JPH05155651A - 酸化インジウム系焼結体および酸化物焼結体の製造方法 - Google Patents
酸化インジウム系焼結体および酸化物焼結体の製造方法Info
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- JPH05155651A JPH05155651A JP2410685A JP41068590A JPH05155651A JP H05155651 A JPH05155651 A JP H05155651A JP 2410685 A JP2410685 A JP 2410685A JP 41068590 A JP41068590 A JP 41068590A JP H05155651 A JPH05155651 A JP H05155651A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高能率でスパッタリングを行なっても、アー
キングや生成スパッタ膜の汚染を生ずることのない酸化
インジウム系スパッタリングターゲットを提供する。 【構成】 Ｉ．相対密度の８５％以上かつ酸化度が９６
％以上のインジウム系焼結体。 ＩＩ．目的物の組成に調合した粉末またはその成形品
を、酸化物となったとき、目的製品より高い酸素解離圧
を示す金属等で内面を覆ったカプセルを使用して熱間静
水圧プレスで焼結圧密化する。
キングや生成スパッタ膜の汚染を生ずることのない酸化
インジウム系スパッタリングターゲットを提供する。 【構成】 Ｉ．相対密度の８５％以上かつ酸化度が９６
％以上のインジウム系焼結体。 ＩＩ．目的物の組成に調合した粉末またはその成形品
を、酸化物となったとき、目的製品より高い酸素解離圧
を示す金属等で内面を覆ったカプセルを使用して熱間静
水圧プレスで焼結圧密化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイスの液晶表
示素子の透光性導電膜の作製素材となるターゲット材用
等の酸化インジウム系の焼結体およびカプセルを使用す
る熱間静水圧プレス法による酸化物焼結体の製造方法に
関するものである。
示素子の透光性導電膜の作製素材となるターゲット材用
等の酸化インジウム系の焼結体およびカプセルを使用す
る熱間静水圧プレス法による酸化物焼結体の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】透光性導電膜は、液晶デバイスの電極、
航空機や自動車窓等の氷結防止用ヒータなど種々の用途
に応用され、または応用が検討されている。この電極膜
としては、Ｉn2Ｏ3にＳnＯ2、さらにはＺnＯなどを0.5
〜20wt%程度配合したＩＴＯと略称されている薄膜が使
用されている。このＩＴＯ薄膜はスパッタリングによる
もので、そのターゲットの製造方法としては、 （１）Ｉn2Ｏ3およびＳnＯ2、さらにはＺnＯ粉末などを
十分混合し、一軸または等方冷間静水圧プレスにて成形
したのち、高温で常圧焼結または真空ホットプレスする
方法（特開昭６１−１３６９５４号）。 （２）ＩＴＯの混合粉末を焼成した後、再びボールミル
粉砕を行ない、その粉末を一軸プレスまたは冷間等方静
水圧プレスにて成形したのち、高温で常圧焼結、または
真空ホットプレスする方法（特開昭６３−２０３７６３
号、特開平２−１１５３２６号等）などが知られてい
る。
航空機や自動車窓等の氷結防止用ヒータなど種々の用途
に応用され、または応用が検討されている。この電極膜
としては、Ｉn2Ｏ3にＳnＯ2、さらにはＺnＯなどを0.5
〜20wt%程度配合したＩＴＯと略称されている薄膜が使
用されている。このＩＴＯ薄膜はスパッタリングによる
もので、そのターゲットの製造方法としては、 （１）Ｉn2Ｏ3およびＳnＯ2、さらにはＺnＯ粉末などを
十分混合し、一軸または等方冷間静水圧プレスにて成形
したのち、高温で常圧焼結または真空ホットプレスする
方法（特開昭６１−１３６９５４号）。 （２）ＩＴＯの混合粉末を焼成した後、再びボールミル
粉砕を行ない、その粉末を一軸プレスまたは冷間等方静
水圧プレスにて成形したのち、高温で常圧焼結、または
真空ホットプレスする方法（特開昭６３−２０３７６３
号、特開平２−１１５３２６号等）などが知られてい
る。
【０００３】ＩＴＯ粉末は焼結性が劣り、かつ高温で昇
華および分解するため、常圧焼結温度としては1300℃〜
1450℃の範囲内であり、そのため焼結後の相対密度は一
般に低く、70%以下である。特開平２−４３３５６号
は、予備成形体を冷間静水圧プレスで圧密化後焼成する
ＩＴＯターゲットの製造方法を提案している。しかし、
この方法でも相対密度は80%程度である。
華および分解するため、常圧焼結温度としては1300℃〜
1450℃の範囲内であり、そのため焼結後の相対密度は一
般に低く、70%以下である。特開平２−４３３５６号
は、予備成形体を冷間静水圧プレスで圧密化後焼成する
ＩＴＯターゲットの製造方法を提案している。しかし、
この方法でも相対密度は80%程度である。
【０００４】また、特開平２−１１５３２６号は、金属
