TWI725685B - 燒結體 - Google Patents

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TWI725685B
TWI725685B TW108147817A TW108147817A TWI725685B TW I725685 B TWI725685 B TW I725685B TW 108147817 A TW108147817 A TW 108147817A TW 108147817 A TW108147817 A TW 108147817A TW I725685 B TWI725685 B TW I725685B
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大山正嗣
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日本商出光興產股份有限公司
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Abstract

一種燒結體，其係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含：方鐵錳礦結構之第1氧化物，其由In2 O3 所表示；石榴石結構之第2氧化物，其包含In元素、Ga元素及Ln元素；以及第3氧化物，其滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍；Ln元素係選自由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素。 0.3≦In/(In＋Ga＋Ln)≦0.7・・・(1) 0.3≦Ga/(In＋Ga＋Ln)≦0.7・・・(2) 0≦Ln/(In＋Ga＋Ln)＜0.05・・・(3)

Description

燒結體
本發明係關於一種燒結體。
用於薄膜電晶體之氧化物半導體具有較通用之非晶矽(a-Si)高之載子移動率，光學帶隙較大，可於低溫下成膜。因此，期待氧化物半導體應用於要求大型、高解像度、及高速驅動之下一代顯示器、及耐熱性較低之樹脂基板等。
形成上述氧化物半導體(膜)時，較佳地使用對濺鍍靶進行濺鍍之濺鍍法。其原因在於，利用濺鍍法形成之薄膜與利用離子鍍覆法、真空蒸鍍法、或電子束蒸鍍法形成之薄膜相比，膜面內之成分組成、及膜厚等之面內均勻性更優異，成分組成與濺鍍靶相同。
文獻1(國際公開第2018/043323號)中記載了一種包含通式(I)所表示之石榴石相、及In2O3所表示之方鐵錳礦相之氧化物燒結體。
Ln3In2Ga3-XAlXO12 (I)
(式中，Ln表示選自La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu之一種以上之金屬元素。X為0≦X<3)
文獻2(國際公開第2015/098060號)中記載了一種包含含有In2O3之方鐵錳礦相、及石榴石相(A3B5O12相(式中，A為選自由Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、 Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素，B為選自由Al及Ga所組成之群中之一種以上之元素))之氧化物燒結體。
為了提高藉由濺鍍所獲得之氧化物膜之膜密度，需要在更大功率下成膜。文獻1及文獻2中有使用以氧化物燒結體為材料之濺鍍靶於大功率下進行濺鍍時之異常放電之相關記載。於文獻2中，於DC(direct current，直流)輸出密度2.5W/cm2(於文獻2中，為200W/4 inchΦ)下確認異常放電之有無，但為了提高膜密度，需要於例如4~5W/cm2左右之DC輸出密度下進行濺鍍成膜。然而，若提高濺鍍時之輸出以於大功率下成膜，則存在發生異常放電之情形。
本發明之目的在於提供一種即便於在較先前之成膜條件更大功率下進行濺鍍之情形時亦可抑制異常放電之燒結體。
[1]一種燒結體，其係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含：方鐵錳礦結構之第1氧化物，其由In2O3所表示；石榴石結構之第2氧化物，其包含In元素、Ga元素及Ln元素；以及第3氧化物，其滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍；Ln元素係選自由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素。
0.3≦In/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(1)
0.3≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(2)
0≦Ln/(In+Ga+Ln)<0.05．．．(3)
[2]如[1]所記載之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1為0.1μm以上且3.0μm以下。
[3]如[1]或[2]所記載之燒結體，其中上述石榴石結構之第2氧化物由Ln3Ga5O12所表示。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第1氧化物之面積比率為80%以上且99%以下，上述第2氧化物之面積比率為0.9%以上且12%以下，上述第3氧化物之面積比率為0.1%以上且8%以下。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之燒結體，其中上述第1氧化物之原子組成比之範圍由下述(4a)、(4b)及(4c)所表示，上述第2氧化物之原子組成比之範圍由下述(5a)、(5b)及(5c)所表示。
0.85≦In/(In+Ga+Ln)≦1.00．．．(4a)
0.00≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.10．．．(4b)
0.00≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.05．．．(4c)
0.10≦In/(In+Ga+Ln)≦0.30．．．(5a)
0.25≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.45．．．(5b)
0.25≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.65．．．(5c)
[6]如[1]至[5]中任一項所記載之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1、上述石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2、及上述第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數1)、(數2)及(數3)之關係。
0.1≦D1/D2≦3．．．(數1)
0.1≦D1/D3≦3．．．(數2)
0.1≦D2/D3≦2．．．(數3)
[7]如[1]至[6]中任一項所記載之燒結體，其中上述Ln元素為Sm元素。
[8]如[1]至[7]中任一項所記載之燒結體，其滿足下述(6)、(7)及(8)所表示之原子組成比之範圍。
0.80≦In/(In+Ga+Ln)≦0.91．．．(6)
0.08≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.12．．．(7)
0.01≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.08．．．(8)
[9]一種燒結體，其係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含由In2O3所表示之方鐵錳礦結構之第1氧化物，上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1為0.1μm以上且3.0μm以下，Ln元素係選自由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素。
[10]如[9]所記載之燒結體，其中上述Ln元素為Sm元素。
[11]如[9]或[10]所記載之燒結體，其滿足下述(6)、(7)及(8)所表示之原子組成比之範圍。
0.80≦In/(In+Ga+Ln)≦0.91．．．(6)
0.08≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.12．．．(7)
0.01≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.08．．．(8)
[12]如[9]至[11]中任一項所記載之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第1氧化物之面積比率為80%以上且99%以下。
[13]如[9]至[12]中任一項所記載之燒結體，其包含含有 In元素、Ga元素及Ln元素之石榴石結構之第2氧化物。
[14]如[13]所記載之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第2氧化物之面積比率為1%以上且12%以下。
[15]如[13]或[14]所記載之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與上述石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2滿足下述數式(數1)之關係。
0.1≦D1/D2≦3．．．(數1)
[16]如[13]至[15]中任一項所記載之燒結體，其中上述第1氧化物之原子組成比之範圍由下述(4a)、(4b)及(4c)所表示，上述第2氧化物之原子組成比之範圍由下述(5a)、(5b)及(5c)所表示。
0.85≦In/(In+Ga+Ln)≦1.00．．．(4a)
0.00≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.10．．．(4b)
0.00≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.05．．．(4c)
0.10≦In/(In+Ga+Ln)≦0.30．．．(5a)
0.25≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.45．．．(5b)
0.25≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.65．．．(5c)
[17]如[13]至[16]中任一項所記載之燒結體，其包含與上述第1氧化物及上述第2氧化物不同結構之第3氧化物。
[18]如[17]所記載之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第3氧化物之面積比率超過0%且為8%以下。
[19]如[17]或[18]所記載之燒結體，其中上述方鐵錳礦 結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與上述第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數2)之關係。
0.1≦D1/D3≦3．．．(數2)
[20]如[17]至[19]中任一項所記載之燒結體，其中上述第3氧化物滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍。
0.3≦In/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(1)
