JPH11302074A - 複酸化物焼結体の製造方法 - Google Patents
複酸化物焼結体の製造方法Info
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- JPH11302074A JPH11302074A JP10111890A JP11189098A JPH11302074A JP H11302074 A JPH11302074 A JP H11302074A JP 10111890 A JP10111890 A JP 10111890A JP 11189098 A JP11189098 A JP 11189098A JP H11302074 A JPH11302074 A JP H11302074A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタリング法で透明導電膜を形成する際
に用いられる高密度スパッタリングターゲット用複酸化
物焼結体の製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化インジウム粉末と酸化アンチモン粉
末との混合物または共沈混合酸化物粉末であって、各粉
末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以上、かつ一次粒子
の平均粒子径が０．３μｍ以下の原料粉末を、さらには
焼結助剤として、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂｉの各金属酸化物
のうち少なくとも１種類以上を０．０１〜２０重量％の
範囲で添加した原料粉末を、プレス成型法または泥漿鋳
込み成型法により成型し、得られた成型体を１２００〜
１４００℃の温度範囲で焼結する。
に用いられる高密度スパッタリングターゲット用複酸化
物焼結体の製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化インジウム粉末と酸化アンチモン粉
末との混合物または共沈混合酸化物粉末であって、各粉
末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以上、かつ一次粒子
の平均粒子径が０．３μｍ以下の原料粉末を、さらには
焼結助剤として、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂｉの各金属酸化物
のうち少なくとも１種類以上を０．０１〜２０重量％の
範囲で添加した原料粉末を、プレス成型法または泥漿鋳
込み成型法により成型し、得られた成型体を１２００〜
１４００℃の温度範囲で焼結する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレ
ー、ＥＬディスプレー、プラズマディスプレー等の透明
電極用透明導電膜、および太陽電池電極材料、面ヒータ
ー材料、赤外線吸収反射材料、電磁遮蔽材料等の透明導
電膜をスパッタリング法で形成する際に用いられる高密
度スパッタリングターゲット用複酸化物焼結体の製造方
法に関するものである。
ー、ＥＬディスプレー、プラズマディスプレー等の透明
電極用透明導電膜、および太陽電池電極材料、面ヒータ
ー材料、赤外線吸収反射材料、電磁遮蔽材料等の透明導
電膜をスパッタリング法で形成する際に用いられる高密
度スパッタリングターゲット用複酸化物焼結体の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその解決しようとする課題】近年、透明導
電材料は、液晶ディスプレーや太陽電池等の透明電極と
して広く使用されている。中でも酸化インジウムにスズ
を数ｍｏｌ％ドープしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）は、酸化スズ系酸化物や酸化亜鉛系酸化
物などと比較して高導電性、高エッチング性、高透明性
などの理由から多く用いられている。
電材料は、液晶ディスプレーや太陽電池等の透明電極と
して広く使用されている。中でも酸化インジウムにスズ
を数ｍｏｌ％ドープしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）は、酸化スズ系酸化物や酸化亜鉛系酸化
物などと比較して高導電性、高エッチング性、高透明性
などの理由から多く用いられている。
【０００３】成膜方法としては、スパッタリング法、真
空蒸着、イオンプレーティング法などの物理的成膜法、
およびゾル・ゲル法、熱スプレー法、ＣＶＤ法などの化
学的成膜法がある。この中で膜の緻密性が良く、低抵抗
膜が容易に得られることなどの理由でスパッタリング法
が現在主流になっている。
空蒸着、イオンプレーティング法などの物理的成膜法、
およびゾル・ゲル法、熱スプレー法、ＣＶＤ法などの化
学的成膜法がある。この中で膜の緻密性が良く、低抵抗
膜が容易に得られることなどの理由でスパッタリング法
が現在主流になっている。
【０００４】スパッタリング法でＩＴＯ膜を形成する
際、スパッタリングターゲットとして酸化インジウムに
酸化スズをドープしたＩＴＯ焼結体が用いられる場合が
多い。ＩＴＯ焼結体は、通常酸化インジウムに酸化スズ
を添加した粉末、あるいはそれを仮焼した粉末を、金型
成型、冷間等方圧プレス（ＣＩＰ）、鋳込み等で成型
し、その成型体を大気中１４５０℃程度で常圧焼結する
方法で製造される。
際、スパッタリングターゲットとして酸化インジウムに
酸化スズをドープしたＩＴＯ焼結体が用いられる場合が
多い。ＩＴＯ焼結体は、通常酸化インジウムに酸化スズ
