TW201509865A - Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系複合氧化物燒結體及其製造方法 - Google Patents

Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系複合氧化物燒結體及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201509865A
TW201509865A TW103114230A TW103114230A TW201509865A TW 201509865 A TW201509865 A TW 201509865A TW 103114230 A TW103114230 A TW 103114230A TW 103114230 A TW103114230 A TW 103114230A TW 201509865 A TW201509865 A TW 201509865A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sintered body
powder
capsule
density
capsule container
Prior art date
Application number
TW103114230A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiko Nakata
Kunitaka Fujiyoshi
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co
Fukuoka Prefecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co, Fukuoka Prefecture filed Critical Sumitomo Chemical Co
Publication of TW201509865A publication Critical patent/TW201509865A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/638—Removal thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C04B35/6455—Hot isostatic pressing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/549—Particle size related information the particle size being expressed by crystallite size or primary particle size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/608—Green bodies or pre-forms with well-defined density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明之課題在於提供可以低成本製造In-Ga-Zn系複合氧化物(IGZO)靶材，而且可實現高相對密度97~100%之IGZO燒結體之製造方法、IGZO燒結體及靶材。 本發明之In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體係以式：InxGayZnzOa[式中、x/(x+y)=0.2~0.8、z/(x+y+z)=0.1~0.5、a=(3/2)x+(3/2)y+z]所示之In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體，且體電阻值未達1.0×10-3Ω．cm。

Description

In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體及其製造方法
本發明係關於In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體、其製造方法、靶材。
在液晶顯示裝置或薄膜電致發光顯示裝置及有機EL顯示裝置等、電泳方式顯示裝置、粉末移動方式顯示裝置等之切換式元件、驅動電路元件等中，薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)之通道層方面，自過去以來主要是使用非晶矽膜來作為半導體膜。
但是，近年來，此半導體膜方面，由金屬複合氧化物所成的氧化物半導體膜，乃具有高移動度及可視光透過性，且以In-Ga-Zn系複合氧化物(IGZO)為主成分之非晶形透明氧化物半導體膜，係有較前述非晶矽膜具有載體的移動度更大之優點，因而眾所矚目(專利文獻1~3)。
以IGZO為主成分之非晶形透明氧化物半導體膜的製作方法方面，在量產性優異的觀點上，係以濺鍍法最適切。用於此濺鍍法之IGZO靶材，必須要是高密度。再者，IGZO靶材中，即使是在DC濺鍍下使用，也被要 求只得以抑制異常放電產生之低電阻且要均一。為此，對IGZO靶材乃要求要高相對密度，特別是被要求相對密度接近100%。在此，所謂相對密度係指對燒結體之理論密度而言，實際所得之燒結體的密度比例。專利文獻4中，乃揭示相對密度為99.8%之IGZO燒結體，專利文獻5中，揭示有相對密度為100%之IGZO燒結體。
但是，問題在於IGZO靶材中所用之IGZO燒結體的相對密度，在至今為止的量產水準不過是99.0%左右。
IGZO燒結體之製造方法在過去，例如如專利文獻6、7中所記載的，必須要IGZO燒結體的原料粉末之混合、粉碎、造粒、成形、燒結及(還原)、或混合、造粒、鍛燒、粉碎、成形、燒結及(還原)之步驟。在抑制鋅或銦的揮發上，燒結係為在大氣氛圍、氧氛圍等之氧化性氛圍下的常壓燒結或是氧加壓下之燒結。
為了減低製造成本，意即減少IGZO燒結體的製造步驟，至少在縮短步驟上，若採用熱壓等之加壓燒結，可節省成形的步驟。但是，若對IGZO燒結體的原料粉末以1000℃以上的高溫進行熱壓處理的話，則會有因熱壓處理中之還原作用導致IGZO燒結體的構成成分之金屬In或金屬Ga溶出之問題。此乃因熱壓用的晶粒及衝孔通常為碳製，乃因具有還原作用所致。
為此，IGZO燒結體的原料粉末之組成，與IGZO燒結體的組成之組成差異，甚至與IGZO靶材會伐生藉由濺 鍍所得之膜的組成之組成差異。又，未達1000℃之熱壓處理，會有無法獲得高密度IGZO燒結體之問題。
專利文獻5中記載的製造相對密度100%之IGZO燒結體時，乃是在經過IGZO燒結體的原料粉末之混合、粉碎、造粒．乾燥、鍛燒、解碎、粉碎、成形(冷間靜水壓成形)、燒結(常壓燒結處理)等極長的步驟之後，有需要再進行不包封HIP(Capsule-Free HIP)處理，並有成為高成本之問題。
如此實施，在以往的方法中，雖因對IGZO燒結體進行不包封HIP處理而得以為高密度化者，但因製造步驟多導致生產性差，且有成本增加的缺點。再者，所得之IGZO燒結體的體電阻值為10-3Ω．cm以上之高值。因此，希望有不實施不包封HIP處理而得以均一且高密度地製造低電阻(未達10-3Ω．cm)之製造IGZO燒結體的方法。
又，除了在未實施不包封HIP處理下製造均一且高密度之IGZO燒結體，用以均一且高密度化的最大重點在於，在進入燒結步驟之前，使用將作為IGZO燒結體的原料之氧化鋅粉末、氧化銦粉末、氧化鎵粉末之使1次粒子大小為數十nm~200nm水準為止予以微粒化而成之粉體(意即奈米粒子)。藉此，於燒結步驟中，在各自的粉體間可使固相燒結充分地進行，得以使其高密度化。
但是，若1次粒子大小為數十nm~200nm水準的話，粉體容易飛散，操作非常困難，不得不實施日本厚生勞動省規定的奈米材料的安全性對策。
除此之外，近年來得知，氧化銦具有致癌性，有報告指出其有因吸入而為肺炎的原因等安全性問題(參考特定化學物質障礙預防規則)，在操作含數十nm~200nm水準之經微粒化氧化銦粉末的混合粉末中，從奈米材料的問題及氧化銦之有害性的觀點來看，有必要解決安全性的問題。因此，必需要大規模的對策，而有更加提昇製造成本的問題。
作為IGZO燒結體的原料粉末之氧化鋅粉末及氧化鎵粉末並沒有報告指出其致癌性、因吸入導致肺炎的原因等之有害性的問題，但奈米材料的問題同樣還存在。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2006-165527號公報
[專利文獻2]日本特開2006-165528號公報
[專利文獻3]日本特開2006-165531號公報
[專利文獻4]國際公開第2010/140548號
[專利文獻5]日本特開2010-202450號公報
[專利文獻6]日本特開2008-280216號公報
[專利文獻7]日本特開2011-106002號公報
本發明乃著眼於如此事情所為者，目的在於 提供一種在操作上即使不使用有問題的即奈米粒子，亦可以低成本來製造In-Ga-Zn系複合氧化物(IGZO)靶材，而且能夠實現高相對密度97~100%之IGZO燒結體之製造方法、IGZO燒結體及靶材。
本發明者們為了解決上述課題而專致於檢討的結果，首度發現到，將1次粒子大小為1μm前後之氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末以既定的比率混合，將所成之混合粉末予以加壓成形，得到成型體，將此成型體填充至膠囊容器中，使混合粉末的填充率為50%以上，且藉由膠囊HIP處理，可抑制銦、鋅之揮發，使作為燒結體的原料之混合粉末的組成與燒結體的目的組成幾乎沒有差異，可製作出低成本、相對密度為97~100%、且體電阻值未達1.0×10-3Ω．cm(10-4Ω．cm級)之燒結體，終至於完成本發明。
再者，在混合粉末製作時，乃在藉由使其含有黏合劑，而使300mm 或是300mm角以上的大型燒結體在不增加脫脂步驟下，並得以與上述同樣的製程來製作。
意即，本發明係由以下構成所成。
(1)一種In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體，其係以式：InxGayZnzOa
[式中、x/(x+y)=0.2~0.8、z/(x+y+z)=0.1~0.5、a=(3/2)x+(3/2)y+z]所示之In-Ga-Zn系複合氧化物 燒結體，其特徵係體電阻值未達1.0×10-3Ω．cm之。
(2)一種靶材，其係藉由濺鍍法、離子鍍覆法、脈衝雷射沈積(PLD)法或電子束(EB)蒸鍍法所為之成膜中使用的靶材，其特徵係將如請求項1中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體予以加工所成者。
(3)一種In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其特徵係含有下述步驟(a)與(b)：步驟(a)：將含有銦、鎵、鋅與氧，並滿足下述混合條件且1次粒子大小為0.6μm以上之混合粉末予以加壓成形而成為成型體、步驟(b)：將前述成型體以由下述式所算出之混合粉末對膠囊容器之填充率為50%以上之方式填充至膠囊容器中，且進行膠囊熱間等方向加壓處理；混合條件：滿足金屬原子比In：Ga：Zn=x：y：z中，x/(x+y)為0.2~0.8，且z/(x+y+z)為0.1~0.5之關係；填充率(%)=(混合粉末對膠囊容器之填充密度/燒結體的理論密度)×100。
(4)如前述(3)中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係混合氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末而為混合粉末。
