WO2015068535A1 - スパッタリングターゲットおよびその製造方法 - Google Patents

スパッタリングターゲットおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015068535A1
WO2015068535A1 PCT/JP2014/077288 JP2014077288W WO2015068535A1 WO 2015068535 A1 WO2015068535 A1 WO 2015068535A1 JP 2014077288 W JP2014077288 W JP 2014077288W WO 2015068535 A1 WO2015068535 A1 WO 2015068535A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
sputtering target
content
raw material
zinc oxide
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/077288
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石田　新太郎
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
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 三井金属鉱業株式会社 filed Critical 三井金属鉱業株式会社
Priority to CN201480059996.1A priority Critical patent/CN105705673B/zh
Priority to JP2015546575A priority patent/JPWO2015068535A1/ja
Priority to KR1020157025798A priority patent/KR20160081863A/ko
Publication of WO2015068535A1 publication Critical patent/WO2015068535A1/ja

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
    • 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
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/086—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02266—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by physical ablation of a target, e.g. sputtering, reactive sputtering, physical vapour deposition or pulsed laser deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering target and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a sputtering target containing zinc oxide having improved sputtering characteristics and a manufacturing method thereof.
  • a transparent conductive film typified by an AZO (ZnO—Al 2 O 3 ) thin film has high conductivity and excellent translucency, and is used as a thin film for liquid crystal displays and solar cells.
  • Semiconductor films typified by IGZO (In 2 O 3 —Ga 2 O 3 —ZnO) thin films are various displays such as liquid crystal display devices (LCD), electroluminescence display devices (EL), and field emission displays (FED).
  • a thin film transistor (TFT) is used as a switching element for driving a display device by applying a driving voltage to the display element.
  • TFT thin film transistor
  • a method for producing these thin films there are a spray method, a dip method, a vacuum deposition method, a sputtering method, etc., but manufacturing cost, productivity, large area uniformity, film quality, film characteristics (conductivity, translucency, etc.)
  • the sputtering method has become the mainstream of the current production technology because the sputtering method is relatively superior in terms of
  • the target has a high density and the number of target divisions is small, that is, the number of divided target materials constituting the target is small.
  • the metal element which is a constituent element of the target it is not well understood about the influence of the metal element which is a constituent element of the target on the sputtering characteristics.
  • Patent Document 1 describes a method of adding metallic zinc to increase the strength of an IZO (In 2 O 3 —ZnO) target.
  • Patent Document 2 describes a method in which zinc metal is added to lower the resistance of a zinc oxide based sputtering target.
  • An object of the present invention is to provide a sputtering target containing zinc oxide that generates less arcing and nodules during sputtering.
  • the present inventors have found that in a sputtering target containing zinc oxide, by making the metallic zinc contained in zinc oxide used as a raw material a certain amount or less, an excellent target with less arcing and nodules can be obtained.
  • the present invention has been completed.
  • the present invention is a sputtering target containing zinc oxide, produced using a zinc oxide raw material having a metallic zinc content of 100 ppm or less, preferably an oxidation having a metallic zinc content of 10 ppm or less.
  • Examples of the sputtering target include AZO made of an oxide of zinc and aluminum and IGZO made of an oxide of zinc, indium and gallium.
  • this invention manufactures a sputtering target using the process which reduces content of metallic zinc of a zinc oxide raw material, and the zinc oxide raw material whose content of metallic zinc obtained at the said process is 100 ppm or less. It is a manufacturing method of a sputtering target including a process.
  • the step of reducing the content of metallic zinc in the zinc oxide raw material is a step of heat-treating the zinc oxide raw material.
  • the sputtering target of the present invention is a sputtering target containing zinc oxide and generates less arcing and nodules during sputtering.
  • the sputtering target production method of the present invention can efficiently produce a sputtering target containing zinc oxide and generating less arcing and nodules during sputtering.
  • the sputtering target of this invention is a sputtering target containing zinc oxide manufactured using the zinc oxide raw material whose content of metallic zinc is 100 ppm or less.
  • the zinc oxide raw material is usually zinc oxide powder.
  • the sputtering target of the present invention is usually produced using zinc oxide powder. A specific method for producing the sputtering target of the present invention will be described later.
  • the zinc oxide raw material has a metallic zinc content of 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less, and more preferably 2 ppm or less.
  • ppm means mass ppm (ppmw).
  • Zinc oxide powder that can be used as a target raw material is produced by volatilizing high-purity metallic zinc at a high temperature and reacting the zinc vapor with oxygen in the air. At this time, unreacted metallic zinc remains in the zinc oxide powder depending on the reaction conditions.
  • a target produced using a zinc oxide raw material containing a large amount of metallic zinc is dotted with portions having a high content of metallic zinc. In addition, these parts are considered to have less oxygen content than other parts. If there is a part with a low oxygen content in the target, the electrical resistance value is locally different from that part only, and uniform sputtering cannot be performed. As a result, arcing and nodules are likely to occur.
  • the content of metallic zinc in the zinc oxide raw material is 100 ppm or less, the generation of arcing and nodules can be sufficiently reduced practically.
  • the sputtering target of the present invention is preferably a ceramic sputtering target.
  • the type and composition ratio of the ceramic are not particularly limited, and examples include aluminum oxide-zinc oxide (AZO), indium oxide-gallium oxide-zinc oxide (IGZO), and the like.
  • the ceramic sputtering target is manufactured from a zinc oxide raw material and other metal oxide raw materials necessary for producing the ceramic.
  • the target is usually manufactured from zinc oxide powder and aluminum oxide powder.
  • the target is usually manufactured from zinc oxide powder, indium oxide powder, and gallium oxide powder.
  • zinc oxide raw materials may contain metallic zinc, and other raw materials are substantially free of metallic zinc.
  • the sputtering target of the present invention is an AZO sputtering target
