸化亜鉛粉末のタップ密度を測定すると、１．０２ｇ／ｃｍ3であった。
＜ＴＺＯ系焼結体の製造＞
得られた仮焼後の酸化亜鉛粉末、一酸化チタン粉末（ＴｉＯ（II）：フルウチ化学（株）製、純度９９．９％、平均１次粒子サイズ１μｍ以下）、および酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、平均１次粒子サイズ０．５μｍ）を、亜鉛とチタンとアルミニウムとの原子数比がＺｎ：Ｔｉ：Ａｌ＝９８．２：１．０：０．８となるように合計で５４ｋｇ秤量し、自動乳鉢で乾式混合（５時間）を行って混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：６２０ｍｍ、内径：６１０ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化アルミニウム粉末（Ａｌ2Ｏ3：住友化学（株）製、純度９９．９％、平均１次粒子サイズ０．５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の円筒（直径：５９０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の円筒の外壁との間（幅は１０．０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の円筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度は３．９１ｇ／ｃｍ3であり、下記の式で求めた混合粉末からなる焼結体の理論密度は５．６ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６９．８％である。
焼結体の理論密度＝（酸化亜鉛の単体密度×混合質量比）＋（一酸化チタンの単体密度×混合質量比）＋（酸化アルミニウムの単体密度×混合質量比）
充填率＝（タップ密度／焼結体の理論密度）×１００
充填した混合粉末の上に、高さが１０．０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の円筒を除去した。混合粉末は、図１、２に示すように、金属製カプセル容器内で１０．０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
次いで、金属製カプセル容器に排気管を上蓋に溶接し、その後上蓋と金属製カプセル容器とを溶接した。金属製カプセル容器の溶接部の健全性を確認するため、Ｈｅリーク検査を行った。この時の漏れ量を１×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／秒以下とした。次に、５５０℃に加熱しながら７時間かけて金属製カプセル容器内を減圧し、金属製カプセル容器内が１．３３×１０-2Ｐａ以下になったことを確認して排気管を閉じ、金属製カプセル容器を封止した。封止した金属製カプセル容器をＨＩＰ装置（（株）神戸製鋼所製）内に設置し、カプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理における焼結過程は、圧力１００ＭＰａのアルゴン（Ａｒ）ガス（純度９９．９％）を圧力媒体とし、１１００℃で４時間の条件で行った。カプセルＨＩＰ処理における冷却過程では、ＨＩＰ装置内の温度が２００℃になるまでは１００℃／時間の冷却速度で冷却し、その後は自然冷却させた。
カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、円柱状の離型剤被覆焼結体を得、この離型剤被覆焼結体を測長した。固形状の離型剤の一部は金属製カプセル容器からは自然と剥離したが、焼結体とは反応していた為、離型剤をサンドブラストにより除去し、直径５２３ｍｍおよび厚さ４４ｍｍの円柱状のＴＺＯ系焼結体を得たが、得られた焼結体には、亀裂が一部存在していた。この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
円柱状の離型剤被覆焼結体の直径と、円柱状のＴＺＯ系焼結体の直径から、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＴＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが６．６ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3のカプセルＨＩＰ処理後の密度）を測長法で求めたところ、３．４８ｇ／ｃｍ3であった。Ａｌ2Ｏ3の理論密度は３．９５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は８８％であった。離型剤として用いたＡｌ2Ｏ3はある程度焼結が進行した。なお、相対密度は下記の式で求められる。
相対密度＝（焼結体の密度／焼結体の理論密度）×１００
一方、得られたＴＺＯ系焼結体の相対密度は９９．３％であり、電子顕微鏡でＴＺＯ系焼結体における亀裂部以外の部位を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
（実施例８：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、セラミックス中空体粉末（Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2複合酸化物（ムライト 組成 Ａｌ2Ｏ3:ＳｉＯ2=４６ｗｔ％：５４ｗｔ％）：丸越工業（株）製、粒子サイズ３〜６ｍｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが２．５ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたセラミックス中空体粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、２．２ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．０ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７３％であった。離型剤として用いたセラミックス中空体粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例９：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、アルミナボール（Ａｌ2Ｏ3：ニッカトー（株）製、ボールサイズ２ｍｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが８．８ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたアルミナボールのカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、２．８ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．６ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７８％であった。離型剤として用いたアルミナボール粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、基板温度を室温にした以外は、実施例１と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１０：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）の内側の全面及び上蓋に、厚さが５ｍｍとなるまで離型剤をコーティングした。離型剤としては、無機塗料サーモプレグＨ（Ａｌ2Ｏ3:８１ｗｔ％、ＳｉＯ2：１３．９ｗｔ％、ＺｒＯ2：５．１ｗｔ％：新日本サーマルセラミックス（株）製）を用いた。なお、離型剤の塗膜は、離型剤をコーティング後、ノギスによりカプセルの壁を含めてコーティング膜を測長し、壁厚部分を差し引くことにより求めた。