(5)如前述(3)中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末以金屬原子比為 In：Ga：Zn=1：1：1之比例的方式予以混合而為混合粉末。
(6)如前述(5)中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係以使成型體的密度為3.19g/cm3以上之方式將混合粉末予以加壓成形。
(7)如前述(3)中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末以金屬原子比為In：Ga：Zn=2：2：1之比例的方式予以混合而為混合粉末。
(8)如前述(7)中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係以使成型體的密度為3.25g/cm3以上之方式將混合粉末予以加壓成形。
(9)如前述(3)~(8)中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係使混合粉末中含有黏合劑來進行加壓成形。
(10)如前述(9)中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係將成型體填充至膠囊容器中，使混合粉末的填充率為50%以上，同時進行脫黏合劑處理與膠囊容器之真空脫氣處理，接著進行膠囊熱間等方向加壓處理。
(11)如前述(3)~(10)中任一項記載的In-Ga-Zn 系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係於1000~1400℃之燒結溫度中對成型體進行膠囊熱間等方向加壓處理。
(12)如前述(3)~(11)中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，使用惰性氣體作為壓力介質，對成型體進行膠囊熱間等方向加壓處理。
(13)如前述(3)~(12)中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係以50MPa以上的加壓力對成型體進行膠囊熱間等方向加壓處理。
根據本發明，係可製作一製造步驟簡易又少，生產性高又低成本，且相對密度97~100%之IGZO燒結體。又，根據本發明，可抑制銦、鋅之揮發，且作為IGZO燒結體的原料之混合粉末的組成與IGZO燒結體的目的組成幾乎沒有差異。
再者，因無須使用將混合粉末粉碎至奈米粒子(數十nm~200nm)為止者，因此混合粉末的操作容易，也沒有奈米材料安全性的問題，無須進行大規模的安全對策，即可實現低成本，體電阻值為10-4Ω．cm級(低電阻)之燒結體。
若利用此本發明之製造方法，係可提供低成本、組成 無差異之相對密度97~100%的濺鍍用IGZO靶材，因此，藉由使用此靶材來濺鍍成膜，係可製做無發弧等之異常放電、即使是長時間的連續成膜也不至於在表面產生團塊造成不良影響，且成為主動矩陣驅動的液晶顯示元件或有機EL顯示元件中的薄膜電晶體的活性層部分之良好的透明半導體IGZO膜。
〔用以實施發明之形態〕 (IGZO燒結體之製造方法)
本發明之IGZO燒結體之製造方法係含將既定的混合粉末予以加壓成形成為成型體之步驟(a)，以及將成型體填充至膠囊容器中，進行膠囊熱間等方向加壓(膠囊HIP)處理之步驟(b)。藉此，可使IGZO燒結體的相對密度為97~100%。而且，此製造製程相較於習知方法之製造製程1(混合、鍛燒、粗粉碎、微粉碎、造粒、成形、燒結及不包封HIP處理的一連串製造步驟)或是習知方法之製造製程2(混合、粉碎、造粒、鍛燒、解碎、粉碎、成形、燒結及不包封HIP處理的一連串製造步驟)，是步驟少而簡易的。而且混合粉末的1次粒子大小，對於製造一般的氧化物燒結體而言，可為一般操作上較為容易之0.6μm以上，因此並無奈米材料之安全性的問題，也無須進行大規模的安全對策。為此，可實現以低成本製造。
在此，所謂相對密度係實際所得之燒結體的 密度對燒結體的理論密度之比例，由下述式來求得。
相對密度(%)=(燒結體的密度/燒結體的理論密度)×100
上述式中的燒結體的密度可藉由實施例中記載的評價方法來測定。上述式中的燒結體的理論密度，原則上是對作為燒結體原料之各金屬氧化物之單體密度乘以各金屬氧化物粉末的混合重量比，取其和而成的值，例如燒結體由氧化銦、氧化鎵及氧化鋅而成時，可由下述式來求得。
燒結體的理論密度=(氧化銦之單體密度×混合重量比)+(氧化鎵之單體密度×混合重量比)+(氧化鋅之單體密度×混合重量比)
惟，與混合粉末的金屬原子之比例相同的，在金屬原子之比例之單相結晶的資訊記載於JCPDS(Joint Committee of Powder Diffraction Standards)卡時，係可使用JCPDS卡中記載的該結晶之理論密度作為上述式中的燒結體的理論密度。
具體例方面，若使氧化銦粉末與氧化鎵粉末與氧化鋅粉末以銦與鎵與鋅之原子數比為In：Ga：Zn=1：1：1之方式混合時，因JCPDS卡中記載有InGaZnO4(In：Ga：Zn=1：1：1)之單相結晶的資訊，因此以JCPDS卡(No.381104)中記載的InGaZnO4之單相結晶之理論密度(6.379g/cm3)作為上述式中的燒結體的理論密度。
其他具體例方面，若使氧化銦粉末與氧化鎵粉末與氧 化鋅粉末以以銦與鎵與鋅之原子數比為In：Ga：Zn=2：2：1之方式混合時，係以JCPDS卡(No.381097)中記載的In2Ga2ZnO7(In：Ga：Zn=2：2：1)之單相結晶之理論密度(6.495g/cm3)作為上述式中的燒結體的理論密度。
此外，當混合粉末的金屬原子之比例與JCPDS卡中所記載的單相結晶之金屬原子之比例不一致時，該差異若為5%以內，則可使JCPDS卡中所記載的單相結晶之理論密度作為上述式中的燒結體的理論密度。
<步驟(a)> (混合粉末)
混合粉末係含銦、鎵、鋅及氧。銦、鎵、鋅與氧，典型上是構成混合粉末之全原子的99%以上。
混合粉末係可將各原料粉末以既定比率混合而得。原料粉末係由含銦之粉末、含鎵之粉末及含鋅之粉末所成。
此等原料粉末的純度通常為2N(99質量%)以上、較佳為3N(99.9質量%)以上、特佳為4N(99.99質量%)以上。純度若低於2N，恐會導致濺鍍成膜時薄膜特性降低。
各原料粉末的1次粒子大小，一般而言是以操作容易的0.6μm以上者佳、1~5μm以下者更佳。各原料粉末的一次粒子大小若為0.6μm以上，則混合粉末的一次粒子大小 會為0.6μm以上。
此外，所謂1次粒子大小，係指藉由雷射繞射．散射法測定之粒度分佈中積算體積分率50%之粒徑(以下相同)。
(含銦之粉末)
含銦之粉末方面，可舉例如氧化銦粉末、氫氧化銦粉末等，由燒結的容易度、副生成物殘存的難度來看，係以氧化銦粉末為佳。氧化銦通常為方鐵錳礦構造，亦可為將方鐵錳礦構造之氧化銦粉末預先在還原氛圍下鍛燒而使氧受損之構造。成形前之氧化銦粉末的敲緊密度會因1次粒子大小、粒度分佈而異，但多為1.95g/cm3以下。氧化銦粉末則以無鍛燒履歷者為佳。
在此，所謂敲緊密度，其定義乃是基於JIS K5101，於一定容積之容器中藉由將粉末自然落下予以填充後，再對該容器藉由一定的振動(輕敲)施予衝撃，直到粉末的體積不再變化時，計算每單位體積之粉末的質量。此外，一定容積的容器中使粉末自然落下來予以填充，將其內容積作為體積時之每單位體積之粉末的質量稱為容積密度，一般而言敲緊密度係為容積密度之1.1~1.3倍左右之值。
(含鎵之粉末)
含鎵之粉末方面，可舉例如氧化鎵粉末、氫氧化鎵粉 末等。氧化鎵，其結晶構造可為α-Ga2O3、β-Ga2O3之任一者。又，可為預先於還原氛圍進行鍛燒而使氧受損之構造。成形前之氧化鎵粉末的敲緊密度雖因1次粒子大小、粒度分佈而異，但多為1.45g/cm3以下。氧化鎵粉末則以無鍛燒履歷者為佳。
(含鋅之粉末)
含鋅之粉末方面，可舉例如氧化鋅粉末、氫氧化鋅粉末等。氧化鋅粉末中通常使用閃鋅礦構造的ZnO等之粉末，亦可使用再將此ZnO預先於還原氛圍下鍛燒而使其含有氧受損者。又，其BET比表面積並無特別限定。成形前之氧化鋅粉末的敲緊密度雖因1次粒子大小、粒度分佈而異，但多為1.12g/cm3以下。氧化鋅粉末則以無鍛燒履歷者為佳。
氫氧化鋅粉末方面，可舉出非晶形的Zn(OH)2粉、具有結晶構造之Zn(OH)2粉等。
(混合)
步驟(a)，例如，可使含銦之粉末、含鎵之粉末與含鋅之粉末以滿足下述混合條件來均一地混合。藉此，可成為後述之組成的IGZO燒結體。
混合條件：滿足金屬原子比In：Ga：Zn=x：y：z中，x/(x+y)為0.2~0.8，且z/(x+y+z)為0.1~0.5之關係。
原料粉末方面，在分別使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末時，係以使氧化銦粉末：氧化鎵粉末：氧化鋅粉末係以重量比計幾乎為44.2：29.9：25.9(以莫耳比計為In：Ga：Zn=1：1：1)、或50.8：34.3：14.9(以莫耳比計為In：Ga：Zn=2：2：1)之方式均一地進行混合為佳。藉此，可為後述在特性上較佳的以InGaZnO4或In2Ga2ZnO7所示之IGZO燒結體。
混合方法，只要是可以均一地混合之方法即可，並無特別限定，可藉由超級攪拌機、強化攪拌機、韓蘇混合機、自動研缽等來進行乾式混合或是濕式混合(球磨機等)。濕式混合，例如將混合粉末與水系溶媒予以混合，並將所得之漿料藉由使用硬質ZrO2小球等之濕式球磨機或振動研磨機充分混合後，可進行固液分離．乾燥．造粒，而使用濕式球磨機或振動研磨機、珠磨機時的混合時間係以12~78小時左右為佳。固液分離、乾燥、造粒可採用各種公知的方法。水系溶媒係以水為主成分，可單獨為水，或為水與甲醇、乙醇等之醇等之混合物。
均一混合若不充分的話，則製成的靶材中各成分會偏析，靶材的電阻分佈會不均一。意即，藉由靶材之部位，會存在高電阻領域與低電阻領域，且濺鍍成膜時會成為導致高電阻領域的帶電所致發弧等之異常放電的原因。
(黏合劑)
本發明可於混合粉末中混合有機黏合劑。有機黏合劑 可用來使操作性提昇，特別是在製作一邊為300mm以上、或直徑為300mm以上的大型燒結體時有其必要。
有機黏合劑的添加量，對混合粉末100重量份而言，較佳為0.5重量份~10重量份、更佳為1重量份~5重量份。
使用有機黏合劑時，乃將原料粉末與有機黏合劑混合作為混合粉末，予以加壓成形作為加壓成型體。而且，對此加壓成型體實施膠囊HIP處理之前，乃進行脫黏合劑處理(脫脂)。此脫黏合劑處理，例如可於將加壓成型體填充至膠囊容器之後且在膠囊容器之真空脫氣處理之前，將加壓成型體填充至膠囊容器之後，雖可同時進行真空脫氣處理，但後者在製造IGZO燒結體時並不需要僅只用以脫脂之步驟，因而較佳。此外，即使是使用有機黏合劑時，除了將有機黏合劑混合以及予以脫黏合劑處理之外，其餘係與不使用有機黏合劑時同樣地實施，來製造IGZO燒結體。
有機黏合劑方面，可使用公知之黏合劑，可舉例如丁醛樹脂、聚乙烯醇、丙烯酸醇、聚α-甲基苯乙烯、乙基纖維素、聚乳酸甲酯、(聚)乙烯醇縮丁醛、(聚)乙酸乙烯酯、(聚)乙烯醇、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、(聚)乙烯吡咯啶酮、聚醯胺、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯酸酯及各種丙烯酸聚合物與該等之共聚物或三聚物、甲基纖維素、乙基纖維素、羥基乙基纖維素、硝基纖維素等之纖維素與其衍生物 之樹脂等。
混合有機黏合劑之方法雖無特別限制，但可舉例如將原料粉末、有機黏合劑、可溶解有機黏合劑之溶媒，與成漿料狀之溶媒混合，將所得之漿料充分地藉由濕式混合來混合，之後進行公知的乾燥處理之方法等。此外，有機黏合劑係可混入已混合各原料粉末而成之混合粉末中。
將混合了原料粉末與有機黏合劑所成的粉末予以加壓成形，在不使用有機黏合劑下製作成型體時同樣地實施即可。