0.3≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(2)
0≦Ln/(In+Ga+Ln)<0.05．．．(3)
[21]如[9]至[16]中任一項所記載之燒結體，其不包含與第1氧化物及第2氧化物不同結構之第3氧化物。
根據本發明，可提供一種即便於在較先前之成膜條件更大功率下進行濺鍍之情形時亦可抑制異常放電之燒結體。
1:矩形濺鍍靶
1A:圓筒狀濺鍍靶
1B:圓形濺鍍靶
1C:燒結體
3:背襯板
圖1係實施例1之燒結體之XRD圖。
圖2係實施例1之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖3係實施例2之燒結體之XRD圖。
圖4係實施例2之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖5係實施例3之燒結體之XRD圖。
圖6係實施例3之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖7係比較例1之燒結體之XRD圖。
圖8係實施例1之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖9係實施例1之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖10係實施例1之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖11係實施例1之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖12係實施例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖13係實施例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖14係實施例2之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖15係實施例2之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖16係比較例1之燒結體之利用EPMA測定所獲得之反射電子像。
圖17係比較例1之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖18係比較例1之燒結體之EPMA測定結果。
圖19A係表示一實施形態中之濺鍍靶之形狀之立體圖。
圖19B係表示一實施形態中之濺鍍靶之形狀之立體圖。
圖19C係表示一實施形態中之濺鍍靶之形狀之立體圖。
圖19D係表示一實施形態中之濺鍍靶之形狀之立體圖。
圖20係實施例4之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖21係實施例5之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖22係實施例6之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖23係實施例7之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖24係實施例8之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖25係比較例2之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖26係比較例3之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖27係比較例4之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖28係比較例5之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖29係比較例6之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖30係比較例7之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖31係比較例8之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖32係比較例9之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖33A係實施例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖33B係實施例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖34A係實施例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖34B係實施例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖35A係實施例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖35B係實施例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖36A係實施例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖36B係實施例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖37A係實施例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖37B係實施例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖38A係比較例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖38B係比較例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖39A係比較例3之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖39B係比較例3之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖40A係比較例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖40B係比較例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高 解像度反射電子像。
圖41A係比較例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖41B係比較例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖42A係比較例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖42B係比較例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖43A係比較例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖43B係比較例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖44A係比較例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖44B係比較例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖45A係比較例9之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像。
圖45B係比較例9之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖46係實施例4之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖47係實施例5之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖48係實施例6之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖49係實施例7之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖50係實施例8之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖51係比較例2之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖52係比較例3之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖53係比較例4之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖54係比較例5之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖55係比較例6之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖56係比較例7之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖57係比較例8之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖58係比較例9之燒結體之SEM-EDS測定結果。
圖59係實施例4之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖60係實施例5之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖61係實施例6之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖62係實施例7之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖63係實施例8之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖64係比較例2之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖65係比較例3之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖66係比較例4之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖67係比較例5之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖68係比較例6之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖69係比較例7之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖70係比較例8之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
圖71係比較例9之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。