Ｓnの配合などにより、電気伝導度、密度などを向上す
ることを提案している。前記の真空ホットプレスで焼結
する方法は、常圧焼結法における粉末粒子間の空気の閉
じ込めを防止することおよび加圧により、高密度の焼結
を実現せんとするものである。しかし、この場合でも焼
結体の相対密度は、約83%程度以下である。
Ｓnの配合などにより、電気伝導度、密度などを向上す
ることを提案している。前記の真空ホットプレスで焼結
する方法は、常圧焼結法における粉末粒子間の空気の閉
じ込めを防止することおよび加圧により、高密度の焼結
を実現せんとするものである。しかし、この場合でも焼
結体の相対密度は、約83%程度以下である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】低密度のターゲットを
製膜に使用すると、アーキングを発生したりターゲット
の微細な片を飛散させたりして、生成スパッタ膜を汚染
する。このため、低密度ターゲットは、スパッタ電流を
低くすることにより、能率を犠牲にして作業を行なって
いる。これらのために高密度ターゲットの開発が要望さ
れていた。
製膜に使用すると、アーキングを発生したりターゲット
の微細な片を飛散させたりして、生成スパッタ膜を汚染
する。このため、低密度ターゲットは、スパッタ電流を
低くすることにより、能率を犠牲にして作業を行なって
いる。これらのために高密度ターゲットの開発が要望さ
れていた。
【０００６】前記の特開平２−１１５３２６号の提案の
焼結体は、本来必要なＩn2Ｏ3，ＳnＯ2に対し、酸化不
十分なＩn,Ｓnを含むものである。本発明は、酸化不十
分なＩn,Ｓnを含むことなく、高純度でかつ高出力スパ
ッタリングが可能な高密度のＩＴＯスパッタリングター
ゲット用等の酸化インジウム系焼結体および、ＩＴＯの
ように高酸素解離圧を示す酸化物焼結体の高密度、高純
度（高酸化度）品の製造方法を提供することを目的とす
る。
焼結体は、本来必要なＩn2Ｏ3，ＳnＯ2に対し、酸化不
十分なＩn,Ｓnを含むものである。本発明は、酸化不十
分なＩn,Ｓnを含むことなく、高純度でかつ高出力スパ
ッタリングが可能な高密度のＩＴＯスパッタリングター
ゲット用等の酸化インジウム系焼結体および、ＩＴＯの
ように高酸素解離圧を示す酸化物焼結体の高密度、高純
度（高酸化度）品の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化インジウ
ムを基とし、酸化錫またはさらに酸化亜鉛を0.5〜20wt%
含有する酸化インジウム系焼結体において、相対密度が
85%以上であり、かつ上記それぞれの酸化物がＩｎ
2Ｏ3，ＳｎＯ2およびＺｎＯとなったとしたときの化学
当量酸素の96.0%以上の酸素量を含有することを特徴と
する酸化インジウム系焼結体、ならびに、内部を減圧さ
れたカプセルを使用する熱間静水圧プレスによる高酸素
解離圧を示す酸化物焼結体の製造方法において、前記カ
プセルの内面は、酸化物となったとき目的とする焼結体
より大きい酸素解離圧を示す金属、これらの金属からな
る合金およびこれらの金属の酸化物であることを特徴と
する酸化物焼結体の製造方法、および内部を減圧された
カプセルを使用する熱間静水圧プレスによる高酸素解離
圧を示す酸化物焼結体の製造方法において、前記カプセ
ルはその内面を、予め前記プレス時の雰囲気条件よりも
強い酸化環境で処理されて、緻密な酸化膜で被覆された
ものであることを特徴とする酸化物焼結体の製造方法で
ある。
ムを基とし、酸化錫またはさらに酸化亜鉛を0.5〜20wt%
含有する酸化インジウム系焼結体において、相対密度が
85%以上であり、かつ上記それぞれの酸化物がＩｎ
2Ｏ3，ＳｎＯ2およびＺｎＯとなったとしたときの化学
当量酸素の96.0%以上の酸素量を含有することを特徴と
する酸化インジウム系焼結体、ならびに、内部を減圧さ
れたカプセルを使用する熱間静水圧プレスによる高酸素
解離圧を示す酸化物焼結体の製造方法において、前記カ
プセルの内面は、酸化物となったとき目的とする焼結体
より大きい酸素解離圧を示す金属、これらの金属からな
る合金およびこれらの金属の酸化物であることを特徴と
する酸化物焼結体の製造方法、および内部を減圧された
カプセルを使用する熱間静水圧プレスによる高酸素解離
圧を示す酸化物焼結体の製造方法において、前記カプセ
ルはその内面を、予め前記プレス時の雰囲気条件よりも
強い酸化環境で処理されて、緻密な酸化膜で被覆された
ものであることを特徴とする酸化物焼結体の製造方法で
ある。
【０００８】
【作用】Ｉn2Ｏ3は、高温にて昇華反応および数１の分
解反応を示す。このため、高密度の焼結品が得られにく
いとされている。
解反応を示す。このため、高密度の焼結品が得られにく
いとされている。
【０００９】
【数１】
【００１０】前述のように、従来の焼結法は、常圧法、
または真空ホットプレスによるものであった。このうち
真空ホットプレス法は、前述のように、常圧焼結法に対
し、真空によってガストラップを防ぎ、加圧により焼結
を促進して、高密度焼結品を得んとするものである。し