將使用有機黏合劑而成型之加壓成型體，經填充至膠囊容器後，於膠囊容器之真空脫氣處理前進行脫黏合劑處理時，例如無論氛圍如何，若是於大氣氛圍下、惰性氛圍下等之任意氛圍下，至少實施400℃以上、500~700℃左右的加熱。
將使用有機黏合劑而成型之成型體填充至膠囊容器後，同時進行膠囊容器之真空脫氣處理與脫黏合劑處理時，將成型體填充至膠囊容器之後，於膠囊容器上熔接具有排氣管之上蓋，以去除吸附水分為目的下，在加熱至450~700℃左右的同時，若進行真空脫氣，則以使膠囊容器內的真空度為1.33×10-2Pa以下為止進行真空脫氣即可。藉此，加熱脫氣製程與脫黏合劑處理可同時進行，且因不需要僅為了進行脫脂之步驟，而得以不增加製造製程且不使成本提昇下進行脫黏合劑處理，並可在沒有特別增 加製程下製作大型燒結體(300mm角、300mm 以上)。
(加壓成形)
將混合粉末予以加壓成形上，可使用例如一軸加壓、冷間靜水壓加壓(CIP)等。成形時，亦可併用一軸加壓與冷間靜水壓加壓(CIP)。
將混合粉末予以成形時，其加壓壓力在一軸加壓時，至少為30MPa以上且未達100MPa、更佳為40MPa以上者。若未達30MPa，恐未能形成安定的加壓成型體。若為100MPa以上，則成型體會有脆弱易破之虞。
例如，可使成型體的密度為3.19g/cm3以上，較佳為40~90MPa、更佳為50~80MPa。
冷間靜水壓加壓(CIP)時，至少為50MPa以上且未達300MPa，更佳為100MPa以上者。若未達50MPa，則無法成為安定的加壓成型體。若為300MPa以上，則有成型體脆弱易破之虞。
例如，可使成型體的密度為3.19g/cm3以上，較佳為100~250MPa、更佳為150~200MPa。
(成型體)
成型體的形狀並無特別限定，但於膠囊HIP處理時，為了均等地施加壓力、均等地使其收縮，係以圓柱形狀、矩形狀為佳。又，成型體的大小雖無特別限定，但其大小 係以對應於填充此成型體之膠囊容器的大小者為佳。
成型體的密度，係以由混合粉末所成之燒結體的理論密度值之50%以上為佳。例如在由製造InGaZnO4所示之IGZO燒結體時以銦與鎵與鋅之原子數比為In：Ga：Zn=1：1：1之方式混合而成的混合粉末所構成之成型體的情況下，較佳為3.19g/cm3以上、更佳為3.8~6.3g/cm3。又，例如在由製造In2Ga2ZnO7所示之IGZO燒結體時以銦與鎵與鋅之原子數比為In：Ga：Zn=2：2：1之方式混合而成的混合粉末所構成之成型體的情況下，成型體的密度較佳為3.25g/cm3以上、更佳為3.8~6.4g/cm3。
成型體的密度若為上述範圍內，將此成型體在其外形不崩潰下滿滿地填充於膠囊容器內，藉此可使後述混合粉末的填充率達50%以上，而藉由膠囊HIP處理所為的膠囊容器之收縮率可達50%以下。
成型體的密度乃直接進行成型體的測長，可由此測定值算出的體積與測定之成型體的重量來求得。例如，成型體的形狀為圓柱形狀時，藉由直接測定成型體的直徑與高度，來求得圓柱形狀之成型體的體積，測定重量，由重量與體積來計算密度。此外，成型體含有有機黏合劑，並將此成型體的脫黏合劑處理與膠囊容器的真空脫氣處理同時進行時，乃將測定重量減去有機黏合劑的重量所得之值作為成型體的重量，由此成型體的重量與由上述測定值算出的體積來求得成型體的密度。又，成型體係含 有機黏合劑且將此成型體的脫黏合劑處理在進行膠囊容器的真空脫氣處理之前實施的話，脫黏合劑處理後之成型體的密度。係以上述成型體密度之較佳範圍內者為佳，可與上述成型體的密度同樣地求得。
<步驟(b)>
步驟(b)係以使式：(對膠囊容器之混合粉末的填充密度/燒結體的理論密度)×100所算出之混合粉末的填充率為50%以上，並以將如上述實施所得之成型體填充於膠囊容器之後，將膠囊容器予以氣密封止後藉由膠囊HIP處理來製造。
此外，上述式中所謂燒結體的理論密度，係可與上述算出相對密度之式中燒結體的理論密度同樣地實施而求得。
又，上述式中所謂混合粉末的填充密度，係指將成型體填充於膠囊容器時成型體的質量對膠囊容器的內容積之值。混合粉末的填充密度之值，是成型體的大小與膠囊容器內的大小之差愈小，欲接近該成型體的密度之值。成型體的大小較膠囊容器的大小更大等之成型體無法收容於膠囊容器中時，係可將成型體以研磨等之機械加工整好大小之後收容於膠囊容器中。此外，成型體含有有機黏合劑且與膠囊容器的真空脫氣處理同時進行此成型體的脫黏合劑處理時，求取混合粉末的填充密度時之成型體的質量，意指從測定的重量減掉有機黏合劑的重量所得之值。又，成 型體含有有機黏合劑且使此成型體的脫黏合劑處理在膠囊容器的真空脫氣處理之前進行時，求取混合粉末的填充密度時之成型體的質量，意指於脫黏合劑處理後測定之成型體的重量。
將混合粉末填充至膠囊容器內以使混合粉末的填充率為50%以上，係可使藉由膠囊HIP法所為之膠囊容器的收縮率為50%以下。為此，可在不破壞膠囊容器下加壓燒結混合粉末，並抑制來自混合粉末之銦、鋅的揮發而為高密度之IGZO燒結體。
此外，膠囊容器的收縮率係以下述式所示。
膠囊容器的收縮率(%)=[1-(膠囊HIP處理後之膠囊容器的內容積/膠囊HIP處理前之膠囊容器的內容積)]×100
所謂將成型體填充至膠囊容器，意指藉由CIP或一軸加壓等製作加壓成型體，將此成型體在成型體不崩壞的情況下移至膠囊容器內(例如慎重地利用薄板形狀者)。此時，成型體若為含上述有機黏合劑者，則即使是大型成型體也可以在形狀不崩潰下完全移至膠囊容器內。又，若可使混合粉末的填充率為50%以上，則亦可將2個以上的成型體填充至膠囊容器內。
又，將成型體移至膠囊容器時，因成型體易崩潰，可直接置入應填充於膠囊容器之粉末並進行一軸加壓成形，並以混合粉末的填充率為50%以上來製作成型體。
(膠囊容器)
膠囊容器的材質方面，若為可將成型體充分地真空封止、可以膠囊HIP處理中的燒結溫度充分變形但卻無破裂之虞的材料即可，例如可使用鐵、不鏽鋼、鋁、鉭、鈮、銅、鎳等。又，藉由膠囊HIP處理之燒結溫度可區隔膠囊容器的使用。例如膠囊HIP處理之燒結溫度為低溫領域(1000℃以下)時，可使用銅、鎳、鋁之膠囊容器。燒結溫度為1000℃~1350℃領域時，可使用鐵、不鏽鋼之膠囊容器。燒結溫度更高溫領域時，可用鉭、鈮之膠囊容器。該等容器雖視燒結溫度而異，但鋁、鐵或不鏽鋼之膠囊容器因成本便宜而較佳。
膠囊容器的形狀或尺寸並無特別限定，只要能夠配合所期望之燒結體的形狀即可。可使用例如圓柱形狀、矩形狀等。
膠囊容器的大小，只要可於膠囊容器內填充成型體時使混合粉末的填充率為50%以上之大小，則成型體的大小可大可小。若為圓柱形狀、矩形形狀，可維持IGZO燒結體的均一性(相對密度、組成)。
膠囊容器的壁厚係以1.5mm~5mm為佳。若在此範圍內，膠囊容器容易軟化，可變形，且隨著燒結反應的進行，可隨燒結體而收縮。
(真空脫氣處理)
進行膠囊HIP處理時，將成型體填充於膠囊容器內， 並實施膠囊容器內的真空抽吸來進行真空脫氣處理。以此真空抽吸，可去除附著在混合粉等之氣體、吸附水分。
真空抽吸時之膠囊容器的加熱溫度係以100℃以上600℃以下者更佳。此外，成型體含有機黏合劑時，真空抽吸時膠囊容器的加熱溫度係如上述，為450~700℃左右。
膠囊容器的真空抽吸乃邊加熱膠囊容器，邊使膠囊容器內的壓力減壓至1.33×10-2Pa以下為止。真空抽吸後之膠囊容器內的壓力若還是超過1.33×10-2Pa，則無法充分地去除附著於混合粉末之氣體與吸附水分，因而有未能獲得高密度燒結體之虞。
進行膠囊HIP處理時，乃將排氣管接續於膠囊容器上，並如上述實施加熱、真空抽吸，若膠囊容器內的壓力為1.33×10-2Pa以下，則關閉接續於膠囊容器之排氣管，將膠囊容器封止。
(膠囊HIP處理)
膠囊HIP處理係將此已真空封止之膠囊容器配置於HIP裝置上來進行。
膠囊HIP處理係將高溫高壓下的惰性氣體作為壓力介質，對膠囊容器本身施加壓力，進行膠囊容器內部之混合粉末(成型體)的燒結者。膠囊HIP處理若於氧化性氛圍下進行時，膠囊容器本身會被氧化，因而使膠囊容器本身的機械性強度大幅降低，膠囊HIP處理中膠囊容器可能會 破裂，其結果會有無法成為高密度IGZO燒結體之虞。混合粉末係因於膠囊容器內藉由真空封止而封閉之閉鎖空間之故，不會有銦、鋅的揮發，不會發生組成變化。
膠囊HIP處理條件，若是可使燒結體的相對密度為97~100%之條件即可，例如可設定如下述。
作為壓力介質之氣體方面，係以使用氮、氬等之惰性氣體為佳。對膠囊容器之加壓力較佳為50MPa以上。膠囊HIP處理中的燒結時間係以1小時以上為佳。燒結溫度為1000~1400℃、更佳為1100~1300℃。膠囊HIP處理中的燒結溫度若為上述範圍內，則為膠囊容器的材料會軟化、變形之溫度領域，於膠囊HIP處理之際，負荷的壓力可在金屬膠囊不成為電阻的情況下對燒結體100%施加壓力。特別是，以燒結溫度為1000℃~1400℃、壓力50MPa以上之條件實施1小時以上者佳。此外，膠囊HIP處理條件在溫度未達1000℃、壓力未達50MPa時，所得燒結體的相對密度會變低至未達90%。
(IGZO燒結體)
本發明之In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體(IGZO燒結體)係含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)及氧(O)作為構成元素，典型上是由原子之99%以上為銦、鎵、鋅與氧所成，並可以下述式所示。
式：係可以InxGayZnzOa
[式中、x/(x+y)為0.2~0.8、z/(x+y+z)為 0.1~0.5、a=(3/2)x+(3/2)y+z]所示，例如x：y：z=1：1：1時表示InGaZnO4、x：y：z=2：2：1時表示In2Ga2ZnO7。其中，更以此2組成在特性上較佳。
又，本發明之IGZO燒結體不含雜質金屬元素M(Sn、Zr、Ti、Mo、Si、Cr、W、Ge、V、Mn)。意即，本發明之IGZO燒結體中的雜質金屬元素M之含有率[M/(In+Ga+Zn+M)：重量比]未達10ppm。
IGZO燒結體的雜質金屬元素M之含量可藉由實施例中記載的評價方法來測定。
對銦與鎵之合計量而言，銦之原子數比x/(x+y)若超過0.8，則濺鍍成膜所得之膜的載體濃度會過高，將該膜作為活性層之薄膜電晶體特性的重要指標之on/off比會變差。另一方面，此銦之原子數比x/(x+y)若未達0.2，則濺鍍成膜所得之膜的載體濃度會過低，同時膜的移動度也會降低，在元件特性上不佳。
又，IGZO燒結體對銦、鎵與鋅之合計量而言，鋅的原子數比z/(x+y+z)若超過0.5時，則濺鍍成膜所得之膜的安定性、耐濕性等會劣化。另一方面，此鋅的原子數比z/(x+y+z)若未達0.1，則濺鍍成膜所得之膜的非晶質性會變弱，容易結晶化。
結晶化膜，其膜特性之面內不均大，且元件特性之不均會變大。再者，所謂鋅的原子數比z/(x+y+z)的減少，係對銦、鎵與鋅的合計量而言In與Ga之合計量比的增加，且此等2種金屬乃較鋅金屬貴，因此會使IGZO燒 結體的成本提昇。
本明細書中，a雖揭示與化學量論組成一致的情況，但IGZO燒結體中的氧量若由化學量論組成來看，係以少數氧受損者為常態，本發明因此也包含有氧受損之IGZO燒結體。
所得之燒結體的體電阻值，較佳為未達1.0×10-3Ω．cm、更佳為8×10-4Ω．cm以下、再更佳為7×10-4Ω．cm以下，因係導電性優異的燒結體，特別適合作為DC濺鍍法中的靶材，在無異常放電下，可有效地進行安定、高速且均一的非晶形半導體膜之形成。
IGZO燒結體的體電阻值可藉由實施例中記載的評價方法來測定。
(靶材)
本發明之靶材係使用以濺鍍法、離子鍍覆法、脈衝雷射沈積(PLD)法或電子束(EB)蒸鍍法所成膜者，並藉由本發明之製造方法來將所得之IGZO燒結體加工而成。本發明之靶材乃高密度，在以通常相對密度為97%以上、較佳為99%以上、更佳為100%之濺鍍予以成膜時，難以發生異常放電，可安定地成膜。
此外，將如此於成膜時使用的固形材料稱為「板晶」，本發明中包含此等，稱為「靶材」。