以下，一面參照圖式等，一面對實施形態進行說明。其中，實施形態能夠以許多不同之態樣實施，只要為業者，則容易理解可在不脫離主旨及其範圍之情況下對其形態及詳細內容進行各種變更。因此，本發明不限定於以下之實施形態之記載內容而解釋。
又，於圖式中，大小、層之厚度、或區域存在為了明確化而誇張之情形。因此，未必限定於其比例尺。再者，圖式模式性地表示理想化之例，並不限定於圖式所示之形狀或值等。
又，附記如下情形：本說明書中使用之「第1」、「第 2」、「第3」等序數詞係為了避免構成要素之混同而附加，並不是於數值上進行限定。
又，於本說明書等中，「膜」或「薄膜」之用語與「層」之用語可根據情形而相互替換。
又，於本說明書等之燒結體中，「化合物」之用語與「結晶相」之用語可根據情形而相互替換。
於本說明書中，使用「~」所表示之數值範圍意指包括「~」之前所記載之數值作為下限值且包括「~」之後所記載之數值作為上限值之範圍。
<第1實施形態> 〔燒結體〕
本實施形態之燒結體係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含：方鐵錳礦結構之第1氧化物，其由In2O3所表示；石榴石結構之第2氧化物，其包含In元素、Ga元素及Ln元素；以及第3氧化物，其滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍。
0.3≦In/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(1)
0.3≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(2)
0≦Ln/(In+Ga+Ln)<0.05．．．(3)
於本實施形態中，Ln元素係選自由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素。
關於燒結體之SEM觀察、燒結體中之各結晶相中之金 屬比率、面積比率、及平均結晶粒徑，可使用掃描式電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)/能量分散型X射線分光法(EDS：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)進行評價。評價方法如實施例所記載。
本說明書中之原子比亦可藉由二維高解析二次離子質譜分析裝置Nano-SIMS分析(Nano-SIMS，AMETEK CAMECA公司製造)進行測定。
於本說明書中，有時將由In2O3所表示之方鐵錳礦結構之氧化物稱為第1氧化物。
於本說明書中，有時將包含In元素、Ga元素及Ln元素之石榴石結構之氧化物稱為第2氧化物。
於本說明書中，有時將滿足上述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍之氧化物稱為第3氧化物。
根據本實施形態之燒結體，即便為DC濺鍍時之DC輸出密度為4~5W/cm2左右之大功率濺鍍，亦可抑制異常放電。此處，DC輸出密度係指將濺鍍時所施加之輸出(單位：W)除以電漿照射至靶中之面積(單位：cm2)而得的值。推測本實施形態之燒結體藉由不僅含有第1氧化物及第2氧化物，而且進而含有滿足上述(1)~(3)之原子組成比範圍之氧化物(第3氧化物)，方鐵錳礦相之生長被抑制，方鐵錳礦相之氧化物之粒徑變小，其結果為，可抑制異常放電。
於本實施形態中，上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑較佳為0.1μm以上且3.0μm以下，更佳為0.2μm以上且2.0μm以下，進而較佳為0.2μm以上且1.0μm以下。
藉由上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑為0.1μm以上且3.0μm以下，抑制異常放電之效果提高。
本說明書中之燒結體中之氧化物之平均結晶粒徑可藉由利用SEM所獲得之二次電子像、反射電子像、及SEM-EDS各元素之EDS映射之測定、以及其等之圖像解析而算出。詳細之解析方法於實施例中進行說明。
上述石榴石結構之第2氧化物較佳為由下述組成式(A1)所表示。
Ln3Ga5O12．．．(A1)
於石榴石結構之第2氧化物中，In可於Ln晶格點取代，亦可於Ga晶格點取代。
藉由上述石榴石結構之第2氧化物為上述組成式(A1)所表示之氧化物，電阻變小，濺鍍中之異常放電變少。
於利用電子顯微鏡觀察本實施形態之燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積ST，第1氧化物之面積S1之比率(於本說明書中，有時將該面積比率稱為SX1)較佳為80%以上且99%以下。面積比率SX1由SX1=(S1/ST)×100算出。
於利用電子顯微鏡觀察本實施形態之燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積ST，第2氧化物之面積S2之比率(於本說明書中，有時將該面積比率稱為SX2)較佳為0.9%以上且12%以下。面積比率SX2由SX2=(S2/ST)×100算出。
於利用電子顯微鏡觀察本實施形態之燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積ST，第3氧化物之面積S3之比率(於本說明 書中，有時將該面積比率稱為SX3)較佳為0.1%以上且8%以下。面積比率SX3由SX3=(S3/ST)×100算出。
藉由SX1為80%以上且99%以下，SX2為0.9%以上且12%以下，SX3為0.1%以上且8%以下，可降低燒結體之電阻值，其結果為，不易發生異常放電。
較佳為第1氧化物之原子組成比之範圍由下述(4a)、(4b)及(4c)所表示，第2氧化物之原子組成比之範圍由下述(5a)、(5b)及(5c)所表示。
0.85≦In/(In+Ga+Ln)≦1.00．．．(4a)
0.00≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.10．．．(4b)
0.00≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.05．．．(4c)
0.10≦In/(In+Ga+Ln)≦0.30．．．(5a)
0.25≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.45．．．(5b)
0.25≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.65．．．(5c)
藉由第1氧化物之原子組成比及第2氧化物之原子組成比滿足上述(4a)、(4b)、(4c)、(5a)、(5b)及(5c)之範圍，金屬元素於各個結晶內完全固溶，因此，不會發生晶界偏析，不易發生異常放電。
較佳為方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1、石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2、及第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數1)、(數2)及(數3)之關係。
0.1≦D1/D2≦4．．．(數1)
0.1≦D1/D3≦3．．．(數2)
0.1≦D2/D3≦2．．．(數3)
進而較佳為方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1、石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2、及第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數1D)、(數2)及(數3)之關係。
0.1≦D1/D2≦3．．．(數1D)
0.1≦D1/D3≦3．．．(數2)
0.1≦D2/D3≦2．．．(數3)
若將方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與第2氧化物之平均結晶粒徑D2之比率(D1/D2)、或方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與第3氧化物之平均結晶粒徑D3之比率(D1/D3)設為4以下，則於濺鍍成膜時電場不會集中於方鐵錳礦結構之第1氧化物，不易發生異常放電。
若將方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與第2平均結晶粒徑D2之比率(D1/D2)、或方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與第3平均結晶粒徑D3平均結晶粒徑之比率(D1/D3)設為0.1以上，則各氧化物之平均結晶粒徑之差不會變得過大，於結晶生長時晶界中不易產生空孔，不易發生濺鍍成膜時之異常放電。
若將石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2與第3氧化物之平均結晶粒徑D3之比率(D2/D3)設為2以下，則於濺鍍成膜時電場不會集中於石榴石結構之第2氧化物，不易發生異常放電。若將石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2與第3氧化物之平均結晶粒徑D3之比率(D2/D3)設為0.1以上，則第2氧化物與第3氧化物之平均結晶粒徑之差不會變得過大，於結晶生長時晶界中不易產生空孔，不易發生濺鍍時之異常放電。
於本實施形態之燒結體中，Ln元素較佳為Sm元素(釤元素)。藉由Ln元素為Sm元素，而形成包含銦之石榴石相，因此，其結果為，不易發生異常放電。
於Ln元素為Sm元素之情形時，本實施形態之燒結體係包含In元素、Ga元素及Sm元素者，其包含：方鐵錳礦結構之第1氧化物，其由In2O3所表示；石榴石結構之第2氧化物，其包含In元素、Ga元素及Sm元素；以及第3氧化物，其滿足下述(1A)、(2A)及(3A)所表示之原子組成比之範圍。
0.3≦In/(In+Ga+Sm)≦0.7．．．(1A)
0.3≦Ga/(In+Ga+Sm)≦0.7．．．(2A)
0≦Sm/(In+Ga+Sm)<0.05．．．(3A)
於Ln元素為Sm元素之情形時，本實施形態之石榴石結構之第2氧化物較佳為由下述組成式(A2)所表示。
Sm3Ga5O12．．．(A2)
於石榴石結構之第2氧化物中，In可於Sm晶格點取代，亦可於Ga晶格點取代。
本實施形態之燒結體較佳為滿足下述(6)、(7)及(8)所表示之原子組成比之範圍。
0.80≦In/(In+Ga+Ln)≦0.91．．．(6)
0.08≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.12．．．(7)
0.01≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.08．．．(8)
於Ln元素為Sm元素之情形時，本實施形態之燒結體較佳為滿足下述(6A)、(7A)及(8A)所表示之原子組成比之範圍。
0.80≦In/(In+Ga+Sm)≦0.91．．．(6A)
0.08≦Ga/(In+Ga+Sm)≦0.12．．．(7A)
0.01≦Sm/(In+Ga+Sm)≦0.08．．．(8A)
本實施形態之燒結體之原子組成比亦較佳為滿足下述式(11)、(12)及(13)。
4XGa-7XSm≧14．．．(11)
8≦XGa≦12．．．(12)
1≦XSm．．．(13)
(於上述式(11)、(12)及(13)中，將燒結體中之Ga元素(鎵元素)之原子組成比設為XGa[at%]，將Sm元素(釤元素)之原子組成比設為XSm[at%])
