烧结体及其制造方法
【专利摘要】本发明的烧结体是至少含有氧化铟及氧化镓的烧结体，其中，体积为14000μm3以上的空隙的空隙率为0.03体积％以下。
【专利说明】烧结体及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及烧结体、该烧结体的制造方法、溅射靶、及使用该溅射靶的氧化物薄膜的制造方法。
【背景技术】
[0002]为实现大面积、高精细的下一代显示器而需要高迁移率的晶体管，因而氧化物半导体备受关注。作为氧化物半导体的候补材料，非晶质的氧化铟镓锌(IGZO)薄膜较受期待，可通过对由相同组成的烧结体构成的靶进行溅射而获得。
[0003]关于溅射法，通常在约IOPa以下的氩气压下，以基板作为阳极，以靶作为阴极，并在它们之间引起辉光放电(glow discharge)而产生IS等离子体。使该等离子体中的IS阳离子冲撞阴极的靶而弹起靶成分的粒子，使该粒子堆积在基板上而成膜。
[0004]溅射法是以氩等离子体的产生方法进行分类，使用高频等离子体的方法称为高频溅射法，使用直流等离子体的方法称为直流溅射法。另外，将在靶的背面侧配置磁铁而使氩等离子体集中于靶正上方、提高氩离子的冲撞效率，从而即使在低气压下也可成膜的方法称为磁控溅射法。
[0005]通常，作为氧化物半导体靶，使用IGZO烧结体，并利用以下粉末烧结法来制造，即，实际上将铟氧化物、镓氧化物、锌氧化物调配成所需的组成并进行加压成形后，再在1400°C以上的温度下进行烧结(专利文献I)。
[0006]另外，为进一步提高晶体管性能，正在研究开发用来获得如氧化铟镓(IGO)之类的结晶系氧化物半导体的烧结体(专利文献2)。关于IGO靶的烧结方法，通过在1200°C-1600°C的范围内烧结2小时以上，从而使镓固熔在铟位点，获得高密度的靶。
[0007]然而，已知若使用以这些条件制造的长边或一边超过5英寸的中型或大型尺寸的靶、具体而言为面积超过25000mm2的靶，并以3W/m2以上的大输出进行溅射，则有可能导致颗粒的产生。
[0008]另外，确认到这种现象在4英寸以下的小型靶中难以产生。因此，氧化物半导体原本是应对显示器的大面积化要求的材料，而其中的IGO等同时包含铟和镓的材料存在产生颗粒的技术问题，必需解决该问题。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2010-238770号公报
[0012]专利文献2:国际公开第2010-032422号小册子
【发明内容】
[0013]鉴于上述现有技术的问题，本发明的课题在于获得一种即使在高输出溅射中也不产生颗粒、且可长期地获得高质量的氧化物半导体薄膜的溅射靶。
[0014]本发明人为解决上述课题而反复深入研究，结果发现空隙率小的烧结体可抑制颗粒的产生。
[0015]根据本发明，提供以下的烧结体等。
[0016]1.一种烧结体，其是至少含有氧化铟及氧化镓的烧结体，其中，体积14000μπι3以上的空隙的空隙率为0.03体积％以下。
[0017]2.如I所述的烧结体，其中，所述烧结体的一个表面的面积为25000mm2以上，且厚度为5謹以上。
[0018]3.如I或2所述的烧结体，其中，Ga/(In+Ga)所表示的原子比为0.01-0.13，且所述烧结体含有In2O3所表不的方铁猛矿结构。
[0019]4.如I-3中任一项所述的烧结体，其包含100-IOOOOppm的锡。
[0020]5.如I-4中任一项所述的烧结体，其包含100-IOOOOppm的Al。
[0021]6.一种烧结体的制造方法，其具有如下工序:
[0022]混合工序，至少使含铟化合物及含镓化合物混合而获得混合物；
[0023]成形工序，使所述混合 物成形而获得成形体；及
[0024]烧结工序，烧结所述成形体，
[0025]其中，所述烧结工序具有升温工序和保持工序，
[0026]所述升温工序中，将在含氧气氛中700-1400°C的条件下的平均升温速度设为0.1 -0.90C / 分钟，
[0027]所述保持工序中，将1250-1650°C的温度保持5-30小时。
[0028]7.如6所述的烧结体的制造方法，其中，所述升温工序为以下的升温模式:
[0029]在400°C以上且低于700°C的条件下的平均升温速度(第I平均升温速度)为0.2 -1.50C / 分钟；
[0030]在700°C以上且低于1100°C的条件下的平均升温速度(第2平均升温速度)为0.15 -0.8 0C / 分钟；
[0031]在1100°C以上且1400°C以下的条件下的平均升温速度(第3平均升温速度)为0.1-0.5°C /分钟；且
[0032]第I平均升温速度>第2平均升温速度>第3平均升温速度。
[0033]8.如6或7所述的烧结体的制造方法，其中，在所述升温工序中，将700°C以上且低于1100°c的条件下的平均升温速度设为0.3-0.50C /分钟。
[0034]9.如6-8中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，在所述升温工序中，将IlOO0C以上且1400°C以下的条件下的平均升温速度设为0.15-0.4°C /分钟。
