JPH06340468A - 結晶配向性酸化亜鉛焼結体 - Google Patents
結晶配向性酸化亜鉛焼結体Info
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- JPH06340468A JPH06340468A JP3160743A JP16074391A JPH06340468A JP H06340468 A JPH06340468 A JP H06340468A JP 3160743 A JP3160743 A JP 3160743A JP 16074391 A JP16074391 A JP 16074391A JP H06340468 A JPH06340468 A JP H06340468A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタリングタ−ゲットとして有用な
酸化亜鉛焼結体を提供する。 【構成】 焼結体密度が３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８
ｇ／ｃｍ3であり、（１０１）結晶配向の配向比率が式
（１）で示される範囲にある結晶配向性酸化亜鉛焼結
体。 【化１】 【効果】 得られたタ−ゲットは、対向する平行基
板上の抵抗分布が著しく低減され広範囲に渡って低抵抗
な膜となる。
酸化亜鉛焼結体を提供する。 【構成】 焼結体密度が３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８
ｇ／ｃｍ3であり、（１０１）結晶配向の配向比率が式
（１）で示される範囲にある結晶配向性酸化亜鉛焼結
体。 【化１】 【効果】 得られたタ−ゲットは、対向する平行基
板上の抵抗分布が著しく低減され広範囲に渡って低抵抗
な膜となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、結晶配向性酸化亜鉛焼
結体、その製造方法及びその用途に関する。結晶配向性
酸化亜鉛焼結体は、スパッタリングタ−ゲットとして使
用でき、酸化亜鉛圧電膜、表面弾性波フィルタ−等に応
用が可能である。更に、結晶配向性導電性酸化亜鉛焼結
体は、スパッタリング法、特に直流マグネトロンスパッ
タリング法によって均一でかつ導電性に優れた酸化亜鉛
透明導電膜を成膜することができる。酸化亜鉛透明導電
膜は、近年、太陽電池やディスプレ−機器の透明電極
や、帯電防止用の導電性コ−ティングとして需要が高ま
っている。
結体、その製造方法及びその用途に関する。結晶配向性
酸化亜鉛焼結体は、スパッタリングタ−ゲットとして使
用でき、酸化亜鉛圧電膜、表面弾性波フィルタ−等に応
用が可能である。更に、結晶配向性導電性酸化亜鉛焼結
体は、スパッタリング法、特に直流マグネトロンスパッ
タリング法によって均一でかつ導電性に優れた酸化亜鉛
透明導電膜を成膜することができる。酸化亜鉛透明導電
膜は、近年、太陽電池やディスプレ−機器の透明電極
や、帯電防止用の導電性コ−ティングとして需要が高ま
っている。
【０００２】
【従来の技術】導電性金属酸化物の透明導電膜は、主に
金属酸化物のスパッタリングにより形成されているが、
ここで用いる金属酸化物としては異種元素として錫をド
−プしたインジウム酸化物（ＩＴＯ）、異種元素として
アンチモンをド−プした酸化スズ（ＴＡＯ）が工業的に
用いられている。
金属酸化物のスパッタリングにより形成されているが、
ここで用いる金属酸化物としては異種元素として錫をド
−プしたインジウム酸化物（ＩＴＯ）、異種元素として
アンチモンをド−プした酸化スズ（ＴＡＯ）が工業的に
用いられている。
【０００３】しかし、ＩＴＯは、透明性が良く低抵抗な
薄膜形成が可能である反面、インジウムが高価で経済的
に難点があり、さらに化学的にも不安定であるため適応
範囲に制限があった。また、ＴＡＯは、安価で化学的に
も比較的安定であるが、高抵抗の薄膜しか得られず必ず
しも透明導電性膜として充分な材料とはいえなかった。
最近、異種元素としてアルミニウム等をド−プした酸
化亜鉛をスパッタリングすることによりＩＴＯ並みに低