  • the Al content is 0.1 to 10% by mass in terms of Al 2 O 3
  • the Zn content is 90 to 99.9% by mass in terms of ZnO.
  • the ones are common.
  • a target becomes low resistance in content of Al and Zn in the said range.
  • the sputtering target of the present invention is an IGZO sputtering target
  • the In content is 43.7 to 44.7% by mass in terms of In 2 O 3
  • the Ga content is in terms of Ga 2 O 3 . 29.2 to 30.6% by mass, the balance being ZnO and inevitable impurities.
  • TFT Thin Film Transistor
  • the shape of the sputtering target of the present invention includes a plate shape and a cylindrical shape.
  • the sputtering target of the present invention can be used for sputtering by bonding to a substrate using a low melting point solder by a conventional method.
  • the sputtering target of the present invention generates less arcing and nodules during sputtering. It should be noted that the occurrence of arcing during sputtering and the generation of nodules are in a parallel relationship, and it can be evaluated that the occurrence of arcing is small if the generation of nodules is small.
  • the sputtering target can be manufactured according to a conventionally known manufacturing method. That is, it can be produced by molding raw material powder and firing the obtained molded body. As the molding method, for example, the following casting method can be used.
  • a molding method a method of obtaining a molded body by uniaxial pressing of a dried and granulated raw material, a method of molding by CIP molding (Cold Isostatic Pressing), or the like is also used. Can do.
  • a method of manufacturing a flat ceramic sputtering target using a casting method will be described. This manufacturing method can also be applied to a cylindrical target.
  • a slurry containing a ceramic raw material powder and an organic additive is poured into a mold, and then drained and molded to produce a molded body, Step 1 for drying the molded body, Step 2 for drying the molded body, and the dried It is a manufacturing method including the step 3 for obtaining a fired body by firing the molded body and the step 4 for obtaining a target by processing the fired body.
  • Process 1 a slurry containing ceramic raw material powder and an organic additive is poured into a mold, and then drained and molded to produce a molded body.
  • Ceramic raw material powder contains zinc oxide powder.
  • the metallic zinc content of this zinc oxide powder is 100 ppm or less.
  • step 1 Before step 1, a step of reducing the content of metallic zinc of the zinc oxide raw material can be performed. As described above, the smaller the content of metallic zinc in the zinc oxide raw material, the lower the generation of arcing and nodules. Therefore, before step 1, the metallic zinc content in the zinc oxide raw material is reduced. It is effective to carry out the process. By performing this step, step 1 can be performed after further reducing the metallic zinc content of the zinc oxide raw material having a metallic zinc content of 100 ppm or less. Further, when the content of metallic zinc in the zinc oxide raw material is more than 100 ppm, Step 1 can be performed after the content of metallic zinc in the zinc oxide raw material is reduced to 100 ppm or less.
  • the method for reducing the content of metallic zinc in the zinc oxide raw material is not particularly limited, but the method of heat treating the zinc oxide raw material, that is, the so-called calcination method is the most effective.
  • the heat treatment is usually performed in the atmosphere, and the heat treatment temperature is usually 800 to 1200 ° C., preferably 800 to 1000 ° C. When the heat treatment temperature is lower than 800 ° C., the reduction of metallic zinc does not proceed efficiently. On the other hand, when the heat treatment temperature is higher than 1200 ° C., primary particles grow and the specific surface area decreases, resulting in insufficient sintering after molding. Thus, the density of the sintered body may decrease.
  • the heat treatment time is usually 3 to 12 hours, preferably 5 to 8 hours. The degree to which the content of metallic zinc is reduced can be appropriately adjusted by the heat treatment temperature, the heat treatment time, and the like.
  • the ceramic is AZO
  • a mixed powder of Al 2 O 3 powder and ZnO powder can be used as the ceramic raw material powder, and an AZO powder may be used in combination.
  • the Al 2 O 3 powder, ZnO powder and AZO powder each have a specific surface area of usually 1 to 20 m 2 / g measured by the BET method.
  • the mixing ratio of the Al 2 O 3 powder, the ZnO powder, and the AZO powder is appropriately determined so that the content of the constituent elements in the target is within the above range.
  • the content (mass%) of the Al 2 O 3 powder and ZnO powder in the ceramic raw material powder is finally It has been confirmed that the obtained target can be equated with the Al content (mass%) in the Al 2 O 3 substitution and the Zn content (mass%) in the ZnO substitution.
  • the specific surface area is measured by using, for example, a fully automatic specific surface area measuring device (Macsorb (registered trademark) HM HM model-1210, manufactured by Mountec Co., Ltd.), using a mixed gas containing 30% nitrogen and 70% helium as an adsorbed gas, and BET It can be measured by the single point method.
  • Macsorb registered trademark
  • HM HM model-1210 manufactured by Mountec Co., Ltd.
  • BET BET It can be measured by the single point method.
  • a mixed powder of In 2 O 3 powder, Ga 2 O 3 powder and ZnO powder can be used as the ceramic raw material powder, and IGZO powder may be used in combination.
  • In 2 O 3 powder, Ga 2 O 3 powder, ZnO powder and IGZO powder each have a specific surface area of usually 1 to 20 m 2 / g measured by the BET method.
  • the mixing ratio of the In 2 O 3 powder, the Ga 2 O 3 powder, the ZnO powder, and the IGZO powder is appropriately determined so that the content of the constituent elements in the target is within the above-described range.
  • each powder and zirconia balls can be placed in a pot and mixed in a ball mill.
  • the organic additive is a substance added to suitably adjust the properties of the slurry and the molded body.
  • examples of the organic additive include a binder and a dispersant.
  • the binder an emulsion-based binder is generally used, and as the dispersant, ammonium polycarboxylate or the like is generally used.
  • the dispersion medium used when preparing the slurry containing the ceramic raw material powder and the organic additive is not particularly limited, and can be appropriately selected from water, alcohol and the like according to the purpose.
  • the method for preparing the slurry containing the ceramic raw material powder and the organic additive is not particularly limited, and for example, a method in which the ceramic raw material powder, the organic additive and the dispersion medium are put in a pot and ball mill mixed can be used.
  • step 2 the molded body formed in step 1 is dried.
  • step 3 the dried molded body obtained in step 2 is fired.
  • the baking furnace conventionally used for manufacture of the ceramic targets can be used.