次に、全面に無機塗料をコーティングした金属製カプセル容器内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
混合粉末は、金属製カプセル容器内で５ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、カプセル容器内で離型剤は厚さ４ｍｍを保持していた。なお、離型剤の厚さは、ノギスによりカプセルの壁を含めてコーティング膜を測長し、壁厚部分を差し引くことにより求めた。
金属製カプセル容器を取り外すと、この粉末状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体から簡単にいずれからも剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５８ｍｍ、横５５８ｍｍおよび厚さ５１．５ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
粉末状になった離型剤の密度は測定できなかったが、粉末状であることから低密度（相対密度８５％以下）であることは明らかであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５８ｍｍ、横：５５８ｍｍ、厚さ：５１．５ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１１：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、多孔質アルミナボール（Ａｌ2Ｏ3：９２％、ＳｉＯ2：８ｗｔ％、フジミインコーポレテッド（株）製、ボールサイズ４ｍｍ〜５．５ｍｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが６．５ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いた多孔質アルミナボールのカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、２．８ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．８ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７４％であった。離型剤として用いた多孔質アルミナボールは十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１２：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）内の側面および底面に厚さが４ｍｍとなるまで離型剤を入れた。離型剤としては、モリブデンシート（（株）高純度化学研究所製、厚さ１ｍｍ、相対密度１００％）を複数枚重ね合わせて用いた。
次に、モリブデンシートをカプセル容器内部に入れた状態で、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６２ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、厚さが４ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で４ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、モリブデンシートは金属製カプセル容器および焼結体から簡単にいずれからも剥離することが出来た。剥離したモリブデンシートの厚みを測長したところ、カプセルＨＩＰ処理前のモリブデンシートの厚みと同じであったので、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の厚さは４ｍｍであることがわかった。亀裂が存在しない縦５６０ｍｍ、横５６０ｍｍおよび厚さ５３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５６０ｍｍ、横：５６０ｍｍ、厚さ：５３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１３：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）内の側面および底面に厚さが４ｍｍとなるまで離型剤を入れた。離型剤としては、タングステンシート（（株）高純度化学研究所製、厚さ１ｍｍ、相対密度１００％）を複数枚重ね合わせて用いた。
次に、タングステンシートをカプセル容器内部に入れた状態で、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６２ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、厚さが４ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で４ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、タングステンシートは金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。剥離したタングステンシートの厚みを測長したところ、カプセルＨＩＰ処理前のモリブデンシートの厚みと同じであったので、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の厚さは４ｍｍであることがわかった。亀裂が存在しない縦５６０ｍｍ、横５６０ｍｍおよび厚さ５３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ（株）製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５６０ｍｍ、横：５６０ｍｍ、厚さ：５３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１４：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）内の側面および底面に厚さが４ｍｍとなるまで離型剤を入れた。離型剤としては、タンタルシート（（株）ニラコ製、厚さ１ｍｍ、相対密度１００％）を複数枚重ね合わせて用いた。
