JPH07331425A - Ito焼結体の製造方法 - Google Patents

Ito焼結体の製造方法

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JPH07331425A
JPH07331425A JP6316462A JP31646294A JPH07331425A JP H07331425 A JPH07331425 A JP H07331425A JP 6316462 A JP6316462 A JP 6316462A JP 31646294 A JP31646294 A JP 31646294A JP H07331425 A JPH07331425 A JP H07331425A
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JP
Japan
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firing
oxygen
atmosphere
ito sintered
ozone
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JP6316462A
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English (en)
Inventor
Takeo Sasaki
丈夫 佐々木
Hiroshi Sasaki
博 佐々木
Hiroyuki Takashina
啓幸 高階
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度ITO焼結体を比較的低い焼成温度に
て、短時間で効率的に製造する。 【構成】 インジウム化合物とスズ化合物との混合物を
成形した後、酸素雰囲気で焼成してITO焼結体を製造
する方法において、該焼成雰囲気の酸素の一部をオゾン
化し、1000ppm〜20%のオゾンを含有する酸素
雰囲気にて焼成する。好ましくは焼成炉として管状炉を
用い、雰囲気ガスを連続的に流通させる。 【効果】 O2 雰囲気中における焼成に比べて、オゾン
による強い酸化力でSnO2 の分解反応の進行をより一
層確実に防止することにより、焼結性を高め、高密度I
TO焼結体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はITO焼結体の製造方法
に係り、特に、太陽電池、液晶ディスプレイ(LCD)
等の透明導電膜作製用ITO焼結体スパッタリングター
ゲットとして有用な、緻密で均一組成のITO焼結体の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ITO(Indium tin oxide)は、透明導電
膜として液晶ディスプレイ、太陽電池をはじめ広範囲に
用いられている。ITO透明導電膜の作製法としては、
ITO焼結体ターゲットを用いるアルゴンプラズマによ
るスパッタリング製膜技術が最も多く用いられる。この
方法で形成されるITO膜はそのスパッタリングターゲ
ットの特性の影響を大きく受ける。特に、ターゲットの
密度と微細構造の影響は大きく、ターゲットが高密度で
あるほど、また、組成が均一であるほど良質の膜が得ら
れる。
【0003】このようなことから、ITO焼結体スパッ
タリングターゲットとしては、形成されるITO膜の特
性向上の面から、また、製膜コストの面から、より高密
度で均一組成のものが求められている。
【0004】従来、ITO焼結体は、一般に、酸化イン
ジウムと酸化スズとの混合粉末、或いは、酸化インジウ
ムと塩化スズ水溶液とを混合し、これにアンモニア水を
添加混合して得られたものを焼結原料とし、これを成形
して焼成することにより製造されている。なお、この焼
成は、通常の場合、空気雰囲気で行われている。
【0005】しかしながら、従来の空気雰囲気での焼成
では、相対密度が高々60〜70%程度の焼結体しか得
られず、この密度向上のために原料粉末の微粉砕化や、
焼結助剤の添加などの工夫もなされてはいるが、十分な
効果は得られていない。
【0006】一方、焼成雰囲気中の酸素分圧を高くした
り、酸素雰囲気中で焼成する方法も提案されており(例
えば、特開平3−207858号公報)、これにより相
対密度90〜97%の高密度焼結体が得られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸素富
化空気又は酸素雰囲気中での焼成による方法でも、焼成
時間や焼成温度に問題があり、実用化の障害となってい
る。因みに、特開平3−207858号公報記載の方法
では、1600〜1700℃で3時間以上、具体的には
1650℃で9時間という、高温及び長時間焼成を必要
とする。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決し、高密
度ITO焼結体を比較的低い焼成温度にて、短時間で効
率的に製造する方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1のITO焼結体
の製造方法は、インジウム化合物とスズ化合物との混合
物を成形した後、焼成炉内にて酸素雰囲気で焼成してI
TO焼結体を製造する方法において、該焼成雰囲気の酸
素の一部をオゾン化し、1000ppm〜20%のオゾ
ンを含有する酸素雰囲気にて焼成することを特徴とす
る。
【0010】請求項2のITO焼結体の製造方法は、請