  • the firing temperature is usually 1250 to 1500 ° C., preferably 1300 ° C. to 1450 ° C., more preferably 1350 ° C. to 1450 ° C.
  • the temperature is usually 1300 to 1500 ° C, preferably 1400 ° C to 1450 ° C.
  • the firing temperature is too high, the sintered structure of the target is enlarged and easily cracked.
  • the fired body obtained in step 3 is cut. Processing is performed using a surface grinder or the like.
  • the surface roughness Ra after processing can be controlled by selecting the size of the abrasive grains of the grindstone.
  • the value of the surface roughness Ra is preferably 1.5 ⁇ m or less, more preferably 1.0 ⁇ m or less, and most preferably 0.8 ⁇ m or less from the viewpoint of further suppressing the generation of arcing and nodules.
  • the evaluation methods for the relative density and the presence or absence of nodules of the sputtering targets obtained in the examples and comparative examples are as follows.
  • the evaluation results for the AZO sputtering target (Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 and 2) are shown in Table 1, and the evaluation results for the IGZO sputtering target (Examples 7 to 9 and Comparative Examples 3 and 4) are shown in Table 2.
  • Tables 1 and 2 show the content of the metal oxide powder contained in the ceramic raw material powders prepared in the examples and comparative examples, and the metallic zinc content of the ZnO powder used in the examples and comparative examples. .
  • the measuring method of metallic zinc content of ZnO powder is as mentioned later. 1.
  • Relative density The relative density of the sputtering target was measured based on the Archimedes method. Specifically, the air weight of the sputtering target is divided by the volume (the weight of the sputtering target in water / the specific gravity of water at the measurement temperature), and the percentage value with respect to the theoretical density ⁇ (g / cm 3 ) based on the following formula (X) is obtained. Relative density (unit:%) was used.
  • Metallic zinc content of ZnO powder 10 g of ZnO powder was weighed into a beaker, 100 ml of 10% ammonium chloride solution and 20 ml of aqueous ammonia were added and dissolved by heating. After allowing to stand, the liquid was discarded, and 100 ml of 10% ammonium chloride solution and 20 ml of aqueous ammonia were added to the residue and dissolved by heating. The above process was repeated 5 times or more until ZnO was completely dissolved. The final residue was washed with pure water, filtered, dissolved in hydrochloric acid, made up to a volume of 10 ml, and quantitatively analyzed by ICP-AES. This quantitative value corresponds to the metallic zinc content in the ZnO powder.
  • Example 1 The content of metallic zinc is less than 2ppm, Al 2 O 3 powder is a ZnO powder specific surface area measured by the BET method is 4m 2 / g, the measured specific surface area by the BET method 5 m 2 / g Were mixed by ball milling with zirconia balls in a pot to prepare a ceramic raw material powder.
  • the content of Al 2 O 3 powder in the ceramic raw material powder was 5% by mass, and the content of ZnO powder was 95% by mass.
  • the obtained molded body was dried at 25 ° C. for 48 hours and then fired to produce a fired body. Firing was performed at a firing temperature of 1400 ° C., a firing time of 10 hours, a heating rate of 300 ° C./h, and a cooling rate of 50 ° C./h.
  • Example 2 to 4 were all the same as Example 1 except that the content of Al 2 O 3 powder in the ceramic raw material powder was changed as shown in Table 1 and the remainder was changed to ZnO powder.
  • An AZO sputtering target having the same dimensions as 1 was produced.
  • Example 5 instead of the ZnO powder in Example 1, the same procedure as in Example 1 was used except that a ZnO powder having a metallic zinc content of 97 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 3 m 2 / g was used. An AZO sputtering target having the same dimensions as in Example 1 was manufactured. [Example 6] A ZnO powder having a metallic zinc content of 200 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 3 m 2 / g was calcined at 800 ° C. for 5 hours in the air. The content of metallic zinc in the ZnO powder after calcination was 32 ppm.
  • Example 1 An AZO sputtering target having the same dimensions as in Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the calcined ZnO powder was used instead of the ZnO powder in Example 1.
  • the same procedure as in Example 1 was used except that a ZnO powder having a metallic zinc content of 200 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 4 m 2 / g was used.
  • An AZO sputtering target having the same dimensions as in Example 1 was manufactured.
  • Example 2 instead of the ZnO powder in Example 1, the same procedure as in Example 1 was used except that a ZnO powder having a metallic zinc content of 1200 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 4 m 2 / g was used. An AZO sputtering target having the same dimensions as in Example 1 was manufactured.
  • Example 7 The content of metallic zinc is less than 2ppm, In 2 O 3 powder is a ZnO powder specific surface area measured by the BET method is 4m 2 / g, the measured specific surface area by the BET method 7m 2 / g Then, Ga 2 O 3 powder having a specific surface area measured by the BET method of 10 m 2 / g was ball mill mixed with zirconia balls in a pot to prepare a ceramic raw material powder. The content of In 2 O 3 powder in the ceramic raw material powder was 44.2% by mass, the content of ZnO powder was 25.9% by mass, and the content of Ga 2 O 3 powder was 29.9% by mass.
  • the obtained molded body was dried at 25 ° C. for 48 hours and then fired to produce a fired body. Firing was performed at a firing temperature of 1400 ° C., a firing time of 10 hours, a heating rate of 300 ° C./h, and a cooling rate of 50 ° C./h.
  • Example 8 instead of the ZnO powder in Example 7, the same procedure as in Example 7 was used except that a ZnO powder having a metallic zinc content of 97 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 3 m 2 / g was used. An IGZO sputtering target having the same dimensions as in Example 7 was produced.
  • Example 9 A ZnO powder having a metallic zinc content of 200 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 4 m 2 / g was calcined at 800 ° C. for 5 hours in the air. The content of metallic zinc in the ZnO powder after calcination was 32 ppm.
  • An IGZO sputtering target having the same dimensions as in Example 7 was produced in the same manner as in Example 7 except that the calcined ZnO powder was used instead of the ZnO powder in Example 7.
  • Example 3 instead of the ZnO powder in Example 7, the same procedure as in Example 7 was used except that a ZnO powder having a metallic zinc content of 200 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 4 m 2 / g was used. An IGZO sputtering target having the same dimensions as in Example 7 was produced.
  • Example 4 instead of the ZnO powder in Example 7, the same procedure as in Example 7 was used except that a ZnO powder having a metallic zinc content of 1200 ppm and a specific surface area measured by the BET method of 3 m 2 / g was used. An IGZO sputtering target having the same dimensions as in Example 7 was produced.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