を添加した粉末、あるいはそれを仮焼した粉末を、金型
成型、冷間等方圧プレス（ＣＩＰ）、鋳込み等で成型
し、その成型体を大気中１４５０℃程度で常圧焼結する
方法で製造される。
【０００５】しかし、このような方法で製造されたＩＴ
Ｏターゲットは高価であり、その原因は、ＩＴＯの主原
料である酸化インジウムもしくは金属インジウムが非常
に高価であることに起因する。そのため、ターゲットの
高密度化やスパッタプロセスの改良等によって、得られ
る透明導電膜の物性を改善するとともに、高価なＩＴＯ
ターゲットの利用効率を上げ、コストを抑えようとする
試みがなされている。
Ｏターゲットは高価であり、その原因は、ＩＴＯの主原
料である酸化インジウムもしくは金属インジウムが非常
に高価であることに起因する。そのため、ターゲットの
高密度化やスパッタプロセスの改良等によって、得られ
る透明導電膜の物性を改善するとともに、高価なＩＴＯ
ターゲットの利用効率を上げ、コストを抑えようとする
試みがなされている。
【０００６】一方、最近、ＩＴＯとは異なる新規透明導
電材料（Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物）が、ＩＴＯ以上の高
い導電性と透明性を有することがわかってきた（特開平
９-１９４２１２号、特開平９-１９４２５９号）。この
材料は主構成成分にインジウム、アンチモンを用いるも
のであり、高価なインジウムの含有率が７５％（金属元
素ｍｏｌ比）とＩＴＯのインジウム含有率（９０％以
上）よりも低く、原料コストが安くなる。
電材料（Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物）が、ＩＴＯ以上の高
い導電性と透明性を有することがわかってきた（特開平
９-１９４２１２号、特開平９-１９４２５９号）。この
材料は主構成成分にインジウム、アンチモンを用いるも
のであり、高価なインジウムの含有率が７５％（金属元
素ｍｏｌ比）とＩＴＯのインジウム含有率（９０％以
上）よりも低く、原料コストが安くなる。
【０００７】しかし、一般的な固相反応法によるＩｎ3
ＳｂＯ7系複酸化物の焼結では、高温でアンチモン成分
の昇華、分解が起こるために、焼結温度が限定されてし
まうこと、また酸化インジウムが難焼結性であることか
ら高密度品を得ることが困難であり、焼結後の密度はせ
いぜい相対密度で６０％程度であるなど問題があった。
ＳｂＯ7系複酸化物の焼結では、高温でアンチモン成分
の昇華、分解が起こるために、焼結温度が限定されてし
まうこと、また酸化インジウムが難焼結性であることか
ら高密度品を得ることが困難であり、焼結後の密度はせ
いぜい相対密度で６０％程度であるなど問題があった。
【０００８】ターゲット密度が低いと、ターゲット自体
の熱伝導率が下がり、ターゲットと接合したバッキング
プレートで冷却しても十分な冷却効果が得られない場合
がある。ターゲットの冷却が不十分であると、ターゲッ
トの表面が高温になり、スパッタリング雰囲気が、通常
減圧雰囲気であることから、ターゲットの分解反応が促
進され、ターゲットに低酸化度の酸化物が発生する。こ
の低酸化度の酸化物が発生すると、ターゲット表面が黒
化するとともに、導電薄膜の成膜速度が大幅に低下し、
さらに、異常放電を引き起こし、スパッタリング電圧の
上昇の原因にもなる。また、このような低酸化度の酸化
物の形成は、導電薄膜の抵抗率を増加させるので好まし
くない。
の熱伝導率が下がり、ターゲットと接合したバッキング
プレートで冷却しても十分な冷却効果が得られない場合
がある。ターゲットの冷却が不十分であると、ターゲッ
トの表面が高温になり、スパッタリング雰囲気が、通常
減圧雰囲気であることから、ターゲットの分解反応が促
進され、ターゲットに低酸化度の酸化物が発生する。こ
の低酸化度の酸化物が発生すると、ターゲット表面が黒
化するとともに、導電薄膜の成膜速度が大幅に低下し、
さらに、異常放電を引き起こし、スパッタリング電圧の
上昇の原因にもなる。また、このような低酸化度の酸化
物の形成は、導電薄膜の抵抗率を増加させるので好まし
くない。
【０００９】
【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは、上
記課題に鑑み、鋭意検討の結果、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化
物焼結体の製造方法について、均一組成で高密度な焼結
体ターゲットが得られるプロセスを見い出し本発明に到
達した。
記課題に鑑み、鋭意検討の結果、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化
物焼結体の製造方法について、均一組成で高密度な焼結
体ターゲットが得られるプロセスを見い出し本発明に到
達した。
【００１０】すなわち本発明は、酸化インジウム粉末と
酸化アンチモン粉末との混合物または共沈混合酸化物粉
末であって、各粉末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以
上、かつ一次粒子の平均粒子径が０．３μｍ以下の原料
粉末を、さらには焼結助剤として、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ
ｉの各金属酸化物のうち少なくとも１種類以上を０．０
１〜２０重量％の範囲で添加した原料粉末を、プレス成
型法または泥漿鋳込み成型法により成型し、得られた成
型体を１２００〜１４００℃の温度範囲で焼結すること