本實施形態之燒結體之體電阻較佳為15mΩ．cm以下。若燒結體之體電阻為15mΩ．cm以下，則為電阻足夠低之燒結體，本實施形態之燒結體可更佳地用作濺鍍靶。若本實施形態之燒結體之體電阻較低，則所獲得之靶之電阻降低，產生穩定之電漿。又，不易發生被稱為火球放電之電弧放電，防止使靶表面熔融或發生破裂。
體電阻可藉由實施例所記載之方法進行測定。
本實施形態之燒結體本質上可僅由銦(In)元素、鎵(Ga)元素、鑭系元素(Ln)(較佳為釤(Sm))元素及氧(O)元素所構成。於此情形時，本實施形態之燒結體亦可包含不可避免之雜質。可使本實施形態之燒結體之例如70%質量以上、80質量%以上、或90質量%以上為銦(In)元素、鎵(Ga)元素、鑭系元素(Ln)(較佳為釤(Sm))元素及氧(O) 元素。又，本實施形態之燒結體亦可僅由銦(In)元素、鎵(Ga)元素、鑭系元素(Ln)(較佳為釤(Sm))元素及氧(O)元素所構成。再者，不可避免之雜質意指非意圖地添加之元素且原料或製造步驟中混入之元素。於以下之說明中，亦同樣。
作為不可避免之雜質之例，為鹼金屬、鹼土族金屬(Li、Na、K、Rb、Mg、Ca、Sr、Ba等等)、氫(H)元素、硼(B)元素、碳(C)元素、氮(N)元素、氟(F)元素、矽(Si)元素、及氯(Cl)元素。
<雜質濃度(H、C、N、F、Si、Cl)之測定>
所獲得之燒結體中之雜質濃度(H、C、N、F、Si、Cl)可使用扇形動態二次離子質譜分析計SIMS分析(IMS 7f-Auto，AMETEK CAMECA公司製造)進行定量評價。
具體而言，首先使用一次離子Cs+，於14.5kV之加速電壓下自測定對象之燒結體表面進行濺鍍直至20μm之深度為止。其後，一面利用一次離子濺鍍光柵100μm□(100μm×100μm之尺寸)、測定區域30μm□(30μm×30μm之尺寸)、深度1μm之量，一面將雜質(H、C、N、F、Si、Cl)之質量光譜強度積分。
進而，為了根據質量光譜算出雜質濃度之絕對值，針對各個雜質，藉由離子注入控制摻雜量並注入至燒結體，而製作雜質濃度已知之標準試樣。針對標準試樣，藉由SIMS分析獲得雜質(H、C、N、F、Si、Cl)之質量光譜強度，並將雜質濃度之絕對值與質量光譜強度之關係式設為校準曲線。
最後，使用測定對象之燒結體之質量光譜強度及校準曲 線，算出測定對象之雜質濃度，並將其作為雜質濃度之絕對值(atom．cm-3)。
<雜質濃度(B、Na)之測定>
針對所獲得之燒結體之雜質濃度(B、Na)，亦可使用SIMS分析(IMS 7f-Auto，AMETEK CAMECA公司製造)進行定量評價。將一次離子設為O2 +，將一次離子之加速電壓設為5.5kV，而進行各個雜質之質量光譜之測定，除此以外，可藉由與H、C、N、F、Si、Cl之測定同樣之評價而獲得測定對象之雜質濃度之絕對值(atom．cm-3)。
[燒結體之製造方法]
本實施形態之燒結體可藉由將原料粉末混合、成形、燒結而製造。
作為原料，可列舉銦化合物、鎵化合物、及鑭系元素化合物，作為該等化合物，較佳為氧化物。即，若使用氧化銦(In2O3)、氧化鎵(Ga2O3)及鑭系元素氧化物，則較佳。於本實施形態之燒結體中，於Ln元素為Sm元素之情形時，作為與鑭系元素化合物對應之原料，可列舉釤化合物，較佳為釤氧化物，更佳為氧化釤(Sm2O3)。
氧化銦粉並無特別限定，可使用工業上市售之氧化銦粉。氧化銦粉較佳為高純度，例如，工業上製造步驟中可能包含之Sn較佳為500ppm以下。更佳為，Sn為50ppm以下，進而較佳為，作為In2O3之純度，4N(0.9999)以上為宜。又，作為銦化合物，不僅可使用 氧化物，而且可使用氯化物、硝酸鹽、或乙酸鹽等銦鹽。
氧化鎵粉並無特別限定，可使用工業上市售之氧化鎵粉。氧化鎵粉較佳為高純度，例如較佳為4N(0.9999)以上。又，作為鎵化合物，不僅可使用氧化物，而且可使用氯化物、硝酸鹽、或乙酸鹽等鎵鹽。
鑭系元素氧化物粉並無特別限定，可使用工業上市售之鑭系元素氧化物粉。鑭系元素氧化物粉較佳為高純度，例如較佳為3N(0.999)以上。又，作為鑭系元素化合物，不僅可使用氧化物，而且可使用氯化物、硝酸鹽、乙酸鹽等鑭系元素鹽。
所使用之原料粉末之混合方法可為濕式混合，亦可為乾式混合，較佳為於乾式混合後併用濕式混合之混合方法。
混合步驟並無特別限制，可分1次或2次以上將原料粉末混合粉碎而進行。作為混合粉碎機構，例如可使用球磨機、珠磨機、噴射磨機或超音波裝置等公知之裝置。作為混合粉碎方法，較佳為使用珠磨機之濕式混合。
藉由利用公知之方法將上述混合步驟中製備之原料成形而獲得成形體，並對該成形體進行燒結而獲得燒結體。
作為成形方法，例如，可列舉模具成形、鑄漿成形、及射出成形等，但一般而言，採用模具成形。
於成形步驟中，例如將混合步驟中所獲得之混合粉加壓成形，而製成成形體。藉由該步驟，成形為製品之形狀(例如，適合作為濺鍍靶之形狀)。
為了獲得燒結密度較高之燒結體，較佳為直接成形或 加壓成形後利用冷均壓(CIP；Cold Isostatic Pressing)等成形。
成形處理時，亦可使用成形助劑。作為成形助劑，可列舉聚乙烯醇、甲基纖維素、聚蠟(POLYWAX)、及油酸等。
於燒結步驟中，對成形步驟中所獲得之成形體進行煅燒。
作為燒結條件，於大氣壓下，於氧氣氛圍或氧氣加壓下，通常於1000℃~1550℃下通常燒結30分鐘~360小時、較佳為8小時~180小時，更佳為12小時~96小時。
若燒結溫度未達1000℃，則存在靶之密度難以提高，或燒結過於耗費時間之虞。另一方面，若燒結溫度超過1550℃，則存在因成分之氣化而導致組成發生偏差，燒結急遽地進行而使氣孔殘留於燒結體內部，密度難以提高之虞。於本實施形態之一態樣中，燒結溫度較佳為1000℃以上且1400℃以下。
若燒結時間未達30分鐘，則靶之密度難以提高。若燒結時間長於360小時，則過於耗費製造時間，成本提高，因此，實用上無法採用。若燒結時間為上述範圍內，則可提高相對密度，而降低體電阻。
於燒結步驟中，較佳為於800℃下中間保持燒結溫度。中間保持中之保持時間較佳為6小時以上。藉由於800℃下保持溫度6小時以上，富Ga相之晶粒生長，藉此，可妨礙方鐵錳礦相之晶粒之異常粒生長，其結果為，可將結晶粒徑控制地較小。就濺鍍靶之生產性之觀點而言，中間保持中之保持時間較佳為48小時以下。
藉由使用包含本實施形態之燒結體之濺鍍靶，可抑制 大功率下之濺鍍成膜時之異常放電。
<第2實施形態> 〔燒結體〕
本實施形態之燒結體係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含由In2O3所表示之方鐵錳礦結構之第1氧化物，上述由In2O3所表示之方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑為0.1μm以上且3μm以下。
根據本實施形態之燒結體，即便為DC濺鍍時之DC輸出密度為4~5W/cm2左右之大功率濺鍍，亦可抑制異常放電。於本實施形態之燒結體中，推測由於方鐵錳礦結構之氧化物之平均結晶粒徑較小，故而可抑制異常放電。
於本實施形態中，上述方鐵錳礦結構之氧化物之平均結晶粒徑較佳為0.1μm以上且3μm以下，更佳為0.1μm以上且2μm以下，進而較佳為0.2μm以上且1μm以下。
藉由上述方鐵錳礦結構之氧化物之平均結晶粒徑為0.1μm以上且3μm以下，抑制異常放電之效果提高。
於本實施形態之燒結體中，上述Ln元素較佳為Sm元素。於Ln之中，Sm元素之陰電性較小、及形成石榴石相時結晶化易於進行，由此，藉由Ln元素為Sm元素，可形成結晶缺陷較少且電子導電性較好之結晶，其結果為，不易發生異常放電。
本實施形態之燒結體較佳為滿足下述(6)、(7)及(8)所表示之原子組成比之範圍。
0.80≦In/(In+Ga+Ln)≦0.91．．．(6)
0.08≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.12．．．(7)
0.01≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.08．．．(8)
於Ln元素為Sm元素之情形時，本實施形態之燒結體較佳為滿足下述(6A)、(7A)及(8A)所表示之原子組成比之範圍。
0.80≦In/(In+Ga+Sm)≦0.91．．．(6A)
0.08≦Ga/(In+Ga+Sm)≦0.12．．．(7A)
0.01≦Sm/(In+Ga+Sm)≦0.08．．．(8A)
於利用電子顯微鏡觀察本實施形態之燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第1氧化物之面積比率SX1較佳為80%以上且99%以下。
本實施形態之燒結體較佳為包含含有In元素、Ga元素及Ln元素之石榴石結構之第2氧化物。於本實施形態中，石榴石結構之第2氧化物較佳為由下述組成式(A1)所表示。
Ln3Ga5O12．．．(A1)
於石榴石結構之第2氧化物中，In可於Ln晶格點取代，亦可於Ga晶格點取代。
又，於Ln元素為Sm元素之情形時，本實施形態之石榴石結構之第2氧化物較佳為由下述組成式(A2)所表示。
Sm3Ga5O12．．．(A2)
於石榴石結構之第2氧化物中，In可於Sm晶格點取代，亦可於Ga晶格點取代。
於利用電子顯微鏡觀察本實施形態之燒結體時之視野 中，相對於上述視野之面積，上述第2氧化物之面積比率SX2較佳為1%以上且12%以下。
於本實施形態之燒結體中，方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2較佳為滿足下述數式(數1)之關係。
0.1≦D1/D2≦4．．．(數1)
於本實施形態之燒結體中，方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2更佳為滿足下述數式(數1D)之關係。
0.1≦D1/D2≦3．．．(數1D)
於本實施形態之燒結體中，較佳為上述第1氧化物之原子組成比之範圍由下述(4a)、(4b)及(4c)所表示，上述第2氧化物之原子組成比之範圍由下述(5a)、(5b)及(5c)所表示。
0.85≦In/(In+Ga+Ln)≦1.00．．．(4a)
0.00≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.10．．．(4b)
0.00≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.05．．．(4c)
0.10≦In/(In+Ga+Ln)≦0.30．．．(5a)
0.25≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.45．．．(5b)
0.25≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.65．．．(5c)
於本實施形態之燒結體中，亦可包含與第1氧化物及第2氧化物不同結構之第3氧化物。
再者，於本實施形態中，第3氧化物較佳為滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍。
0.3≦In/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(1)
0.3≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(2)
0≦Ln/(In+Ga+Ln)<0.05．．．(3)
於利用電子顯微鏡觀察本實施形態之燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第3氧化物之面積比率SX3較佳為超過0%且為8%以下。第3氧化物之面積比率SX3亦較佳為0.1%以上且8%以下。
方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與上述第3氧化物之平均結晶粒徑D3較佳為滿足下述數式(數2)之關係。
0.1≦D1/D3≦3．．．(數2)
本實施形態之燒結體亦可不包含與第1氧化物及第2氧化物不同結構之第3氧化物。
[燒結體之製造方法]
關於本實施形態之燒結體，亦可與第1實施形態同樣地藉由將原料粉末混合、成形、燒結而製造。