　本発明は、金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いて製造された、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲット、および酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程、および前記工程で得られた金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いてスパッタリングターゲットを製造する工程を含むスパッタリングターゲットの製造方法である。本発明のスパッタリングターゲットは、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットであり、スパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ない。本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、酸化亜鉛を含有し、スパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ないスパッタリングターゲットを効率的に製造することができる。

Description

スパッタリングターゲットおよびその製造方法
　本発明は、スパッタリングターゲットおよびその製造方法に関し、詳しくは、スパッタ特性が改善された酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットおよびその製造方法に関する。
　ＡＺＯ（ＺｎＯ－Ａｌ2Ｏ3）薄膜に代表される透明導電膜は、高い導電性と優れた透光性を有しており、液晶ディスプレーや太陽電池用の薄膜として使用されている。また、ＩＧＺＯ（Ｉｎ2Ｏ3－Ｇａ2Ｏ3－ＺｎＯ）薄膜に代表される半導体膜は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）およびフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などの各種表示装置において、表示素子に駆動電圧を印加して表示装置を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に使用されている。このように、亜鉛を構成元素として含む薄膜は多くの分野に使用されている。
　これら薄膜を作製する方法としては、スプレー法、ディップ法、真空蒸着法、スパッタリング法等があるが、製造コスト、生産性、大面積均一性、膜質、膜の特性（導電率、透光性等）の点でスパッタリング法が比較的優れているので、スパッタリング法が現在の生産技術の主流となっている。
　これらスパッタリングで使用されるターゲットについては、アーキングやノジュールの発生を抑制するなど、スパッタ特性を改善することが求められている。アーキングやノジュールの発生を抑制する観点から、ターゲットが高密度であることやターゲットの分割数が少ないこと、つまりターゲットを構成する分割ターゲット材の数が少ないことが良いことが知られている。しかし、ターゲットの構成元素である金属元素がスパッタ特性に与える影響についてはよく分かっていない。
　特許文献１には、ＩＺＯ（Ｉｎ2Ｏ3－ＺｎＯ）ターゲットにおいてターゲットの強度を上げるために金属亜鉛を添加する方法が記載されている。
　特許文献２には、酸化亜鉛系スパッタリングターゲットにおいて、その抵抗を下げるために金属亜鉛を添加する方法が記載されている。
特開２００９－１４４２２６号公報 特開２００８－１１５４５３号公報
　本発明の目的は、スパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ない、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットを提供することである。
　本発明者は、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットにおいて、原料として用いる酸化亜鉛に含有される金属性亜鉛を一定量以下にすることにより、アーキングやノジュールの少ない優れたターゲットが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち本発明は、金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いて製造された、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットであり、好ましくは金属性亜鉛の含有量が１０ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いて製造された、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットである。
　前記スパッタリングターゲットとしては、たとえば亜鉛とアルミニウムとの酸化物からなるＡＺＯ製や亜鉛とインジウムとガリウムとの酸化物からなるＩＧＺＯ製が挙げられる。
　また、本発明は、酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程、および前記工程で得られた金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いてスパッタリングターゲットを製造する工程を含むスパッタリングターゲットの製造方法である。
　前記製造方法において、前記酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程が、酸化亜鉛原料を熱処理する工程であることが好ましい。
　本発明のスパッタリングターゲットは、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットであり、スパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ない。本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、酸化亜鉛を含有し、スパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ないスパッタリングターゲットを効率的に製造することができる。
＜スパッタリングターゲット＞
　本発明のスパッタリングターゲットは、金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いて製造された、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲットである。
　前記酸化亜鉛原料は通常、酸化亜鉛粉末である。本発明のスパッタリングターゲットは通常、酸化亜鉛粉末を用いて製造される。本発明のスパッタリングターゲットの具体的な製造方法は後述する。
　酸化亜鉛原料は、金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下であり、好ましくは１０ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは２ｐｐｍ以下である。ここでｐｐｍは質量ｐｐｍ（ｐｐｍｗ）を意味する。
　ターゲットの原料に使用できる酸化亜鉛粉末は、高純度の金属亜鉛を高温にして揮発させ、その亜鉛蒸気と空気中の酸素とを反応させて製造される。このとき、反応条件により未反応の金属性亜鉛が酸化亜鉛粉末中に残留する。金属性亜鉛が多く含まれている酸化亜鉛原料を用いて作製されたターゲットには金属性亜鉛の含有量が多い部位が点在する。またこれらの部位は、その他の部分に比べて酸素含有量が少ないと考えられる。ターゲットに酸素含有量が少ない部位が存在すると、その部位だけ局所的に周囲と電気抵抗値が異なるので、均一なスパッタリングができなくなる。それにより、アーキングやノジュールが発生しやすくなると考えられる。一方、金属性亜鉛の含有量が少ない酸化亜鉛原料を用いて製造されたスパッタリングターゲットでは、金属性亜鉛の含有量が多い部位が少なく、酸素含有量が少ない部位も少なくなるので、局所的に抵抗が異なる箇所が少なくなり、その結果スパッタ中のアーキングやノジュールの発生を減少させることができ、均一なスパッタリングが可能になる。本発明者は以上の知見を独自に見出し、本発明を完成させたものである。
　酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量が少ないほど、アーキングやノジュールの発生は少なくなる。酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下であると、アーキングやノジュールの発生を実用上十分に減少させることができる。
　本発明のスパッタリングターゲットはセラミックス製スパッタリングターゲットであることが好ましい。酸化亜鉛を含むものであれば、セラミックスの種類や組成比等には特に制限はなく、たとえば酸化アルミニウム－酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化インジウム－酸化ガリウム－酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）等が挙げられる。
　前記セラミックス製スパッタリングターゲットは、酸化亜鉛原料と該セラミックスを作製するのに必要なその他の金属酸化物原料とから製造される。たとえば、ＡＺＯ製スパッタリングターゲットの場合には、該ターゲットは通常酸化亜鉛粉末と酸化アルミニウム粉末とから製造される。ＩＧＺＯ製スパッタリングターゲットの場合には、該ターゲットは通常酸化亜鉛粉末と酸化インジウム粉末と酸化ガリウム粉末とから製造される。これらの原料のうち金属性亜鉛を含有する可能性があるのは酸化亜鉛原料のみであり、他の原料には実質的に金属性亜鉛が含有されていることはない。