を特徴とするＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体の製造方法
を提供するものである。
酸化アンチモン粉末との混合物または共沈混合酸化物粉
末であって、各粉末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以
上、かつ一次粒子の平均粒子径が０．３μｍ以下の原料
粉末を、さらには焼結助剤として、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂ
ｉの各金属酸化物のうち少なくとも１種類以上を０．０
１〜２０重量％の範囲で添加した原料粉末を、プレス成
型法または泥漿鋳込み成型法により成型し、得られた成
型体を１２００〜１４００℃の温度範囲で焼結すること
を特徴とするＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体の製造方法
を提供するものである。
【００１１】本発明においては、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化
物焼結体とは、欠陥蛍石型結晶構造を有するＩｎ3Ｓｂ
Ｏ7で表される複酸化物を母体とするものであり、これ
を非化学量論組成、すなわち、一般式：Ｉｎ3Ｓｂ1-XＯ
7-δ［−０．２≦Ｘ≦０．２（Ｘ≠０）、および−０．
５≦δ≦０．５（δ≠０）］にした焼結体である。ま
た、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｃｅ等の
IV、V、VI族の高原子価金属元素及びＦ、Ｂｒ、Ｉ等の
ハロゲン元素から選ばれる少なくとも１種類以上をドー
プした焼結体であり、または還元アニールにより酸素空
孔を生成させた焼結体など、広い範囲の組成を有したも
のである。
物焼結体とは、欠陥蛍石型結晶構造を有するＩｎ3Ｓｂ
Ｏ7で表される複酸化物を母体とするものであり、これ
を非化学量論組成、すなわち、一般式：Ｉｎ3Ｓｂ1-XＯ
7-δ［−０．２≦Ｘ≦０．２（Ｘ≠０）、および−０．
５≦δ≦０．５（δ≠０）］にした焼結体である。ま
た、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｃｅ等の
IV、V、VI族の高原子価金属元素及びＦ、Ｂｒ、Ｉ等の
ハロゲン元素から選ばれる少なくとも１種類以上をドー
プした焼結体であり、または還元アニールにより酸素空
孔を生成させた焼結体など、広い範囲の組成を有したも
のである。
【００１２】本発明において、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物
焼結体の原料は、インジウム源として溶液から中和沈殿
法等により調製した微細な酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）
粉末、アンチモン源には、インジウムの場合と同様に中
和沈殿法等により調製した微細な三酸化アンチモン（Ｓ
ｂ2Ｏ3）粉末または五酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）粉末
を用いる。両金属元素の溶液は、両金属の塩酸、硝酸、
硫酸等への溶解によって得られる溶液、もしくは硝酸
塩、硫酸塩、塩化物等の溶媒への溶解によって得られる
無機塩溶液である。その他、酢酸塩、蓚酸塩、および金
属アルコキシド等の有機塩からも、微細な酸化物粉末を
得ることは可能である。また、中和沈殿の際には、イン
ジウム成分、アンチモン成分それぞれ別々に行う場合
と、いわゆる共沈を行う場合があり、どちらの方法でも
上記の酸化物粉末を得ることは可能である。一方、中和
沈殿法の他に液相酸化法等による酸化物粉末の調製もま
た可能である。
焼結体の原料は、インジウム源として溶液から中和沈殿
法等により調製した微細な酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）
粉末、アンチモン源には、インジウムの場合と同様に中
和沈殿法等により調製した微細な三酸化アンチモン（Ｓ
ｂ2Ｏ3）粉末または五酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）粉末
を用いる。両金属元素の溶液は、両金属の塩酸、硝酸、
硫酸等への溶解によって得られる溶液、もしくは硝酸
塩、硫酸塩、塩化物等の溶媒への溶解によって得られる
無機塩溶液である。その他、酢酸塩、蓚酸塩、および金
属アルコキシド等の有機塩からも、微細な酸化物粉末を
得ることは可能である。また、中和沈殿の際には、イン
ジウム成分、アンチモン成分それぞれ別々に行う場合
と、いわゆる共沈を行う場合があり、どちらの方法でも
上記の酸化物粉末を得ることは可能である。一方、中和
沈殿法の他に液相酸化法等による酸化物粉末の調製もま
た可能である。
【００１３】本発明においては、上記、いずれの原料酸
化物粉末調製方法をとっても、得られる酸化インジウム
粉末及び酸化アンチモン粉末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ
2／ｇ以上、かつ一次粒子の平均粒子径が０．３μｍ以
下であることが重要である。最適には、ＢＥＴ比表面積
が１５〜４０ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒子径が０．０
１〜０．３μｍの範囲が好ましい。この範囲からずれる
と、得られた焼結体の密度が低下するため好ましくな
い。また原料酸化物粉末は、上記の調製法のみに限定さ
