WO2005063628A1

WO2005063628A1 - 酸化インジウム一酸化錫粉末及びそれを用いたスパッタリングターゲット

Info

Publication number: WO2005063628A1
Application number: PCT/JP2004/019353
Authority: WO
Inventors: Seiichiro Takahashi; Hiroshi Watanabe
Original assignee: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2005-07-14
Also published as: JP4721901B2; TW200523226A; US7601661B2; JPWO2005063628A1; CN1906130A; CN100513316C; US20070144900A1; KR20060109980A; KR100960876B1

Abstract

　安価に製造することができ、高密度のスパッタリングターゲットを得ることができ、ターゲットのライフを伸ばすことができる酸化インジウム−酸化錫粉末及びそれを用いたスパッタリングターゲットを提供する。　Ｉｎ−Ｓｎ酸化物を主成分とする酸化インジウム−酸化錫粉末であって、Ｘ線回折で間化合物Ｉｎ４Ｓｎ３Ｏ１２が検出されず、Ｉｎ２Ｏ３（２２２）積分回折強度及びＳｎＯ２（１１０）積分回折強度の比から求められるＳｎＯ２の析出量（質量％）から算出される、Ｉｎ２Ｏ３中のＳｎＯ２固溶量が２．３質量％以上であることを特徴とする酸化インジウム−酸化錫粉末にある。

Description

明細書

酸化インジウム一酸ィ匕錫粉末及びそれを用いたスパッタリングターゲット技術分野

[0001] 本発明は、酸化インジウム酸ィ匕錫粉末及びそれを用いたスパッタリングターゲットに関する。

背景技術

[0002] 一般的に、薄膜を成膜する方法の 1つとしてスパッタリング法が知られている。スパッタリング法とは、スパッタリングターゲットをスパッタリングすることにより薄膜を得る方法であり、大面積ィ匕が容易であり、高性能の膜が効率よく成膜できるため、工業的に利用されている。また、近年、スパッタリングの方式として、反応性ガスの中でスパッタリングを行う反応性スパッタリング法や、ターゲットの裏面に磁石を設置して薄膜形成の高速ィ匕を図るマグネトロンスパッタリング法なども知られている。

[0003] このようなスパッタリング法で用いられる薄膜のうち、特に、酸化インジウム-酸ィ匕錫（ In O -SnOの複合酸化物、以下、「ITO」という）膜は、可視光透過性が高ぐかつ

2 3 2

導電性が高いので透明導電膜として液晶表示装置やガラスの結露防止用発熱膜、赤外線反射膜等に幅広く用いられて、る。

[0004] このため、より効率よく低コストで成膜するために、現在においてもスパッタ条件ゃスパッタ装置などの改良が日々行われており、装置を如何に効率的に稼働させるかが重要となる。また、このような ΙΤΟスパッタリングにおいては、新しいスパッタリングターゲットをセットして力も初期アーク (異常放電)がなくなって製品を製造できるまでの時間が短いことと、一度セットして力もどれくらいの期間使用できる力 (積算スパッタリング時間：ターゲットライフ）が問題となる。

[0005] このような ΙΤΟスパッタリングターゲットは、酸化インジウム粉末及び酸化錫粉末を所定の割合で混合して乾式又は湿式で成形し、焼結したものであり（特許文献 1)、高密度の ΙΤΟ焼結体を得るための高分散性の酸化インジウム粉末が提案されている (特許文献 2, 3, 4等参照)。

[0006] 一方、共沈法により湿式合成された ΙΤΟ粉末を ΙΤΟ焼結体とすることも知られており（特許文献 5等参照）、同様に高密度な焼結体を得るための ITO粉末の湿式合成方法が多数提案されてヽる (特許文献 6— 9等参照)。

[0007] さらに、プラズマアーク中でインジウム錫合金と酸素とを反応させて、マッハ 1以上のガス流で所定の冷却速度以上で冷却することにより、酸化インジウムの結晶格子内にインジウム錫酸ィ匕物固溶体相を少なくとも 90容量％含有する ITO粉末を製造し、圧縮体としたときに所定の電気抵抗率を有する ITO粉末を得る方法が提案されている (特許文献 10参照)。

[0008] し力しながら、依然として、焼結条件等を高度に制御しなくても、比較的容易に高密度の焼結体が得られ、この結果、ライフの長いターゲットを得ることができる ITO粉末を求める要望が多い。

[0009] 特許文献 1 :特開昭 62— 21751号公報

特許文献 2 :特開平 5—193939号公報

特許文献 3：特開平 6—191846号公報

特許文献 4:特開 2001— 261336号公報

特許文献 5 :特開昭 62— 21751号公報

特許文献 6：特開平 9 221322号公報

特許文献 7：特開 2000-281337号公報

特許文献 8：特開 2001—172018号公報

特許文献 9：特開 2002— 68744号公報

特許文献 10：特開平 11-11946号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 本発明はこのような事情に鑑み、安価に製造することができ、高密度のスパッタリングターゲットを得ることができ、ターゲットのライフを伸ばすことができる酸化インジウム酸ィ匕錫粉末及びそれを用いたスパッタリングターゲットを提供することを課題とする課題を解決するための手段