次に、タンタルシートをカプセル容器内部に入れた状態で、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６２ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、厚さが４ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で４ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、タンタルシートは金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。剥離したタンタルシートの厚みを測長したところ、カプセルＨＩＰ処理前のタンタルシートの厚みと同じであったので、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の厚さは４ｍｍであることがわかった。亀裂が存在しない縦５６０ｍｍ、横５６０ｍｍおよび厚さ５３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５６０ｍｍ、横：５６０ｍｍ、厚さ：５３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１５：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、窒化チタン粉末（（株）高純度化学研究所製、粒子サイズ５３μｍ以下）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが６．９ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いた窒化チタン粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．２ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は５．２ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は６２％であった。離型剤として用いた窒化チタン粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１６：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化クロム（III）粉末（Ｃｒ2Ｏ3、（株）高純度化学研究所製、１次粒子サイズ２０μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．３ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いた酸化クロム粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、２．２ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．４ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は６５％であった。離型剤として用いた酸化クロム（III）粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１７：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化ジルコニウム粉末（（株）高純度化学研究所製、粒子サイズ７５μｍ以下）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いた酸化ジルコニウム粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．６ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は５．５ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は６５％であった。離型剤として用いた酸化ジルコニウム粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１８：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、ジルコニアボール（ＺｒＯ2：ＨｆＯ2=９４．７ｗｔ％：５．３ｗｔ％、ニッカトー（株）製、ボールサイズ２ｍｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが９．３ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたジルコニアボールのカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、３．８ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は６．０ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は６３％であった。離型剤として用いたジルコニアボールは十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５５０ｍｍ、横：５５０ｍｍ、厚さ：４３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例１９：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが４ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、タンタル粉末（（株）高純度化学研究所製、粒子サイズ４５μｍ以下）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６５２ｍｍ、横：６５２ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は４ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６２ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが４ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で４ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５６０ｍｍ、横５６０ｍｍおよび厚さ５３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが３．８ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたタンタル粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、１３．２ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は１６．７ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は７９％であった。離型剤として用いたタンタル粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５６０ｍｍ、横：５６０ｍｍ、厚さ：５３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例２０：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが４ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、ニオブ粉末（（株）高純度化学研究所製、粒子サイズ４５μｍ以下）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６５２ｍｍ、横：６５２ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は４ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６２ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが４ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で４ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５６０ｍｍ、横５６０ｍｍおよび厚さ５３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが３．８ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたニオブ粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、７．１ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は８．６ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は８３％であった。離型剤として用いたニオブ粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５６０ｍｍ、横：５６０ｍｍ、厚さ：５３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例２１：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが４ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、モリブデン粉末（（株）高純度化学研究所製、粒子サイズ１５０μｍ以下）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６５２ｍｍ、横：６５２ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は４ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６２ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが４ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れて、紙製の角筒を除去した。混合粉末は、金属製カプセル容器内で４ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前は粉末状であった離型剤が固形状となっており、この固形状の離型剤は金属製カプセル容器および焼結体のいずれからも簡単に剥離することが出来た。亀裂が存在しない縦５６０ｍｍ、横５６０ｍｍおよび厚さ５３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、焼結後の離型剤の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器との間の焼結後の厚みが３．８ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤の密度（離型剤として用いたモリブデン粉末のカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、６．６ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は８．２ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤の相対密度は８０％であった。離型剤として用いたモリブデン粉末は十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、５００ｍｍ×５００ｍｍ×１５ｍｍの板状に加工した。ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する直方体の大型ＩＧＺＯ系焼結体（縦：５６０ｍｍ、横：５６０ｍｍ、厚さ：５３ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（実施例２２：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（外径：４０５ｍｍ、内径：３９５ｍｍ、容器内部の高さ：７０ｍｍ）内の底面に、離型剤（ａ）を設置した。離型剤（ａ）としては、アルミナ板（Ａｌ2Ｏ3：９８ｗｔ％、アズワン（株）製、直径３９５ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器内に、離型剤（ｂ）を嵌入した。離型剤（ｂ）としては、セラミックチューブ（ニッカトー（株）製、ＫＭチューブ Ａｌ2Ｏ3：６３ｗｔ％、ＳｉＯ2：３７ｗｔ％、外径：３９５ｍｍ 内径：３８０ｍｍ、高さ：６０ｍｍ、肉厚：７．５ｍｍ）を用いた。
次に、離型剤（ｂ）の中空部内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが５ｍｍとなるように、離型剤（ａ）を入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で上下面は５ｍｍの厚さの離型剤（ａ）、側面は７．５ｍｍの厚さの離型剤（ｂ）で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外すと、カプセルＨＩＰ処理前はセラミックチューブ、板であった離型剤（ａ），（ｂ）が固形状となっており、この固形状の離型剤（ａ），（ｂ）は金属製カプセル容器および焼結体から簡単にいずれからも剥離することが出来た。亀裂が存在しない直径３２６ｍｍおよび厚さ５１ｍｍの円柱状のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