かし、真空ホットプレス法は、グラファイト製等の型材
を利用して加圧するものであるため、型材の強度の点か
ら高圧力を適用することが困難であり（前記特開平２−
１１５３２６号では、適用応力は150kg/cm2であった)、
一方ＩＴＯは、上記のように加熱分解するため、高密度
品は得難い。また、真空ホットプレス法によるＩＴＯ
は、真空雰囲気中で、分解、気化して表層部に望ましく
ない変質をおこす。（後述）。
または真空ホットプレスによるものであった。このうち
真空ホットプレス法は、前述のように、常圧焼結法に対
し、真空によってガストラップを防ぎ、加圧により焼結
を促進して、高密度焼結品を得んとするものである。し
かし、真空ホットプレス法は、グラファイト製等の型材
を利用して加圧するものであるため、型材の強度の点か
ら高圧力を適用することが困難であり（前記特開平２−
１１５３２６号では、適用応力は150kg/cm2であった)、
一方ＩＴＯは、上記のように加熱分解するため、高密度
品は得難い。また、真空ホットプレス法によるＩＴＯ
は、真空雰囲気中で、分解、気化して表層部に望ましく
ない変質をおこす。（後述）。
【００１１】これに対し、本願の第２および第３の発明
の製造方法は、従来の常圧または真空ホットプレス法に
替えて、内部を減圧されたカプセルを用いた熱間静水圧
プレス（以下ＨＩＰと記す）を使用することを第１の特
徴とするものである。ＨＩＰでは、1000kgf/cm2〜1500k
gf/cm2、1500℃〜2000℃などの条件は容易に実現可能で
あり、このため、例えば酸化インジウム系焼結体におい
ては相対密度 85%またはそれ以上の高密度焼結品が容易
に得られることがわかった。またカプセルを工夫するこ
とにより変質層の発生を防止することができることも判
った。
の製造方法は、従来の常圧または真空ホットプレス法に
替えて、内部を減圧されたカプセルを用いた熱間静水圧
プレス（以下ＨＩＰと記す）を使用することを第１の特
徴とするものである。ＨＩＰでは、1000kgf/cm2〜1500k
gf/cm2、1500℃〜2000℃などの条件は容易に実現可能で
あり、このため、例えば酸化インジウム系焼結体におい
ては相対密度 85%またはそれ以上の高密度焼結品が容易
に得られることがわかった。またカプセルを工夫するこ
とにより変質層の発生を防止することができることも判
った。
【００１２】すなわち、本願の第２発明は、内部を減圧
したカプセルを使用してＨＩＰを行なうものであり、カ
プセルの内面を、それぞれのＩＴＯ素材等からの解離酸
素を捕捉しない材料で製作または被覆するものである。
換言すれば、酸化物となったとき、ＩＴＯ等の目的物の
酸素解離圧より大きい酸素解離分圧を持つ材料で製作ま
たは被覆するものである。また、本願の第３発明は、カ
プセルに予め目的物のＨＩＰ時の雰囲気より強い酸化環
境で処理して緻密な酸化被覆膜を生成しておくものであ
る。例えば、ステンレス鋼の表面に酸化処理をした場合
は、酸素の酸化被覆膜内の拡散速度が、ＩＴＯ等の解離
酸素の捕捉の程度の律速となるため、大幅にＩＴＯ等の
変質速度を下げることになる。これらにより、減圧カプ
セルによってもＩＴＯの変質を防止して、かつＩＴＯに
ついて相対密度 85%以上の高圧密焼結を行なうことが可
能となるのである。次に本願の第１発明は、上記のよう
にＨＩＰを使用することで初めて可能となったもので、
相対密度 85%以上、酸化度 96.0%以上の酸化インジウム
系焼結品である。またこれは、高能率スパッタリングを
可能とするものである。表１は、Ｉn2Ｏ3−5%ＳnＯ2焼
結体を各加熱温度で真空中に１時間保持した時の減量測
定結果の１例である。
したカプセルを使用してＨＩＰを行なうものであり、カ
プセルの内面を、それぞれのＩＴＯ素材等からの解離酸
素を捕捉しない材料で製作または被覆するものである。
換言すれば、酸化物となったとき、ＩＴＯ等の目的物の
酸素解離圧より大きい酸素解離分圧を持つ材料で製作ま
たは被覆するものである。また、本願の第３発明は、カ
プセルに予め目的物のＨＩＰ時の雰囲気より強い酸化環
境で処理して緻密な酸化被覆膜を生成しておくものであ
る。例えば、ステンレス鋼の表面に酸化処理をした場合
は、酸素の酸化被覆膜内の拡散速度が、ＩＴＯ等の解離
酸素の捕捉の程度の律速となるため、大幅にＩＴＯ等の
変質速度を下げることになる。これらにより、減圧カプ
セルによってもＩＴＯの変質を防止して、かつＩＴＯに
ついて相対密度 85%以上の高圧密焼結を行なうことが可
能となるのである。次に本願の第１発明は、上記のよう
にＨＩＰを使用することで初めて可能となったもので、
相対密度 85%以上、酸化度 96.0%以上の酸化インジウム
系焼結品である。またこれは、高能率スパッタリングを
可能とするものである。表１は、Ｉn2Ｏ3−5%ＳnＯ2焼
結体を各加熱温度で真空中に１時間保持した時の減量測
定結果の１例である。
【００１３】
【表１】
【００１４】このときの減量はＩn2Ｏ3の分解、Ｉn2Ｏ
の昇華などによるものである。この結果は、真空ホット
プレス法焼結では、型合せ面、型材の通気、その他など