[0011] 前記課題を解決する本発明の第 1の態様は、 In— Sn酸ィ匕物を主成分とする酸化ィンジゥムー酸ィ匕錫粉末であって、 X線回折で間化合物 In Sn O が検出されず、 In

4 3 12 2

O (222)積分回折強度及び SnO (110)積分回折強度の比及び ICP分析による In

3 2

、 Snの元素濃度から求められる In O及び SnOの比とから算出される、 In O中の S

2 3 2 2 3 ηθ固溶量が 2. 3質量％以上であることを特徴とする酸化インジウム -酸化錫粉末に

2

ある。

[0012] かかる第 1の態様では、酸化インジウムの中に酸ィ匕錫が所定量以上固溶して、るので、焼結性が大きぐ成形体の密度をそれほど大きくしなくても、焼結体であるスパッタリングターゲットの密度を高く保つことができる。

[0013] 本発明の第 2の態様は、第 1の態様において、 In O中の SnO固溶量が 2. 4質量

2 3 2

%以上であることを特徴とする酸化インジウム一酸化錫粉末にある。

[0014] かかる第 2の態様では、酸化インジウム中に固溶している酸ィ匕錫の量が多いので、焼結性がさらに大きい。

[0015] 本発明の第 3の態様は、第 1又は 2の態様において、錫含有量が SnO換算で 2. 3

2 一 45質量％であることを特徴とする酸化インジウム酸ィ匕錫粉末にある。

[0016] かかる第 3の態様では、 SnO固溶量が 2. 3質量％以上であるから、錫含有量は最

2

低でも SnO換算で 2. 3質量％であり、一方、 45質量％を超える場合には、例えば、

2

スパッタリングターゲットして薄膜を形成した際に SnOが析出して導電性を阻害する

2

ことになる。

[0017] 本発明の第 4の態様は、第 1一 3の何れかの態様において、インジウム錫合金を液流、液滴又は粉末として、又は ITO粉末を、酸化雰囲気可能な熱源中に供給し、生成した微粒子を流体により捕獲して回収することにより得たものであることを特徴とする酸化インジウム一酸化錫粉末にある。

[0018] かかる第 4の態様では、インジウム錫合金を液流、液滴又は粉末として、酸化雰囲気可能な熱源中に供給し、生成した微粒子を流体により捕獲して回収することにより、比較的容易に ITO粉末を得ることができる。

[0019] 本発明の第 5の態様は、第 4の態様において、前記流体が霧状の液状流体であることを特徴とする酸化インジウム一酸ィ匕錫粉末にある。

[0020] かかる第 5の態様では、霧状の液状流体を用いることにより、比較的容易に微粒子を回収することができる。

[0021] 本発明の第 6の態様は、第 4又は 5の態様において、前記生成した微粒子の前記流体により捕獲する際の最大速度力 150mZsec以下であることを特徴とする酸ィ匕インジウム酸ィ匕錫粉末にある。

[0022] かかる第 6の態様では、比較的低速で微粒子を冷却回収するので、比較的容易に製造できる。

[0023] 本発明の第 7の態様は、第 1一 6の何れかの態様の酸化インジウム-酸ィ匕錫粉末を焼結してなることを特徴とするスパッタリングターゲットにある。

[0024] 力かる第 7の態様では、焼結性の良好なスパッタリングターゲットを得ることができる

発明の効果

[0025] 以上説明したように、本発明の ITO粉末は、 X線回折で間化合物 In Sn O が検

4 3 12 出されず、 In O (222)積分回折強度及び SnO (110)積分回折強度の比及び ICP

2 3 2

分析による In、 Snの元素濃度から求められる In O及び SnOの比とから算出される

2 3 2

、 In O中の SnO固溶量が 2. 3質量％以上であるので、焼結性が良好であり、成形

2 3 2

体の密度を大きくしなくても高密度のスパッタリングターゲットを比較的容易に製造することができると!、う効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]本発明の ITO粉末を製造するための微粒子の製造装置の一例を示す概略構成図である。

[図 2]本発明の実施例 1の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 3]本発明の実施例 2の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 4]本発明の比較例 1の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 5]本発明の比較例 2の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 6]本発明の比較例 3の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 7]本発明の実施例 3の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 8]本発明の比較例 4の ITO粉末の X線回折の結果を示す図である。

[図 9]本発明の試験例 4の結果を示す図である。発明を実施するための最良の形態

[0027] 本発明の ITO粉末は、 In— Sn酸化物を主成分とする酸化インジウム一酸化錫粉末であって、 X線回折で間化合物 In Sn O が検出されないものである。すなわち、 IT