求項1において、前記焼成炉は、被焼成物を挟んで互い
に反対側に配置されたガス導入口とガス排出口とを備え
ており、上記の一部をオゾン化した酸素を該ガス導入口
から該焼成炉内に導入し、該ガス排出口から流出させる
ことを特徴とする。
【0011】以下に本発明を詳細に説明する。
【0012】本発明において、焼成原料となるインジウ
ム化合物とスズ化合物との混合物とは、酸化インジウム
或いは焼成により酸化インジウムを生成する化合物と、
酸化スズ或いは焼成により酸化スズを生成する化合物と
の混合物であって、例えば、次の〜が挙げられる。
【0013】 酸化インジウム微粉末及び酸化スズ微
粉末の混合物 酸化インジウム微粉末を含むスズ塩溶液を加水分解
して得られた、酸化インジウム−水酸化スズ混合析出物 インジウム塩及びスズ塩を含む溶液を加水分解して
得られた、水酸化インジウム−水酸化スズ共沈析出物 本発明においては、このような焼成原料を、スリップキ
ャスト、金型プレス等の方法で成形し、得られた成形体
を酸素雰囲気で焼成するに当り、焼成雰囲気の酸素の一
部を無声放電などの方法でオゾン化し、体積割合で10
00ppm〜20%のオゾンを含有する酸素雰囲気(O
2 −O3 雰囲気)中で焼成を行う。
【0014】この焼成雰囲気中のオゾン濃度が1000
ppm未満ではオゾンを導入することによる本発明の改
善効果が十分に得られず、20%を超えても効果に大き
な差は見られない上に、オゾン化コストが高くつき、工
業的に不利である。好ましい焼成雰囲気中のオゾン濃度
は0.5〜5%である。
【0015】この焼成を行なう場合、上記オゾン濃度の
酸素ガスを連続的に焼成炉内を流通させるのが好まし
い。この焼成炉としては、被焼成物(サンプル)を挟ん
でガス導入口とガス排出口とが互いに反対側に配置され
ているものが好適である。即ち、種々の実験の結果、第
2図に示す如きボックス炉2よりも第1図に示す如き管
状炉のようにガス導入口とガス排出口とが互いに反対側
に配置されている焼成炉を用いた場合の方が、より高密
度の焼成体Sを得ることができることが判明した。これ
は、オゾン濃度が適正である新鮮な雰囲気ガスがサンプ
ルと接触するようになり、O3 によるSnO2 の分解抑
制作用が顕著に効くようになるためであると推察され
る。
【0016】種々の実験の結果、第1図の如く、ガス導
入口とガス排出口とが対置されている焼成炉にて焼成す
る場合、サンプル100gに対し0.05〜2リットル
/minとりわけ0.1〜1リットル/minの割合に
て上記オゾン含有酸素ガスを流通させるのが好適である
ことが認められた。
【0017】本発明の方法において、焼成は1200〜
1600℃にて、常圧又は加圧下、2〜4時間程度行う
のが好ましい。
【0018】この焼成時の温度及び圧力は、常圧下焼成
であれば焼成温度を比較的高く、加圧下焼成であれば焼
成温度を比較的低く設定するのが好ましく、また、焼成
時間やオゾン含有酸素の流通量は、これら焼成温度及び
焼成圧力に応じて適宜決定されるが、例えば、第1図の
如き管状炉を用い次のような条件で焼成するのが好まし
い。
【0019】(i) 常圧下、オゾン含有酸素をサンプル
100gに対し0.3〜0.5リットル/minの割合
で流しながら、1250〜1400℃で3〜4時間焼成
する。
【0020】(ii) 2〜3気圧程度の加圧下、オゾン含
有酸素をサンプル100gに対し0.3〜0.5リット
ル/minの割合で流しながら、1200〜1400℃
で2〜3時間焼成する。
【0021】なお、本発明において、ITO焼結体を構
成するインジウムとスズとの酸化物重量比は、In/S
n=8.5/1.5〜9.2/0.8、特に9/1とす
るのが好ましい。
【0022】このような本発明の方法により得られるI
TO焼結体は、通常の場合、相対密度95%以上の高密
度焼結体であって、太陽電池、液晶ディスプレイ(LC
D)等の透明導電膜作製用ITO焼結体スパッタリング
ターゲットとして極めて有用である。
【0023】
【作用】ITO焼結体の難焼結性の要因は、焼結原料中
の酸化スズが、高温において、SnO2 →Sn+O2
反応で分解し易いことによる。従って、酸素雰囲気中で
焼成を行うことにより、このSnO2 の分解反応を抑制
して、焼結性を高め高密度焼結体を得ることが可能とな
る。
【0024】本発明においては、焼成雰囲気の酸素中に
オゾンを導入することにより、オゾンによる強い酸化力
でSnO2 →SnO(g)+1/2 O2 の分解反応の
進行をより一層確実に防止する。即ち、O2 −O3 雰囲
気中にて、オゾンがO3 →O2 +(O)に分解して発生
した活性な発生期状態の酸素の強酸化力で、SnO2
分解を抑制する。このSnO2 の分解の抑制作用によ
り、ITOの焼結性が高められ、高密度ITO焼結体が
得られる。
【0025】このオゾン含有酸素ガスをサンプルの一方
の側から他方の側に流れるようにサンプルに当てること
により、サンプル表面のオゾン分圧を適正なものとし、
SnO2 の分解を十分に抑制でき、ITOの焼結を促進
することが可能になる。
【0026】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0027】なお、以下において用いた原料I,II,II
I は、次のようにして調製したものである。
【0028】原料I:平均粒径1.7μmの酸化インジ
ウム粉末と平均粒径4.8μmの酸化スズ粉末との混合
物(In/Sn酸化物(重量比)=9/1) 原料II:15重量%の塩化スズ水溶液に酸化インジウム