抵抗で透明性に優れた透明導電性薄膜が得られることが
報告されている（ジャ−ナル オブ アプライド フィ
ジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），５５，ｐ．１
０２９（１９８８））。酸化亜鉛は、安価な上に化学的
にも安定で、透明性、導電性にも優れた透明導電性材料
である。
薄膜形成が可能である反面、インジウムが高価で経済的
に難点があり、さらに化学的にも不安定であるため適応
範囲に制限があった。また、ＴＡＯは、安価で化学的に
も比較的安定であるが、高抵抗の薄膜しか得られず必ず
しも透明導電性膜として充分な材料とはいえなかった。
最近、異種元素としてアルミニウム等をド−プした酸
化亜鉛をスパッタリングすることによりＩＴＯ並みに低
抵抗で透明性に優れた透明導電性薄膜が得られることが
報告されている（ジャ−ナル オブ アプライド フィ
ジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），５５，ｐ．１
０２９（１９８８））。酸化亜鉛は、安価な上に化学的
にも安定で、透明性、導電性にも優れた透明導電性材料
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれまでの酸化
亜鉛透明導電膜は、タ−ゲットに対向する平行基板上に
著しく抵抗分布が生じ、均一でかつ低抵抗な大面積の導
電膜を製造することが極めて困難であった。
亜鉛透明導電膜は、タ−ゲットに対向する平行基板上に
著しく抵抗分布が生じ、均一でかつ低抵抗な大面積の導
電膜を製造することが極めて困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、酸化亜鉛
焼結体に関して鋭意検討を重ねた結果、焼結体密度が
３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８ｇ／ｃｍ3であり、（１０１）
結晶配向の配向比率が式（１）で示される範囲にある結
晶配向性酸化亜鉛焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用いて成膜すると、均一性に優れた膜が得られ、こ
の様な焼結体は、亜鉛の硫酸水溶液に沈殿剤を添加した
後、熟成した沈殿物を仮焼した板状粉末を垂直方向に整
列させるように成型し、焼結することによって得られる
ことを見出した。更に、正三価以上の原子価を有する元
素を酸化亜鉛に分散させることによって結晶配向性導電
性酸化亜鉛焼結体が得られ、これをタ−ゲットとして用
いて成膜すると、タ−ゲットに対向する平行基板上の抵
抗分布が著しく低減され広範囲に渡って低抵抗な膜が得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。
焼結体に関して鋭意検討を重ねた結果、焼結体密度が
３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８ｇ／ｃｍ3であり、（１０１）
結晶配向の配向比率が式（１）で示される範囲にある結
晶配向性酸化亜鉛焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用いて成膜すると、均一性に優れた膜が得られ、こ
の様な焼結体は、亜鉛の硫酸水溶液に沈殿剤を添加した
後、熟成した沈殿物を仮焼した板状粉末を垂直方向に整
列させるように成型し、焼結することによって得られる
ことを見出した。更に、正三価以上の原子価を有する元
素を酸化亜鉛に分散させることによって結晶配向性導電
性酸化亜鉛焼結体が得られ、これをタ−ゲットとして用
いて成膜すると、タ−ゲットに対向する平行基板上の抵
抗分布が著しく低減され広範囲に渡って低抵抗な膜が得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
【作用】以下、詳細に本発明を説明する。
【０００７】本発明の焼結体の結晶性としては、（１０
１）結晶配向の配向比率が以下の式（１）で表されるも
のである。
１）結晶配向の配向比率が以下の式（１）で表されるも