から気化物の排出、解離による脱酸素が生じ、ターゲッ
ト材は焼結進行と同時に減量および変質を生ずることを
示している。このため、焼結を進行させるためには高温
ほど良いが、かえって分解変質を促進することとなる。
の昇華などによるものである。この結果は、真空ホット
プレス法焼結では、型合せ面、型材の通気、その他など
から気化物の排出、解離による脱酸素が生じ、ターゲッ
ト材は焼結進行と同時に減量および変質を生ずることを
示している。このため、焼結を進行させるためには高温
ほど良いが、かえって分解変質を促進することとなる。
【００１５】本願の第１発明の酸化インジウム系焼結体
の相対密度を85%以上とした理由は、それ以上の製品が
以下の実施例で示すように本発明で容易に得られ、か
つ、従来高純度品では得られていなかったことによる。
また、酸化度（Ｉn，ＳnおよびＺnがそれぞれＩn2Ｏ3,
ＳnＯ2およびＺnＯとしたときの化学当量酸素に対する
含有酸素の比）を96.0%以上とした理由は、本発明によ
り容易に得られ、かつ従来相対密度 85%以上のものにお
いては得られていなかったことによる。すなわち、前述
の提案の特開平２−１１５３２６号は、Ｉn2Ｏ3に対し
て加える金属Ｓnは3〜15wt%であり、その混合物を非酸
化性雰囲気中で焼成することを開示している。今、金属
Ｓn添加量を3%としたとすると、この場合の焼結体100g
は、16.77gの酸素を含有し、これを完全にＩn2Ｏ3とＳn
Ｏ2とからなるように酸化したとすると、全体は、100.8
08g、酸素量は17.578gとなる。したがって、この焼結体
の酸化度は16.77/17.578=95.4%となり、96%未満であ
る。
の相対密度を85%以上とした理由は、それ以上の製品が
以下の実施例で示すように本発明で容易に得られ、か
つ、従来高純度品では得られていなかったことによる。
また、酸化度（Ｉn，ＳnおよびＺnがそれぞれＩn2Ｏ3,
ＳnＯ2およびＺnＯとしたときの化学当量酸素に対する
含有酸素の比）を96.0%以上とした理由は、本発明によ
り容易に得られ、かつ従来相対密度 85%以上のものにお
いては得られていなかったことによる。すなわち、前述
の提案の特開平２−１１５３２６号は、Ｉn2Ｏ3に対し
て加える金属Ｓnは3〜15wt%であり、その混合物を非酸
化性雰囲気中で焼成することを開示している。今、金属
Ｓn添加量を3%としたとすると、この場合の焼結体100g
は、16.77gの酸素を含有し、これを完全にＩn2Ｏ3とＳn
Ｏ2とからなるように酸化したとすると、全体は、100.8
08g、酸素量は17.578gとなる。したがって、この焼結体
の酸化度は16.77/17.578=95.4%となり、96%未満であ
る。
【００１６】
実施例１ Ｉn2Ｏ3−5%ＳnＯ2−1%ＺnＯ ＩＴＯ粉末の圧縮成形品
３を、図１に示すように鋼製カプセル１にアルミナ粉２
を圧力媒体として収容し、真空封止の上、1150℃にて2
時間 1200kgf/cm2でＨＩＰした。その結果、ＩＴＯ表面
に相当の深さまでＩn2Ｏと考えられる変質層が生成して
いた。他方、カプセル内面は黒く酸化膜が厚く生成して
いた。すなわち、ＩＴＯの解離酸素が、鋼製カプセルの
内面を酸化したと理解される。 一方、ＩＴＯの焼結品
は、表面の変質域を除いて測定した結果、相対密度 88
%、酸化度はほぼ100%を示した。これは、表面の低酸素
域がなければ好ましいものである。88%という密度は本
法以外の従来法では得られない非常に優れたものであ
る。
３を、図１に示すように鋼製カプセル１にアルミナ粉２
を圧力媒体として収容し、真空封止の上、1150℃にて2
時間 1200kgf/cm2でＨＩＰした。その結果、ＩＴＯ表面
に相当の深さまでＩn2Ｏと考えられる変質層が生成して
いた。他方、カプセル内面は黒く酸化膜が厚く生成して
いた。すなわち、ＩＴＯの解離酸素が、鋼製カプセルの
内面を酸化したと理解される。 一方、ＩＴＯの焼結品
は、表面の変質域を除いて測定した結果、相対密度 88
%、酸化度はほぼ100%を示した。これは、表面の低酸素
域がなければ好ましいものである。88%という密度は本
法以外の従来法では得られない非常に優れたものであ
る。
【００１７】実施例２ ＨＩＰ用カプセルとして、前述のものの内面をＣuメッ
キしたものを用い、Ｉn2Ｏ3−3%ＳnＯ2 ＩＴＯ粉末成形
品３を実施例１と同様に封入して、1000℃、1500kgf/cm
2で2時間ＨＩＰしたところ、カプセルの内面はＣuの光
沢を示しており、酸化膜は付着していなかった。焼結体
の相対密度は93%であった。これら実施例１および２の
現象は、Ｉn2Ｏ3の高温分解酸素分圧と、Ｃu2Ｏのそれ
との大小から説明することができる。すなわち、後者の
分圧が大きければ、その面は酸化されず、したがって、
目的の焼結体の酸素解離は生じないことになる。表２は
Ｉn2Ｏ3の分解反応に伴う、ギプスの標準自由エネルギ
ーの変化から、各温度について、平衡解離分圧を求めた
結果である。ただし、これらは（Ｉn)、(Ｏ2）、（Ｉn2