4 3 12

O粉末を 1250°C以上で焼結した焼結体を粉砕した場合は勿論、酸化インジウム粉末及び酸化錫粉末の混合物を焼結した焼結体を粉砕した場合には、間化合物 In S

4 n O が検出されるので、このような ITO粉末は除外される。

13 12

[0028] また、本発明の ITO粉末は、 In O (222)積分回折強度及び SnO (110)積分回

2 3 2

折強度の比及び ICP分析による In、 Snの元素濃度から求められる In O及び SnO

2 3 2 の比と力も算出される、 In O中の SnO固溶量が 2. 3質量％以上、好ましくは 2. 4

2 3 2

質量％以上である。ここで、 SnO固溶量とは、 X線回折での In O (222)積分回折

2 2 3

強度及び SnO (110)積分回折強度の比と、例えば、溶融して分析した場合、或い

2

は誘導結合高周波プラズマ分光分析 (ICP分光分析)などの分析での In、 Snの元素濃度から求められる In O及び SnOの比とを求め、両者の分析の差力算出するこ

2 3 2

とができるものであり、本発明では、 In O (222)積分回折強度及び SnO (110)積

2 3 2 分回折強度の比及び ICP分析による In、 Snの元素濃度から求められる In O及び S

2 3 ηθの比とから算出されるものとして定義する。

2

[0029] In O中の SnO固溶量が 2. 3質量％以上、好ましくは 2. 4質量％以上だと、従来

2 3 2

の湿式合成した ITO粉末と比較して焼結性が高ぐこの結果、密度が大きな焼結体を得ることができるという効果を奏する。

[0030] なお、上述した特許文献 10では、酸化インジウムの結晶格子内におけるインジウム錫酸ィ匕物固溶体相の含有量を少なくとも 90容量％と規定している力ここでは酸ィ匕インジウムの結晶格子内におけるインジウム錫酸ィ匕物固溶体相の含有量を問題にしているのではなぐ酸化インジウム中に固溶する酸化錫の量に着目したものである。

[0031] 本発明の ITO粉末は、このように In O中の SnO固溶量が高水準なので、焼結性

2 3 2

が高ぐ比較的容易に高密度の焼結体が得られ、この結果、ライフの長いターゲットを得ることができる。

[0032] なお、本発明の ITO粉末中の錫含有量は SnO換算で 2. 3— 45質量％である。 S ηθ固溶量が 2. 3質量％以上であるから、錫含有量は最低でも SnO換算で 2. 3質

2 2 量％であり、一方、 45質量％を超える場合には、例えば、スパッタリングターゲットして薄膜を形成した際に SnOが析出して導電性を阻害するから、共に好ましくない。

2

[0033] 本発明の ITO粉末の製造方法は上述したものを得ることができれば特に限定されないが、乾式合成を行うことにより、比較的容易に且つ低コストで本発明の ITO粉末を得ることができる。すなわち、 In— Sn合金の液流、液滴又は粉末、又は ITO粉末を、酸化雰囲気可能な熱源、例えば、アセチレン炎又は DCプラズマ炎中に供給し、生成した ITO微粒子粉体を回収することにより、 ITO粉末を得ることができる。ここで、 I n— Sn合金の液流又は液滴は、合金溶湯カゝら連続的に又は断続的に滴下することにより得ることができ、 In— Sn合金の粉末は、例えばアトマイズ法により得ることができる。また、各種製造方法により製造された ITO粉末、又は焼結された ITO焼結体を粉砕した ITO粉末を原料とすることができる。さらに、製造された ITO微粉末の回収は、バグフィルターや電気集塵機により乾式回収してもよいが、 ITO微粉末に水を噴霧して捕獲し、サイクロンによる気液分離によりスラリーとして回収する湿式回収を採用してもよい。

[0034] ここで、乾式回収するにしても、湿式回収するにしても、上述した特許文献 10に記載されるようなマッハ 1以上の高速のガス流を用いての噴射冷却を行う必要はなぐ生成した微粒子の流体による捕獲後の最大速度は、例えば、 150mZsec以下、好ましくは lOOmZsec以下程度で十分である。また、この程度の捕獲速度による急冷により、 In O中の SnO固溶量が従来の湿式合成法と比較して大きくなり、焼結性が

2 3 2

向上した ITO粉末とすることができる。また、間化合物 In Sn O が含有される ITO

4 3 12

粉末を原料としても、間化合物 In Sn O を含有せず、 SnO固溶量が 2. 3質量％

4 3 12 2

以上、好ましくは 2. 4質量％以上の ITO粉末を得ることができる。

[0035] 但し、後述する実施例の結果より、このような SnO固溶量は、酸化雰囲気可能な

2

熱源中の酸素濃度や冷却条件等により変化し、また、湿式回収した ITO粉末の方が

、乾式回収のものより高くなる傾向にあることがわ力つた。

[0036] 本発明の ITO粉末は、乾式又は湿式で成形し、焼結することにより、焼結体を得ることができる。この場合、焼結性が著しく高いので、高密度の焼結体を得ることができ、或、は成形体の密度をそれほど高めなくても高密度の焼結体を得ることができる。