作為原料，可列舉銦化合物、鎵化合物、及鑭系元素化合物，作為該等化合物，較佳為氧化物。即，若使用氧化銦(In2O3)、氧化鎵(Ga2O3)及鑭系元素氧化物，則較佳。於本實施形態之燒結體中，於Ln元素為Sm元素之情形時，作為與鑭系元素化合物對應之原料，可列舉釤化合物，較佳為釤氧化物，更佳為氧化釤(Sm2O3)。
藉由使用包含本實施形態之燒結體之濺鍍靶，可抑制 大功率下之濺鍍成膜時之異常放電。
<第3實施形態> 〔濺鍍靶〕
本實施形態之濺鍍靶可藉由使用上述實施形態之燒結體而獲得。
例如，本實施形態之濺鍍靶可藉由對燒結體進行切削及研磨加工，並將其接合於背襯板而獲得。
燒結體與背襯板之接合率較佳為95%以上。接合率可藉由X射線CT(Computed Tomography，電腦斷層攝影)而確認。
本實施形態之濺鍍靶包含上述實施形態之燒結體、及背襯板。
本實施形態之濺鍍靶較佳為包含上述實施形態之燒結體、以及視需要設置於燒結體之背襯板等冷卻及保持用之構件。
構成本實施形態之濺鍍靶之燒結體(靶材)係對上述實施形態之燒結體進行研削加工而獲得。因此，作為物質而言，該靶材與上述實施形態之燒結體相同。因此，關於上述實施形態之燒結體之說明亦直接適用於該靶材。
圖19中示出了表示濺鍍靶之形狀之立體圖。
濺鍍靶可為如圖19A之符號1所示之板狀。
濺鍍靶亦可為如圖19B之符號1A所示之圓筒狀。
於濺鍍靶為板狀之情形時，平面形狀可為如圖19A之符號1所示之矩形，亦可如圖19C之符號1B所示為圓形。燒結體可一體 成形，亦可如圖19D所示為將分割成複數個之燒結體(符號1C)各自固定於背襯板3而成之多分割式。
背襯板3係燒結體之保持或冷卻用之構件。材料較佳為銅等導熱性優異之材料。
再者，構成濺鍍靶之燒結體之形狀並不限定於圖19A、圖19B、圖19C及圖19D所示之形狀。
濺鍍靶例如藉由以下之步驟製造。
對燒結體之表面進行研削之步驟(研削步驟)。
將燒結體接合於背襯板之步驟(接合步驟)。
以下，對各步驟具體地進行說明。
<研削步驟>
於研削步驟中，將燒結體切削加工為適合安裝於濺鍍裝置之形狀。
燒結體之表面多數情況下存在高氧化狀態之燒結部，或面為凸凹狀。又，需要將燒結體切斷加工為特定之尺寸。
燒結體之表面較佳為研削0.3mm以上。研削之深度較佳為0.5mm以上，更佳為2mm以上。藉由使研削之深度為0.3mm以上，可去除燒結體之表面附近之來自燒結爐材之雜質。
較佳為例如利用平面研削盤對燒結體進行研削而製成平均表面粗糙度Ra為5μm以下之原材料。進而，亦可對濺鍍靶之濺鍍面實施鏡面加工，而使平均表面粗糙度Ra為1000×10-10m以下。鏡面加工(研磨)可使用機械研磨、化學研磨、及機械化學研磨(機械研磨 與化學研磨之併用)等公知之研磨技術。例如，可利用固定研磨粒拋光機(拋光液為水)將其拋光為# 2000號以上，亦可藉由游離研磨粒精研(研磨材為SiC膏等)進行精研後，將研磨材換成鑽石膏，並進行精研。研磨方法並不限定於該等方法。作為研磨材，可列舉# 200號、或# 400號、進而# 800號之研磨材。
研削步驟後之燒結體較佳為利用鼓風或流水洗淨等進行清潔。利用鼓風去除異物時，若自噴嘴之對面側利用集塵器進行吸氣，則可更有效地去除。再者，利用鼓風或流水洗淨時之清潔力有極限，因此，亦可進而進行超音波洗淨等。關於超音波洗淨，有效方法為使其於頻率25kHz以上且300kHz以下之間多重振動而進行。例如，使12種頻率於頻率25kHz以上且300kHz以下之間以25kHz為單位多重振動，並進行超音波洗淨為宜。
<接合步驟>
於接合步驟中，使用低熔點金屬將研削後之燒結體接合於背襯板。作為低熔點金屬，較佳地使用金屬銦。又，作為低熔點金屬，亦可較佳地使用包含鎵金屬及錫金屬等中至少任一者之金屬銦等。
根據本實施形態之濺鍍靶，由於使用了上述實施形態之燒結體，故而可抑制大功率下之濺鍍成膜時之異常放電。
以上為濺鍍靶之說明。
實施例
以下，使用實施例及比較例對本發明進行說明。然而，本發明並不限定於該等實施例。
[燒結體之製造] (實施例1~實施例8)
以成為表1~表2所示之組成(mass%)之方式稱量氧化鎵粉末、氧化銦粉末、及氧化釤粉末，放入至聚乙烯製之坩堝中，並藉由乾式球磨機混合粉碎72小時，而製作混合粉末。
將該混合粉末放入至模具中，於500kg/cm2之壓力下製作加壓成形體。
於2000kg/cm2之壓力下藉由CIP對該加壓成形體進行緻密化。
其次，將該經緻密化之加壓成形體設置於大氣煅燒爐，並於350℃下保持3小時。
關於實施例1及實施例3，以60℃/小時將該成形體升溫，於表1所示之燒結溫度下燒結24小時，並放置冷卻而獲得燒結體。
關於實施例2、4~8，以120℃/小時將該成形體升溫，於表1所示之燒結溫度下燒結24小時，並放置冷卻而獲得燒結體。
關於實施例1~8，對該成形體進行燒結時，於燒結溫度800℃下中間保持6小時。
(比較例1~9)
比較例1~9之燒結體係設為表3~表5所示之組成(mass%)，除此以外，與實施例2同樣地獲得。
關於比較例1~9，對該成形體進行燒結時，於燒結溫度800℃下中間保持6小時。
[燒結體之特性評價]
針對所獲得之燒結體，進行以下之評價。
將評價結果示於表1~表5中。
(1)XRD之測定及結晶相之鑑定
針對所獲得之燒結體，藉由X射線繞射測定裝置SmartLab，於以下之條件下，測定燒結體之X射線繞射(XRD)。針對所獲得之XRD圖，利用PDXL2(股份有限公司RIGAKU製造)進行里特沃爾德分析，而確認燒結體中之結晶相。
．裝置：SmartLab(股份有限公司RIGAKU製造)
．X射線：Cu-Kα線(波長1.5418×10-10m)
．20-θ反射法，連續掃描(2.0°/分鐘)
．取樣間隔：0.02°
．狹縫DS(發散狹縫)、SS(散射狹縫)、RS(光接收狹縫)：1mm
(2)體電阻(mΩ．cm)
使用電阻率計Loresta(三菱化學股份有限公司製造)，基於四探針法(JIS R1637：1998)，測定所獲得之燒結體之體電阻(mΩ．cm)。
測定部位係設為燒結體之中心及燒結體之四角與中心之中間點之4點，共計5個部位，將5個部位之平均值設為體電阻值。
(3)高解像度SEM、及SEM-EDS測定
燒結體之晶粒之狀態係使用掃描式電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)進行評價。
關於晶粒之分佈及組成比率，使用掃描式電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)/能量分散型X射線分光法(EDS：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)進行評價。
將燒結體切斷為1cm□(1cm×1cm之尺寸)以下而製作燒結體樣本，並將該燒結體樣本包埋於1英吋
Figure 108147817-A0305-02-0034-9
之環氧系常溫硬化樹脂中。進而，依序使用研磨紙# 400、# 600、# 800、3μm金剛石懸浮水、50nm膠體二氧化矽(最後加工用)對包埋之燒結體樣本進行研磨。利用光學顯微鏡觀察研磨後之燒結體樣本，實施研磨直至燒結體樣本之研磨面不存在1μm以上之研磨痕跡之狀態為止。關於燒結體之晶粒之狀態，針對經研磨之燒結體樣本之表面，使用Hitachi High-Technologies製造之掃描式電子顯微鏡SU8200，實施高解像度SEM像之測定。高解像度SEM像之測定係將加速電壓設為10.0kV，將倍率設為10000倍。進而，高解像度SEM像之測定係對13μm×10μm之尺寸之區域進行觀察，並測定二次電子像及反射電子像。
又，關於晶粒之分佈及組成比率，藉由使用Hitachi High-Technologies製造之掃描式電子顯微鏡SU8220，對經研磨之燒結體樣本之表面實施SEM-EDS測定而進行測定。SEM-EDS測定時，將加速電壓設為8.0kV，將倍率設為10000倍，關於SEM像，對13μm×10μm之尺寸之區域進行觀察，並實施EDS映射、及ESD之點測 定。
(4)面積比率之測定
燒結體中之結晶相之面積比率係藉由使用Image Metorology公司製造之SPIP，Version4.3.2.0，對高解像度SEM圖像、及SEM-EDS像進行圖像解析而算出。詳細之圖像解析係利用下述方法實施。
(5)平均結晶粒徑之測定
關於平均結晶粒徑，對燒結體之表面進行研磨，於平面形狀為四邊形之情形時，將面分割為16個等面積，於各個四邊形之中心點16個部位，使用Image Metorology公司製造之SPIP，Version4.3.2.0進行高解像度SEM、及SEM-EDS測定，分別求出16個部位之框內之粒子之粒徑之平均值，最後，將16個部位之測定值之平均值設為平均結晶粒徑。
對燒結體之表面進行研磨，於平面形狀為圓形之情形時，將與圓內接之正方形分割為16個等面積，於各個正方形之中心點16個部位，使用Image Metorology公司製造之SPIP，Version4.3.2.0進行高解像度SEM、及SEM-EDS測定，分別求出16個部位之框內之粒子之粒徑之平均值，最後，將16個部位之測定值之平均值設為平均結晶粒徑。
燒結體中之結晶相之平均結晶粒徑係藉由使用Image Metorology公司製造之SPIP，Version4.3.2.0，對高解像度SEM圖像、及SEM-EDS像進行圖像解析而算出。詳細之圖像解析係利用下述方 法實施。
(6)利用EDS所進行之原子組成之測定
利用EDS所進行之原子組成之測定係針對SEM-DES中之一個SEM圖像之中之不同區域以N數6以上進行點測定。關於利用EDS所進行之各元素之組成比率之算出，利用由樣本所獲得之螢光X射線之能量鑑定元素，進而，使用ZAF(atomic number,absorption,fluorescence，原子序數、吸收及螢光效應)法利用各元素換算為定量組成比而求出。
又，各相中之金屬元素之比率(金屬比率[at%])係於與SEM圖像中之各相對應之區域中與上述組成比率之測定同樣地求出。
(7)EPMA測定
針對所製造之燒結體，藉由電子探針微量分析器(EPMA)裝置測定元素之分佈。EPMA裝置係使用日本電子股份有限公司製造之JXA-8200，以加速電壓15kV、照射電流50nA、照射時間(每1點)50ms進行評價。
(8)濺鍍之穩定性
對實施例1~8及比較例1~9之燒結體進行研削研磨，而製作4英吋Φ×5mmt之濺鍍靶。具體而言，藉由將經切削研磨之燒結體接合於背襯板而製作。於所有靶中，接合率為98%以上。又，幾乎未觀測到翹曲。接合率(bonding rate)係藉由X射線CT而確認。
使用所製作之濺鍍靶，連續實施400W(輸出密度：4.9W/cm2)之DC濺鍍5小時。濺鍍時，使用電弧作用計數器(μ Arc Monitor：LANDMARK TECHNOLOGY公司製造)判斷強電弧(異常放電)之有無。電弧作用計數器係設為檢測模式：能量，電弧檢測電壓：100V，大-中能量邊界：50mJ，強電弧最低時間100μs。表1~表5中示出了施加400W之DC濺鍍時之異常放電之確認結果(異常放電之有無以及異常放電之次數)。
Figure 108147817-A0305-02-0037-1
Figure 108147817-A0305-02-0038-2
Figure 108147817-A0305-02-0039-3
Figure 108147817-A0305-02-0040-4
Figure 108147817-A0305-02-0041-5
〔評價結果〕 <利用XRD所進行之結晶相之鑑定>
圖1中示出了實施例1之燒結體之XRD圖。
圖3中示出了實施例2之燒結體之XRD圖。
圖5中示出了實施例3之燒結體之XRD圖。
圖7中示出了比較例1之燒結體之XRD圖。