Ｏ）、｛Ｉn｝、〈Ｉn2Ｏ3〉の共存域での値である。な
お、ここで（ ）は気相、｛ ｝は液相、〈 〉は固相
を示す。比較のためＣu2Ｏ、ＮiＯおよびＦe2Ｏ3につい
ても付記する。これらの結果は、ＣuおよびＮiはＩn2Ｏ
3からのＯ2を実質的に奪わないことおよびＦeは奪うこ
とを示している。Ｉr、Ｏs、Ｐt、Ａuなどの貴金属は、
さらに解離酸素分圧が高いからもちろん有効なコーティ
ング材料である。しかし、これらの金属は、経済性、作
業性の点から十分検討すべきである。
キしたものを用い、Ｉn2Ｏ3−3%ＳnＯ2 ＩＴＯ粉末成形
品３を実施例１と同様に封入して、1000℃、1500kgf/cm
2で2時間ＨＩＰしたところ、カプセルの内面はＣuの光
沢を示しており、酸化膜は付着していなかった。焼結体
の相対密度は93%であった。これら実施例１および２の
現象は、Ｉn2Ｏ3の高温分解酸素分圧と、Ｃu2Ｏのそれ
との大小から説明することができる。すなわち、後者の
分圧が大きければ、その面は酸化されず、したがって、
目的の焼結体の酸素解離は生じないことになる。表２は
Ｉn2Ｏ3の分解反応に伴う、ギプスの標準自由エネルギ
ーの変化から、各温度について、平衡解離分圧を求めた
結果である。ただし、これらは（Ｉn)、(Ｏ2）、（Ｉn2
Ｏ）、｛Ｉn｝、〈Ｉn2Ｏ3〉の共存域での値である。な
お、ここで（ ）は気相、｛ ｝は液相、〈 〉は固相
を示す。比較のためＣu2Ｏ、ＮiＯおよびＦe2Ｏ3につい
ても付記する。これらの結果は、ＣuおよびＮiはＩn2Ｏ
3からのＯ2を実質的に奪わないことおよびＦeは奪うこ
とを示している。Ｉr、Ｏs、Ｐt、Ａuなどの貴金属は、
さらに解離酸素分圧が高いからもちろん有効なコーティ
ング材料である。しかし、これらの金属は、経済性、作
業性の点から十分検討すべきである。
【００１８】
【表２】
【００１９】ＨＩＰ過程におけるＩn2Ｏ3の解離酸素を
奪わないことから考えて、さらにカプセルの内面を十分
酸化させて、当該ＨＩＰ温度圧力条件では酸素をほとん
ど奪わないよう前処理を行なうことができれば都合がよ
い。これが本願の第３発明の原理である。しかし、この
場合、ＨＩＰを行なうとカプセルは圧縮変形されるため
酸化膜はこの変形に対しても剥離しにくいことが必要で
ある。このためには、18Ｃr系、24Ｃr系のオーステナイ
トステンレ鋼が緻密で安定な酸化膜を作り、かつ溶接作
業なども容易であることから適している。Ｉn2Ｏ3の解
離酸素を奪わないものとして、ガラス組成のカプセルも
有効であるが、この場合は被処理物と反応しない組成、
または破壊からの保護施策を講ずる必要がある。
奪わないことから考えて、さらにカプセルの内面を十分
酸化させて、当該ＨＩＰ温度圧力条件では酸素をほとん
ど奪わないよう前処理を行なうことができれば都合がよ
い。これが本願の第３発明の原理である。しかし、この
場合、ＨＩＰを行なうとカプセルは圧縮変形されるため
酸化膜はこの変形に対しても剥離しにくいことが必要で
ある。このためには、18Ｃr系、24Ｃr系のオーステナイ
トステンレ鋼が緻密で安定な酸化膜を作り、かつ溶接作
業なども容易であることから適している。Ｉn2Ｏ3の解
離酸素を奪わないものとして、ガラス組成のカプセルも
有効であるが、この場合は被処理物と反応しない組成、
または破壊からの保護施策を講ずる必要がある。
【００２０】実施例３ ４Ｎ（ナイン以下同様）級のＩn2Ｏ3粉末と４Ｎ級のＳn
Ｏ2粉末を重量比９：１の割合としボールミル中で湿式
にて24時間混合し、乾燥後、常温等方静水圧プレスで成
形したのち、120mmφ×15tに加工し、内面を40μmの厚
みのＣuメッキした150mmφ×45mmtのステンレス製カプ
セルに、圧力媒体として間隙にアルミナ粉(-150メッシ
ュ粉と、-325メッシュ粉を50:50配合)を充填しながら中
央に収納して溶接封入し、550℃で10マイナス4乗以下に
10時間脱気し封止した後、1000℃×2時間、1500kgf/cm2
の圧力でＨＩＰした。
Ｏ2粉末を重量比９：１の割合としボールミル中で湿式
にて24時間混合し、乾燥後、常温等方静水圧プレスで成
形したのち、120mmφ×15tに加工し、内面を40μmの厚
みのＣuメッキした150mmφ×45mmtのステンレス製カプ
セルに、圧力媒体として間隙にアルミナ粉(-150メッシ
ュ粉と、-325メッシュ粉を50:50配合)を充填しながら中
央に収納して溶接封入し、550℃で10マイナス4乗以下に
10時間脱気し封止した後、1000℃×2時間、1500kgf/cm2
の圧力でＨＩＰした。
【００２１】得られた圧密品は相対密度 96%であり、酸
素の減少はなかった。カプセル内面のＣuメッキ面は、
光沢Ｃu金属色をしており、粉末混合時に生じたと思わ
れる微少の不純物混入が認められた他は、不純物混入、
変質はみられなかった。上記焼結品より、4インチφ×1
/4インチtのターゲットを作製し、これを用いて、Ａrガ
ス 5×10マイナス3乗Torr中でスパッタリングを行なっ
た。スパッタリング出力を300Wに上昇するも、ターゲッ
トはアーキング、亀裂などを発生することなく、また、