[0035]10.如6-9中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述混合物的Ga/ (In+Ga)所表示的原子比为0.01-0.13，且所述烧结体含有In2O3所表示的方铁锰矿结构。
[0036]11.如6-10中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述混合物包含100-IOOOOppm 的锡。
[0037]12.如6-11中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述混合物包含100-IOOOOppm 的 Al。
[0038]13.如6-12中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述烧结体的一个表面的面积为25000mm2以上，且厚度为5謹以上。
[0039]14.一种烧结体,其通过6-13中任一项所述的烧结体的制造方法来制造。[0040]15.一种溅射靶，其使用了 I-5及14中任一项所述的烧结体。
[0041]16.一种氧化物薄膜的制造方法，其利用3-20W/m2输出的溅射法使15所述的溅射靶成膜。
[0042]根据本发明，可提供即使在高输出溅射中也不会产生颗粒、且可长期地获得高质量的氧化物半导体薄膜的溅射靶。
[0043]通过使用这种靶，可以以良好的成品率、高效地获得大型液晶显示器或大型EL显示器等所代表的显示用装置的半导体、或者大面积太阳能电池用的透明电极材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1是表示本发明的氧化物薄膜的制造方法中所使用的溅射装置的一例的图。
[0045]图2是表示实施例1中所获得的成形体的加热温度依赖性的图。
[0046]图3是表示实施例1中所获得的烧结体的X射线CT测定结果的图。
[0047]图4是表示比较例I中所获得的烧结体的X射线CT测定结果的图。
[0048]图5是表示实施例7中所获得的成形体的加热温度依赖性的图。
【具体实施方式】
[0049]本发明的烧结体的制造方法具有如下工序:原料混合工序，至少使氧化铟及氧化镓混合而获得混合物；成形工序，使上述混合物成形而获得成形体；及烧结工序，在含氧环境下烧结上述成形体。
[0050]上述烧结工序具有升温工序及保持工序，升温工序中，700-1400°C的条件下的平均升温速度为0.1-0.9°C/分钟(优选为0.2-0.5°C/分钟)；保持工序中，将1250-1650°C保持5-30小时。
[0051]升温工序中的700-1400°C的条件下的升温速度优选为0.1-0.9V /分钟的范围内。
[0052]根据X射线CT的测定结果发现，使用中型或大型尺寸的靶时的颗粒产生的原因在于存在于靶内部的微小的空孔而并非靶的密度大小。
[0053]在中型或大型尺寸的靶中，导致该颗粒产生的微小空孔是体积为14000 μ m3以上(以由体积求出的等效球直径计为约30 μ m以上)的空隙，通过将由其以上的尺寸构成的空孔占烧结体中(靶)的体积的比例(以下称为空孔率)设为0.03%以下，从而可抑制因溅射所致的颗粒的产生。
[0054]在烧结体内部产生体积为14000 μ m3以上的空孔的理由被认为是:在成形体的升温过程中，在方铁锰矿型结晶的粒界中产生空隙。通常在氧化铟锡(ITO)等的情况下，无法固熔于铟位点的锡会偏析于粒界中，因此难以形成体积为14000μπι3以上的空孔，但是，在锡以外的材料中存在容易形成空孔的倾向。若其间隙的体积为HOOOym3以上，则认为在长时间溅射的情况下，以凹凸形状为起点，而导致在形成的膜上产生颗粒。
[0055]根据上述本发明的制造方法，可减少在烧结体中产生体积为14000 μ m3以上的空孔的情况，并抑制溅射时的颗粒的产生。
[0056]此外，700-1400°C的温度范围内的平均升温速度通过从700°C至升温到达温度为止的温度差除以升温所需的时间而求出。[0057]优选在上述升温工序中将400°C以上且低于700°C的条件下的平均升温速度(第I平均升温速度)设为0.2-1.5°C /分钟。升温速度优选为0.2-2.(TC /分钟的范围内。
[0058]另外，优选将上述700-1400°C的条件下的平均升温速度设为以下的升温模式。
[0059]在700°C以上且低于1100°C的条件下的平均升温速度(第2平均升温速度)为0.15 -0.8 0C / 分钟
[0060]在1100°C以上且1400°C以下的条件下的平均升温速度(第3平均升温速度)为0.1-0.5 0C /分钟
[0061]上述第2平均升温速度更优选为0.3-0.5°C /分钟。
[0062]上述第3平均升温速度更优选为0.15-0.4°C /分钟。
[0063]另外，上述平均升温速度中，优选第2平均升温速度>第3平均升温速度，更优选第I平均升温速度>第2平均升温速度>第3平均升温速度。
[0064]另外，优选使700°C以上且低于1100°C的条件下的升温速度为0.05-1.2V /分