圖2中示出了實施例1之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖4中示出了實施例2之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖6中示出了實施例3之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖20中示出了實施例4之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖21中示出了實施例5之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖22中示出了實施例6之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖23中示出了實施例7之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖24中示出了實施例8之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖25中示出了比較例2之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖26中示出了比較例3之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖27中示出了比較例4之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖28中示出了比較例5之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖29中示出了比較例6之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖30中示出了比較例7之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖31中示出了比較例8之燒結體之里特沃爾德分析結果。
圖32中示出了比較例9之燒結體之里特沃爾德分析結果。
於圖2、圖4、圖6以及圖20~圖32之各者中，示出了XRD測定之實測值、以方鐵錳礦結構之文獻值為基礎處理之擬合處理後之資料、以石榴石結構之文獻值為基礎處理之擬合處理後之資料、方鐵錳礦結構之繞射峰及強度、以及石榴石結構之繞射峰及強度。於圖25中，示出了以β-Ga2O3結構之結晶InGaO3之文獻值為基礎處理之擬合處理後之資料以及InGaO3之繞射峰及強度。於里特沃爾德分析中，方鐵錳礦結構之文獻值係使用JCPDS(Joint Committee of Powder Diffraction Standards，粉末繞射標準聯合委員會)卡片No.06-0416之結晶資料及繞射圖案作為初始結構。又，石榴石結構之文獻值係使用JCPDS卡片No.71-0700。針對XRD測定之測定結果，將文獻值用於初始值，將晶格常數、原子座標、金屬元素之比率設為變數而利用里特沃爾德分析法進行擬合。進行最佳化直至誤差常數Rwp值成為15%以下為止，並將其結果作為擬合處理後之資料。
<利用SEM-EDS所進行之金屬比率之鑑定>
圖8中示出了實施例1之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖9中示出了實施例1之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖12中示出了實施例2之燒結體之利用高解像度SEM所獲得之高解像度二次電子像，圖13中示出了實施例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖16中示出了比較例1之燒結體之利用EPMA測定所獲得之反射電子像，圖17中示出了比較例1之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖33A中示出了實施例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖33B中示出了實施例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖34A中示出了實施例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖34B中示出了實施例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖35A中示出了實施例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖35B中示出了實施例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖36A中示出了實施例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖36B中示出了實施例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖37A中示出了實施例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖37B中示出了實施例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖38A中示出了比較例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖38B中示出了比較例2之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖39A中示出了比較例3之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖39B中示出了比較例3之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖40A中示出了比較例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖40B中示出了比較例4之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖41A中示出了比較例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖41B中示出了比較例5之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖42A中示出了比較例6之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖42B中示出了比較例6之燒結 體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖43A中示出了比較例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖43B中示出了比較例7之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖44A中示出了比較例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖44B中示出了比較例8之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖45A中示出了比較例9之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度二次電子像，圖45B中示出了比較例9之燒結體之利用高解像度SEM測定所獲得之高解像度反射電子像。
圖10中示出了實施例1之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖14中示出了實施例2之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖46中示出了實施例4之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖47中示出了實施例5之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖48中示出了實施例6之燒結體之SEM.EDS測定結果，圖49中示出了實施例7之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖50中示出了實施例8之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖51中示出了比較例2之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖52中示出了比較例3之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖53中示出了比較例4之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖54中示出了比較例5之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖55中示出了比較例6之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖56中示出了比較例7之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖57中示出了比較例8之燒結體之SEM-EDS測定結果，圖58中示出了比較例9之燒結體之SEM-EDS測定結果。
於圖10、圖14以及圖46~圖58之各者中，示出了二次電子像、反射電子像、氧元素之二維映射結果(圖中，記為「EDS O」)、銦元素之二維映射結果(圖中，記為「EDS In」)、鎵元素之二維映射結果(圖中，記為「EDS Ga」)、及釤元素之二維映射結果(圖中，記為「EDS Sm」)。映射結果係用白黑之對比度顯示圖像，隨著接近白，表示存在許多該元素。比較In之映射結果、Ga之映射結果、及Sm之映射結果，並非白黑之區域全部一致之形狀，由此判斷有3種結晶相。將關於各個相之判斷方法示於下文。
圖11中示出了實施例1之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖15中示出了實施例2之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖59中示出了實施例4之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖60中示出了實施例5之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖61中示出了實施例6之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖62中示出了實施例7之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖63中示出了實施例8之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖64中示出了比較例2之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖65中示出了比較例3之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖66中示出了比較例4之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖67中示出了比較例5之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖68中示出了比較例6之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖69中示出了比較例7之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果，圖70中示出了比較例8之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之 點測定結果，圖71中示出了比較例9之燒結體之SEM-EDS測定中之EDS之點測定結果。於圖11、圖15以及圖59~圖71之各者中，示出了二次電子像(凹凸)、反射電子像(組成)。