パーティクルも1ウェハー当り従来の200〜300個に対
し、これを1/5以下に減少することができた。一般に低
密度品(相対密度 60%)では出力、150〜200Wが最大であ
り、300Wにすると亀裂など発生するのが普通であった。
素の減少はなかった。カプセル内面のＣuメッキ面は、
光沢Ｃu金属色をしており、粉末混合時に生じたと思わ
れる微少の不純物混入が認められた他は、不純物混入、
変質はみられなかった。上記焼結品より、4インチφ×1
/4インチtのターゲットを作製し、これを用いて、Ａrガ
ス 5×10マイナス3乗Torr中でスパッタリングを行なっ
た。スパッタリング出力を300Wに上昇するも、ターゲッ
トはアーキング、亀裂などを発生することなく、また、
パーティクルも1ウェハー当り従来の200〜300個に対
し、これを1/5以下に減少することができた。一般に低
密度品(相対密度 60%)では出力、150〜200Wが最大であ
り、300Wにすると亀裂など発生するのが普通であった。
【００２２】実施例４ 前述の４Ｎ級ＩＴＯ原料粉末の十分な混合品を、1200℃
で空気中4時間酸化処理した(18-8ステンレス製)カプセ
ル(内容積 160mm×160mm×12mm)に充填し、500℃にて4
時間高真空脱気したのち封止し、これを1100℃にて2時
間 1200kgf/cm2でＨＩＰを行なった。圧密品は表面（カ
プセルとの接触面下 約20μm程度)が顕微鏡的に若干光
沢が変化していたが、その下層は相対密度 96%を示し、
組織も均一であった。酸素含有量は、当量含有量の17.4
9%に対し、17.46%(酸化度 99.8%)であった。これを用い
て5インチ×5インチ×1/4インチターゲットを作製し、
前述の条件でスパッタリングを行なったが、安定な諸特
性を示した。
で空気中4時間酸化処理した(18-8ステンレス製)カプセ
ル(内容積 160mm×160mm×12mm)に充填し、500℃にて4
時間高真空脱気したのち封止し、これを1100℃にて2時
間 1200kgf/cm2でＨＩＰを行なった。圧密品は表面（カ
プセルとの接触面下 約20μm程度)が顕微鏡的に若干光
沢が変化していたが、その下層は相対密度 96%を示し、
組織も均一であった。酸素含有量は、当量含有量の17.4
9%に対し、17.46%(酸化度 99.8%)であった。これを用い
て5インチ×5インチ×1/4インチターゲットを作製し、
前述の条件でスパッタリングを行なったが、安定な諸特
性を示した。
【００２３】
【発明の効果】本発明により得られたＩＴＯ焼結体は、
相対密度 85%以上、酸化度 96%以上の高純度品であり、
スパッタリング装置のターゲットとして高出力負荷操業
が可能であり、生産性を大幅に向上することができ、ま
たパーティクルの数が大幅に少なくなり、信頼性の向上
に大いに貢献することができる。また、解離による還
元、変質等がないので、予定通りの成分のターゲットを
製造することができ、これはスパッタリング薄膜の品質
の向上に結びつくものである。また、本願の第２、第３
の発明により、ＩＴＯ以外の高温加熱で解離し易い酸化
物に対し、高密度焼結が可能となる。
相対密度 85%以上、酸化度 96%以上の高純度品であり、
スパッタリング装置のターゲットとして高出力負荷操業
が可能であり、生産性を大幅に向上することができ、ま
たパーティクルの数が大幅に少なくなり、信頼性の向上
に大いに貢献することができる。また、解離による還
元、変質等がないので、予定通りの成分のターゲットを
製造することができ、これはスパッタリング薄膜の品質
の向上に結びつくものである。また、本願の第２、第３
の発明により、ＩＴＯ以外の高温加熱で解離し易い酸化
物に対し、高密度焼結が可能となる。
【図１】ＨＩＰ用カプセルの全体図である。
１ カプセル ２ アルミナ粉 ３ 成形品 ４ 排気チップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年２月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【数１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】すなわち、本願の第２発明は、内部を減圧
したカプセルを使用してＨＩＰを行なうものであり、カ
プセルの内面を、それぞれのＩＴＯ素材等からの解離酸
素を捕捉しない材料で製作または被覆するものである。
換言すれば、酸化物となったとき、ＩＴＯ等の目的物の
酸素解離圧より大きい酸素解離分圧を持つ材料で製作ま
たは被覆するものである。また、本願の第３発明は、カ
プセルに予め目的物のＨＩＰ時の雰囲気より強い酸化環
境で処理して緻密な酸化被覆膜を生成しておくものであ
る。例えば、ステンレス鋼の表面に酸化処理をした場合
は、酸素の酸化被覆膜内の拡散速度が、ＩＴＯ等の解離
酸素の捕捉の程度が律速となるため、大幅にＩＴＯ等の
変質速度を下げることになる。これらにより、減圧カプ
セルによってもＩＴＯの変質を防止して、かつＩＴＯに
ついて相対密度８５％以上の高圧密焼結を行なうことが