本發明之靶材，用於濺鍍成膜中作為濺鍍靶材時，其IGZO燒結體的相對密度通常為97%以上、較佳 為99%以上、更佳為100%，因此伴隨濺鍍時間的經過，團塊的發生頻率、異常放電的發生頻率急遽地減少，亦可提昇濺鍍的生產效率，所得之膜特性亦優。
本發明之靶材，係將上述IGZO燒結體加工成既定形狀及既定尺寸而成。靶材製作之際，藉由將上述所得之IGZO燒結體的外周予以圓筒研削、面側予以平面研削，來予以加工成例如152.4 ×5tmm之靶材。將此更進一步地，例如於銅製之背板上，將銦系合金等作為接合金屬來予以貼合，可成濺鍍靶材。
加工方法並無特別限制，若採用適當之公知方法即可。例如藉由對IGZO燒結體實施平面研削等之後，切斷成既定尺寸，之後貼附於支持台，可獲得本發明之靶材。又，因應需要而將複數枚IGZO燒結體排列成分割形狀，作為大面積的靶材(複合靶材)。
(透明半導體膜)
藉由使用IGZO燒結體或本發明之靶材來濺鍍基板等之對象物，可形成具備有作為可顯示安定半導體特性之薄膜電晶體的通道層之良好特性的透明半導體膜。
透明半導體膜的膜厚，從作為移動度高、S值低之半導體的點來看，係以45nm以下者為佳。
濺鍍方式方面，可舉出DC濺鍍法、AC濺鍍法、RF磁控管濺鍍法、電子束蒸鍍法、離子鍍覆法等，較佳為DC濺鍍法。
濺鍍時之反應室內的壓力，例如DC濺鍍法時，通常為0.1~2.0MPa、較佳為0.3~0.8MPa。濺鍍時中的靶材面之每單位面積的投入電力，例如DC濺鍍法時，通常為0.5~6.0W/cm2、較佳為1.0~5.0W/cm2。濺鍍時之載體-氣體方面，可舉例如氧、氦、氬、氙、氪等，較佳為氬與氧之混合氣體。氬與氧之混合氣體的氬：氧之流量比通常為Ar：O2=100：0~80：20、較佳為100：0~90：10。基板方面，可使用玻璃、樹脂(PET、PES等)等。成膜時之膜厚方面，較佳為1~45nm、3~30nm更佳、5~20nm特佳。
〔實施例〕
以下，依實施例及比較例來進行說明。此外，本實施例頂多是本發明之一例，基於此例，本發明並不受任何的限制，乃包含本發明中所含之實施例以外之各種變形者。
(實施例1)
秤量氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、YAMANAKA HUTECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1，以自動研缽進行1小時乾式混合，得到混合粉 末。
接著，對此混合粉末以冷間靜水壓加壓施予300MPa之壓力進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑115mm、高度40mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.61g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與已測得之成型體的重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所製成的膠囊容器(外徑：121mm、內徑：115mm、容器內部的高度：40mm)中，在完全填滿(填充)膠囊容器內時，混合粉末的填充密度為3.61g/cm3，燒結體的理論密度為6.379g/cm3，由此得知混合粉末的填充率為56.6%。
此外，填充密度及燒結體的理論密度乃藉由下述式求得。
填充密度=成型體的重量/膠囊容器的內容積
燒結體的理論密度，採用在對應銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1之結晶相上JCPDS卡中有InGaZnO4(JCPDS卡編號：381104)之單相結晶的資訊，JCPDS卡中所記載的此單相結晶之理論密度。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管 熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在550℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸之後，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(1)。此燒結體(1)的大小乃直接測長求得，直徑95.1mm、高度33.1mm。
此IGZO燒結體(1)的相對密度為100%、燒結體的體電阻值為6.2×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察IGZO燒結體(1)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
此外，相對密度係以下式所示來求得。
相對密度=100×[(燒結體的密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度係採用JCPDS卡中記載的InGaZnO4(JCPDS卡編號：381104)之理論密度。
燒結體的密度乃藉由測長法予以測定。
又，體電阻值係使用電阻率計(三菱化學(股)製「LORESTA-GP、MCP-T610」)，以四端子四探針法來測定。詳言之，於IGZO燒結體(1)上將4根針狀的電 極放置於直線上，於外側的二探針間與內側的二探針間使一定的電流流動，測定產生於內側的二探針間之電位差來求得電阻。
對所得之IGZO燒結體(1)施予表面研削、外周研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm 、厚3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(1)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=1：1：1。此IGZO燒結體(1)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=1：1：1完全一致無差異，可知銦或鋅並未揮發。
又，IGZO燒結體(1)中所含的與所預想的雜質金屬元素M(Sn、Zr、Ti、Mo、Si、Cr、W、Ge、V、Mn)，就其各含有率係以ICP分析裝置來進行分析。由分析結果可知，算出雜質金屬元素M對IGZO燒結體(1)的成分金屬(In、Ga、Zn)之含有率[M/(In+Ga+Zn+M)：重量比]的結果，各雜質金屬元素M之含有率均未達10ppm。
將此IGZO燒結體(1)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以 12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。
其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(1)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(1)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果，即使是使用IGZO燒結體(1)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例2)
乘涼氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、YAMANAKA HUTECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)、氧化鋅粉末 (ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1，以自動研缽進行1小時乾式混合。
接著，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑115mm 、高度40mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.56g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與已測得之成型體的重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所製成的膠囊容器(外徑：121mm、內徑：115mm、容器內部的高度：40mm)中，在完全填滿(填充)膠囊容器內時，混合粉末的填充密度為3.56g/cm3、燒結體的理論密度為6.495g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為54.8%。
此外，填充密度及燒結體的理論密度乃藉由下述式求得。
填充密度=成型體的重量/膠囊容器的內容積
燒結體的理論密度，在作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數為2：2：1的結晶相上，JCPDS卡中有In2Ga2ZnO7(JCPDS卡編號：381097)之單相結晶的資 訊，並採用JCPDS卡中所記載的此單相結晶之理論密度。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在550℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸之後，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(2)。此燒結體(2)的大小乃直接測長求得，直徑94.2mm、高度32.8mm。
此IGZO燒結體(2)的相對密度為100%、燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為4.2×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察IGZO燒結體(2)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
此外，相對密度係以下式所示來求得。
相對密度=100×[(燒結體的密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度係採用JCPDS卡中記載的In2Ga2ZnO7(JCPDS卡編號：381097)的理論密度。
燒結體的密度乃藉由測長法予以測定。
對所得之IGZO燒結體(2)施予表面研削、外周研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm、厚度3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(2)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=2：2：1。此IGZO燒結體(2)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=2：2：1完全一致無差異之故，可知銦或鋅並未揮發。
將此IGZO燒結體(2)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的 次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(2)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(2)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果即使是使用IGZO燒結體(2)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例3)