　本発明のスパッタリングターゲットがＡＺＯ製スパッタリングターゲットである場合、Ａｌの含有量はＡｌ2Ｏ3量換算で０．１～１０質量％、Ｚｎの含有量はＺｎＯ量換算で９０～９９．９質量％のものが一般的である。ＡｌおよびＺｎの含有量が前記範囲内であると、ターゲットが低抵抗になるという利点がある。
　本発明のスパッタリングターゲットがＩＧＺＯ製スパッタリングターゲットである場合、例えば、Ｉｎの含有量はＩｎ2Ｏ3量換算で４３．７～４４．７質量％、Ｇａの含有量はＧａ2Ｏ3量換算で２９．２～３０．６質量％、残部がＺｎＯおよび不可避的不純物のものである。Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの含有量が前記範囲内であると、スパッタリングにより良好なＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Firm Transistor）特性が得られるという利点がある。
　本発明のスパッタリングターゲットの形状としては、板状および円筒形状などを挙げることができる。
　本発明のスパッタリングターゲットは、常法により低融点半田を使用して基材に接合してスパッタリングに使用することができる。
　本発明のスパッタリングターゲットは、前述のとおりスパッタリング中にアーキングやノジュールの発生が少ない。なお、スパッタリング中のアーキングの発生とノジュールの発生とはパラレルの関係にあり、ノジュールの発生が少なければアーキングの発生も少ないと評価できる。
＜スパッタリングターゲットの製造方法＞
　前記スパッタリングターゲットは、従来知られている製造方法に従って製造することができる。すなわち原料粉末を成形し、得られた成形体を焼成して製造できる。成形法として例えば次に紹介するキャスト法を用いることができる。ただし、成形法としては、原料を乾燥・造粒したものを一軸プレスして成形体を得る方法や、ＣＩＰ成形（Cold Isostatic Pressing（冷間等方圧成形））により成形する方法等も用いることができる。ここでは一例として、キャスト法を用いて平板状のセラミックス製スパッタリングターゲットを製造する方法を説明する。この製造方法は円筒形状ターゲットに対しても適用可能である。
　当該製造方法は、セラミックス原料粉末および有機添加物を含有するスラリーを型に流し込んで、次いで排水して成形し、成形体を作製する工程１、前記成形体を乾燥する工程２、前記乾燥された成形体を焼成して焼成体を得る工程３、および前記焼成体を加工してターゲットを得る工程４を含む製造方法である。
（工程１）
　工程１では、セラミックス原料粉末および有機添加物を含有するスラリーを型に流し込んで、次いで排水して成形し、成形体を作製する。
　セラミックス原料粉末は酸化亜鉛粉末を含む。この酸化亜鉛粉末の金属性亜鉛含有量は１００ｐｐｍ以下である。
　工程１の前に、酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程を実施することができる。前述のとおり、酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量が少ないほど、アーキングやノジュールの発生が少ないターゲットが得られるので、工程１の前に、酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程を実施することは有効である。この工程を行うことにより、金属性亜鉛含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量をさらに減少させてから工程１を行うことができる。また、酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍより多い場合には、酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させて１００ｐｐｍ以下にしてから工程１を行うことができる。
　酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる方法には特に制限はないが、酸化亜鉛原料を熱処理する方法、いわゆる仮焼する方法が最も効果的である。熱処理は通常大気中で行われ、熱処理温度は通常８００～１２００℃、好ましくは８００～１０００℃である。熱処理温度が８００℃より低いと金属性亜鉛の減少が効率的に進行せず、また一方、１２００℃より高いと一次粒子が成長して比表面積が低下し、成形後の焼結が不十分になり、焼結体の密度が低下することがある。熱処理時間は通常３～１２時間、好ましくは５～８時間である。金属性亜鉛の含有量を減少させる程度は、適宜熱処理温度および熱処理時間等により調整することができる。
　セラミックスがＡＺＯである場合、セラミックス原料粉末として、Ａｌ2Ｏ3粉末およびＺｎＯ粉末の混合粉末を使用でき、さらにＡＺＯ粉末を併用してもよい。Ａｌ2Ｏ3粉末、ＺｎＯ粉末およびＡＺＯ粉末は、ＢＥＴ法で測定した比表面積がそれぞれ通常１～２０ｍ2/ｇである。Ａｌ2Ｏ3粉末、ＺｎＯ粉末およびＡＺＯ粉末の混合比率は、本ターゲットにおける構成元素の含有量が前述の範囲内になるように適宜決定される。本製造方法においては、Ａｌ2Ｏ3粉末およびＺｎＯ粉末の混合粉末をセラミックス原料粉末として使用する場合、セラミックス原料粉末におけるＡｌ2Ｏ3粉末およびＺｎＯ粉末の含有量（質量％）が、最終的に得られるターゲットにおけるＡｌ2Ｏ3量置換でのＡｌの含有量（質量％）およびＺｎＯ量置換でのＺｎの含有量(質量％)と同視できることが確認されている。
　なお比表面積は、例えば全自動比表面積測定装置（株式会社マウンテック製、Ｍａｃｓｏｒｂ（登録商標）  ＨＭ  ｍｏｄｅｌ－１２１０）を使用し、吸着ガスとして窒素３０％、ヘリウム７０％を含む混合ガスを用い、ＢＥＴ一点法で測定することができる。
　セラミックスがＩＧＺＯである場合、セラミックス原料粉末として、Ｉｎ2Ｏ3粉末、Ｇａ2Ｏ3粉末およびＺｎＯ粉末の混合粉末を使用でき、さらにＩＧＺＯ粉末を併用してもよい。Ｉｎ2Ｏ3粉末、Ｇａ2Ｏ3粉末、ＺｎＯ粉末およびＩＧＺＯ粉末は、ＢＥＴ法で測定した比表面積がそれぞれ通常１～２０ｍ2/ｇである。Ｉｎ2Ｏ3粉末、Ｇａ2Ｏ3粉末、ＺｎＯ粉末およびＩＧＺＯ粉末の混合比率は、本ターゲットにおける構成元素の含有量が前述の範囲内になるように適宜決定される。本製造方法においては、Ｉｎ2Ｏ3粉末、Ｇａ2Ｏ3粉末およびＺｎＯ粉末の混合粉末をセラミックス原料粉末として使用する場合、セラミックス原料粉末におけるＩｎ2Ｏ3粉末、Ｇａ2Ｏ3粉末およびＺｎＯ粉末の含有量(質量％)が、最終的に得られるターゲットにおけるＩｎ2Ｏ3量置換でのＩｎ含有量（質量％）、Ｇａ2Ｏ3量置換でのＧａ含有量（質量％）及びＺｎＯ量置換でのＺｎの含有量(質量％)と同視できることが確認されている。
　粉末の混合方法には特に制限はなく、例えば、各粉末およびジルコニアボールをポットに入れ、ボールミル混合することができる。
　前記有機添加物は、スラリーや成形体の性状を好適に調整するために添加される物質である。有機添加物としては、バインダー、分散剤を挙げることができる。バインダーとしては、エマルジョン系のバインダーが一般的であり、分散剤としてはポリカルボン酸アンモニウム等が一般的である。
　セラミックス原料粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製する際に使用する分散媒には特に制限はなく、目的に応じて、水、アルコール等から適宜選択して使用することができる。
　セラミックス原料粉末および有機添加物を含有するスラリーを調製する方法には特に制限はなく、例えば、セラミックス原料粉末、有機添加物および分散媒をポットに入れ、ボールミル混合する方法が使用できる。
　得られたスラリーを型に流し込んで、次いで排水して成形を行う。型としては、石膏型や加圧して排水を行う樹脂型が一般的である。
（工程２）
　工程２では、工程１で成形した成形体を乾燥する。
　乾燥は成形体を一定環境下に静置することにより行われる。乾燥温度は、通常２５～１００℃、好ましくは２５～５０℃である。乾燥時間は通常１０～７２時間、好ましくは２４～４８時間である。
（工程３）
　工程３では、工程２で得られた乾燥された成形体を焼成する。焼成炉には特に制限はなく、セラミックス製ターゲットの製造に従来使用されている焼成炉を使用することができる。
　焼成温度は、セラミックスがＡＺＯである場合は、通常１２５０～１５００℃、好ましくは１３００℃～１４５０℃、より好ましくは１３５０℃～１４５０℃である。セラミックスがＩＧＺＯである場合は、通常１３００～１５００℃、好ましくは１４００℃～１４５０℃である。焼成温度が高いほど高密度のターゲットが得られるが、高すぎるとターゲットの焼結組織が肥大化して割れやすくなる。
（工程４）
　工程４では、工程３で得られた焼成体を切削加工する。加工は、平面研削盤等を用いて行う。加工後の表面粗度Ｒａは、砥石の砥粒の大きさを選定することにより制御することができる。この表面粗度Ｒａの値としては、アーキングやノジュールの発生をさらに抑制する観点から１．５μｍ以下が好ましく、さらに１．０μｍ以下が好ましく、０．８μｍ以下が最も好ましい。
　実施例および比較例において得られたスパッタリングターゲットの相対密度およびノジュールの有無についての評価方法は以下の通りである。ＡＺＯスパッタリングターゲット（実施例１～６、比較例１、２）に対する評価結果を表１に、ＩＧＺＯスパッタリングターゲット（実施例７～９、比較例３、４）に対する評価結果を表２に示した。