剥離した固形状の離型剤を測長したところ、金属製カプセル容器内の側面部の焼結後の離型剤（ｂ）の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器内の側面との間の焼結後の厚みが７．１ｍｍであることがわかった。剥離した固形状の離型剤を測長したところ、金属製カプセル容器内の上面部または下面部の焼結後の離型剤（ａ）の厚み、すなわちＩＧＺＯ系焼結体とカプセル容器内の上面また下面との間の焼結後の厚みが４．８ｍｍであることがわかった。
さらに、剥離した固形状の離型剤（ｂ）の密度（離型剤として用いたセラミックチューブのカプセルＨＩＰ処理後の密度）は測長法で求めたところ、２．８ｇ／ｃｍ3であった。焼結体の理論密度は３．４ｇ／ｃｍ3であることから、カプセルＨＩＰ処理後の離型剤（ｂ）の相対密度は８２％であった。離型剤（ｂ）として用いたセラミックチューブは十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。上下面で用いた離型剤（ａ）（アルミナ板）のカプセルＨＩＰ処理後の相対密度は７９．４％であり、十分に焼結が進行せず、低密度のままであった。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
得られたＩＧＺＯ系焼結体を切断し、表面研削、外周研削および表面研磨に供して、直径３００ｍｍおよび厚さ１５ｍｍの板状に加工した。
一方、得られたＩＧＺＯ系焼結体の相対密度は、１００％であり、電子顕微鏡でＩＧＺＯ系焼結体を観察したところ、空孔もほとんど存在せず均一で緻密な焼結体であった。
ＩＧＺＯ系焼結体を、実施例１と同様にＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析装置（ＳＥＩＫＯ(株)製「ＳＰＳ５０００」）にて分析すると、ＩｎとＧａとＺｎとの原子数比はＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０であった。このＩＧＺＯ系焼結体のＩｎとＧａとＺｎとの原子数比は、仕込み時の原子数比であるＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１．０：１．０：１．０と同じであり、インジウムおよび亜鉛は揮散していないことがわかる。
＜スパッタリングによる成膜＞
得られたＩＧＺＯ系焼結体を用いた以外は、実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを得た。得られたスパッタリングターゲットを用い、実施例３と同様にして、スパッタリング法により、基板上に約５００ｎｍの膜厚を有するように透明半導体膜を形成した。約５０分間のスパッタリングにおいて、異常放電が発生した回数は３回以内で、スパッタレートは１０ｎｍ／分であり、この異常放電の発生に起因してスパッタリング装置の運転が一度も停止したことはなく、成膜安定性は良好であった。異常放電の回数は、マイクロアークモニターにより検出した。
このように、本発明の製造方法によれば、被焼結材料の金属原子数比（仕込み時の金属原子数比）と得られたＩＧＺＯ系焼結体の金属原子数比とが同じであり、高密度を有する円柱状の大型ＩＧＺＯ系焼結体（直径：３２６ｍｍ，厚さ：５１ｍｍ）を得ることができる。さらに、この大型ＩＧＺＯ系焼結体を加工して得られるターゲットを用いてスパッタリングを行っても、スパッタリング装置の運転が停止することなく、安定に成膜できることがわかる。
（比較例６）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、酸化チタン粉末（ルチル型：（株）高純度化学研究所製、１次粒子サイズ２μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外し、縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。しかし、得られた焼結体には、酸化チタン粉末がカプセル及びＩＧＺＯ系焼結体と反応したため、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（比較例７：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）内に、厚さが０．２ｍｍとなるまで離型剤を入れた。離型剤としては、モリブデン箔（（株）高純度化学研究所製、厚さ０．２ｍｍ）を用いた。
次に、モリブデン箔をカプセル容器内部に入れた状態で、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６９．６ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、厚さが０．２ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で０．２ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外した、縦５６５ｍｍ、横５６５ｍｍおよび厚さ５９．８ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
しかし、得られた焼結体には、離型剤の厚みが薄いため、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（比較例８：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）内に、厚さが２ｍｍとなるまで離型剤を入れた。離型剤としては、ステンレス箔（新日鉄住金マテリアルズ（株）製、厚さ０．２ｍｍ）を複数枚重ね合わせて用いた。
次に、ステンレス箔をカプセル容器内部に入れた状態で、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６６．０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、厚さが２．０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で２．０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外した、縦５６２ｍｍ、横５６２ｍｍおよび厚さ５６．６ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
しかし、得られた焼結体には、ステンレス箔がカプセル及びＩＧＺＯ系焼結体と反応したため、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（比較例９）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、ニッケル粉末（（株）高純度化学研究所製、粒子サイズ１５０μｍ以下）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外し、縦５５０ｍｍ、横５５０ｍｍおよび厚さ４３ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