れず、例えば市販の試薬等で、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ
2／ｇ以上、一次粒子の平均粒子径が０．３μｍ以下の
粉末を用いれば、高密度焼結体の製造が可能となる。
化物粉末調製方法をとっても、得られる酸化インジウム
粉末及び酸化アンチモン粉末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ
2／ｇ以上、かつ一次粒子の平均粒子径が０．３μｍ以
下であることが重要である。最適には、ＢＥＴ比表面積
が１５〜４０ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒子径が０．０
１〜０．３μｍの範囲が好ましい。この範囲からずれる
と、得られた焼結体の密度が低下するため好ましくな
い。また原料酸化物粉末は、上記の調製法のみに限定さ
れず、例えば市販の試薬等で、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ
2／ｇ以上、一次粒子の平均粒子径が０．３μｍ以下の
粉末を用いれば、高密度焼結体の製造が可能となる。
【００１４】中和沈殿法により、原料粉末を得る場合、
純度９９％以上の原料塩溶液を氷冷しながらアンモニア
水を滴下し中和する。原料塩溶液の濃度は、特に限定さ
れないが、５〜５０％の範囲が望ましい。５０％を超え
ると塩の析出が起こり、溶液が不安定になる。また５％
未満であると沈殿の粒径が大きく、焼結の際に不利にな
り、また十分な量の沈殿が得られず好ましくない。さら
に、溶液の温度が５０℃以下になるように調整した方が
良い。温度が高いと、核の成長が進行し、微細な粉末が
得られにくくなるためである。また、最終到達ｐＨに関
しては、ｐＨ＝９〜１１にすることが好ましい。最適に
はｐＨ＝１０付近である。共沈の場合、ｐＨ値が９以下
であると沈殿中のＩｎ／Ｓｂの元素比がずれてしまい好
ましくない。
純度９９％以上の原料塩溶液を氷冷しながらアンモニア
水を滴下し中和する。原料塩溶液の濃度は、特に限定さ
れないが、５〜５０％の範囲が望ましい。５０％を超え
ると塩の析出が起こり、溶液が不安定になる。また５％
未満であると沈殿の粒径が大きく、焼結の際に不利にな
り、また十分な量の沈殿が得られず好ましくない。さら
に、溶液の温度が５０℃以下になるように調整した方が
良い。温度が高いと、核の成長が進行し、微細な粉末が
得られにくくなるためである。また、最終到達ｐＨに関
しては、ｐＨ＝９〜１１にすることが好ましい。最適に
はｐＨ＝１０付近である。共沈の場合、ｐＨ値が９以下
であると沈殿中のＩｎ／Ｓｂの元素比がずれてしまい好
ましくない。
【００１５】一方、加水分解法は有機金属塩の非水溶液
で使用し、金属アルコキシド溶液に水または有機溶媒と
水の混合物を滴下し加水分解して沈殿を得る。この際、
微細な粉末を得るためには、水の滴下速度、温度管理等
は上記中和沈殿の場合と同様に行う必要がある。得られ
た沈殿は、洗浄、濾過により溶媒と分離し、１５０℃程
度の乾燥および３００℃から６００℃程度の仮焼を行
い、完全に酸化物にする必要がある。インジウムとアン
チモン両成分の共沈にて得られた粉末は、仮焼終了によ
り、混合酸化物粉末になり、また別々に沈殿させた場合
は、乾燥し、完全に酸化物にした後、所定量を秤量し、
ボールミル混合等を行うことにより混合酸化物粉末にな
る。 これらの方法で得られた酸化物及び混合酸化物
は、仮焼せずこのまま使用しても良い。仮焼する場合
は、３００〜１３００℃で行うのが好ましい。
で使用し、金属アルコキシド溶液に水または有機溶媒と
水の混合物を滴下し加水分解して沈殿を得る。この際、
微細な粉末を得るためには、水の滴下速度、温度管理等
は上記中和沈殿の場合と同様に行う必要がある。得られ
た沈殿は、洗浄、濾過により溶媒と分離し、１５０℃程
度の乾燥および３００℃から６００℃程度の仮焼を行
い、完全に酸化物にする必要がある。インジウムとアン
チモン両成分の共沈にて得られた粉末は、仮焼終了によ
り、混合酸化物粉末になり、また別々に沈殿させた場合
は、乾燥し、完全に酸化物にした後、所定量を秤量し、
ボールミル混合等を行うことにより混合酸化物粉末にな
る。 これらの方法で得られた酸化物及び混合酸化物
は、仮焼せずこのまま使用しても良い。仮焼する場合
は、３００〜１３００℃で行うのが好ましい。
【００１６】これらの原料酸化物粉末の混合、粉砕は、
ボールミルに限定されず、振動ミル、ジェットミル、攪
拌型ミル、遊星型ミル、ダイノールミル等でも可能であ
る。次に、得られた酸化物混合粉末にＰＶＡ、ＰＶＢ等
の成型バインダを０．５〜５ｗｔ％添加し、スプレード
ライヤー等で１〜５０μｍ程度の球状に造粒する。この
際、バインダ添加、造粒は必ずしも行わなくても焼結体
の製造は可能であるが、成型時の成型性、ハンドリン
グ、焼結密度を考慮すると行った方が望ましい。
ボールミルに限定されず、振動ミル、ジェットミル、攪
拌型ミル、遊星型ミル、ダイノールミル等でも可能であ
る。次に、得られた酸化物混合粉末にＰＶＡ、ＰＶＢ等
の成型バインダを０．５〜５ｗｔ％添加し、スプレード
ライヤー等で１〜５０μｍ程度の球状に造粒する。この
際、バインダ添加、造粒は必ずしも行わなくても焼結体
の製造は可能であるが、成型時の成型性、ハンドリン
グ、焼結密度を考慮すると行った方が望ましい。
【００１７】成型体は、プレス成型法または泥漿鋳込み
成型法で実施する。プレス成形法は、一般に一軸成型の
後ＣＩＰ成型を行う。一軸成型は金属金型により前記の
粉末を１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2程度の圧で所定の