將由氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、YAMANAKA HUTECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)以銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1所成之混合粉末、乙基纖維素(和光純藥製)與水，以混合粉末：有機黏合劑(乙基纖維素)=98.5：1.5(重量比)之比例進行混合，得到水系漿料。
如此乃將已調整之水系漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。
接著，取出混合後之水系漿料，藉由將小球 過篩，以蒸發器使水揮發，之後，以熱風乾燥機在100℃進行3小時乾燥處理之後，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑300mm 、高度150mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.60g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與從已測定之成型體的重量減掉有機黏合劑的重量所成之重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰的情況下移至以不鏽鋼(SUS304)所成的膠囊容器(外徑：308mm、內徑：300mm、容器內部之高度：150mm)中，完全填滿(填充)至膠囊容器內，且與實施例1同樣地實施來求得填充密度之結果，混合粉末的填充密度為3.60g/cm3、燒結體的理論密度為6.379g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為56.4%。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在600℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸，完全去除黏合劑的脫脂與成型體的吸附水，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入 HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(3)。此IGZO燒結體(3)的大小乃直接測長求得，直徑248.7mm 、高度124.4mm，此IGZO燒結體(3)的相對密度係與實施例1同樣地實施所求得的結果為100%，燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為6.2×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察燒結體(3)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
對所得之IGZO燒結體(3)進行研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm 、厚3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(3)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=1：1：1。此IGZO燒結體(3)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=1：1：1完全一致無差異之故，可知銦或鋅並未揮發。
將此IGZO燒結體(3)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置 (CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(3)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(3)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果是即使使用IGZO燒結體(3)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例4)
將由氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、YAMANAKA HUTECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1所成之混合粉末、乙基纖維素(和光純藥製)與水，以混合粉末：有機黏合劑(乙基纖維素)=98.5：1.5(重量比)之比例進行混合，得到水系漿料。
如此乃將已調整之水系漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。
接著，取出混合後之水系漿料，藉由將小球過篩，以蒸發器使水揮發，之後，以熱風乾燥機在100℃進行3小時乾燥處理之後，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑450mm 、高度150mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.52g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與從已測定之成型體的重量減掉有機黏合劑的重量所成之重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所成的膠囊容器(外徑：458mm、內徑：450mm、容器內部之高度：150mm)中，完全填滿(填充)至膠囊容器內，且與實施例1同樣地實施來求得填充 密度之結果，混合粉末的填充密度為3.52g/cm3、燒結體的理論密度為6.495g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為54.2%。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在600℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸，完全去除黏合劑的脫脂與成型體的吸附水，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(4)。此IGZO燒結體(4)的大小乃直接測長求得，直徑366.8mm 、高度122.3mm，此IGZO燒結體(4)的相對密度係與實施例2同樣地實施來求得，結果為100%，燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為4.2×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察燒結體(4)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
對所得之IGZO燒結體(4)進行研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm 、厚3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(4)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=2：2：1。此IGZO燒結體(4)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=2：2：1完全一致無差異之故，可知銦或鋅並未揮發。
將此IGZO燒結體(4)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(4)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(4)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度： 100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果是即使使用IGZO燒結體(4)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。再者，極高密度且大型的燒結體(4)，係可同時進行膠囊容器的真空脫氣處理與脫黏合劑處理(不經過僅用以脫脂之步驟)來製作。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例5)
秤量氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、稀產金屬(股)製、1次粒子大小：3.0μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1，並以自動研缽進行1小時乾式混合。
接著，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑115mm 、高度40mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.56g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與已測得之成型體的重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所製成的膠囊容器(外徑：121mm、內徑：115mm、容器內部的高度：40mm)中，在完全填滿(填充)膠囊容器內時，混合粉末的填充密度為3.46g/cm3、燒結體的理論密度為6.379g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為54.2%。
此外，填充密度及燒結體的理論密度乃藉由下述式求得。
填充密度=成型體的重量/膠囊容器的內容積
燒結體的理論密度，作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1的結晶相，係JCPDS卡中有InGaZnO4(JCPDS卡編號：381104)之單相結晶的資訊，並採用JCPDS卡中所記載的此單相結晶之理論密度。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在550℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸之後，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作 為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(5)。此燒結體(5)的大小乃直接測長求得，直徑93.7mm、高度32.6mm。
此IGZO燒結體(5)的相對密度與實施例1同樣地實施而求得，結果為100%，且燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為6.9×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察IGZO燒結體(5)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
