JPH02239117A - 蒸着用ペレット材料の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インジウム錫酸化物蒸着用ベレｙト材料の製
造法に関する．特に、蒸着不良率の少ないインジウム錫
酸化物蒸着用ペレｙト材料の製造法に関する． ［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］一般
に、インジウム錫醜化物の蒸着ペレットの蒸着を行なう
には、真空装置内でペレ・ｙトを加熱蒸発さして、基板
上に蒸看させるが、ベレｙトが蒸発減少するに従ってぺ
」一ツｌ−　，１１に直立した針状のインジウム錫酸化
物（以下ＩＴＯと称する）が多数発生して林立又はヒゲ
状に広がる（以下、林立物質或いは林立現象と称する）
．この林立物質ができると、異常放電が発生し、蒸発が
不安定となり、均一な成膜が困難になる．異常放電を避
けるために、電子銃の電圧を下げると成膜速度が遅くな
り、生産性が悪くなる．また、この林立物質は、折れ易
く、飛んでいって製品を汚染したり、電子銃フィラメン
トに付着し、それを破損し、蒸着処理が停止し、蒸着装
置内の１バッチ分全部が不良品になることがある等の問
題がある．この林立物質の発生の原因は、ＩＴＯペレッ
トの不均一があって、１つの小部分に蒸発し難い所があ
ると、そこで電子ビームを遮断し、陰の部分だけ電子ビ
ームが当らないので、その不良部分を頭或いは発生源と
して、針状物質が発生し、多くの針状物質が残るものと
考えられる． この問題を解決するために、不純物含有量を減らして、
純度４Ｎ〜５Ｎの製品が製造されているが、純度を高く
するために、製造コスト高となっている． また、微粒子原料を使用すれば、より均一性がでるが、
共沈法で製造した原料粉体を使用する方法であるために
、粗粒（２次粒子）が生成するので、粗粒と微粒の不均
一化が生じ、林立物質はいずれの場合でも無くすことは
できない．粗粒部分のない微粒子を用いても、成形後、
焼成する場合に、充分に焼結させるためには、１４００
℃で焼成されるのであるが、この温度ではＩＴＯ中の酸
化インジウムは還元きれ易く、蒸発し易く、また、酸化
錫も蒸発を始めているが、この拡散は不均一である．特
に、表面部と内部の蒸発は、差があり、インジウムと錫
の蒸発割合も当然同じではないので、焼成時に不均一な
状態になってゆく． この焼成時に不均一になる問題があるので、従来技術で
は原料の均一化やＷｉ細化処理をしても、林立現象を肪
止することができず、従って、原料の製法は、インジウ
ムと錫の原料を混合し、成形したものを仮焼し、これを
粉砕して、再び、成形し，１４００℃で本焼成を行なう
ものである．本焼成のときに、原料粒形が、１０μｍ程
度と大きいものである．粉砕法で、１μｍ以下にするの
は、技術的に無理であり、１０μｍ以下にするだけでも
コスト的な負担が著しく大きくなるので、１０μｍ以上
が現実的である．この粗大な粒子を焼き締める必要があ
るから、１４００℃の高温が必要であり、組成分の蒸発
を少なくするように、本焼成温度を下げることができな
かった．本発明は、上記のような問題点を解決したイン
ジウム錫酸化物ターゲット材を提供することを目的にす
る，従って、本発明は、粒子間に不均一があっても、加
熱による拡散距離範囲内であると最終的には均一になる
ことを用いて、ある程度の微粒にすると焼結温度が下が
ることを用いたインジウム錫酸化物ターゲット材を提供
することを目的にする． ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の技術的な課題の解決のために、共沈法
により得られた粒径０，１μｍ以下の錫含有酸化インジ
ウムを成形した後に、１トール以下の真空中において，
１０００〜１４００℃の温度で、゛３０分間以上焼成す
ることを特徴とするインジウム錫酸化物の蒸着用ベレッ
ト材料の製造法を提供する． 本発明によると、ＩＴＯ蒸着用ベレットの原料として、
微粒子を使用すると、例え、粒子間に不均一があっても
、加熱による拡散距離範囲内であれば、最終的（均一に
なるので、問題はないことを知見した．また、インジウ
ム錫酸化物を、微粒にすると焼結温度が下げられるので
、蒸着のときのターゲット材の蒸発の問題が解決できる
ことが分かった． ＩＴＯベレット材の作成原料として、粉体原料が粗大粒