形状に加圧成型する。その後１０００〜８０００ｋｇ／
ｃｍ2程度でＣＩＰ成型を行う。ＣＩＰ成型を行わなく
ても、常圧焼結、加圧焼結（ホットプレス焼結、ＨＩＰ
焼結等）、もしくは常圧焼結後の加圧焼結によってもス
パッタリングターゲットの製造は可能であるが、ＣＩＰ
成型を行った方が焼結後の焼結体が高密度化しやすいた
め、ＣＩＰ成型は行った方が望ましい。また、上記プレ
ス成型を行わず、各種バインダ、分散剤とともにスラリ
ーとし、泥漿鋳込み成型を行っても焼結体の製造は可能
である。
成型法で実施する。プレス成形法は、一般に一軸成型の
後ＣＩＰ成型を行う。一軸成型は金属金型により前記の
粉末を１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2程度の圧で所定の
形状に加圧成型する。その後１０００〜８０００ｋｇ／
ｃｍ2程度でＣＩＰ成型を行う。ＣＩＰ成型を行わなく
ても、常圧焼結、加圧焼結（ホットプレス焼結、ＨＩＰ
焼結等）、もしくは常圧焼結後の加圧焼結によってもス
パッタリングターゲットの製造は可能であるが、ＣＩＰ
成型を行った方が焼結後の焼結体が高密度化しやすいた
め、ＣＩＰ成型は行った方が望ましい。また、上記プレ
ス成型を行わず、各種バインダ、分散剤とともにスラリ
ーとし、泥漿鋳込み成型を行っても焼結体の製造は可能
である。
【００１８】得られた成型体は、乾燥、脱脂行う必要が
あり、その温度範囲は２００〜６００℃程度であるが、
焼結時に同時に行ってもよい。成型体の焼結は、常圧焼
結で行うが、ホットプレス焼結、ＨＩＰ焼結によって
も、もちろん高密度焼結体は得られる。しかし、ホット
プレス焼結、ＨＩＰ焼結は、大型で高価な焼結装置が必
要であり、焼結体の大きさも制限される。また焼結にか
かるコストも高くなるため、同程度の高密度焼結体が得
られるならば、常圧焼結法により焼結を行うのが好まし
い。
あり、その温度範囲は２００〜６００℃程度であるが、
焼結時に同時に行ってもよい。成型体の焼結は、常圧焼
結で行うが、ホットプレス焼結、ＨＩＰ焼結によって
も、もちろん高密度焼結体は得られる。しかし、ホット
プレス焼結、ＨＩＰ焼結は、大型で高価な焼結装置が必
要であり、焼結体の大きさも制限される。また焼結にか
かるコストも高くなるため、同程度の高密度焼結体が得
られるならば、常圧焼結法により焼結を行うのが好まし
い。
【００１９】常圧焼結法の場合、上記成型後の成型体を
アルミナ板上に共粉（成型前の原料混合粉末、もしくは
仮焼粉末）を敷いた上に置き、大気中１２００〜１４０
０℃の温度範囲で行う。焼結温度は高い方が焼結密度も
上がり、また酸化インジウムと酸化アンチモンの固相反
応がより進行し、焼結後のターゲットの導電性が向上し
て、ＤＣスパッタが行いやすいという利点があるが、焼
結温度が１４００℃を超えると酸化アンチモンの昇華が
起こり、ターゲットの組成が変化する。また１２００℃
より低いと焼結体の密度が十分上がらないため好ましく
ない。
アルミナ板上に共粉（成型前の原料混合粉末、もしくは
仮焼粉末）を敷いた上に置き、大気中１２００〜１４０
０℃の温度範囲で行う。焼結温度は高い方が焼結密度も
上がり、また酸化インジウムと酸化アンチモンの固相反
応がより進行し、焼結後のターゲットの導電性が向上し
て、ＤＣスパッタが行いやすいという利点があるが、焼
結温度が１４００℃を超えると酸化アンチモンの昇華が
起こり、ターゲットの組成が変化する。また１２００℃
より低いと焼結体の密度が十分上がらないため好ましく
ない。
【００２０】焼結時間は、ターゲットの大きさ、容積に
より変化するが、５〜２４時間の範囲で行うのが好まし
い。昇降温速度については特に限定しないが、通常５０
〜３００℃／時間の範囲で行う。特に脱脂を同時に行う
場合は低温時の昇温速度は遅い方が望ましい。また昇降
温速度が極端に早いと焼結時にひび割れを生じやすくな
るので注意が必要である。
より変化するが、５〜２４時間の範囲で行うのが好まし
い。昇降温速度については特に限定しないが、通常５０
〜３００℃／時間の範囲で行う。特に脱脂を同時に行う
場合は低温時の昇温速度は遅い方が望ましい。また昇降
温速度が極端に早いと焼結時にひび割れを生じやすくな
るので注意が必要である。
【００２１】焼結助剤については、もちろんこれを使用
しなくても十分高密度な焼結体を製造することは可能で
あるが、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂｉの各金属酸化物のうち少
なくとも１種類以上を０．０１〜２０重量％の範囲で焼
結助剤として添加し、焼結を行うことにより焼結体の密
度は向上する。その添加量がこの範囲からずれると、焼
結助剤の効果が得らず、逆に得られた焼結体の密度が低
下し好ましくない。
しなくても十分高密度な焼結体を製造することは可能で
あるが、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂｉの各金属酸化物のうち少
なくとも１種類以上を０．０１〜２０重量％の範囲で焼
結助剤として添加し、焼結を行うことにより焼結体の密
度は向上する。その添加量がこの範囲からずれると、焼
結助剤の効果が得らず、逆に得られた焼結体の密度が低
下し好ましくない。
【００２２】また、これらの焼結助剤の添加は、上記製
造工程の途中あるいは原料粉末を調製する際に添加して
も良く特に限定されない。
造工程の途中あるいは原料粉末を調製する際に添加して
も良く特に限定されない。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明