のである。
【０００８】
【化２】 従来の酸化亜鉛焼結体における（１０１）結晶配向の配
向比率は、３０％〜５０％程度である。これに対し、本
発明の焼結体は、より（１０１）配向性が大きいもので
あり、配向比率は、５５％〜９９％、好ましくは８０％
〜９９％のものである。なお、これらの結晶配向を示す
Ｘ線回折ピ−クは、回折角（２θ）が３０度〜４０度の
範囲に観察される。
向比率は、３０％〜５０％程度である。これに対し、本
発明の焼結体は、より（１０１）配向性が大きいもので
あり、配向比率は、５５％〜９９％、好ましくは８０％
〜９９％のものである。なお、これらの結晶配向を示す
Ｘ線回折ピ−クは、回折角（２θ）が３０度〜４０度の
範囲に観察される。
【０００９】この様な結晶性に規則性を有する酸化亜鉛
焼結体からスパッタされる粒子は、基板へのイオン衝撃
を小さくし、またスパッタ粒子の組成、活性化状態が均
一となる。更に異種元素を均一に含有させた結晶配向性
導電性酸化亜鉛焼結体の場合、得られる膜の抵抗分布が
著しく低減され広範囲に渡って低抵抗な膜の作成が可能
となる。
焼結体からスパッタされる粒子は、基板へのイオン衝撃
を小さくし、またスパッタ粒子の組成、活性化状態が均
一となる。更に異種元素を均一に含有させた結晶配向性
導電性酸化亜鉛焼結体の場合、得られる膜の抵抗分布が
著しく低減され広範囲に渡って低抵抗な膜の作成が可能
となる。
【００１０】更に、本発明の焼結体は焼結体の密度は
３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８ｇ／ｃｍ3に制御された焼結体
であるが、特に好ましくは４．９ｇ／ｃｍ3〜５．３ｇ
／ｃｍ3である。焼結体密度が３．５ｇ／ｃｍ3未満のも
のをスパッタリングタ−ゲットとして用いると、スパッ
タリングによってタ−ゲット表面は還元され、得られる
膜が還元されるので好ましくない。
３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８ｇ／ｃｍ3に制御された焼結体
であるが、特に好ましくは４．９ｇ／ｃｍ3〜５．３ｇ
／ｃｍ3である。焼結体密度が３．５ｇ／ｃｍ3未満のも
のをスパッタリングタ−ゲットとして用いると、スパッ
タリングによってタ−ゲット表面は還元され、得られる
膜が還元されるので好ましくない。
【００１１】上述の結晶配向性酸化亜鉛焼結体中に、正
三価以上の原子価を有する元素を分散させることによっ
て、焼結体に導電性を付与することができる。分散させ
る元素としては、ＩＩＩＡ族，ＩＩＩＢ族，ＩＶＡ族，
ＩＶＢ族，ＶＡ族，ＶＢ族，ＶＩＡ族，ＶＩＢ族，ＶＩ
ＩＡ族，ＶＩＩＩ族及びランタノイド、アクチノイド系
列の元素から選ばれた一種以上の元素を示すことができ
る。その含有量は亜鉛に対して０．１ａｔｍ％〜２０ａ
ｔｍ％、好ましくは０．５ａｔｍ％〜５ａｔｍ％であ
り、抵抗値としては、１Ωｃｍ以下である。
三価以上の原子価を有する元素を分散させることによっ
て、焼結体に導電性を付与することができる。分散させ
る元素としては、ＩＩＩＡ族，ＩＩＩＢ族，ＩＶＡ族，
ＩＶＢ族，ＶＡ族，ＶＢ族，ＶＩＡ族，ＶＩＢ族，ＶＩ
ＩＡ族，ＶＩＩＩ族及びランタノイド、アクチノイド系
列の元素から選ばれた一種以上の元素を示すことができ
る。その含有量は亜鉛に対して０．１ａｔｍ％〜２０ａ
ｔｍ％、好ましくは０．５ａｔｍ％〜５ａｔｍ％であ
り、抵抗値としては、１Ωｃｍ以下である。
【００１２】次に、本発明の焼結体の製造方法について
説明する。
説明する。
【００１３】本発明において焼結体の製造に用いる板状
酸化物粉末は、亜鉛の硫酸水溶液を沈殿剤で中和した
後、熟成し、沈殿物を仮焼して得られる。
酸化物粉末は、亜鉛の硫酸水溶液を沈殿剤で中和した
後、熟成し、沈殿物を仮焼して得られる。
【００１４】亜鉛の硫酸水溶液は、例えば、硫酸亜鉛を
水に溶かして調製してもよいし、酸化亜鉛粉末及び／又
は金属亜鉛を硫酸に溶かして調製してもよく、特に限定
されない。
水に溶かして調製してもよいし、酸化亜鉛粉末及び／又
は金属亜鉛を硫酸に溶かして調製してもよく、特に限定
されない。