圖11中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜1、光譜2及光譜3所示之點中之EDS。表6中示出了光譜1、光譜2及光譜3中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖15中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜4、光譜5及光譜6所示之點中之EDS光譜。表6中示出了光譜4、光譜5及光譜6中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖59中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜59、60及61所示之點中之EDS光譜。表6中示出了光譜59、60及61中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖60中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜62、63及64所示之點中之EDS光譜。表6中示出了光譜62、63及64中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖61中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜41、42及43所示之點中之EDS光譜。表6中示出了光譜41、42及43中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖62中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜50、51及52所示之點中之EDS光譜。表6中示出了光譜50、51及52中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖63中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜89、90及91所示之點中之EDS光譜。表6中示出了光譜89、90 及91中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖64中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜101、102及103所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜101、102及103中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖65中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜135及136所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜135及136中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖66中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜123及124所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜123及124中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖67中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜116及117所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜116及117中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖68中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜142及143所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜142及143中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖69中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜23及24所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜23及24中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖70中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中之光譜17及18所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜17及18中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
圖71中示出了二次電子像(凹凸)及反射電子像(組成)中 之光譜11及12所示之點中之EDS光譜。表7中示出了光譜11及12中之銦元素、鎵元素及釤元素之比率(單位：at%)。
各光譜之測定部位係分別基於圖10及圖11(實施例1)、圖14及圖1(實施例2)、圖46及圖59(實施例4)、圖47及圖60(實施例5)、圖48及圖61(實施例6)、圖49及圖62(實施例7)、圖50及圖63(實施例8)、圖16(比較例1)、圖51及圖64(比較例2)、圖52及圖65(比較例3)、圖53及圖66(比較例4)、圖54及圖67(比較例5)、圖55及圖68(比較例6)、圖56及圖69(比較例7)、圖57及圖70(比較例8)、圖58及圖71(比較例9)而選擇。
光譜1、光譜4、光譜59、光譜62、光譜41、光譜50、光譜89、光譜101係對包含許多Ga元素之相進行EDS點測定而得之結果。包含許多Ga元素之相係自反射電子像中之顯示為黑之部分去除二次電子像中之顯示為黑之部分(稱為空孔(pore))而得的部分。
光譜2、光譜5、光譜60、光譜63、光譜42、光譜51、光譜90、光譜102、光譜135、光譜123、光譜116、光譜142、光譜23、光譜17、及光譜11係對石榴石相進行EDS點測定而得之結果。關於石榴石相，將反射電子像之用灰色顯示之區域與映射結果之「EDS Ga」及「EDS Sm」之圖像對照，將該等圖像中明亮地顯示之部分判斷為石榴石相。
光譜3、光譜6、光譜61、光譜64、光譜43、光譜52、光譜91、光譜103、光譜136、光譜124、光譜117、光譜143、光譜24、光譜18、及光譜12係對方鐵錳礦相進行EDS點測定而得之結果。關於方鐵錳礦相，將除包含許多空孔、上述Ga元素之相(其他相)、及 石榴石相以外之部分判斷為方鐵錳礦相。
<各結晶之面積比率之算出>
各氧化物相之比率係藉由使用圖像解析軟體(Image Metorology公司製造之SPIP，Version4.3.2.0)對高解像度SEM像、SEM-EDS圖像、及其等進行圖像解析而算出。
首先，針對SEM-EDS圖像之二次電子像，使用圖像解析軟體將對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/3之高度設定為閾值。其次，將閾值以下定義為孔，算出孔相對於圖像整體之面積比率。將其設為空孔之面積比率。
針對SEM-EDS圖像之反射電子像，使用圖像解析軟體將對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/3之高度設定為閾值。其次，將閾值以下定義為孔，算出孔相對於圖像整體之面積比率。將其設為空孔與其他相之面積比率。藉由自所獲得之空孔與其他相之面積比率減去由二次電子像之解析所獲得之空孔之面積比率，而將其設為其他相之面積比率。
針對SEM-EDS圖像之EDS-Ga像，使用圖像解析軟體將對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/6之高度設定為閾值。其次，將閾值以上定義為粒子，算出相對於圖像整體之粒子面積。將其設為石榴石相與其他相之面積比率。藉由自所獲得之石榴石相與其他相之面積比率減去由二次電子像及反射電子像所獲得之其他相之面積比率，而將其設為石榴石相之面積比率。
將自100%減去空孔之面積比率(%)、其他相之面積比率 (%)、及石榴石相之面積比率(%)而得者設為方鐵錳礦相之面積比率(%)。
再者，關於比較例1，使用由EPMA測定所獲得之圖像進行上述圖像解析。
<各結晶之平均結晶粒徑之算出>
各氧化物相之平均結晶粒徑係藉由使用圖像解析軟體(Image Metorology公司製造之SPIP，Version4.3.2.0)對高解像度SEM像及SEM-EDS圖像進行圖像解析而算出。
首先，針對SEM-EDS圖像之二次電子像，使用圖像解析軟體將對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/3之高度設定為閾值。其次將閾值以下定義為孔，鑑定其為燒結體中之空孔。
針對SEM-EDS圖像之反射電子像，使用圖像解析軟體將對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/3之高度設定為閾值。其次，將閾值以下定義為孔，鑑定其為燒結體中之空孔及其他相。將自利用反射電子像鑑定出之空孔及其他相去除由二次電子像所獲得之空孔之區域而得者鑑定為其他相。針對所獲得之其他相，求出各粒子之面積，將該面積除以所獲得之粒子數而得者設為其他相之平均粒子面積S3。進而，針對S3，將粒子假定為圓，由式(A)求出直徑，並將其設為其他相之平均結晶粒徑D3。
Figure 108147817-A0305-02-0052-7
針對SEM-EDS圖像之EDS-Ga像，使用圖像解析軟體將 對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/6之高度設定為閾值。其次，將閾值以上定義為粒子，鑑定其為燒結體中之石榴石相及其他相。將自利用EDS-Ga像鑑定出之石榴石相及其他相去除由二次電子像、及反射電子像所獲得之其他相而得者鑑定為石榴石相。針對所獲得之石榴石相，求出各粒子之面積，將該面積除以所獲得之粒子數而得者設為石榴石相之平均粒子面積S2。進而，針對S2，將粒子假定為圓而求出直徑，並將其設為石榴石相之平均結晶粒徑D2。進而，將針對由EDS-Ga像所獲得之石榴石相之粒子數除以自EDS-Ga像之面積去除空孔及其他相之區域而得之總面積而得者設為每單位面積之粒子數，並將其設為石榴石之粒子之存在概率R2。
針對高解像度SEM之反射電子像，自對比度出發以將晶界包邊之方式加上黑(RGB值R：G：B=0：0：0)。針對該圖像，使用圖像解析軟體將對比度數值化，將(最大濃度-最小濃度)×1/2之高度設定為閾值。其次，將閾值以上定義為粒子，鑑定其為燒結體中之方鐵錳礦相及石榴石相。針對所獲得之方鐵錳礦相及石榴石相，求出各粒子之面積，將該面積除以所獲得之粒子數而得者設為方鐵錳礦相及石榴石相之平均粒子面積S1+2。進而，針對S1+2，將粒子假定為圓而求出直徑，並將其設為方鐵錳礦相及石榴石相之平均結晶粒徑D1+2。又，方鐵錳礦相及石榴石相中之方鐵錳礦相之每單位面積之粒子數係由R1=100-R2求出。進而，使用式(B)算出方鐵錳礦相之平均結晶粒徑D1。