可能となるのである。次に本願の第１発明は、上記のよ
うにＨＩＰを使用することで初めて可能となったもの
で、相対密度８５％以上、酸化度９６．０％以上の酸化
インジウム系焼結品である。またこれは、高能率スパッ
タリングを可能とするものである。表１は、Ｉｎ２Ｏ３
−５％ＳｎＯ２焼結体を各加熱温度で真空中に１時間保
持した時の減量測定結果の１例である。
したカプセルを使用してＨＩＰを行なうものであり、カ
プセルの内面を、それぞれのＩＴＯ素材等からの解離酸
素を捕捉しない材料で製作または被覆するものである。
換言すれば、酸化物となったとき、ＩＴＯ等の目的物の
酸素解離圧より大きい酸素解離分圧を持つ材料で製作ま
たは被覆するものである。また、本願の第３発明は、カ
プセルに予め目的物のＨＩＰ時の雰囲気より強い酸化環
境で処理して緻密な酸化被覆膜を生成しておくものであ
る。例えば、ステンレス鋼の表面に酸化処理をした場合
は、酸素の酸化被覆膜内の拡散速度が、ＩＴＯ等の解離
酸素の捕捉の程度が律速となるため、大幅にＩＴＯ等の
変質速度を下げることになる。これらにより、減圧カプ
セルによってもＩＴＯの変質を防止して、かつＩＴＯに
ついて相対密度８５％以上の高圧密焼結を行なうことが
可能となるのである。次に本願の第１発明は、上記のよ
うにＨＩＰを使用することで初めて可能となったもの
で、相対密度８５％以上、酸化度９６．０％以上の酸化
インジウム系焼結品である。またこれは、高能率スパッ
タリングを可能とするものである。表１は、Ｉｎ２Ｏ３
−５％ＳｎＯ２焼結体を各加熱温度で真空中に１時間保
持した時の減量測定結果の１例である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】ＨＩＰ過程におけるＩｎ２Ｏ３の解離酸素
を奪わないことから考えて、さらにカプセルの内面を十
分酸化させて、当該ＨＩＰ温度圧力条件では酸素をほと
んど奪わないよう前処理を行なうことができれば都合が
よい。これが本願の第３発明の原理である。しかし、こ
の場合、ＨＩＰを行なうとカプセルは圧縮変形されるた
め酸化膜はこの変形に対しても剥離しにくいことが必要
である。このためには、１８Ｃｒ系、２４Ｃｒ系などの
オーステナイトステンレス鋼が緻密で安定な酸化膜を作
り、かつ溶接作業なども容易であることから適してい
る。Ｉｎ２Ｏ３の解離酸素を奪わないものとして、ガラ
ス組成のカプセルも有効であるが、この場合は被処理物
と反応しない組成、または破壊からの保護施策を講ずる
必要がある。
を奪わないことから考えて、さらにカプセルの内面を十
分酸化させて、当該ＨＩＰ温度圧力条件では酸素をほと
んど奪わないよう前処理を行なうことができれば都合が
よい。これが本願の第３発明の原理である。しかし、こ
の場合、ＨＩＰを行なうとカプセルは圧縮変形されるた
め酸化膜はこの変形に対しても剥離しにくいことが必要
である。このためには、１８Ｃｒ系、２４Ｃｒ系などの
オーステナイトステンレス鋼が緻密で安定な酸化膜を作
り、かつ溶接作業なども容易であることから適してい
る。Ｉｎ２Ｏ３の解離酸素を奪わないものとして、ガラ
ス組成のカプセルも有効であるが、この場合は被処理物
と反応しない組成、または破壊からの保護施策を講ずる
必要がある。
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化インジウムを基とし、酸化錫または
さらに酸化亜鉛を0.5〜20wt%含有する酸化インジウム系
焼結体において、相対密度が85%以上であり、かつ上記
それぞれの酸化物がＩｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2およびＺｎＯと
なったとしたときの化学当量酸素の96.0%以上の酸素量
を含有することを特徴とする酸化インジウム系焼結体。 - 【請求項２】 内部を減圧されたカプセルを使用する熱
間静水圧プレスによる高酸素解離圧を示す酸化物焼結体
の製造方法において、前記カプセルの内面は、酸化物と
なったとき目的とする焼結体より大きい酸素解離圧を示
す金属、これらの金属からなる合金およびこれらの金属
の酸化物であることを特徴とする酸化物焼結体の製造方
法。 - 【請求項３】 カプセルの内面をなす金属、合金もしく
は酸化物はＣu,Ｃo,Ｎi,Ｍoおよび貴金属のいずれか１
種または２種以上の金属からなるものである請求項２記
載の酸化物焼結体の製造方法。 - 【請求項４】 内部を減圧されたカプセルを使用する熱
間静水圧プレスによる高酸素解離圧を示す酸化物焼結体
の製造方法において、前記カプセルはその内面を、予め
前記プレス時の雰囲気条件よりも強い酸化環境で処理さ
れて、緻密な酸化膜で被覆されたものであることを特徴
とする酸化物焼結体の製造方法。 - 【請求項５】 焼結体がインジウム系焼結体である請求