[0037] なお、本発明の ITO粉末の粒径或いは粒度分布は特に制限されなヽが、高密度の焼結体を得るためには、比表面積 (BET)が 1一 15m²Zg、特に、 3— 10m²Zgのものが好ましい。

[0038] ここで、本発明の ITO粉末を製造する方法を説明する。

[0039] 本発明の ITO粉末は、例えば、インジウム錫合金を液流、液滴又は粉末として、又は ITO粉末を、酸化雰囲気可能な熱源中に供給し、生成した微粒子を流体により捕獲して回収することにより得ることができる。

[0040] かかる製造方法では、 In - Sn合金を液流、液滴又は粉末として、又は ITO粉末を、酸化雰囲気可能な熱源中に供給する。すなわち、 In— Sn合金の溶湯溜などから連続的に液流として若しくは液滴として滴下してもよぐ又はアトマイズ粉末を形成してこれを供給するようにしてもよく、又は ITO粉末を供給するようにしてもょ、。

[0041] また、酸化雰囲気可能な熱源としては、例えば、アセチレン炎、 DCプラズマ炎などを挙げることができる。熱源の温度は、インジウム錫合金又は ITO粉末が溶融し、十分に酸ィヒ可能な温度であればよぐ特に制限されない。なお、アセチレン炎の場合には、数千 °C以上、 DCプラズマ炎の場合には、数万 °C以上であるといわれている。このようなアセチレン炎又は DCプラズマ炎に原料を液流、液滴又は粉末として供給すると、生成物は、そのまま又は酸ィ匕物として気体流と共に得られる。

[0042] ここで、得られた生成物は、流体により捕獲する。すなわち、気体流と共にバグフィルター等で微粒子を回収する、乾式回収をするようにしてもよい。この場合、熱源中で生成された ITO粉末は気体流により急冷され、微粒子として回収される。

[0043] また、霧状の液状流体を噴射して捕獲するようにしてもよ!ヽ。すなわち、アセチレン炎や DCプラズマ炎の噴流と共に流れる生成物に霧状の液状流体、好ましくは霧状の水を噴霧する。これにより、生成物は急冷されて微粒子となり、噴霧された液状流体のスラリーとなる。ここで、霧状の液状流体の供給は、得られる生成物を捕獲して冷却できるように行えばよぐ特に限定されない。例えば、水を用いる場合には、常温の水、好ましくは、常温の純水を用いればよいが、冷却水を用いてもよい。噴霧された液状流体に捕獲された微粒子を含む液状流体を気液分離し、微粒子をスラリーとして回収する。ここで、スラリーの回収方法は特に限定されないが、好ましくは、サイクロンを用いて行うことができる。

[0044] このような液状流体を用いた湿式回収を用いると、微粒子の ITO粉末の回収が乾式回収より比較的容易であり、また、乾式回収と冷却状態が異なるため力乾式回収したものより Sn固溶量が増大する。

[0045] 何れにしても、このような生成物を流体により微粒子として捕獲する場合、捕獲する際の最大速度は、例えば、 150mZsec以下、好ましくは lOOmZsec以下程度である。

[0046] このような製造方法を用いると、原料として In— Sn合金又は ITO粉末を用いることにより、酸化インジウム酸ィ匕錫 (ITO)粉末を製造することができる。かかる ITO粉末は、 ITOスパッタリングターゲットの材料として用いることができる。力かる ITOスパッタリングターゲットの材料としては、錫含有量が SnO換算で 2. 3— 45質量％であるのが

2

好ましい。

[0047] 以下、本発明方法を実施する微粒子の製造装置の一例を図 1を参照しながら説明する。

[0048] この装置は、酸ィ匕雰囲気可能な熱源であるアセチレン炎又は DCプラズマ炎力なる火炎 1中に供給された原料 2を液流、液滴又は粉末として供給することにより得られる生成物 3を気体流体と共に導入する導入口 10と、導入された微粒子に対して霧状の液状流体を噴射する流体噴射手段 20と、液状流体で捕獲された微粒子を気液分離して前記微粒子のスラリーを得る気液分離手段であるサイクロン 30と、液状流体で捕獲できなカゝつた微粒子を含む雰囲気流体の一部を流体滴噴射位置まで戻して循環させる循環手段 40とを具備する。

