，若结合时的加热条件设为高温且长时间，则如表4所不，在结合作业时发生 溅射靶的破损。因此，这些例子中，使用在溅射靶不发生破损那样的结合条件下进行结合而 不发生破损的派射革E，测定前述的InGa(VK(% )。 具体来说，试料No. 7是对于氧化物烧结体的组成采用[Sn]的比率高而不满足本发明 的规定的表1的钢种d的例子。其结果是，如表4所示平均晶粒直径大，粗大晶粒的优选比 例高，而且InGa03相的峰强度比率也低。该例子中，在结合作业时氧化物烧结体发生破损。 试料No. 8是使用氧化物烧结体的组成满足本发明的规定的表1的钢种a，但采用烧结 时的保持温度低的表2的制造条件D的例子。其结果是，如表4所示相对密度变低，并且 InGa03相的峰强度比率也低。该例子中，在结合作业时氧化物烧结体发生破损。 试料No. 9是使用氧化物烧结体的组成满足本发明的规定的表1的钢种a，但采用到烧 结温度为止的升温速度快、且烧结时的保持温度高的表2的制造条件E的例子。其结果是， 如表4所示平均晶粒直径大，粗大晶粒的优选比例高。该例子中，在结合作业时氧化物烧结 体发生破损。 试料No. 10是使用氧化物烧结体的组成满足本发明的规定的表1的钢种a，但采用烧结 时的保持温度高的表2的制造条件F的例子。其结果是，如表4所示平均晶粒直径大，粗大 晶粒的优选比例高。该例子中，在结合作业时氧化物烧结体发生破损。 实施例2 本实施例与现有的In-Ga-Zn氧化物烧结体（IGZ0)相比，为了证实本发明中规定的In-Ga-Sn氧化物烧结体（IGT0)的有用性，进行以下的实验。 首先，使用前述的实施例1的表4的No. 1的靶，在以下的条件下，进行本成膜前的预溅 射和作为本成膜的溅射，在玻璃基板上将氧化物半导体薄膜成膜。为了参考，在表5的No. 1 中，一并记载上述表4的No. 1的靶的组成（与表1的成分No.a相同）。 溅射装置：株式会社ULVAC制"CS-200" DC(直流）磁控溅射法 基板温度：室温 (1) 预溅射 气压：lmTorr 氧分压：100X02/(Ar+02) = 0 体积 ％ 成膜功率密度：2. 5W/cm2 预溅射时间：10分钟 (2) 本成膜 气压：lmTorr 氧分压：100X02/(Ar+02) = 4 体积 ％ 成膜功率密度：2. 5W/cm2 膜厚：40nm 为了比较，使用表5的No. 2记载的IGZ0靶，在与上述相同的条件下将氧化物半导体薄 膜成膜。上述No. 2的靶中的In、Ga与Zn的原子比为1 : 1 : 1。上述IGZ0靶的制作方 法如下。
[0085] (IGZ0溅射靶的制作） 将纯度99. 99 %的氧化铟粉末（Ιη203)、纯度99. 99 %的氧化镓粉末（Ga203)、纯度 99. 99%的氧化锌粉末（Ζη02)按照表1所示质量比率和原子比率混配，加入水、分散剂（聚 羧酸铵）和粘结剂，用球磨机混合20小时。接着，将上述工序中得到的混合粉末干燥并进 行造粒。 将按照这样得到的粉末利用模压机在下述条件下预成形后，在常压大气气氛下升温至 500°C，在该温度下保持5小时进行脱脂。 (预成形的条件） 成形压力：l.〇ton/cm2 将厚度设为t时，成形体尺寸：Φ110_Χ?13_ 将所得到的成形体设置于石墨模具，在表2所示条件G下进行热压。此时，在热压炉内 导入ν2气体，在Ν2气氛下进行烧结。 对所得到的氧化物烧结体进行机械加工而制成Φ100mmXt5mm。将该氧化物烧结体和Cu制背板用10分钟升温至180°C后，用结合材（铟）将氧化物烧结体结合于背板，制作了 溅射靶。 对于按照这样得到的各氧化物半导体薄膜，利用高频电感親合等离子体（Inductively CoupledPlasma、ICP)法测定各薄膜中的各金属元素的比率（原子％ )。在表6中记载它 们的结果。
[表5]