對所得之IGZO燒結體(5)施予表面研削、外周研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm、厚度3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(5)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=1：1：1。此IGZO燒結體(5)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=1：1：1完全一致無差異之故，可知銦或鋅並未揮發。
又，IGZO燒結體(5)中所含的與所預想的雜質金屬元素M(Sn、Zr、Ti、Mo、Si、Cr、W、Ge、V、Mn)，就其各含有率係以ICP分析裝置來進行分析。由分析結果來算出雜質金屬元素M對IGZO燒結體(5)的成分金屬(In、Ga、Zn)之含有率[M/(In+Ga+Zn+M)：重量比]，各雜質金屬元素M之含有率均未達10ppm。
將此IGZO燒結體(5)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(5)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(5)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果是即使使用IGZO燒結體(5)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例6)
秤量氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、稀產金屬(股)製、1次粒子大小：3.0μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1，並以自動研缽進行1小時乾式混合。
接著，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑115mm 、高度40mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.47g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與已測得之成型體的重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所製成的膠囊容器(外徑：121mm、內徑：115mm、容器內部的高度：40mm)中，在完全填滿(填充)膠囊容器內時，混合粉末的填充密度為3.47g/cm3、燒結體的理論密度為6.495g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為53.4%。
此外，填充密度及燒結體的理論密度乃藉由下述式求 得。
填充密度=成型體的重量/膠囊容器的內容積
燒結體的理論密度，在作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數為2：2：1的結晶相上，JCPDS卡中有In2Ga2ZnO7(JCPDS卡編號：381097)之單相結晶的資訊，並採用JCPDS卡中所記載的此單相結晶之理論密度。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在550℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸之後，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(6)。此燒結體(6)的大小乃直接測長求得，直徑93.4mm、高度32.5mm。
此IGZO燒結體(6)的相對密度為100%、燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為5.2×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察IGZO燒結體(6)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
此外，相對密度係以下式所示來求得。
相對密度=100×[(燒結體的密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度係採用JCPDS卡中記載的In2Ga2ZnO7(JCPDS卡編號：381097)的理論密度。
燒結體的密度乃藉由測長法予以測定。
對所得之IGZO燒結體(6)施予表面研削、外周研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm、厚度3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(6)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=2：2：1。此IGZO燒結體(6)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=2：2：1完全一致無差異之故，可知銦或鋅並未揮發。
將此IGZO燒結體(6)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10 小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(6)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(6)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果是即使使用IGZO燒結體(6)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例7)
將由氧化銦粉末(In2O3、高純度化學研究所(股)製、1次粒子大小：4.0μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、稀產金屬(股)製、1次粒子大小：3.0μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1所成之混合粉末、乙基纖維素(和光純藥製)與水，以混合粉末：有機黏合劑(乙基纖維素)=98.5：1.5 (重量比)之比例進行混合，得到水系漿料。
如此乃將已調整之水系漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。
接著，取出混合後之水系漿料，藉由將小球過篩，以蒸發器使水揮發，之後，以熱風乾燥機在100℃進行3小時乾燥處理之後，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑450mm 、高度150mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.47g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由測長直徑與高度算出的體積，與從已測定之成型體的重量減掉有機黏合劑的重量所成之重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所成的膠囊容器(外徑：458mm、內徑：450mm、容器內部之高度：150mm)中，完全填滿(填充)至膠囊容器內，且與實施例1同樣地實施來求得填充密度之結果，混合粉末的填充密度為3.47g/cm3、燒結體的理論密度為6.379g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為54.4%。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容 器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在600℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸，完全去除黏合劑的脫脂與成型體的吸附水，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(7)。此IGZO燒結體(7)的大小乃直接測長求得，直徑367.0mm 、高度122.3mm，此IGZO燒結體(7)的相對密度係與實施例1同樣地實施所求得的結果為100%，燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為8.8×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察燒結體(7)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
對所得之IGZO燒結體(7)進行研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm 、厚3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(7)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=1：1：1。此IGZO燒結體(7)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=1：1：1完全一致無差異之故，可知 銦或鋅並未揮發。
將此IGZO燒結體(7)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(7)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(7)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果是即使使用IGZO燒結體(7)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。再者，極高密度且大型的燒結體(7)，係可同時進行膠囊容器的真空脫氣處理與脫黏合劑處理(不經過僅用以脫脂之步驟)來 製作。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(實施例8)
將由氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、氧化鎵粉末(Ga2O3、稀產金屬(股)製、1次粒子大小：1.0μm)、氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1所成之混合粉末、乙基纖維素(和光純藥製)與水，以混合粉末：有機黏合劑(乙基纖維素)=98.5：1.5(重量比)之比例進行混合，得到水系漿料。
如此乃將已調整之水系漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。
接著，取出混合後之水系漿料，藉由將小球過篩，以蒸發器使水揮發，之後，以熱風乾燥機在100℃進行3小時乾燥處理之後，以冷間靜水壓加壓施加300MPa之壓力來進行加壓成形，予以切削加工，得到直徑450mm 、高度150mm之圓柱狀成型體。圓柱狀成型體的密度為3.58g/cm3。
此外，成型體的密度，係直接進行成型體的測長，由 測長直徑與高度算出的體積，與從已測定之成型體的重量減掉有機黏合劑的重量所成之重量來求得。
<IGZO燒結體的製造>
將圓柱狀的成型體在成型體不崩潰下移至以不鏽鋼(SUS304)所成的膠囊容器(外徑：458mm、內徑：450mm、容器內部之高度：150mm)中，完全填滿(填充)至膠囊容器內，且與實施例1同樣地實施來求得填充密度之結果，混合粉末的填充密度為3.58g/cm3、燒結體的理論密度為6.495g/cm3，藉此得知混合粉末的填充率為55.1%。