[0049] ここで、導入口 10は、生成物を含む気体流を導入できるものであれば特に限定されないが、気体流を吸引するようにしてもよい。

[0050] 流体噴射手段 20は、導入口 10が設けられた導入管 11の下流側に設けられて流体、例えば、水を噴射する複数の噴射ノズル 21と、噴射ノズル 21へ流体を導入するためのポンプ 22及び流体を湛える流体タンク 23とを有する。噴射ノズル 21からの流体の噴射の方向は特に限定されないが、導入口 10から導入される気体流の流れ方向に向カゝつて合流する方向に噴射するのがよい。導入口 10から導入された気体流に含有される生成物 3は、噴霧された流体、例えば、水により冷却され、微粒子として捕獲される。なお、導入管 11の噴射ノズル 21の下流側には、流路を絞ったベンチュリ一部 12を設けて気液混合物の流速の低下を防止して、るが、ベンチユリ一部 12は必ずしも設ける必要はない。また、噴射ノズル 21及びポンプ 22は、必ずしも設ける必要はなぐ気体流の流れによる吸引力により液体を吸引して噴射するようにしてもよい

[0051] 導入口 10が設けられた導入管 11は、気液分離手段であるサイクロン 30の導入口 3 1に連通している。サイクロン 30の導入口 31から導入された気液混合物は、サイクロン本体 32の内壁に沿って周回する渦流 33となって気液分離され、液体成分、すなわち、微粒子を含むスラリーが下部に落下し、気体成分は排気口 34から排出されるようになっている。

[0052] この装置では、排気口 34に循環手段 40が設けられて、る。すなわち、排気口 34には、導入管 11の導入口 10近傍に連通する循環パイプ 41が設けられ、循環パイプ 4 1の途中にブロア 42が介装されており、これらが循環手段 40を構成している。この循環手段 40により、捕獲しきれなカゝつた粉末を噴射ノズル 21の上流側に戻し、捕獲効率を向上させている。

[0053] また、サイクロン 30で気液分離された液体成分は水排出口 36から排出され、流体タンク 23に湛えられる。なお、この流体タンク 23に湛えられたスラリーの上澄みの水が循環手段 40により循環されているので、徐々に微粒子成分の濃度の濃いスラリーが得られる。なお、上澄みの水を循環手段 40により循環させるためには、流体タンク 23の中に微粒子成分を濾過するフィルターを設けてもよぐまた、アルカリ溶液により中和して微粒子成分を沈降分離する沈降分離槽を流体タンク 23に併設してもよい。

[0054] サイクロン 30からの排気の大部分は排気口 34から循環ノィプ 41に循環されるが、排気の一部、例えば、十分の一程度は第 2の排気口 35から排気されるようになっている。

[0055] また、この装置では、第 2の排気口 35には、第 2の気液分離手段である第 2のサイクロン 50が排気パイプ 43を介して接続されている。第 2のサイクロン 50は、基本的にはサイクロン 30と同一の構造を有して気液分離機能を有する。すなわち、排気パイプ 4 3が接続される導入口 51から導入された気液混合物は、サイクロン本体 52の内壁に沿って周回する渦流 53となって気液分離され、液体成分、すなわち、微粒子を含むスラリーは下部に落下し、水排出口 54から排出され、流体タンク 61に溜まり、気体成分は排気口 55から排出されるようになっている。さらに詳言すると、排気ノイブ 43の途中には流路を絞ったベンチユリ一部 44が設けられており、このベンチユリ一部 44と、流体タンク 61とを連通する水循環パイプ 62が設けられている。これにより、ベンチュリー部 44の高速の気体の流れにより、流体タンク 61中の水が吸引されてベンチユリ一部 44内に噴射され、気体中に残存する微粒子を液体中に捕獲するようにしてヽる。一方、排気口 55には排気パイプ 71が連結され、排気ノイブ 71には第 2のブロア 7 2が設けられ、当該第 2のブロア 72を介して排気口 55からの気体力排気されるようになっている。なお、水タンク 61の水を排気パイプ 43内に噴霧するには、上述したサイクロン 30のように、ポンプと噴霧ノズルを用いて行ってもよい。また、流体タンク 61には、上述したように、フィルターを設けてもよいし、中和して微粒子を分離する沈降分離槽を設けてもよい。さらに、排気口 55からの排気の一部を排気パイプ 43のベンチユリ一部 44の上流側に循環させるようにして、さらに捕獲効率を高めてもよい。

[0056] なお、サイクロン 30のみで微粒子の捕獲効率が十分な場合には、第 2のサイクロン 50は、必ずしも設ける必要はなぐ又は、さらに捕獲効率を高めたい場合には、さらに複数のサイクロンを連結してもよ、。

[0057] 以上説明した本発明の ITO粉末は、スパッタリングターゲットの原料に用いて好適である。

[0058] ここで、本発明の ITO粉末を用いたスパッタリングターゲットの製造方法の一例を示す。

[0059] まず、原料となる ITO粉末を、従来から公知の各種湿式法又は乾式法を用いて成形し、焼成する。

[0060] 乾式法としては、コールドプレス（Cold Press)法やホットプレス（Hot Press)法等を挙げることができる。コールドプレス法では、 ITO粉を成形型に充填して成形体を作製し、大気雰囲気下または酸素雰囲気下で焼成 ·焼結させる。ホットプレス法では、 ITO粉を成形型内で直接焼結させる。