若将表5所示靶的组成（原子％ )与表6所示膜的组成原子（％)进行对比，则对于满 足本发明的组成的No. 1的IGT0靶而言，完全看不到靶与膜之间的组成偏差。 与此相对，对于不满足本发明的组成且不含Sn而包含Zn的No. 2的IGZ0靶而言，靶与 膜之间的组成偏差变大。详细而言，No. 2中，从靶中的Zn比=33. 3原子％，到膜中的Zn比 =26. 5原子％，减少了 6. 8原子％。 因此，证实了若使用本发明的靶，则能够将与靶的组成没有组成偏差的膜成膜。 进一步，目测观察使用上述各靶将各膜成膜后的、各靶的表面状态，评价黑色堆积物的 有无。为了参考，将这些照片示于图1。 其结果是，使用本发明例的No. 1的IGT0靶时，如图1的左图所示，在成膜后的靶表面 未观察到黑色的堆积物，与此相对，使用现有例的No. 2的IGZO靶时，如图1的右图所示，在 成膜后的靶表面观察到黑色的堆积物。如果像这样在靶的表面存在黑色堆积物，则有可能 在溅射中从靶表面剥离而成为颗粒，招致电弧。因此，证实了若使用本发明的靶，则不仅能 够将没有组成偏差的膜成膜，还能防止溅射时的电弧等，是非常有用的。
【主权项】
1. 一种氧化物烧结体，其特征在于，是将氧化铟、氧化镓和氧化锡烧结而得到的氧化物 烧结体，其中， 所述氧化物烧结体的相对密度为90%以上， 所述氧化物烧结体的平均晶粒直径为10 ym以下， 将铟、镓、锡的含量相对于所述氧化物烧结体中所含除氧以外的全部金属元素的比例 (原子％ )分别设为[In]、[Ga]、[Sn]时，满足下述式⑴~（3)，并且， 对所述氧化物烧结体进行X射线衍射时，InGaO3相满足下述式（4)， 30 原子[In] < 50 原子％ ? ? ? (1) 20原子％彡[Ga]彡30原子％ ??? (2) 25原子％彡[Sn]彡45原子％ ??? (3) [InGaO3]彡 0? 05 ? ? ? (4) 其中，[InGaO3] = (I(InGaO3) Al(InGaO3)+I(In2O3)+I(SnO2)) 式中，I (InGaO3)、I (In2O3)、和I (SnO2)分别是利用X射线衍射确定的InGaO3相、In 203 相、SnO2相的衍射强度的测定值。2. 如权利要求1所述的氧化物烧结体，其中，所述氧化物烧结体的晶粒直径超过15 y m 的粗大晶粒的比例为10%以下。3. 如权利要求1或2所述的氧化物烧结体，其中，对所述氧化物烧结体进行X射线衍射 时，所述氧化物烧结体不含Ga3 xn5+xSn2016相。4. 如权利要求1或2所述的氧化物烧结体，其中，对所述氧化物烧结体进行X射线衍射 时，所述氧化物烧结体不含（Ga、IrO2O 3相。5. -种溅射靶，其特征在于，是使用权利要求1或2所述的氧化物烧结体而得到的溅射 靶，其电阻率为IQ ? cm以下。6. -种氧化物烧结体的制造方法，其特征在于，是权利要求1或2所述的氧化物烧结 体的制造方法，其中，将氧化铟、氧化镓和氧化锡混合，设置于成形模具后，升温至烧结温度 850~1250°C，然后以在该温度域内的保持时间为0. 1~5小时、加压压力为59MPa以下进 行烧结。7. 如权利要求6所述的氧化物烧结体的制造方法，其中，到所述烧结温度为止的平均 升温速度为600°C /hr以下。
【专利摘要】本发明提供能够抑制结合工序中发生破损的氧化物烧结体、和使用该氧化物烧结体的溅射靶、以及其制造方法。本发明的氧化物烧结体是将氧化铟、氧化镓和氧化锡烧结而得到的氧化物烧结体，氧化物烧结体的相对密度为90％以上、氧化物烧结体的平均晶粒直径为10μm以下，将铟、镓、锡的含量相对于氧化物烧结体中所含全部金属元素的比例(原子％)分别设为[In]、[Ga]、[Sn]时，满足30原子％≤[In]≤50原子％、20原子％≤[Ga]≤30原子％、25原子％≤[Sn]≤45原子％，并且InGaO3相满足[InGaO3]≥0.05。
【IPC分类】C23C14/34, C04B35/00
【公开号】CN105246855
【申请号】CN201480030142
【发明人】田尾幸树, 广濑研太, 慈幸范洋, 越智元隆
【申请人】株式会社钢臂功科研, 株式会社神户制钢所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年11月28日
【公告号】US20160111264, WO2015080271A1