將混合粉末填充至膠囊容器之後，將排氣管熔接於上蓋，之後熔接上蓋與膠囊容器。為了確認膠囊容器熔接部之健全性，進行了He洩漏檢査。令此時之洩漏量為1×10-9Pa．m3/sec以下。之後，在600℃進行7小時膠囊容器內的真空抽吸，完全去除黏合劑的脫脂與成型體的吸附水，確認膠囊容器內為1.33×10-2Pa以下，並關閉排氣管，且進行膠囊容器的封止。將已封止之膠囊容器插入HIP處理裝置((股)神戸製鋼所製)中，進行膠囊HIP處理。膠囊HIP處理，係使溫度1220℃、壓力100MPa之Ar氣體(純度99.9%)作為壓力介質，在4小時之處理條件下進行。
膠囊HIP處理後，取下膠囊容器，得到圓柱型之IGZO燒結體(8)。此IGZO燒結體(8)的大小乃 直接測長求得，直徑369.0mm 、高度123.0mm，此IGZO燒結體(8)的相對密度係與實施例2同樣地實施來求得，結果為100%，燒結體的體電阻值係與實施例1同樣地實施來測定，結果為4.9×10-4Ω．cm。又，以電子顯微鏡觀察燒結體(8)的結果，為幾乎無空孔之緻密的燒結體。
對所得之IGZO燒結體(8)進行研削進而實施表面研磨，成為直徑50.8mm 、厚3mm之燒結體。
所得之IGZO燒結體(8)以ICP(高頻感應耦合電漿)分析裝置(SEIKO(股)製「SPS5000」)分析的結果，In、Ga與Zn的原子數比In：Ga：Zn=2：2：1。此IGZO燒結體(8)的In、Ga與Zn的原子數比係與裝填之組成的In：Ga：Zn=2：2：1完全一致無差異之故，可知銦或鋅並未揮發。
將此IGZO燒結體(8)，使用銅板作為背板，並使用銦焊料予以接合，得到濺鍍靶材。將此藉由DC濺鍍法於透明基材(無鹼玻璃基板)上成膜透明半導體膜，得到透明半導體基板。意即，於濺鍍裝置(CANON ANELVA ENGINEERING(股)製「E-200」)內，分別設置上述靶材與透明基材(石英玻璃基板)，以12sccm導入Ar氣體(純度99.9995%以上、Ar純氣體=5N)，在壓力0.5Pa、靶材面之每單位面積的投入電力3.8W/cm2、基板溫度為室溫的條件下，連續DC濺鍍10小時，於基板上形成載體的移動度大且安定的非晶形透明 半導體膜。其結果可知，於靶材表面幾乎沒有團塊發生，且成膜中幾乎未發生異常放電。具體而言，成膜中發生的異常放電之次數為每1小時3次以內，且起因於此異常放電之發生的濺鍍裝置之運轉一次也沒有停止。異常放電的次數，乃藉由微電弧監測器來檢出。
由以上可知，因無銦或鋅之揮發，IGZO燒結體(8)的原料之混合粉末的組成與所得之IGZO燒結體(8)的組成完全一致無差異，係極高密度(相對密度：100%)且低電阻之IGZO燒結體，且其結果是即使使用IGZO燒結體(8)予以加工而成之靶材來進行DC濺鍍，仍可在濺鍍裝置不停止運轉下安定地製膜。再者，極高密度且大型的燒結體(8)，係可同時進行膠囊容器的真空脫氣處理與脫黏合劑處理(不經過僅用以脫脂之步驟)來製作。
如上述，係可以極簡易且短的製造製程，來製作一混合粉末的粒徑因非為奈米粒子大小之故而無奈米材料問題之高密度(相對密度：100%)的燒結體。
(比較例1) <IGZO燒結體的製造>
將秤量敲緊密度為1.95g/cm3之氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、敲緊密度為1.39g/cm3之氧化鎵粉末(Ga2O3、YAMANAKA HUTECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)、敲緊密度為 1.02g/cm3之氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1所成的混合粉末，再與2mm 二氧化鋯製小球及聚碳酸丙烯酯(Empower Materials公司製之「QPAC40」、分子量：20萬)、乙醇、用以使聚碳酸丙烯酯溶解之丙酮以混合粉末：有機黏合劑(聚碳酸丙烯酯)=97：3(重量比)之比例進行混合，得到漿料。將如此調製而成之漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。接著，取出濕式混合後之漿料，藉由將小球過篩，將溶媒藉由蒸發器予以去除，得到混合粉末。此外，氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末的敲緊密度乃基於JIS K5101，邊賦予既定大小的量筒振動使各自之粉末體積變化消失為止，邊填充各自之粉末，並進行評價。
邊賦予所得混合粉末振動以使混合粉末的體積變化消失為止，邊填充於與實施例1中所用同樣之膠囊容器中，敲緊密度為1.58g/cm3、燒結體的理論密度為6.379g/cm3，得知填充率為24.8%。
此外，填充率係如下式所示來求得。
填充率=100×[(敲緊密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度，在作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1之組成的結晶相上，係JCPDS卡中有InGaZnO4(JCPDS卡編號：381104)之 單相結晶的資訊，並採用JCPDS卡中所記載的此理論密度。
之後，在與實施例3同樣地實施而進行膠囊HIP處理之結果，可知在膠囊HIP處理中膠囊容器會破裂，混合粉末於HIP處理裝置內飛散，無法製作IGZO燒結體。
因混合粉末的填充率為24.8%極低，膠囊容器的收縮率為75.2%，膠囊容器的收縮無法追隨至混合粉末的收縮，膠囊容器終致破裂。
(比較例2) <IGZO燒結體的製造>
將秤量敲緊密度為1.95g/cm3之氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、敲緊密度為1.39g/cm3之氧化鎵粉末(Ga2O3、YAMANAKA HUTECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)、敲緊密度為1.02g/cm3之氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1而成的混合粉末、再與2mm 二氧化鋯製小球及聚碳酸丙烯酯(Empower Materials公司製之「QPAC40」、分子量：20萬)、乙醇、用以使聚碳酸丙烯酯溶解之丙酮以混合粉末：有機黏合劑(聚碳酸丙烯酯)=97：3(重量比)之比例進行混合，得到漿料。將如此調製而成之漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混 合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。接著，取出濕式混合後之漿料，藉由將小球過篩，將溶媒藉由蒸發器予以去除，得到混合粉末。此外，氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末的敲緊密度乃基於JIS K5101，邊賦予既定大小的量筒振動使各自之粉末體積變化消失為止，邊填充各自之粉末，並進行評價。
邊賦予所得混合粉末振動以使混合粉末的體積變化消失為止，邊填充於與實施例1中所用同樣之膠囊容器中，使敲緊密度為1.51g/cm3、燒結體的理論密度為6.495g/cm3，得知填充率為23.2%。
此外，填充率係如下式所示來求得。
填充率=100×[(敲緊密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度，在作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1之組成的結晶相上，係JCPDS卡中有In2Ga2ZnO7(JCPDS卡編號：381097)之單相結晶的資訊，並採用JCPDS卡中所記載的此理論密度。
之後，在與實施例3同樣地實施而進行膠囊HIP處理之結果，可知在膠囊HIP處理中膠囊容器會破裂，混合粉末於HIP處理裝置內飛散，無法製作IGZO燒結體。
混合粉末的填充率為23.2%極低，且因膠囊容器的收縮率為76.8%之故，膠囊容器的收縮無法追隨至混合粉末 的收縮，膠囊容器終致破裂。
(比較例3) <IGZO燒結體的製造>
將秤量敲緊密度為1.95g/cm3之氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、敲緊密度為1.47g/cm3之氧化鎵粉末(Ga2O3、稀產金屬(股)製、1次粒子大小：3.0μm)、敲緊密度為1.02g/cm3之氧化鋅粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1所成之混合粉末、再與2mm 二氧化鋯製小球及聚碳酸丙烯酯(Empower Materials公司製之「QPAC40」、分子量：20萬)、乙醇、用以使聚碳酸丙烯酯溶解之丙酮以混合粉末：有機黏合劑(聚碳酸丙烯酯)=97：3(重量比)之比例進行混合，得到漿料。將如此調製而成之漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。接著，取出濕式混合後之漿料，藉由將小球過篩，將溶媒藉由蒸發器予以去除，得到混合粉末。此外，氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末的敲緊密度乃基於JIS K5101，邊賦予既定大小的量筒振動使各自之粉末體積變化消失為止，邊填充各自之粉末，並進行評價。
邊賦予所得混合粉末振動以使混合粉末的體 積變化消失為止，邊填充於與實施例1中所用同樣之膠囊容器中，敲緊密度為1.55g/cm3、燒結體的理論密度為6.379g/cm3，得知填充率為24.2%。
此外，填充率係如下式所示來求得。
填充率=100×[(敲緊密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度，在作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為1：1：1之組成的結晶相上，係JCPDS卡中有InGaZnO4(JCPDS卡編號：381104)之單相結晶的資訊，並採用JCPDS卡中所記載的此理論密度。
之後，在與實施例3同樣地實施而進行膠囊HIP處理之結果，可知在膠囊HIP處理中膠囊容器會破裂，混合粉末於HIP處理裝置內飛散，無法製作IGZO燒結體。
混合粉末的填充率為24.2%極低，且膠囊容器的收縮率為75.8%之故，膠囊容器的收縮無法追隨至混合粉末的收縮，膠囊容器終致破裂。
(比較例4) <IGZO燒結體的製造>
將秤量敲緊密度為1.95g/cm3之氧化銦粉末(In2O3、添川理化學(股)製、1次粒子大小：1μm)、敲緊密度為1.48g/cm3之氧化鎵粉末(Ga2O3、稀產金屬(股)製、1次粒子大小：1.0μm)、敲緊密度為1.02g/cm3之氧化鋅 粉末(ZnO、HAKUSUI TECH(股)製、1次粒子大小：1.5μm)使銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1而成之混合粉末、再與2mm 二氧化鋯製小球及聚碳酸丙烯酯(Empower Materials公司製之「QPAC40」、分子量：20萬)、乙醇、用以使聚碳酸丙烯酯溶解之丙酮以混合粉末：有機黏合劑(聚碳酸丙烯酯)=97：3(重量比)之比例進行混合，得到漿料。將如此調製而成之漿料置入樹脂製坩堝中，以濕式球磨機混合法予以濕式混合。此濕式混合，在小球方面係使用硬質ZrO2小球，且混合時間為18小時。接著，取出濕式混合後之漿料，藉由將小球過篩，將溶媒藉由蒸發器予以去除，得到混合粉末。此外，氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末的敲緊密度乃基於JIS K5101，邊賦予既定大小的量筒振動使各自之粉末體積變化消失為止，邊填充各自之粉末，並進行評價。