するが、かかる実施例により限定されるものではない。
するが、かかる実施例により限定されるものではない。
【００２４】実施例１ 中和沈殿法により調製した純度：９９．９％、ＢＥＴ比
表面積：１８ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：０．１μ
ｍの酸化インジウム粉末、および純度：９９．９％、Ｂ
ＥＴ比表面積：１５ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：
０．２μｍの酸化アンチモン粉末をモル比で３：１にな
るように秤量し、エタノール溶媒中で湿式ボールミル混
合した。さらに、得られた泥漿を６０℃、２４時間乾燥
後、アルミナるつぼ中で７００℃、５時間仮焼した。仮
焼後の粉末を再びエタノール溶媒中で湿式ボールミル粉
砕し、乾燥後、成型バインダとしてＰＶＡを２重量％添
加した。その後、スプレードライヤにより１０〜３０μ
ｍ程度の球状に造粒した。成型は、１００ｋｇ／ｃｍ2
の圧で一軸成型した後、３０００Ｋｇ／ｃｍ2の圧でＣ
ＩＰ成型を行った。成型後のグリーンディスクを大気
中、６００℃、５時間脱脂した後、大気中、１３５０
℃、１２時間焼結を行い、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結
体を得た。
表面積：１８ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：０．１μ
ｍの酸化インジウム粉末、および純度：９９．９％、Ｂ
ＥＴ比表面積：１５ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：
０．２μｍの酸化アンチモン粉末をモル比で３：１にな
るように秤量し、エタノール溶媒中で湿式ボールミル混
合した。さらに、得られた泥漿を６０℃、２４時間乾燥
後、アルミナるつぼ中で７００℃、５時間仮焼した。仮
焼後の粉末を再びエタノール溶媒中で湿式ボールミル粉
砕し、乾燥後、成型バインダとしてＰＶＡを２重量％添
加した。その後、スプレードライヤにより１０〜３０μ
ｍ程度の球状に造粒した。成型は、１００ｋｇ／ｃｍ2
の圧で一軸成型した後、３０００Ｋｇ／ｃｍ2の圧でＣ
ＩＰ成型を行った。成型後のグリーンディスクを大気
中、６００℃、５時間脱脂した後、大気中、１３５０
℃、１２時間焼結を行い、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結
体を得た。
【００２５】以上のようにして得られた焼結体の外観
は、ひび割れ、反り、色の不均質化は無かった。また、
組成分析の結果、ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）で
あることが確認された。一方、焼結体の相対密度は８７
％であった。
は、ひび割れ、反り、色の不均質化は無かった。また、
組成分析の結果、ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）で
あることが確認された。一方、焼結体の相対密度は８７
％であった。
【００２６】実施例２ 中和沈殿法により調製した純度：９９．９％、ＢＥＴ比
表面積：２９ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：０．０７
μｍの酸化インジウム粉末、および純度：９９．９％、
ＢＥＴ比表面積：１５ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：
０．２μｍの酸化アンチモン粉末を原料に用いた以外
は、実施例１と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化
物焼結体を得た。
表面積：２９ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：０．０７
μｍの酸化インジウム粉末、および純度：９９．９％、
ＢＥＴ比表面積：１５ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：
０．２μｍの酸化アンチモン粉末を原料に用いた以外
は、実施例１と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化
物焼結体を得た。
【００２７】得られた焼結体の外観は、ひび割れ、反
り、色の不均質化は無かった。また、組成分析の結果、
ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であることが確認さ
れた。一方、焼結体の相対密度は９３％であった。
り、色の不均質化は無かった。また、組成分析の結果、
ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であることが確認さ
れた。一方、焼結体の相対密度は９３％であった。
【００２８】実施例３ 中和沈殿法により調製した純度：９９．９％、ＢＥＴ比
表面積：１８ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：０．１μ
ｍの酸化インジウム粉末、および純度：９９．９％、Ｂ
ＥＴ比表面積：１５ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：
０．２μｍの酸化アンチモン粉末をモル比で３：１にな
るように秤量し、アクリルエマルジョン系バインダー、
およびポリカルボン酸系分散剤とともに、水溶媒中でボ