子であると、蒸着不均一の原因となるので、その平均粒
径で考えると、１μｍ以下でなければならない． また、その焼結温度を明らかに下げるためには、平均粒
径０．５μｍ以下の原料が好適である．この粒径の原料
を用いると、錫原子が酸化インジウム中にドープきれて
いなくても、また共存しない状態でも、本焼成のときに
、ドープ諮れるので問題がない． この平均粒径の粉体は、一般の粉砕法では得られないが
、気相法、共沈法、アルコキシド法等の微粒子製造法に
より製造することができる．特に、共沈法やアルフキシ
ド法では液中に分散する形で得られるが、それを濾過し
、ケーキとして取り出し、そのままペレアトに成形して
本焼成すると、収縮が大きく５歪みやクラックが生じ易
いので、一旦、１００〜ｓｏｏ’ｃ程度で軽く乾燥して
からベレットに成形することが好適である．このベレッ
トを大気雰囲気で焼成して、蒸着』ペレッ１・を作製し
ても、蒸着時にやはり林立現象が生じるので、単に微粒
子原料を用いても、林立現象に対して効果がないことが
明らかである．ところが、この本焼成を真空中で行なっ
たところ林立現象の生じない蒸着ベレットを作製するこ
とができた．真空度は、１トール以下の高い真空にしな
いと林立現象が生じ易いが、より好適には、１０−’ト
ール以下の真空雰囲気では、林立現象に対して安定なベ
レットが得られる．焼成温度は、１０００℃未満である
と、ベレ・νトは蒸着中に割れ易くなるので、不適であ
り、１４００℃を超えると、ＩＴＯｌｔ分特に、錫の蒸
発が、著しくなるので、好適でない．更に好適には、１
１００〜１３００℃である． そのように、平均粒径０．１μｍ以下のＩＴＯ粉体を真
空中で焼成することにより、林立現象が生じない蒸着用
ペレプトの製造が可能となり、ベレット及び蒸着製品の
ロスの低下、更に林立現象による印加電圧の下方調整が
生じなくなり、生産能力の゛マイナス因子を減らすこと
が可能となった． 更に、予想外の効果として、蒸着時のペレットの割れが
著しく減少したことが分かり、蒸着の安定性が更に良好
になることが見られた．本発明によるベレット作成では
、ＩＴＯ粒子は各々、その接点で溶着しており、！［ｉ
ｌ［状に接着する．これは、真空にしたためＩＴＯが蒸
発し易くなり、それが粒子の接触点の接触角が小さいと
ころ（蒸気圧の低いところ）への凝縮を促進したことに
よると思われる．この溶着部の径は、粒子径の１７３〜
１／２と大きいが、これは出発原料の粒径が小さいこと
から、相対的に大きくなったものであろう．この接触面
積が大きいということは、粒子間の結合が強く、また熱
伝導率も大きいことを示す．このことから蒸着ペレット
の中の温度分布のバラツキが小さくなり、また熱応力に
対しては粒子間の結合が強くなっていることが寄与して
いるのであろう． 一般に、粒子はどのようにして作製しても、粒子の成長
が、あるため０．０１μｍ以下、特に、ｏ．ｏｏｓμｍ
以下の粒子は、得られない．これに対して、本発明では
、０．１μｍ以下の粒度範囲の粒子を用いているので、
粒度分布は必然的に狭い範囲に入っている．従って、粗
な空隙がなく、均一な組織となっている．従来法による
と、粗粒も入っているが、粗粒があると机な空隙が生じ
、組織が不均一となるため、応力集中等が起きるし、ま
た、粗粒でもその溶看部分の絶対的な大ききは同じであ
るので、接触率は小さくなるので、この部分の熱伝導率
や応力抵抗が悪くなると見られ、その効果が、本発明で
微粒子を使用するメリットの原因と考えられる． また、ペレット中では、インジウムと錫の酸化物が平均
に入っておれば良く、基板に蒸着されるときに、ドーブ
状態になれば、十分であるということはないようである
．即ち、インジウムと錫の酸化物が車に混合された粉体
を焼成すると、ＳｎＯ，がＩ　ｆｌ　ｇｏ　１中に分散
していることになる．そうするとｉｎ＋ｏｓは、導電性
を持たない．導電性が悪いことから熱伝導性も悪くなる
と考えられる．更に、Ｉｎ＋Ｏｓ中にＳｎがＳｎ　Ｏ　
＊の形で入っていると、不純物として大きく働き、導電
性及び熱伝導性を著しく阻害するはずであるので、Ｓｎ
はドーブ状態でなければならないと推測される，Ｓｎｏ
ｗを素生成として、ＳｎＯ＋．ａの形にしなければドー
プされないので、還元する作用がなければならないので
、通常の方法で還元雰囲気にすると、Ｓ　ｎ　Ｏ　＊→