D1+2=R1×D1+R2×D2．．．(B)
再者，關於比較例1，使用由EPMA測定所獲得之圖像 進行上述圖像解析。
Figure 108147817-A0305-02-0054-6
Figure 108147817-A0305-02-0055-8
由圖1、圖3、圖5之XRD圖、以及圖2、圖4、圖20~圖24之里特沃爾德分析結果可知，實施例1、實施例2以及實施例4~實施例8之燒結體分別至少含有包含第1氧化物之方鐵錳礦相、及包含第2氧化物之石榴石相。表1及表2中亦示出了利用里特沃爾德分析所得之結晶相之鑑定結果。
又，由圖7、圖25~圖32所示之XRD圖以及圖25~圖32之里特沃爾德分析結果可知，比較例1~9之燒結體亦至少含有包含第1氧化物之方鐵錳礦相、及包含第2氧化物之石榴石相。進而，由圖25所示之里特沃爾德分析結果可知，比較例2中，具有β-Ga2O3結構之層 狀化合物。表3~表5中亦示出了利用里特沃爾德分析所得之結晶相之鑑定結果。
由圖8~圖15、圖33~圖37、圖46~圖50、圖59~圖63以及表1~表2所示之高解像度SEM及SEM-EDS之測定結果可知，實施例1、實施例2以及實施例4~實施例8之燒結體分別含有包含第1氧化物之方鐵錳礦相、及包含第2氧化物之石榴石相，進而含有包含滿足上述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍之第3氧化物之相(於表1及表2中，記為「其他相」)。
另一方面，由圖18之EPMA之測定結果、圖16、圖17、圖38~圖45、圖51~圖58、圖64~圖71以及表3~表5所示之高解像度SEM及SEM-EDS之測定結果可知，比較In之映射結果與Ga、及Sm之映射結果之結果為，In較少之區域與存在許多Ga及Sm之區域一致，由此，比較例1~9之燒結體不含有包含滿足上述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍之第3氧化物之相。
又，表1~表2中示出了方鐵錳礦相、石榴石相及其他相之平均結晶粒徑。於實施例1及實施例2之燒結體中，方鐵錳礦相之平均結晶粒徑為0.4μm。於比較例1之燒結體中，方鐵錳礦相之平均結晶粒徑為5.2μm。
如實施例1、實施例2以及實施例4~8之燒結體般，存在3種結晶相，方鐵錳礦相之平均結晶粒徑為3μm以下，因此，認為於DC濺鍍時之DC輸出密度為5W/cm2左右之大功率濺鍍時，亦可如表1~表2所示抑制異常放電。再者，關於實施例3之燒結體，亦可抑制異常放電，由此推測，與實施例1、實施例2以及實施例4~8同樣 地，方鐵錳礦相之平均結晶粒徑被控制為3μm以下。
另一方面，於比較例1之燒結體中，方鐵錳礦相之平均結晶粒徑為5.2μm，因此，認為若於5W/cm2左右之大功率下進行濺鍍，則發生異常放電。
雖實施例1、實施例2以及實施例4~8與比較例1中燒結體之製造中所使用之原料相同，但作為一例，藉由變更製造條件(原料之饋入組成比率[mass%])，可使實施例1、實施例2以及實施例4~8之燒結體中含有3種相(方鐵錳礦相、石榴石相及其他相)。又，可將方鐵錳礦相之平均結晶粒徑控制為3μm以下。
於實施例1、實施例2以及實施例4~8之燒結體中，方鐵錳礦相之面積比率為80%以上且99%以下之範圍內，石榴石相之面積比率為0.9%以上且12%以下之範圍內，且其他相之面積比率為0.1%以上且8%以下之範圍內，因此，認為可降低燒結體整體之電阻值，其結果為，不易發生異常放電。
可知，實施例1~8之燒結體之體電阻為15mΩ．cm以下，因此，實施例1~8之燒結體之電阻足夠低，可較佳地用作濺鍍靶。

Claims (19)

  1. 一種燒結體，其係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含：方鐵錳礦結構之第1氧化物，其由In2O3所表示；石榴石結構之第2氧化物，其包含In元素、Ga元素及Ln元素；以及第3氧化物，其滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍；Ln元素係選自由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素，0.3≦In/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(1) 0.3≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(2) 0≦Ln/(In+Ga+Ln)<0.05．．．(3)。
  2. 如請求項1之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1為0.1μm以上且3.0μm以下。
  3. 如請求項1之燒結體，其中上述石榴石結構之第2氧化物由Ln3Ga5O12所表示。
  4. 如請求項1之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之 面積，上述第1氧化物之面積比率為80%以上且99%以下，上述第2氧化物之面積比率為0.9%以上且12%以下，上述第3氧化物之面積比率為0.1%以上且8%以下。
  5. 如請求項1之燒結體，其中上述第1氧化物之原子組成比之範圍由下述(4a)、(4b)及(4c)所表示，上述第2氧化物之原子組成比之範圍由下述(5a)、(5b)及(5c)所表示，0.85≦In/(In+Ga+Ln)≦1.00．．．(4a) 0.00≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.10．．．(4b) 0.00≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.05．．．(4c) 0.10≦In/(In+Ga+Ln)≦0.30．．．(5a) 0.25≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.45．．．(5b) 0.25≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.65．．．(5c)。
  6. 如請求項1之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1、上述石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2、及上述第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數1)、(數2)及(數3)之關係，0.1≦D1/D2≦4．．．(數1) 0.1≦D1/D3≦3．．．(數2) 0.1≦D2/D3≦2．．．(數3)。
  7. 如請求項1之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1、上述石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2、及上述第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數1D)、(數2)及(數3)之關係，0.1≦D1/D2≦3．．．(數1D) 0.1≦D1/D3≦3．．．(數2) 0.1≦D2/D3≦2．．．(數3)。
  8. 如請求項1之燒結體，其中上述Ln元素為Sm元素。
  9. 如請求項1之燒結體，其滿足下述(6)、(7)及(8)所表示之原子組成比之範圍，0.80≦In/(In+Ga+Ln)≦0.91．．．(6) 0.08≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.12．．．(7) 0.01≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.08．．．(8)。
  10. 一種燒結體，其係包含In元素、Ga元素及Ln元素者，其包含由In2O3所表示之方鐵錳礦結構之第1氧化物；含有In元素、Ga元素及Ln元素之石榴石結構之第2氧化物；以及 與上述第1氧化物及上述第2氧化物不同結構之第3氧化物，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1為0.1μm以上且3.0μm以下，上述第3氧化物滿足下述(1)、(2)及(3)所表示之原子組成比之範圍，Ln元素係選自由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu所組成之群中之一種以上之元素，0.3≦In/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(1) 0.3≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.7．．．(2) 0≦Ln/(In+Ga+Ln)<0.05．．．(3)。
  11. 如請求項10之燒結體，其中上述Ln元素為Sm元素。
  12. 如請求項10之燒結體，其滿足下述(6)、(7)及(8)所表示之原子組成比之範圍，0.80≦In/(In+Ga+Ln)≦0.91．．．(6) 0.08≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.12．．．(7) 0.01≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.08．．．(8)。
  13. 如請求項10之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第1氧化物之面積比率為80%以上且99%以下。
  14. 如請求項10之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第2氧化物之面積比率為1%以上且12%以下。
  15. 如請求項10之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與上述石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2滿足下述數式(數1)之關係，0.1≦D1/D2≦4．．．(數1)。
  16. 如請求項10之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與上述石榴石結構之第2氧化物之平均結晶粒徑D2滿足下述數式(數1D)之關係，0.1≦D1/D2≦3．．．(數1D)。
  17. 如請求項10之燒結體，其中上述第1氧化物之原子組成比之範圍由下述(4a)、(4b)及(4c)所表示，上述第2氧化物之原子組成比之範圍由下述(5a)、(5b)及(5c)所表示，0.85≦In/(In+Ga+Ln)≦1.00．．．(4a) 0.00≦Ga/(In+Ga+In)≦0.10．．．(4b) 0.00≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.05．．．(4c) 0.10≦In/(In+Ga+Ln)≦0.30．．．(5a) 0.25≦Ga/(In+Ga+Ln)≦0.45．．．(5b) 0.25≦Ln/(In+Ga+Ln)≦0.65．．．(5c)。
  18. 如請求項10之燒結體，其中於利用電子顯微鏡觀察燒結體時之視野中，相對於上述視野之面積，上述第3氧化物之面積比率超過0%且為8%以下。
  19. 如請求項10之燒結體，其中上述方鐵錳礦結構之第1氧化物之平均結晶粒徑D1與上述第3氧化物之平均結晶粒徑D3滿足下述數式(數2)之關係，0.1≦D1/D3≦3．．．(數2)。
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