【００１５】亜鉛の硫酸水溶液に添加する沈殿剤として
は、水溶液のｐＨを高くするものであれば、特に限定さ
れることなく使用可能である。例えば、アンモニア、水
酸化ナトリウム等のアルカリの一種以上を示すことがで
きる。なかでも、酸化物粉末中に不純物を残存させず、
スパッタリングタ−ゲットとして優れた機能を持たせる
ためには、特にアンモニアが好ましい。
は、水溶液のｐＨを高くするものであれば、特に限定さ
れることなく使用可能である。例えば、アンモニア、水
酸化ナトリウム等のアルカリの一種以上を示すことがで
きる。なかでも、酸化物粉末中に不純物を残存させず、
スパッタリングタ−ゲットとして優れた機能を持たせる
ためには、特にアンモニアが好ましい。
【００１６】亜鉛の沈殿物を形成させる際の温度は特に
限定されず、室温等で行なえばよい。 本発明では沈殿
物を形成させた後、熟成を行なうことが必要である。熟
成とは、沈殿物スラリ−溶液を長時間そのまま保持する
ことをいう。熟成は、得られる焼結体の結晶配向比率を
高めるためには必須の工程である。
限定されず、室温等で行なえばよい。 本発明では沈殿
物を形成させた後、熟成を行なうことが必要である。熟
成とは、沈殿物スラリ−溶液を長時間そのまま保持する
ことをいう。熟成は、得られる焼結体の結晶配向比率を
高めるためには必須の工程である。
【００１７】熟成の温度は特に限定されず、室温程度で
行なえばよく、また、熟成時間は５〜数時間で、特に好
ましくは２０〜６０時間である。
行なえばよく、また、熟成時間は５〜数時間で、特に好
ましくは２０〜６０時間である。
【００１８】本発明の結晶配向性導電性酸化亜鉛焼結体
は、上記の方法で得られた酸化亜鉛粉末と正三価以上の
原子価を有する元素の酸化物、炭酸塩等の粉末を一種以
上、通常の方法で混合してもよいし、亜鉛の硫酸水溶液
から沈殿を形成させる際に、該元素の酸化物、イオンを
一種以上、共存させて共沈させてもよい。しかし得られ
る焼結体中における分散性の点からいうと、共沈させる
方が特に好ましい。
は、上記の方法で得られた酸化亜鉛粉末と正三価以上の
原子価を有する元素の酸化物、炭酸塩等の粉末を一種以
上、通常の方法で混合してもよいし、亜鉛の硫酸水溶液
から沈殿を形成させる際に、該元素の酸化物、イオンを
一種以上、共存させて共沈させてもよい。しかし得られ
る焼結体中における分散性の点からいうと、共沈させる
方が特に好ましい。
【００１９】沈殿物の仮焼温度は、３００℃〜１１００
℃、特に５００℃〜１０００℃の範囲が好ましい。
℃、特に５００℃〜１０００℃の範囲が好ましい。
【００２０】沈殿物の仮焼時間は１〜５０時間で、特に
２〜１０時間が好ましい。
２〜１０時間が好ましい。
【００２１】ところで、上述の方法で得られる粉末は
（００２）結晶配向面を有する板状の粒子であるため、
通常の方法で酸化物粉末を成型し、焼結するとプレス面
に対して（００２）結晶配向性が高い焼結体が得られ
る。この際、（１０１）結晶配向面は、プレス面に対し
て直交方向（側面方向）となる。従って、（１０１）結
晶配向性が高い焼結体を得るには、焼結体側面が大面積
になるよう、この板状粉末を垂直方向に整列させるよう
にして成型すればよい。以下、具体的に成型方法につい
て説明する。
（００２）結晶配向面を有する板状の粒子であるため、
通常の方法で酸化物粉末を成型し、焼結するとプレス面
に対して（００２）結晶配向性が高い焼結体が得られ
る。この際、（１０１）結晶配向面は、プレス面に対し
て直交方向（側面方向）となる。従って、（１０１）結
晶配向性が高い焼結体を得るには、焼結体側面が大面積
になるよう、この板状粉末を垂直方向に整列させるよう
にして成型すればよい。以下、具体的に成型方法につい
て説明する。
【００２２】例えば金型プレス法で成型する場合、プレ
ス面に対して垂直な側面が広くなるように成型体を製造
する。例えば、図１に示すように金型の臼の部分のプレ
スされる面の形状を細長い長方形にし、厚み方向に厚く
なるように成型することによって側面の面積を大きく
し、側面の結晶配向を有効に利用すると本発明の焼結体
を得ることができる。