[0061] 湿式法としては、例えば、濾過成形法 (特開平 11—286002号公報参照）を用いるのが好ましい。この濾過成形法は、セラミックス原料スラリー力水分を減圧排水して成形体を得るための非水溶性材料力もなる濾過式成形型であって、 1個以上の水抜き孔を有する成形用下型と、この成形用下型の上に載置した通水性を有するフィルターと、このフィルターをシールするためのシール材を介して上面側力挟持する成形用型枠からなり、前記成形用下型、成形用型枠、シール材、およびフィルターが各々分解できるように組立てられており、該フィルタ一面側からのみスラリー中の水分を減圧排水する濾過式成形型を用い、混合粉、イオン交換水と有機添加剤からなるスラリーを調製し、このスラリーを濾過式成形型に注入し、該フィルタ一面側からのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂後、焼成する。

[0062] 各方法において、焼成温度は、例えば、 ΙΤΟターゲットの場合には、 1300— 1600

°Cが好ましぐさらに好ましくは、 1450— 1600°Cである。その後、所定寸法に成形' 加工のための機械力卩ェを施しターゲットとする。

[0063] 一般的には、成形後、厚さ調整のために表面を研削し、さらに、表面を平滑にするために、何段階かの研磨を施す力所定の表面処理を施して、マイクロクラックを除去するようにするのが好ま、。

実施例

[0064] 以下、本発明を実施例に基づいて説明する力これに限定されるものではない。

[0065] (実施例 1)

In— Sn合金（Sn9. 6wt%)のアトマイズ粉末（平均粒径 45 μ m)を、アセチレン炎に導入して ITO (In O ： SnO = 90 : 10wt%)粉末を乾式合成し、これをバグフィル

2 3 2

ターにより乾式回収し、実施例 1の ITO粉末とした。

[0066] (実施例 2)

実施例 1と同様にしてアセチレン炎より乾式合成した ITO粉末を、スプレー水により湿式回収し、これを実施例 2の ITO粉末とした。

[0067] (比較例 1) 湿式合成された酸化インジウム粉末を 1000°Cで仮焼した酸化インジウム粉末 90質量％と、同様に湿式合成された酸化錫を 1000°Cで仮焼した酸化錫粉末 10質量％とを乳鉢で混合したものを比較例 1とし、標準品 1とした。

[0068] (比較例 2)

共沈法により湿式合成された ITO粉末を比較例 2の ITO粉末とした。

[0069] 共沈法による湿式合成の手順は以下の通りである。すなわち、まず、 In (4N) 20g を硝酸 (試薬特級:濃度 60— 61%) 133ccに常温にて溶解し (pH=— 1. 5)、一方、 Sn(4N) 2. 12gを塩酸 (試薬特級:濃度 35— 36%) lOOccに常温にて溶解し (pH =-1. 9)、両者を混合して混酸溶液とした。このとき、析出物はなぐ pHは— 1. 5であった。次いで、この混酸に 25%アンモニア水（試薬特級）を混合して中和して pH6 . 5としたところ、白い沈殿物を析出した。数時間後、上水を捨てて純水 2リットル (L) にて 3回洗浄した後、 80°Cにて乾燥させた後、 600°Cで 3時間培焼、脱水反応させ、湿式合成 ITO粉末を得た。

[0070] (比較例 3)

湿式合成された酸化インジウム粉末と酸化錫粉末との混合物 (酸化錫 10wt%)の粉末を用いて 1550°C以上で焼結した焼結体を粉砕したものを比較例 3の ITO粉末とした。

[0071] (試験例 1)

各実施例 1, 2及び各比較例 1一 3の ITO粉末について、 SnO固溶量を求めた。

2

手順は以下の通りである。なお、試験の実施に先駆けて、実施例 1, 2及び比較例 2 , 3の ITO粉末については、 1000°C X 3時間、大気中で仮焼して、微小粒子として析出している SnOを成長させて SnOとして検出され易いようにした。

2 2

1.まず、誘導結合高周波プラズマ分光分析 (ICP分光分析)した。この結果より、 In、 Sn以外は全て酸素 Oであるとし、その Oの量は欠損して、る可能性があると仮定して、 Inと Snとの比を求め、この In及び Snの全てが In O

2 3、 SnOになったとしたときの重

2

量比を算出した。

2.各実施例 1, 2及び各比較例 1一 3の ITO粉末について、粉末 X線回折 (XRD : ( 株)マックサイエンス社製、 MXP18II)による分析を行い、 SnO析出量を求めた。すなわち、回折結果から、間化合物 (In Sn O )の有無を確認し、間化合物が検出さ