邊賦予所得混合粉末振動以使混合粉末的體積變化消失為止，邊填充於與實施例1中所用同樣之膠囊容器中，敲緊密度為1.52g/cm3、燒結體的理論密度為6.495g/cm3，得知填充率為23.4%。
此外，填充率係如下式所示來求得。
填充率=100×[(敲緊密度)/(燒結體的理論密度)]
此外，燒結體的理論密度，在作為對應於銦元素、鎵元素與鋅元素之原子數比為2：2：1之組成的結晶相上，係JCPDS卡中有In2Ga2ZnO7(JCPDS卡編號：381097) 之單相結晶的資訊，並採用JCPDS卡中所記載的此理論密度。
之後，在與實施例3同樣地實施而進行膠囊HIP處理之結果，可知在膠囊HIP處理中膠囊容器會破裂，混合粉末於HIP處理裝置內飛散，無法製作IGZO燒結體。
混合粉末的填充率為23.4%極低，且膠囊容器的收縮率為76.6%之故，膠囊容器的收縮無法追隨至混合粉末的收縮，膠囊容器終致破裂。

Claims (13)

  1. 一種In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體，其係以式：InxGayZnZOa[式中、x/(x+y)=0.2~0.8、z/(x+y+z)=0.1~0.5、a=(3/2)x+(3/2)y+z]所示之In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體，其特徵係體電阻值未達1.0×10-3Ω．cm。
  2. 一種靶材，其係以濺鍍法、離子鍍覆法、脈衝雷射沈積(PLD)法或電子束(EB)蒸鍍法予以成膜之中使用的靶材，其特徵係將如請求項1中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體予以加工而成者。
  3. 一種In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其係包含下述步驟(a)與步驟(b)，步驟(a)：含銦、鎵、鋅與氧並滿足下述混合條件，且將1次粒子大小為0.6μm以上之混合粉末予以加壓成形成為成型體、步驟(b)：以由下述式算出之對膠囊容器之混合粉末的填充率為50%以上之方式，將前述成型體填充至膠囊容器中，進行膠囊熱間等方向加壓處理；混合條件：滿足金屬原子比In：Ga：Zn=x：y：z中，x/(x+y)為0.2~0.8，且z/(x+y+z)為0.1~0.5之關係填充率(%)=(對膠囊容器之混合粉末的填充密度/燒結體的理論密度)×100。
  4. 如請求項3中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末予以混合而為混合粉末。
  5. 如請求項3中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末以使金屬原子比In：Ga：Zn=1：1：1之比例予以混合而為混合粉末。
  6. 如請求項5中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係以使成型體的密度為3.19g/cm3以上加壓成形混合粉末。
  7. 如請求項3中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末以使金屬原子比In：Ga：Zn=2：2：1之比例予以混合而為混合粉末。
  8. 如請求項7中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係以使成型體的密度為3.25g/cm3以上加壓成形混合粉末。
  9. 如請求項3~8中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(a)中，係使混合粉末中含有黏合劑來進行加壓成形。
  10. 如請求項9中記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係將成型體填充至膠囊容器中，以使混合粉末的填充率為50%以上同時地進行脫黏合劑處理與膠囊容器之真空脫氣處理，接著進行 膠囊熱間等方向加壓處理。
  11. 如請求項3~10中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係於1000~1400℃之燒結溫度中對成型體進行膠囊熱間等方向加壓處理。
  12. 如請求項3~11中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係使用惰性氣體作為壓力介質，對成型體進行膠囊熱間等方向加壓處理。
  13. 如請求項3~12中任一項記載的In-Ga-Zn系複合氧化物燒結體之製造方法，其中，步驟(b)中，係以50MPa以上的加壓力對成型體進行膠囊熱間等方向加壓處理。
TW103114230A 2013-04-19 2014-04-18 Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系複合氧化物燒結體及其製造方法 TW201509865A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013088273 2013-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201509865A true TW201509865A (zh) 2015-03-16

Family

ID=51731479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103114230A TW201509865A (zh) 2013-04-19 2014-04-18 Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系複合氧化物燒結體及其製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2014171545A1 (zh)
TW (1) TW201509865A (zh)
WO (1) WO2014171545A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109207947B (zh) * 2018-09-28 2020-03-03 上海大学 一种靶材的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03173705A (ja) * 1989-12-01 1991-07-29 Osaka Titanium Co Ltd 高密度焼結体の製造方法
JP3947575B2 (ja) * 1994-06-10 2007-07-25 Ｈｏｙａ株式会社 導電性酸化物およびそれを用いた電極
JP2002004036A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Kobe Steel Ltd ＺｎＳ−ＳｉＯ２系ターゲット材およびその製造方法
KR20110027805A (ko) * 2008-06-27 2011-03-16 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ） 결정상을 포함하는 산화물 반도체용 스퍼터링 타겟 및 그의 제조 방법
JP5381844B2 (ja) * 2010-03-23 2014-01-08 住友電気工業株式会社 Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体およびその製造方法
JP2012052227A (ja) * 2010-08-05 2012-03-15 Mitsubishi Materials Corp スパッタリングターゲットの製造方法およびスパッタリングターゲット

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014171545A1 (ja) 2017-02-23
WO2014171545A1 (ja) 2014-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5339100B2 (ja) Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体とその製造方法およびスパッタリングターゲットと蒸着用タブレット
TWI761664B (zh) 氧化物濺鍍靶及其製造方法、以及使用該氧化物濺鍍靶成膜之氧化物薄膜
JP6291593B2 (ja) Ｉｔｏスパッタリングターゲット及びその製造方法並びにｉｔｏ透明導電膜の製造方法
TWI565679B (zh) Oxide sintered body and sputtering target
JP2013173658A (ja) 酸化錫系焼結体およびその製造方法
JP6306929B2 (ja) 焼結体の製造方法
JP5081959B2 (ja) 酸化物焼結体及び酸化物半導体薄膜
US9416439B2 (en) Sputtering target, method of fabricating the same, and method of fabricating an organic light emitting display apparatus
JP2013001919A (ja) Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系スパッタリングターゲット及び酸化物導電膜
JP2014224036A (ja) Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法
JP5381724B2 (ja) ＺｎＯ蒸着材の製造方法
JP5381725B2 (ja) ＺｎＯ蒸着材の製造方法
TW201509865A (zh) Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系複合氧化物燒結體及其製造方法
KR20170039141A (ko) 산화물 소결체
JP5081960B2 (ja) 酸化物焼結体及び酸化物半導体薄膜
JP2013177260A (ja) 酸化亜鉛−酸化錫焼結体およびその製造方法
JP5993700B2 (ja) 酸化亜鉛系焼結体の製造方法
TWI469948B (zh) Oxide sintered body and oxide semiconductor thin film
JP2014097922A (ja) 酸化亜鉛系焼結体の製造方法およびターゲット
JP5761253B2 (ja) Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ系酸化物焼結体とその製造方法およびスパッタリングターゲットと蒸着用タブレット
JP6014454B2 (ja) 酸化亜鉛系焼結体の製造方法
JP5613926B2 (ja) 透明導電膜用スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2014097920A (ja) 酸化亜鉛系粉末および酸化亜鉛系焼結体の製造方法
JP2014224035A (ja) Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法
JP5367659B2 (ja) 酸化物焼結体及び酸化物半導体薄膜