　また、表１および表２に、実施例および比較例で調製したセラミックス原料粉末に含まれる金属酸化物粉末の含有量ならびに実施例および比較例で使用したＺｎＯ粉末の金属性亜鉛含有量を示した。ＺｎＯ粉末の金属性亜鉛含有量の測定方法は後述の通りである。
１．相対密度
　スパッタリングターゲットの相対密度はアルキメデス法に基づき測定した。具体的には、スパッタリングターゲットの空中重量を体積（スパッタリングターゲットの水中重量／計測温度における水比重）で除し、下記式（Ｘ）に基づく理論密度ρ（ｇ/ｃｍ3）に対する百分率の値を相対密度（単位：％）とした。
ρ＝（（C1/100）/ρ1＋（C2/100）/ρ2＋・・・＋（Ci/100）/ρi）-1  ・・・（Ｘ）
（式中C1～Ciはそれぞれスパッタリングターゲットの構成物質の含有量（重量％）を示し、ρ1～ρiはC1～Ciに対応する各構成物質の密度（ｇ／ｃｍ3）を示す。）
２．ノジュールの有無
　スパッタリングターゲットをＣｕ製の基材に、低融点半田としてインジウムを使用して接合し、下記条件でスパッタを行った。
　　＜スパッタリング条件＞
　　　装置：ＤＣマグネトロンスパッタ装置、排気系クライオポンプ、ロータリーポンプ
　　　到達真空度：３×１０-4Ｐａ
　　　スパッタ圧力：０．４Ｐａ
　　　酸素分圧：４×１０-2Ｐａ
　スパッタ後のターゲットの表面を写真撮影し、画像解析により、ターゲット表面の面積に対するターゲット表面におけるノジュールの面積の比率（％）をノジュールの量として評価した。ＡＺＯではノジュール量が１０．０％以下、ＩＧＺＯではノジュール量が６．０％以下であると、実用上好適なスパッタリングが実施できていると評価される。
３．ＺｎＯ粉末の金属性亜鉛含有量
　ビーカーにＺｎＯ粉末を１０ｇ量り採り、塩化アンモニウム１０％液１００ｍｌとアンモニア水２０ｍｌを加えて加熱溶解した。静置した後、液を捨て、残渣に再び塩化アンモニウム１０％液１００ｍｌとアンモニア水２０ｍｌを加えて加熱溶解した。ＺｎＯが完全に溶解するまで５回以上前記工程を繰り返した。最終残渣を純水にて洗浄し、濾過した後、塩酸にて溶解し１０ｍｌに定容してＩＣＰ－ＡＥＳにて定量分析を行った。この定量値がＺｎＯ粉末中の金属性亜鉛含有量に相当する。
＜ＡＺＯスパッタリングターゲット＞
［実施例１］
　金属性亜鉛の含有量が２ｐｐｍ未満で、ＢＥＴ法により測定された比表面積が４ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末と、ＢＥＴ法により測定された比表面積が５ｍ2／ｇであるＡｌ2Ｏ3粉末とをポット中でジルコニアボールによりボールミル混合して、セラミックス原料粉末を調製した。セラミックス原料粉末におけるＡｌ2Ｏ3粉末の含有量は５質量％、ＺｎＯ粉末の含有量は９５質量％であった。
　このポットに、バインダーとしてセラミックス原料粉末に対して０．２質量％のアクリルエマルジョンバインダー、分散剤としてセラミックス原料粉末に対して０．５質量％のポリカルボン酸アンモニウム、および分散媒としてセラミックス原料粉末に対して２０質量％の水を加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。このスラリーを石膏型に流し込み、次いで排水して、成形体を得た。
　得られた成形体を２５℃で４８時間乾燥した後、焼成して焼成体を作製した。焼成は、焼成温度１４００℃、焼成時間１０時間、昇温速度３００℃／ｈ、降温速度５０℃／ｈで行った。
　得られた焼成体を切削加工して表面粗度Ｒａを０．８μｍとし、直径が１５２．４ｍｍで厚みが６ｍｍであるＡＺＯスパッタリングターゲットを得た。加工には＃１７０の砥石を使用した。
［実施例２～４］
　実施例２～４については、セラミックス原料粉末におけるＡｌ2Ｏ3粉末の含有量を表１に示したように変更し、残部をＺｎＯ粉末にしたこと以外は全て実施例１と同様して実施例１と同寸法のＡＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［実施例５］
　実施例１におけるＺｎＯ粉末の替わりに、金属性亜鉛の含有量が９７ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が３ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例１と同様にして実施例１と同寸法のＡＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［実施例６］
　金属性亜鉛の含有量が２００ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が３ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を、大気中で、８００℃で５時間仮焼した。仮焼後のＺｎＯ粉末の金属性亜鉛の含有量は３２ｐｐｍであった。実施例１におけるＺｎＯ粉末の替わりに前記仮焼後のＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例１と同様にして実施例１と同寸法のＡＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［比較例１］
　実施例１におけるＺｎＯ粉末の替わりに、金属性亜鉛の含有量が２００ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が４ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例１と同様にして実施例１と同寸法のＡＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［比較例２］
　実施例１におけるＺｎＯ粉末の替わりに、金属性亜鉛の含有量が１２００ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が４ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例１と同様にして実施例１と同寸法のＡＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
＜ＩＧＺＯスパッタリングターゲット＞
［実施例７］
　金属性亜鉛の含有量が２ｐｐｍ未満で、ＢＥＴ法により測定された比表面積が４ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末と、ＢＥＴ法により測定された比表面積が７ｍ2／ｇであるＩｎ2Ｏ3粉末と、ＢＥＴ法により測定された比表面積が１０ｍ2／ｇであるＧａ2Ｏ3粉末をポット中でジルコニアボールによりボールミル混合して、セラミックス原料粉末を調製した。セラミックス原料粉末におけるＩｎ2Ｏ3粉末の含有量は４４．２質量％、ＺｎＯ粉末の含有量は２５．９質量％、Ｇａ2Ｏ3粉末の含有量は２９．９質量％であった。
　このポットに、バインダーとしてセラミックス原料粉末に対して０．２質量％のアクリルエマルジョンバインダー、分散剤としてセラミックス原料粉末に対して０．６質量％のポリカルボン酸アンモニウム、および分散媒としてセラミックス原料粉末に対して２０質量％の水を加え、ボールミル混合してスラリーを調製した。このスラリーを石膏型に流し込み、次いで排水して、成形体を得た。
　得られた成形体を２５℃で４８時間乾燥した後、焼成して焼成体を作製した。焼成は、焼成温度１４００℃、焼成時間１０時間、昇温速度３００℃／ｈ、降温速度５０℃／ｈで行った。
　得られた焼成体を切削加工して表面粗度Ｒａを０．７μｍとし、直径が１５２．４ｍｍで厚みが６ｍｍであるＩＧＺＯスパッタリングターゲット得た。加工には、＃１７０の砥石を使用した。
［実施例８］
　実施例７におけるＺｎＯ粉末の替わりに、金属性亜鉛の含有量が９７ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が３ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例７と同様にして実施例７と同寸法のＩＧＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［実施例９］
　金属性亜鉛の含有量が２００ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が４ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を、大気中で、８００℃で５時間仮焼した。仮焼後のＺｎＯ粉末の金属性亜鉛の含有量は３２ｐｐｍであった。実施例７におけるＺｎＯ粉末の替わりに前記仮焼後のＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例７と同様にして実施例７と同寸法のＩＧＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［比較例３］
　実施例７におけるＺｎＯ粉末の替わりに、金属性亜鉛の含有量が２００ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が４ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例７と同様にして実施例７と同寸法のＩＧＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
［比較例４］
　実施例７におけるＺｎＯ粉末の替わりに、金属性亜鉛の含有量が１２００ｐｐｍで、ＢＥＴ法により測定された比表面積が３ｍ2／ｇであるＺｎＯ粉末を使用したこと以外は全て実施例７と同様にして実施例７と同寸法のＩＧＺＯスパッタリングターゲットを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