4 3 12

れない場合には、比較例 1の標準品 1として各試料の In O (222)積分回折強度及

2 3

び SnO (110)積分回折強度の比力 SnOの析出量 (質量％)を求めた。すなわち

2 2

SnOの析出量 (質量％)は、 X線回折の積分回折強度比から求められる SnOの

2 2 含有量であり、 In Oに固溶していない SnO力 l000°C程度の仮焼により成長して X

2 3 2

線回折の SnO (110)のピークとなると仮定している。 X線回折の結果を図 2 図 6に

2

示す。

3. 1及び 2の結果から、 ICP分析で検出された力 X線回折では SnO (110)とは検

2

出されない SnOを、 In O中の SnO固溶量とした。

2 2 3 2

[0072] これらの結果を表 1に示す。

[0073] この結果、実施例 1, 2の ITO粉末では、 SnO固溶量が 2. 35wt% 2. 42wt%と

2

、湿式合成した ITO粉末である比較例 2の 2. 26wt%より多いことがわかった。なお、一度焼結体としたものを粉砕した比較例 3の ITO粉末では間化合物が検出され、 Sn O固溶量は測定不能であった。

2

[0074] [表 1]

(実施例 3)

In— Sn合金（Sn9. 6wt%)のアトマイズ粉末（平均粒径 45 μ m)を、 DCプラズマ炎に導入して ITO (In O： SnO = 90 : 10wt%)粉末を乾式合成し、これをスプレー水

2 3 2

により湿式回収し、実施例 3の ITO粉末とした。 [0076] (比較例 4)

比較例 1と同様に、湿式合成された酸化インジウム粉末を 1000°Cで仮焼した酸ィ匕インジウム粉末 90質量％と、同様に湿式合成された酸化錫を 1000°Cで仮焼した酸化錫粉末 10質量％とを乳鉢で混合したものを比較例 4とし、標準品 2とした。

[0077] (試験例 2)

実施例 3及び各比較例 4の ITO粉末について、試験例 1と同様に SnO固溶量を求

2 めた。なお、粉末 X線回折 (XRD)はスぺタトリス（（株） )社製の X， PertPRO MPD を用いて分析した。これらの結果を表 2に示す。また、 X線回折の結果を図 7及び図 8 に示す。

[0078] この結果、実施例 3の ITO粉末では、 SnO固溶量が 3. 00wt%と、 DCプラズマ炎

2

の代わりにアセチレン炎を用いた以外は同等の実施例 2の SnO固溶量より著しく大

2

きいことがわかった。

[0079] [表 2]

[0080] (製造例 1)

実施例 2と同様にして合成し、 1100°Cで仮焼した ITO粉末 (比表面積 2. 97m g )をドライボールミルで解砕後、コールドプレスした。この成形体の脱脂後の相対密度は、理論密度 7. 15の 53. 5%であった。

[0081] これを 1600°Cで焼成し、焼結体であるスパッタリングターゲットを得た。この相対密度は 99. 8%であった。

[0082] (製造例 2)

実施例 1と同様にして合成し、 1000°Cで仮焼した ITO粉末をドライボールミルで解砕し (このときの比表面積 7. 7m²Zg)、これをさらにウエットボールミルにより解砕してスラリーとし、このスラリーを濾過式成形型に注入し、フィルタ一面側カゝらのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂した。この成形体の脱脂後の相対密度は、理論密度 7. 15の 64. 9%であった。

[0083] これを 1600°Cで焼成し、焼結体であるスパッタリングターゲットを得た。この相対密度は 99. 9%であった。

[0084] (製造例 3)

実施例 2と同様にして合成し、 1050°Cで仮焼した ITO粉末 (比表面積 4. 02m g

)を、ドライボールミル及びウエットボールミルにより解砕してスラリーとし、このスラリーを濾過式成形型に注入し、フィルタ一面側カゝらのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂した。この成形体の脱脂後の相対密度は、理論密度 7. 15の 65. 0%であった。

[0085] これを 1600°Cで焼成し、焼結体であるスパッタリングターゲットを得た。この相対密度は 99. 8%であった。

(製造例 4)

実施例 3と同様に合成し、 1100°Cで仮焼した ITO粉末 (比表面積 2. 5m²Zg)を、ドライボールミル及びウエットボールミルにより解砕してスラリーとし、このスラリーを濾過式成形型に注入し、フィルタ一面側カゝらのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂した。この成形体の脱脂後の相対密度は、理論密度 7. 15の 64. 9%であった。

[0086] これを 1600°Cで焼成し、焼結体であるスパッタリングターゲットを得た。この相対密度は 99. 8%であった。

[0087] (比較製造例 1)

比較例 1と同様に湿式合成された酸化インジウム粉末を 1095°Cで仮焼した酸化ィンジゥム粉末 90質量％と、同様に湿式合成された酸化錫を 1050°Cで仮焼した酸ィ匕錫粉末 10質量％とをドライボールミルで混合、解砕し (このときの比表面積は 4. 99m 2/g)、これをコールドプレスした。脱脂後の相対密度は、理論密度 7. 15の 59. 5% であった。