ス面に対して垂直な側面が広くなるように成型体を製造
する。例えば、図１に示すように金型の臼の部分のプレ
スされる面の形状を細長い長方形にし、厚み方向に厚く
なるように成型することによって側面の面積を大きく
し、側面の結晶配向を有効に利用すると本発明の焼結体
を得ることができる。
【００２３】鋳込み成型法において成型する場合も縦方
向に長くなるような型を用い、この型に酸化物スラリ−
を流し込むことによって成型体側面を大面積にし、有効
に利用することによって本発明の（１０１）配向性焼結
体の製造が可能となる。尚、成型方法と結晶配向性の関
係を図１に示した。
向に長くなるような型を用い、この型に酸化物スラリ−
を流し込むことによって成型体側面を大面積にし、有効
に利用することによって本発明の（１０１）配向性焼結
体の製造が可能となる。尚、成型方法と結晶配向性の関
係を図１に示した。
【００２４】次に成型した粉末を焼結するが、本発明の
焼結温度は１３００℃以上が好ましく、特に好ましくは
１３００℃〜１４５０℃である。焼結温度が１３００℃
未満では、得られる焼結体の密度が３．５ｇ／ｃｍ3未
満となり好ましくない場合がある。
焼結温度は１３００℃以上が好ましく、特に好ましくは
１３００℃〜１４５０℃である。焼結温度が１３００℃
未満では、得られる焼結体の密度が３．５ｇ／ｃｍ3未
満となり好ましくない場合がある。
【００２５】上記焼結時間は１〜数時間で、好ましくは
２〜１０時間である。この時間が１時間より短いと焼結
は不十分な場合があり、必要以上に長くしても密度は変
化せず、経済的に好ましくない。
２〜１０時間である。この時間が１時間より短いと焼結
は不十分な場合があり、必要以上に長くしても密度は変
化せず、経済的に好ましくない。
【００２６】また、焼結時の昇温速度は１〜３００℃／
時間で、好ましくは５０〜２００℃／時間である。この
昇温速度が速いと焼結は不十分であり、また焼結時にク
ラック等が生じる場合もある。
時間で、好ましくは５０〜２００℃／時間である。この
昇温速度が速いと焼結は不十分であり、また焼結時にク
ラック等が生じる場合もある。
【００２７】本発明の焼結雰囲気は特に限定されず、大
気中等で行なえばよい。
気中等で行なえばよい。
【００２８】以上のような方法で結晶性を制御した酸化
亜鉛焼結体を得ることができる。このようにして得られ
た焼結体はスパッタリングタ−ゲットとして用いること
ができる。
亜鉛焼結体を得ることができる。このようにして得られ
た焼結体はスパッタリングタ−ゲットとして用いること
ができる。
【００２９】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】実施例１ 硫酸亜鉛１ｍｏｌ、硫酸アルミニウム０．０３５ｍｏｌ
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で６０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００℃
で２時間仮焼して酸化物粉末を得た。
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で６０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００℃
で２時間仮焼して酸化物粉末を得た。
【００３１】得られた粉末をプレスされる面の形状が１
０ｍｍ×７０ｍｍの金型で成型し、ＣＩＰで加圧した
後、１４００℃で焼結して結晶配向を制御した焼結体を
製造した。
０ｍｍ×７０ｍｍの金型で成型し、ＣＩＰで加圧した
後、１４００℃で焼結して結晶配向を制御した焼結体を
製造した。
【００３２】得られた焼結体を、フィリップ社製ＰＷ１
７００のＸ線回折装置でＸ線回折ピ−クを測定したとこ
ろ、（１０１）結晶配向比率が全結晶配向の８８％であ
った。又、焼結体密度は、４．８ｇ／ｃｍ3であった。
７００のＸ線回折装置でＸ線回折ピ−クを測定したとこ
ろ、（１０１）結晶配向比率が全結晶配向の８８％であ
った。又、焼結体密度は、４．８ｇ／ｃｍ3であった。
【００３３】上述の方法で得られた焼結体をタ−ゲット