ールミル混合し、７０％の泥漿を得た。次に得られた泥
漿を十分脱泡した後、所定の寸法の石膏型に流し込み、
鋳込み圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2で泥漿鋳込み成型を行い
成型体を得た。成型後のグリーンディスクを大気中、６
００℃、５時間脱脂した後、大気中、１３５０℃、１２
時間焼結を行い、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体を得
た。
表面積：１８ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：０．１μ
ｍの酸化インジウム粉末、および純度：９９．９％、Ｂ
ＥＴ比表面積：１５ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒径：
０．２μｍの酸化アンチモン粉末をモル比で３：１にな
るように秤量し、アクリルエマルジョン系バインダー、
およびポリカルボン酸系分散剤とともに、水溶媒中でボ
ールミル混合し、７０％の泥漿を得た。次に得られた泥
漿を十分脱泡した後、所定の寸法の石膏型に流し込み、
鋳込み圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2で泥漿鋳込み成型を行い
成型体を得た。成型後のグリーンディスクを大気中、６
００℃、５時間脱脂した後、大気中、１３５０℃、１２
時間焼結を行い、Ｉｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体を得
た。
【００２９】以上のようにして得られた焼結体の外観
は、ひび割れ、反り、色の不均質化は無かった。また、
組成分析の結果、ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）で
あることが確認された。一方、焼結体の相対密度は８５
％あった。
は、ひび割れ、反り、色の不均質化は無かった。また、
組成分析の結果、ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）で
あることが確認された。一方、焼結体の相対密度は８５
％あった。
【００３０】実施例４ 実施例１と同様の原料粉末を用い、これに焼結助剤とし
てＢｉ2Ｏ3を５重量％添加した以外は、すべて実施例１
と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体を得
た。
てＢｉ2Ｏ3を５重量％添加した以外は、すべて実施例１
と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体を得
た。
【００３１】得られた焼結体の外観は、ひび割れ、反
り、色の不均質化は無かった。また、組成分析の結果、
ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であることが確認さ
れた。一方、焼結体の相対密度は９２％であった。
り、色の不均質化は無かった。また、組成分析の結果、
ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であることが確認さ
れた。一方、焼結体の相対密度は９２％であった。
【００３２】比較例１ 純度：９９．９％、ＢＥＴ比表面積：５ｍ2／ｇ、一次
粒子の平均粒径：１．２μｍの酸化インジウム粉末、お
よびＢＥＴ比表面積：２ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒
径：３．５μｍの酸化アンチモン粉末を原料に用い、実
施例１と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結
体を得た。
粒子の平均粒径：１．２μｍの酸化インジウム粉末、お
よびＢＥＴ比表面積：２ｍ2／ｇ、一次粒子の平均粒
径：３．５μｍの酸化アンチモン粉末を原料に用い、実
施例１と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結
体を得た。
【００３３】得られた焼結体の外観は、ひび割れ、反
り、色の不均質化は無く、また、組成分析の結果、ほぼ
仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であることが確認された
が、焼結体の相対密度は６１％であった。
り、色の不均質化は無く、また、組成分析の結果、ほぼ
仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であることが確認された
が、焼結体の相対密度は６１％であった。
【００３４】比較例２ 焼結温度が１０００℃であったこと以外は、すべて実施
例１と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体
を得た。
例１と同様の方法で行いＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体
を得た。
【００３５】得られた焼結体の外観は、ひび割れや反り
は無かったが、色が不均質化していた。また、組成分析
の結果、ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であること
が確認されが、焼結体の相対密度は５２％であった。
は無かったが、色が不均質化していた。また、組成分析
の結果、ほぼ仕込みの元素比（Ｉｎ／Ｓｂ）であること