[0088] これを 1600°Cで焼成し、焼結体であるスパッタリングターゲットを得た。この相対密度は 99. 3%であった。

[0089] (比較製造例 2)

比較例 1と同様に湿式合成された酸化インジウム粉末を 1095°Cで仮焼した酸化ィンジゥム粉末 90質量％と、同様に湿式合成された酸化錫を 1050°Cで仮焼した酸化錫粉末 10質量％との混合物をドライボールミルで混合、解砕し (このときの比表面積は 4. 99m²/g)、これをさらにウエットボールミルで混合、解砕してスラリーとし、このスラリーを濾過式成形型に注入し、フィルタ一面側からのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂した。この成形体の脱脂後の相対密度は、理論密度 7. 15の 67. 7%であった。

[0090] これを 1600°Cで焼成し、焼結体であるスパッタリングターゲットを得た。この相対密度は 99. 9%であった。

[0091] (試験例 3)

各製造例及び各比較製造例において、焼結性について比較した。この結果を ¾a に示す。なお、焼結性は成形体の相対密度に対する焼結体の相対密度の倍率を示す。

[0092] この結果、本発明の ITO粉末は焼結性が高ぐ高密度の焼結体が得られるものであり、また、成形体の密度を大きくしなくても高密度の焼結体が得られることがわかつた。

[0093] [表 3]

[0094] (試験例 4)

製造例 2— 4及び比較製造例 2のスパッタリングターゲットを用いてアーキング特性を測定した。すなわち、以下のような条件にて DCマグネトロンスパッタによって連続スパッタリングし、 50Countsライフを測定した。ここで、 50Countsライフは、各ターゲット使用開始時力も投入電力量 lOWhZcm²まで初期アーク回数を除き、累積ァーキング回数が 50回となったときの投入電力量 (WhZcm²)をいう。なお、アーキングの検出は、ランドマークテクノロジ一社製のアーク検出装置（MAM Genesis)により行つた。結果は下記表 4及び図 9に示す。

[0095] この結果、本発明の ITO粉末を用いたスパッタリングターゲットは、アーキング特性が優れており、ターゲットライフが長いことがわ力つた。また、 DCプラズマ炎による IT O粉末を用いた製造例 4のターゲットは、アセチレン炎による ITO粉末を用いた製造例 2及び 3と比較して、ターゲットライフがさらに長いことが確認された。

[0096] (スパッタリング条件）

ターゲット寸法：直径 6inch、厚さ 6mm

スパッタ方式： DCマグネトロンスパッタ

気装置：ロータリーポンプ +クライオポンプ

到達真空度： 3. 0 X 10— ⁷[Torr]

Ar圧力：3. 0 X 10— ³[Torr]

酸素分圧： 3. 0 X 10— ⁵[Torr]

スパッタ電力：300W (電力密度 1. 6WZcm²)

[0097] [表 4]

5 0 C o u n t sライフ

(Watt · hour/ c m ² )

製造例 2 8 7

製造例 3 8 7

製造例 4 9 2

比較製造例 2 7 5

Claims

請求の範囲

[1] In— Sn酸化物を主成分とする酸化インジウム一酸化錫粉末であって、 X線回折で間化合物 In Sn O が検出されず、 In O (222)積分回折強度及び SnO (110)積分

4 3 12 2 3 2 回折強度の比及び ICP分析による In、 Snの元素濃度力も求められる In O及び Sn

2 3

Oの比と力算出される、 In O中の SnO固溶量が 2. 3質量％以上であることを特

2 2 3 2

徴とする酸化インジウム一酸化錫粉末。

[2] 請求の範囲 1において、 In O中の SnO固溶量が 2. 4質量％以上であることを特徴

2 3 2

とする酸化インジウム一酸化錫粉末。

[3] 請求の範囲 1又は 2において、錫含有量が SnO換算で 2. 3— 45質量％であること

2

を特徴とする酸化インジウム一酸化錫粉末。

[4] 請求の範囲 1一 3の何れかにおいて、インジウム錫合金を液流、液滴又は粉末として、又は ITO粉末を、酸化雰囲気可能な熱源中に供給し、生成した微粒子を流体により捕獲して回収することにより得たものであることを特徴とする酸化インジウム酸ィ匕錫粉末。

[5] 請求の範囲 4において、前記流体が霧状の液状流体であることを特徴とする酸化ィンジゥム一酸化錫粉末。

[6] 請求の範囲 4又は 5において、前記生成した微粒子の前記流体により捕獲する際の最大速度が、 150mZsec以下であることを特徴とする酸化インジウム酸ィ匕錫粉末。

[7] 請求の範囲 1一 6の何れかの酸化インジウム一酸化錫粉末を焼結してなることを特徴とするスパッタリングターゲット。