として用い、直流スパッタリングにおいて、純アルゴン
雰囲気、スパッタ圧１Ｐａ、投入電力４Ｗ／ｃｍ2、基
板温度は室温で成膜を行なった。得られた膜の抵抗を図
２に示しているが、基板の位置に関係なく均一な導電性
が得られた。
として用い、直流スパッタリングにおいて、純アルゴン
雰囲気、スパッタ圧１Ｐａ、投入電力４Ｗ／ｃｍ2、基
板温度は室温で成膜を行なった。得られた膜の抵抗を図
２に示しているが、基板の位置に関係なく均一な導電性
が得られた。
【００３４】実施例２ 実施例１と同様の方法で酸化物粉末を得、この粉末を成
型、１３００℃で焼結し、（１０１）結晶配向比率が全
結晶配向の６０％、焼結体密度が４．１ｇ／ｃｍ3の焼
結体を得た。
型、１３００℃で焼結し、（１０１）結晶配向比率が全
結晶配向の６０％、焼結体密度が４．１ｇ／ｃｍ3の焼
結体を得た。
【００３５】この焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例１と同様の条件で成膜を行なった。得
られた膜の抵抗を図２に示したが、導電性の均一性が向
上した。
して用い、実施例１と同様の条件で成膜を行なった。得
られた膜の抵抗を図２に示したが、導電性の均一性が向
上した。
【００３６】実施例３ 硫酸亜鉛１ｍｏｌ、硫酸アルミニウム０．０３５ｍｏｌ
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で４０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００℃
で仮焼して酸化物粉末を得た。この粉末を実施例１と同
様な方法で成型、焼結して、（１０１）結晶配向比率が
全結晶配向の７０％、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3の
焼結体を得た。
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で４０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００℃
で仮焼して酸化物粉末を得た。この粉末を実施例１と同
様な方法で成型、焼結して、（１０１）結晶配向比率が
全結晶配向の７０％、焼結体密度が５．５ｇ／ｃｍ3の
焼結体を得た。
【００３７】この焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例１と同様の条件で成膜を行なった。得
られた膜の抵抗は実施例１と同様に、基板の位置に関係
なく均一であった。
して用い、実施例１と同様の条件で成膜を行なった。得
られた膜の抵抗は実施例１と同様に、基板の位置に関係
なく均一であった。
【００３８】実施例４ 硫酸亜鉛１ｍｏｌ、硫酸アルミニウム０．０３５ｍｏｌ
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で８０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００℃
で仮焼して酸化物粉末を得た。この粉末を実施例１と同
様な方法で成型し、１４５０℃で焼結して、（１０１）
結晶配向比率が全結晶配向の７５％、焼結体密度が５．
７ｇ／ｃｍ3の焼結体を得た。
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で８０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００℃
で仮焼して酸化物粉末を得た。この粉末を実施例１と同
様な方法で成型し、１４５０℃で焼結して、（１０１）
結晶配向比率が全結晶配向の７５％、焼結体密度が５．
７ｇ／ｃｍ3の焼結体を得た。
【００３９】この焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例１と同様の条件で成膜して得られた膜
の抵抗分布は実施例１で得られた膜と同程度の均一性で
あった。
して用い、実施例１と同様の条件で成膜して得られた膜
の抵抗分布は実施例１で得られた膜と同程度の均一性で