が確認されが、焼結体の相対密度は５２％であった。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、ＢＥＴ比表面積：１０
ｍ2／ｇ以上、一次粒子の平均粒径：０．３μｍの酸化
インジウム粉末と酸化アンチモン粉末とを原料に用い、
１２００〜１４００℃の温度範囲で焼結することによ
り、相対密度８５％以上の高密度Ｉｎ3ＳｂＯ7系複合酸
化物焼結体を得ることができる。この焼結体は透明導電
膜成膜用のスパッタリングターゲットなどの用途に有効
であり、工業的価値が大きい。
ｍ2／ｇ以上、一次粒子の平均粒径：０．３μｍの酸化
インジウム粉末と酸化アンチモン粉末とを原料に用い、
１２００〜１４００℃の温度範囲で焼結することによ
り、相対密度８５％以上の高密度Ｉｎ3ＳｂＯ7系複合酸
化物焼結体を得ることができる。この焼結体は透明導電
膜成膜用のスパッタリングターゲットなどの用途に有効
であり、工業的価値が大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化インジウム粉末と酸化アンチモン粉
末との混合物または共沈混合酸化物粉末であって、各粉
末のＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以上、かつ一次粒子
の平均粒子径が０．３μｍ以下の原料粉末をプレス成型
法または泥漿鋳込み成型法により成型し、得られた成型
体を１２００〜１４００℃の温度範囲で焼結することを
特徴とするＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物焼結体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の酸化インジウム粉末と
酸化アンチモン粉末との原料粉末に、焼結助剤として、
Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｂｉの各金属酸化物のうち少なくとも
１種類以上を０．０１〜２０重量％の範囲で添加したこ
とを特徴とする請求項１記載のＩｎ3ＳｂＯ7系複酸化物
焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111890A JPH11302074A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 複酸化物焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111890A JPH11302074A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 複酸化物焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302074A true JPH11302074A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14572717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10111890A Pending JPH11302074A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 複酸化物焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11302074A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001034869A1 (fr) * | 1999-11-09 | 2001-05-17 | Nikko Materials Company, Limited | Cible de pulverisation et procede de preparation |
| JP2002289053A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Sumitomo Chem Co Ltd | 透明導電性膜の製造方法 |
| CN110651370A (zh) * | 2017-06-05 | 2020-01-03 | 凸版印刷株式会社 | 半导体装置、显示装置及溅射靶 |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP10111890A patent/JPH11302074A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001034869A1 (fr) * | 1999-11-09 | 2001-05-17 | Nikko Materials Company, Limited | Cible de pulverisation et procede de preparation |
| JP2002289053A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Sumitomo Chem Co Ltd | 透明導電性膜の製造方法 |
| CN110651370A (zh) * | 2017-06-05 | 2020-01-03 | 凸版印刷株式会社 | 半导体装置、显示装置及溅射靶 |
| CN110651370B (zh) * | 2017-06-05 | 2023-12-22 | 凸版印刷株式会社 | 半导体装置、显示装置及溅射靶 |
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