Claims (6)

  1. 　金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いて製造された、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲット。
  2. 　金属性亜鉛の含有量が１０ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いて製造された、酸化亜鉛を含有するスパッタリングターゲット。
  3. 　ＡＺＯ製である請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。
  4. 　ＩＧＺＯ製である請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。
  5. 　酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程、および前記工程で得られた金属性亜鉛の含有量が１００ｐｐｍ以下である酸化亜鉛原料を用いてスパッタリングターゲットを製造する工程を含むスパッタリングターゲットの製造方法。
  6. 　前記酸化亜鉛原料の金属性亜鉛の含有量を減少させる工程が、酸化亜鉛原料を熱処理する工程である請求項５に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
PCT/JP2014/077288 2013-11-06 2014-10-14 スパッタリングターゲットおよびその製造方法 WO2015068535A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480059996.1A CN105705673B (zh) 2013-11-06 2014-10-14 溅射靶及其制造方法
JP2015546575A JPWO2015068535A1 (ja) 2013-11-06 2014-10-14 スパッタリングターゲットおよびその製造方法
KR1020157025798A KR20160081863A (ko) 2013-11-06 2014-10-14 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013230160 2013-11-06
JP2013-230160 2013-11-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015068535A1 true WO2015068535A1 (ja) 2015-05-14