あった。
【００４０】実施例５ 硫酸亜鉛１ｍｏｌ、硫酸アルミニウム０．０３５ｍｏｌ
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で１２０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００
℃で仮焼して酸化物粉末を得た。この粉末を実施例１と
同様な方法で成型し、１３００℃で焼結して、（１０
１）結晶配向比率が全結晶配向の８０％、焼結体密度が
３．５ｇ／ｃｍ3の焼結体を得た。
を含有する水溶液にアンモニアで中和し、その後、室温
で１２０時間熟成して得られた共沈水酸化物を１０００
℃で仮焼して酸化物粉末を得た。この粉末を実施例１と
同様な方法で成型し、１３００℃で焼結して、（１０
１）結晶配向比率が全結晶配向の８０％、焼結体密度が
３．５ｇ／ｃｍ3の焼結体を得た。
【００４１】この焼結体をスパッタリングタ−ゲットと
して用い、実施例１と同様の条件で成膜を行なった。得
られた膜の抵抗分布は実施例１で得られた膜と同程度の
均一性であった。
して用い、実施例１と同様の条件で成膜を行なった。得
られた膜の抵抗分布は実施例１で得られた膜と同程度の
均一性であった。
【００４２】実施例６ 硫酸亜鉛１ｍｏｌを含有する水溶液をアンモニアで中和
し、その後、室温で６０時間熟成して得た沈殿物を空気
中、１０００℃で仮焼して酸化物粉末を得た。
し、その後、室温で６０時間熟成して得た沈殿物を空気
中、１０００℃で仮焼して酸化物粉末を得た。
【００４３】得られた粉末を実施例１と同様な方法で成
型し、空気中、１３００℃で焼結して結晶配向を制御し
た焼結体を製造した。
型し、空気中、１３００℃で焼結して結晶配向を制御し
た焼結体を製造した。
【００４４】得られた焼結体の（１０１）結晶配向比率
は全結晶配向の８５％であり、焼結体密度は、４．９ｇ
／ｃｍ3であった。
は全結晶配向の８５％であり、焼結体密度は、４．９ｇ
／ｃｍ3であった。
【００４５】上述の方法で得られた焼結体をタ−ゲット
として用い、高周波スパッタリングにおいて、純アルゴ
ン雰囲気、スパッタ圧１Ｐａ、投入電力４Ｗ／ｃｍ2、
基板温度は室温で成膜を行なった。得られた膜のフィル
タ−特性をタ−ゲットのエロ−ジョンエリア直上の膜、
タ−ゲット中心部直上の膜及びタ−ゲット周辺の膜につ
いて図３に示す。図から明らかなように、基板の位置に
関係なく均一なフィルタ−特性が得られた。
として用い、高周波スパッタリングにおいて、純アルゴ
ン雰囲気、スパッタ圧１Ｐａ、投入電力４Ｗ／ｃｍ2、
基板温度は室温で成膜を行なった。得られた膜のフィル
タ−特性をタ−ゲットのエロ−ジョンエリア直上の膜、
タ−ゲット中心部直上の膜及びタ−ゲット周辺の膜につ
いて図３に示す。図から明らかなように、基板の位置に
関係なく均一なフィルタ−特性が得られた。
【００４６】比較例１ 酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末をボ−ルミルを用
いて１５時間混合し、得られた混合粉末を成型し、１４
００℃で焼結して（１０１）結晶配向比率が４０％で焼
結体密度が５．３ｇ／ｃｍ3の焼結体を得た。
いて１５時間混合し、得られた混合粉末を成型し、１４
００℃で焼結して（１０１）結晶配向比率が４０％で焼
結体密度が５．３ｇ／ｃｍ3の焼結体を得た。
【００４７】得られた焼結体を実施例１と同様の条件で
スパッタし、薄膜を得た。得られた膜の抵抗分布を図２
に示しているが、基板位置によって抵抗は大きく変化
し、タ−ゲット中心部、タ−ゲット周辺部のみで低抵抗
な膜が得られた。
スパッタし、薄膜を得た。得られた膜の抵抗分布を図２
に示しているが、基板位置によって抵抗は大きく変化
し、タ−ゲット中心部、タ−ゲット周辺部のみで低抵抗
な膜が得られた。
【００４８】比較例２ 市販されている酸化亜鉛粉末を成型し、空気中、１３０
０℃で焼結して（１０１）配向比率が４３％、焼結体密
度が５．６ｇ／ｃｍ3の酸化亜鉛焼結体を得た。 得ら
れた焼結体をタ−ゲットとして用い、実施例６と同様の
スパッタリング条件で酸化亜鉛膜を成膜した。その膜の