を加え、アンモニアを添加して加水分解することにより
得られた酸化インジウム−水酸化スズ混合析出物(In
/Sn酸化物(重量比)=9/1) 原料III:15重量%の硝酸インジウム水溶液と15重量
%の塩化スズ水溶液を混合し、アンモニアを添加して加
水分解することにより得られた水酸化インジウム−水酸
化スズ共沈析出物(In/Sn酸化物(重量比)=9/
1) 実施例1〜5 表1に示す原料を用いて、スリップキャスト法(スリッ
プ濃度80重量%)により、直径100mm,厚さ5m
m,重量300gの円盤状の成形体を得、この成形体
を、無声放電により、表1に示すオゾン濃度とした酸素
を表1に示す流量で流した焼成炉内に入れ、表1に示す
温度及び圧力で表1に示す時間焼成した。
【0029】この焼成炉は第1図に示す管状炉であり、
管内径150mm,管全長900mm,焼成帯長さ約3
00mmである。得られたITO焼結体の相対密度を表
1に示す。
【0030】比較例1 オゾンを含まない酸素を用い、焼成温度及び時間を表1
に示す値としたこと以外は実施例1と同様にしてITO
焼結体を製造した。
【0031】得られたITO焼結体の相対密度を表1に
示す。
【0032】実施例5 焼成炉として第2図に示すボックス炉(内容積200m
m×200mm×200mm=8000cm3 )を用
い、側面からオゾン含有酸素を炉内に導入し、天井部か
らガスを流出させるようにしたこと以外は実施例1と同
様にしてITO焼結体を得た。
【0033】実施例6 原料をIIのものとしたこと以外は実施例5と同様にして
ITO焼成体を得た。
【0034】実施例7 原料をIII のものとしたこと以外は実施例5と同様にし
てITO焼成体を得た。
【0035】実施例5〜7のITO焼結体の相対密度を
表1に併せて示す。
【0036】
【表1】
【0037】表1の実施例1〜7と比較例1との対比よ
り、本発明の方法によれば、焼結原料の焼結が円滑に進
行し、3気圧の加圧下、1250℃で3時間、或いは、
常圧下、1400℃で4時間という、比較的低い焼成温
度及び短い焼成時間で、高密度ITO焼結体を得ること
ができることが明らかである。
【0038】表1の実施例1〜3と実施例5〜7とは、
焼成炉として第1図のものを用いたか第2図のものを用
いたかという点のみ相違する。表1より明らかな通り、
第1図の焼成炉を用いた実施例1〜3の方が、第2図の
焼成炉を用いた実施例5〜7よりも高密度のITO焼成
体を得ることができる。
【0039】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の方法によれ
ば、高密度ITO焼結体を、比較的低い焼成温度にて短
時間で容易かつ効率的に製造することができる。
【0040】請求項2の方法によれば、より高密度のI
TO焼成体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】管状焼成炉を示す模式図である。
【図2】ボックス状焼成炉を示す模式図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インジウム化合物とスズ化合物との混合
    物を成形した後、焼成炉内にて酸素雰囲気で焼成してI
    TO焼結体を製造する方法において、 該焼成雰囲気の酸素の一部をオゾン化し、1000pp
    m〜20%のオゾンを含有する酸素雰囲気にて焼成する
    ことを特徴とするITO焼結体の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記焼成炉は、被焼
    成物を挟んで互いに反対側に配置されたガス導入口とガ
    ス排出口とを備えており、 上記の一部をオゾン化した酸素を該ガス導入口から該焼
    成炉内に導入し、該ガス排出口から流出させることを特
    徴とするITO焼結体の製造方法。
JP6316462A 1994-04-04 1994-12-20 Ito焼結体の製造方法 Withdrawn JPH07331425A (ja)

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JP6316462A JPH07331425A (ja) 1994-04-04 1994-12-20 Ito焼結体の製造方法

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JP6603194 1994-04-04
JP6-66031 1994-04-04
JP6316462A JPH07331425A (ja) 1994-04-04 1994-12-20 Ito焼結体の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002006185A1 (de) * 2000-07-18 2002-01-24 Epcos Ag Verfahren zum entkohlen keramischer formkörper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002006185A1 (de) * 2000-07-18 2002-01-24 Epcos Ag Verfahren zum entkohlen keramischer formkörper

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Effective date: 20020305