しかし、得られた焼結体には、ニッケル粉末がカプセル容器及びＩＧＺＯ系焼結体と反応したため、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（比較例１０：ＩＧＺＯ系焼結体の製造）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）内に、厚さが２ｍｍとなるまで離型剤を入れた。離型剤としては、ニッケル箔（（株）高純度化学研究所製、厚さ０．２ｍｍ）を複数枚重ね合わせて用いた。
次に、ニッケル箔をカプセル容器内部に入れた状態で、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ６６．０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、厚さが２ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で２ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。カプセルＨＩＰ処理後、金属製カプセル容器を取り外した、縦５６３ｍｍ、横５６３ｍｍおよび厚さ５６．７ｍｍの直方体のＩＧＺＯ系焼結体を得た。
しかし、得られた焼結体には、ニッケル箔がカプセル容器及びＩＧＺＯ系焼結体と反応したため、多数の亀裂が存在しており、この焼結体を用いてスパッタリングすることはできなかった。
（比較例１１）
タップ密度が１．９５ｇ／ｃｍ3である酸化インジウム粉末（Ｉｎ2Ｏ3、添川理化学（株）製、１次粒子サイズ：１μｍ）と、タップ密度が１．５７ｇ／ｃｍ3である酸化ガリウム粉末（Ｇａ2Ｏ3、ヤマナカヒューテック（株）製、１次粒子サイズ：０．６μｍ）と、タップ密度が０．７４ｇ／ｃｍ3である酸化亜鉛粉末（ＺｎＯ、ハクスイテック（株）製、１次粒子サイズ：１．５μｍ）とを、インジウム元素とガリウム元素と亜鉛元素との原子数比が１：１：１となるように秤量し、スーパーミキサーにて３０００ｒｐｍ、１０分、乾式混合を行い、混合粉末を得た。
得られた混合粉末を電気炉（（株）いすず製作所製の「KRB-24HH」）を用いて、真空置換した酸素雰囲気において昇温速度１０℃／分で室温から１４００℃まで昇温した後、１４００℃で２４時間仮焼を行い、乳鉢にて軽く手粉砕し、仮焼後の混合粉末を得た。
次に、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属製カプセル容器（内寸：縦６６０ｍｍ×横６６０ｍｍ×高さ７０ｍｍ、壁厚：５ｍｍ）に、高さが１０ｍｍとなるまで離型剤を押し詰めて入れた。離型剤としては、炭化チタン粉末（（株）高純度化学研究所製、粒径：２〜５μｍ）を用いた。その後、金属製カプセル容器に、紙製の角筒（縦：６４０ｍｍ、横：６４０ｍｍ）を立てて、金属製カプセル容器の内壁と紙製の角筒の外壁との間（幅は１０ｍｍ）に離型剤を押し詰めて充填した。
次に、紙製の角筒内に、得られた混合粉末を体積変化がなくなるまで振動を付与しながら、高さ５０ｍｍとなるまで充填した。混合粉末のタップ密度を測定すると４．０３ｇ／ｃｍ3であり、焼結体の理論密度は６．３８ｇ／ｃｍ3であることから、充填率は６３．２％である。
なお、焼結体の理論密度は、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１であるＩｎＧａＺｎＯ4（JCPDSカード番号：381104）という単一結晶の情報がJCPDSカードに記載されているため、JCPDSカードに記載されたその単一結晶の理論密度（６．３８ｇ／ｃｍ3）を採用した。
充填した混合粉末の上に、高さが１０ｍｍとなるように、離型剤を押し詰めて入れた。混合粉末は、金属製カプセル容器内で１０ｍｍの厚さの離型剤で被覆された状態にある。
焼結温度を１２００℃にした以外は、実施例１と同様にしてカプセルＨＩＰ処理を行った。
炭化チタンの還元作用により、ＩＧＺＯ焼結体の一部が還元され、カプセルＨＩＰ処理時にガスが発生し、カプセルが膨張し、うまくカプセルＨＩＰ処理をすることができなかった。
１ カプセル容器
２ 離型剤
３ 被焼結材料

Claims (16)

  1. 被焼結材料をカプセル容器に入れ、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行う焼結体の製造方法であって、
    被焼結材料とカプセル容器との間に、離型剤として、被焼結材料に対して非反応性であり、焼結後の相対密度が８５％以下であり、焼結後の厚さが１ｍｍ以上となる量の金属および/または金属化合物を介在させて、カプセル熱間等方加圧焼結処理を行うことを特徴とする、焼結体の製造方法。
  2. 前記離型剤は、金属または金属化合物であり、焼結後の厚さが２ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の焼結体の製造方法。
  3. 前記離型剤が、金属酸化物である、請求項１または２に記載の製造方法。
  4. 前記離型剤がアルミナまたはアルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物である、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
  5. 前記離型剤がアルミナ粉末またはアルミナと二酸化ケイ素を含む複合酸化物粉末からなるコーティング膜である、請求項１〜４のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
  6. 前記離型剤が、金属粉末である、請求項１または２に記載の製造方法。
  7. 前記カプセル容器が金属製である、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
  8. 前記被焼結材料が透明導電性材料である、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
  9. 前記透明導電性材料が酸化亜鉛系透明導電性材料である、請求項８に記載の製造方法。
  10. 前記被焼結材料が透明半導体材料である、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
  11. 前記透明半導体材料が、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（Ｏ）からなる焼結体を得るための材料である、請求項１０に記載の製造方法。
  12. 前記カプセル熱間等方加圧焼結処理における焼結温度が９００〜１４００℃であり、３００ｍｍφあるいは３００ｍｍ角以上の大型焼結体の亀裂の発生を抑制できる、請求項１〜１１のいずれかに記載の製造方法。
  13. 前記カプセル熱間等方加圧焼結処理により得られた焼結体が９８％以上の相対密度を有する、請求項１〜１２のいずれかに記載の製造方法。
  14. 前記カプセル熱間等方加圧焼結処理が、不活性ガス雰囲気下で行われる、請求項１〜１３のいずれかに記載の製造方法。
  15. 前記不活性ガスがＡｒまたはＮ2である、請求項１４に記載の製造方法。
  16. 前記カプセル熱間等方加圧焼結処理が、５０ＭＰａ以上の圧力条件下で行われる、請求項１〜１５のいずれかに記載の製造方法。
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