フィルタ−特性をタ−ゲットのエロ−ジョンエリア直上
の膜及びタ−ゲット周辺の膜について図３に示す。図か
ら明らかなように、基板の位置によってフィルタ−特性
は大きく変化し、特にタ−ゲットのエロ−ジョンエリア
直上において特性の低下が観察された。
０℃で焼結して（１０１）配向比率が４３％、焼結体密
度が５．６ｇ／ｃｍ3の酸化亜鉛焼結体を得た。 得ら
れた焼結体をタ−ゲットとして用い、実施例６と同様の
スパッタリング条件で酸化亜鉛膜を成膜した。その膜の
フィルタ−特性をタ−ゲットのエロ−ジョンエリア直上
の膜及びタ−ゲット周辺の膜について図３に示す。図か
ら明らかなように、基板の位置によってフィルタ−特性
は大きく変化し、特にタ−ゲットのエロ−ジョンエリア
直上において特性の低下が観察された。
【００４９】
【発明の効果】本発明の結晶配向性酸化亜鉛焼結体及び
結晶配向性導電性酸化亜鉛焼結体は、スパッタリングタ
−ゲットとして使用することができ、均一な膜の製造が
可能である。
結晶配向性導電性酸化亜鉛焼結体は、スパッタリングタ
−ゲットとして使用することができ、均一な膜の製造が
可能である。
【図１】酸化物粉末及び成型体の結晶面を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】実施例１、実施例２、比較例１で得られた焼結
体を成膜して得られた膜の表面抵抗を示す図である。
体を成膜して得られた膜の表面抵抗を示す図である。
【図３】実施例６、比較例２で得られた焼結体を成膜し
て得られた膜のフィルタ−特性を示す図である。
て得られた膜のフィルタ−特性を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項１】焼結体密度が３．５ｇ／ｃｍ3〜５．８ｇ
／ｃｍ3であり、（１０１）結晶配向の配向比率が以下
の式（１）で示される範囲にある結晶配向性酸化亜鉛焼
結体。 【化１】 - 【請求項２】酸化亜鉛に正三価以上の原子価を有する元
素を亜鉛に対して０．１％〜２０％（原子／原子）分散
してなる焼結体であって、焼結体密度が３．５ｇ／ｃｍ
3〜５．８ｇ／ｃｍ3、（１０１）結晶配向の配向比率が
式（１）で示される範囲にある結晶配向性導電性酸化亜
鉛焼結体。 - 【請求項３】亜鉛の硫酸水溶液を沈殿剤で中和した後、
熟成し、得られた沈殿物を仮焼して板状酸化亜鉛粉末を
得、この板状粉末を垂直方向に整列させるように成型し
た後、１３００℃以上の温度で焼結することを特徴とす
る結晶配向性酸化亜鉛焼結体の製造方法。 - 【請求項４】亜鉛の硫酸水溶液中に、正三価以上の原子
価を有する元素の酸化物及び／又は硫酸塩を存在させた
後、この水溶液を沈殿剤で中和し、熟成し、得られた共
沈物を仮焼した板状酸化物を得、この板状粉末を垂直方
向に整列させるように成型した後、１３００℃以上の温
度で焼結することを特徴とする結晶配向性導電性酸化亜
鉛焼結体の製造方法。 - 【請求項５】請求項１に記載の結晶配向性酸化亜鉛焼結
体からなるスパッタリングタ−ゲット。 - 【請求項６】請求項２に記載の結晶配向性導電性酸化亜
鉛焼結体からなるスパッタリングタ−ゲット。
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| EP2933847B1 (en) | 2012-12-14 | 2019-05-22 | NGK Insulators, Ltd. | Surface light-emission element using zinc oxide substrate |
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-
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- 1991-06-06 JP JP03160743A patent/JP3128861B2/ja not_active Expired - Fee Related
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