ＳｎＯになり、不純物になるのでＳ　ｎ　Ｏ　＊の場合
と同様に導電性を阻害する．更に、ＳｎＯは黒褐色であ
り、不透明になるので不適である． 金属酸化物は、高温セすると酸素が蒸発し易くなるのが
一般的であるので、ＩＴＯの場合も真空中で焼成するの
が、適度の還元状態になっているものと考えられる． そして、林立現象を少なくするには、成分の均一化、粒
子間の溶着部分を大きくし、熱伝導と粒子間結合を強く
したことが原因で、林立現象が少なく、割れも少なくな
ったのであろう。

一方、原料中に粗粒があると、粗粒自体での拡散による
Ｓｎドーブの不均一性や酸素の蒸発の不完全性等も起こ
り、これらの品質バラツキが林立現象を助成しているこ
とになろう． このように、本発明の製造法により、林立現象が生じな
く、且つ蒸着時の割れが生じないＩＴＯのベレｙトが製
造された． このようにして調製した蒸着用ベレットは、基板、例え
ばガラス板に、蒸着装置による通常の方法により蒸着す
ることができる．基板として使用できるものについては
、また、著しい変形や破損が生じないものならば、何で
も使用できる．例えば、ガラス板、雲母、水晶、透明ア
ルミナ、塩化ナ｛・リウム単結晶板等を使用することが
できる．一般には、ガラス板が用いられる． 本発明による蒸着用ベレットの製造方法では、原料粉体
として、微粉に粉砕した酸化インジウム及び酸化錫を用
いることができる．また、インジウム金属、錫金属を利
用して水酸化物を生成し、その焼成処理中に酸化物にな
るものも用いることができる．本発明では、平均粒径を
一定範囲に調整することが、重要である． 本発明により得られる蒸着用ペレット材料は、例えば、
透明導電膜、赤外線反射膜の材料として有用である． 次に、本発明による蒸着用ベレ７｝・の製法を具体的に
実施例により説明するが、本発明はそれらによって限定
詐れるものではない． ［実施例］ 醜化インジウム９５重量部と酸化錫５重量部からなる粒
度０．０５μｍの原料粉体を、２５ｇ秤量し、直径２５
１１Φの金型に入れ、４　０　０　ｋｇ／ｃｓ３の圧力
で、ベレット１０個を成形した．尚、原料粉体の粒径及
び粒度分布は、透過型電子顕微鏡で直接銭察した． これらのベレット材料を真空度ｉｏ−’トールで、昇温
速度２００℃／時間で、１２３０℃にまで昇温し、この
温度に、１時間保持した後に、２００℃／時間降温速度
で冷却し、１０個の焼成ベレットを得た． 各ペレットを用いて、７人／秒の成膜速度で蒸着を行な
った．いずれのベレットを用いても、蒸着処理は、安定
し、林立現象が生じなかった．［発明の効果］ 本発明によるＩＴＯ’ＭＲ用ペレットを作成する製法に
より、次のような顕著な技術的効果が得られた． 発 第１に、蒸着ベレット材料としてずぐれた蒸曹特性を有
する材料が可能になる． 第２に、第１に関連して、蒸着膜の歩留り向上によるコ
スト低減をもたらすことができる．第３に、製造コスト
を低減することのできる蒸着ペレット材の経済的な製法
が提供できた．特許出願人　　住友セメント株式会社 代理人　　弁理士　倉　持　　裕 平成１年 ４月！３日 特許庁長官　吉　田　文　毅　殿 １．事件の表示 平成１年特許顯第５７８２０号 ２．発明の名称 蒸着用ペレット材料の製造法 ３．補正をする者 事件との関係　出願人 住所　東京都千代田区神田美土代町１番地名称　住友セ
メント株式会社 代表者今川彦二 ４．代理人 住所〒１０１東京都千代ＦＩｌｌ区神田須田町１丁目２
番地日邦・四国ビル３Ｆ ５．補正命令の日付 ６．補正の対象 明細書の［発明の詳細な説明］の欄 ７．補正の内容 （１）明細書の第４頁第１２行目及び同頁第１７行目の
［夕一ゲット］を［蒸着ペレットコに訂正する．（２）
同上第５頁第８行目の［例え］を［たとえ］に訂正する
． （３）同上第６頁第３〜４行目の［また共存しない状態
でも、本焼成のときに、ドープされるコを［本焼成のと
きに、近くの錫原子が拡散してくるため、ドーブが行な
われる］に訂正する．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 共沈法により得られた粒径０．１μｍ以下の錫含有酸化
   インジウムを成形した後に、１トール以下の真空中にお
   いて、１０００〜１４００℃の温度で、３０分間以上焼
   成することを特徴とするインジウム錫酸化物の蒸着用ペ
   レット材料の製造法。