Family

ID=53041318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/077288 WO2015068535A1 (ja) 2013-11-06 2014-10-14 スパッタリングターゲットおよびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPWO2015068535A1 (ja)
KR (1) KR20160081863A (ja)
CN (1) CN105705673B (ja)
TW (1) TWI619818B (ja)
WO (1) WO2015068535A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018016837A (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 デクセリアルズ株式会社 Ｍｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005033355A1 (ja) * 2003-09-30 2005-04-14 Nikko Materials Co., Ltd. 高純度酸化亜鉛粉末及びその製造方法並びに高純度酸化亜鉛ターゲット及び高純度酸化亜鉛薄膜
JP2005272283A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Minoru Isshiki 酸化亜鉛結晶の熱処理方法
WO2009075281A1 (ja) * 2007-12-13 2009-06-18 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 酸化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP2011195923A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 導電性酸化物とその製造方法
JP2012180265A (ja) * 2011-02-10 2012-09-20 Kobelco Kaken:Kk 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
JP2013170302A (ja) * 2012-02-22 2013-09-02 Shimane Univ Ａｚｏ成膜用ターゲットおよびその製造方法
JP2014058416A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 Kobelco Kaken:Kk 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
WO2014069367A1 (ja) * 2012-10-30 2014-05-08 Jx日鉱日石金属株式会社 導電性酸化物焼結体及び該導電性酸化物を用いた低屈折率膜
JP2014095144A (ja) * 2012-10-10 2014-05-22 Idemitsu Kosan Co Ltd スパッタリングターゲット
WO2014083909A1 (ja) * 2012-11-30 2014-06-05 日本碍子株式会社 酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008115453A (ja) 2006-10-31 2008-05-22 Toyoshima Seisakusho:Kk 酸化亜鉛系スパッタリングターゲット
JP2009144226A (ja) 2007-12-18 2009-07-02 Idemitsu Kosan Co Ltd 金属亜鉛含有スパッタリングターゲット

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005033355A1 (ja) * 2003-09-30 2005-04-14 Nikko Materials Co., Ltd. 高純度酸化亜鉛粉末及びその製造方法並びに高純度酸化亜鉛ターゲット及び高純度酸化亜鉛薄膜
JP2005272283A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Minoru Isshiki 酸化亜鉛結晶の熱処理方法
WO2009075281A1 (ja) * 2007-12-13 2009-06-18 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 酸化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP2011195923A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 導電性酸化物とその製造方法
JP2012180265A (ja) * 2011-02-10 2012-09-20 Kobelco Kaken:Kk 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
JP2013170302A (ja) * 2012-02-22 2013-09-02 Shimane Univ Ａｚｏ成膜用ターゲットおよびその製造方法
JP2014058416A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 Kobelco Kaken:Kk 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
JP2014095144A (ja) * 2012-10-10 2014-05-22 Idemitsu Kosan Co Ltd スパッタリングターゲット
WO2014069367A1 (ja) * 2012-10-30 2014-05-08 Jx日鉱日石金属株式会社 導電性酸化物焼結体及び該導電性酸化物を用いた低屈折率膜
WO2014083909A1 (ja) * 2012-11-30 2014-06-05 日本碍子株式会社 酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018016837A (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 デクセリアルズ株式会社 Ｍｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法
WO2018021016A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 デクセリアルズ株式会社 Ｍｎ－Ｚｎ－Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法
CN109415801A (zh) * 2016-07-27 2019-03-01 迪睿合株式会社 Mn-Zn-O系溅射靶及其制备方法
CN113667944A (zh) * 2016-07-27 2021-11-19 迪睿合株式会社 Mn-Zn-O系溅射靶及其制备方法
US11225709B2 (en) 2016-07-27 2022-01-18 Dexerials Corporation Mn—Zn—O sputtering target and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160081863A (ko) 2016-07-08
CN105705673A (zh) 2016-06-22
CN105705673B (zh) 2018-05-04
JPWO2015068535A1 (ja) 2017-03-09
TW201527546A (zh) 2015-07-16
TWI619818B (zh) 2018-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5883367B2 (ja) 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット、並びにその製造方法
JP5883368B2 (ja) 酸化物焼結体およびスパッタリングターゲット
JP5692224B2 (ja) 酸化亜鉛焼結体タブレットおよびその製造方法
TWI548592B (zh) An oxide sintered body, a sputtering target, and an oxide semiconductor thin film obtained therefrom
JP2011074479A (ja) 透明導電性酸化亜鉛系薄膜製造用のイオンプレーティング用ターゲット、および透明導電性酸化亜鉛系薄膜
TWI669283B (zh) 氧化物燒結體及濺鍍靶材以及它們的製造方法
JP6677058B2 (ja) Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物焼結体とその製造方法
WO2015068564A1 (ja) スパッタリングターゲット
JP2010202450A (ja) 透明薄膜形成用の複合酸化物焼結体及び透明薄膜形成用材料
JP2017149636A (ja) 酸化物焼結体及び酸化物透明導電膜
WO2015068535A1 (ja) スパッタリングターゲットおよびその製造方法
TWI622568B (zh) 氧化物燒結體及濺鍍用靶
JP5081960B2 (ja) 酸化物焼結体及び酸化物半導体薄膜
TWI696597B (zh) 燒結體、濺鍍靶材及燒結體的製造方法
WO2014083909A1 (ja) 酸化亜鉛系スパッタリングターゲットの製造方法
TW201525169A (zh) 濺鍍靶及其製造方法
CN112262114B (zh) 氧化物烧结体和溅射靶
JP2012051747A (ja) 酸化物焼結体及び酸化物半導体薄膜
EP3441376A1 (en) Oxide sintered body and transparent conductive oxide film
JP2023124649A (ja) スパッタリングターゲット部材及びスパッタリングターゲット部材の製造方法
KR20240024274A (ko) Igzo 스퍼터링 타깃
JP2013139387A (ja) Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系複合酸化物焼結体の製造方法
JP2020164957A (ja) スパッタリングターゲットおよび、スパッタリングターゲットの製造方法
JP2013193945A (ja) Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−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酸化物半導体膜
TW201326082A (zh) 氧化物燒結體及其製造方法，以及氧化物透明導電膜

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14860450

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157025798

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015546575

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14860450

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1