項２、３または４記載の酸化物焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2410685A JPH05155651A (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 酸化インジウム系焼結体および酸化物焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2410685A JPH05155651A (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 酸化インジウム系焼結体および酸化物焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05155651A true JPH05155651A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18519806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2410685A Pending JPH05155651A (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 酸化インジウム系焼結体および酸化物焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05155651A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6669830B1 (en) | 1999-11-25 | 2003-12-30 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Sputtering target, transparent conductive oxide, and process for producing the sputtering target |
| WO2007069415A1 (ja) | 2005-12-13 | 2007-06-21 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 真空蒸着用焼結体 |
| JP2014224034A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-12-04 | 住友化学株式会社 | 焼結体の製造方法 |
| CN108468025A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-31 | 东莞市欧莱溅射靶材有限公司 | 铬平面靶材热等静压处理方法 |
| CN108698937A (zh) * | 2016-03-04 | 2018-10-23 | 住友金属矿山株式会社 | Sn-Zn-O系氧化物烧结体及其制造方法 |
-
1990
- 1990-12-14 JP JP2410685A patent/JPH05155651A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6669830B1 (en) | 1999-11-25 | 2003-12-30 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Sputtering target, transparent conductive oxide, and process for producing the sputtering target |
| EP1752430A1 (en) | 1999-11-25 | 2007-02-14 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Sputtering target, transparent conductive oxide, and process for producing the sputtering target |
| WO2007069415A1 (ja) | 2005-12-13 | 2007-06-21 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 真空蒸着用焼結体 |
| JP2014224034A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-12-04 | 住友化学株式会社 | 焼結体の製造方法 |
| CN108698937A (zh) * | 2016-03-04 | 2018-10-23 | 住友金属矿山株式会社 | Sn-Zn-O系氧化物烧结体及其制造方法 |
| CN108468025A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-31 | 东莞市欧莱溅射靶材有限公司 | 铬平面靶材热等静压处理方法 |
| CN108468025B (zh) * | 2018-02-11 | 2023-08-22 | 东莞市欧莱溅射靶材有限公司 | 铬平面靶材热等静压处理方法 |
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