钟的范围内。
[0065]优选使1100°C以上且1400°C以下的升温速度为0.08-1.(TC /分钟的范围内。
[0066]若以上述方式进行升温工序，则可进一步抑制溅射时的颗粒的产生，故优选。
[0067]若第I平均升温速度低于0.2V /分钟，则有可能导致所用时间增大、造成制造效率降低。若第I平均升温速度超 过1.5°c /分钟，则有可能在混合时残留用于提高分散性而投入的粘合剂，导致产生靶的裂痕等。
[0068]若第2平均升温速度低于0.15°C /分钟，则不仅造成所需时间增大，而且有时会使结晶异常生长，有可能在获得的烧结体的内部产生50 μ m以上的空孔。若第2平均升温速度超过0.8°C /分钟，则有可能由于在烧结的起始位置产生分布而导致翘曲。
[0069]若第3平均升温速度低于0.1°C /分钟，则不仅造成所需时间增大，而且有可能使Ga蒸散而造成组成偏差。若第3平均升温速度超过0.5V/分钟，则根据热压配合的分布而有可能产生拉伸应力、使烧结密度不会上升。
[0070]特别是，通过使第2平均升温速度>第3平均升温速度，而可期待即使进行长时间溅射也会更有效地抑制颗粒的产生。
[0071]将成形体升温至超过1400°C且1650°C以下的情况，并无特别限制，但通常为0.15-0.4。。/分钟左右。
[0072]在升温结束之后，在1250-1650°C的烧结温度下保持5-30小时而进行烧结(保持工序)。烧结温度优选为1300-1600°C。烧结时间优选为10-20小时。
[0073]烧结工序是在含氧环境、例如氧气环境或大气下进行的。另外，既可以用氧气预先置换后进行烧结，也可以一面导入空气或氧气一面进行烧结。含氧环境优选包含20体积％以上的氧气，更优选包含50体积％以上的氧气。
[0074]原料混合工序中，至少混合含铟化合物(氧化铟等)及含镓化合物(氧化镓等)作为烧结体的原料。作为原料也可进一步添加含锡化合物(氧化锡等)、含铝化合物(氧化招等)。
[0075]优选的情况是，Ga/(In+Ga)所表示的原子比为0.01-0.13、优选为0.01-0.09，更优选为0.02-0.08。
[0076]在原料中包含锡的情况下，锡浓度(原子比)通常为100-lOOOOppm，优选为200 -2000ppm。
[0077]在原料中包含Al的情况下，Al浓度(原子比)通常为100-lOOOOppm，优选为200 -5000ppm。
[0078]此外，可以通过对上述混合物进行加压来制造成形体。
[0079]本发明的烧结体通过上述制造方法而获得。
[0080]另外，本发明的烧结体是至少含有氧化铟及氧化镓的烧结体，其中，体积为14000 μ m3以上的空隙的空隙率为0.03体积％以下。该烧结体可通过本发明的制造方法而获得。
[0081]本发明的烧结体至少含有氧化铟及氧化镓。另外，也可包含锡和/或铝。
[0082]上述烧结体中，优选的情况是Ga/(In+Ga)所表示的原子比为0.01-0.13、优选为0.01-0.09、更优选为0.02-0.08。
[0083]另外，优选含有In2O3所表示的方铁锰矿结构。方铁锰矿结构可通过XRD测定而确认。
[0084]在上述烧结体包含锡的情况下，锡浓度通常为100-lOOOOppm，优选为200-2000ppm。
[0085]在上述烧结体包含Al的情况下，Al浓度为100-lOOOOppm，优选为200-5000ppm。`
[0086]本发明的烧结体优选实际上为铟与镓的氧化物或者铟、镓以及锡和/或铝的氧化物。本发明中所谓“实际上”，是指在不损害本发明的效果的范围内也可包含其他不可避免的杂质。
[0087]另外，本发明的烧结体的主面的面积优选为25000mm2以上，更优选为30000-1000000mm2，进一步优选为40000-800000mm2。厚度优选为5mm以上，更优选为5-20mm。
[0088]可通过对上述烧结体进行加工、整形并焊接在背板(backing plate)上而制成本发明的溅射靶。
[0089]本发明的氧化物薄膜的制造方法中，使用上述派射祀，以3-20W/cm2、优选4-20ff/cm2的输出来进行溅射而成膜。
[0090]在本发明的氧化物薄膜的制造方法的一个实施方式中，将基板依次输送至与在真空腔室内隔开规定的间隔而并排设置的3枚以上的靶对置的位置上，并由交流电源对上述各靶交替施加负电位及正电位，从而在靶上产生等离子体，在基板表面上成膜。
[0091]此时，使至少I个来自交流电源的输出连接于2枚以上的靶，并在连接的2枚以上的靶之间，一边对施加电位的靶进行切换，一边进行成膜。即，使至少I个来自上述交流电源的输出连接于2枚以上的靶，并一边对相邻的靶施加不同的电位，一边进行成膜。
[0092]作为可用于该溅射的装置，例如可列举日本特开2005-290550中记载的大面积生产用的AC (交流)溅射装置。通过使用该装置，可进行更高速成膜，并且可再现性良好地将膜载流子浓度设为规定的值。
[0093]具体而言，上述AC溅射装置具有:真空槽、配置于真空槽内部的基板固定器(holder)、以及配置于与该基板固定器对置的位置上的溅射源。将溅射源的主要部分示于图1。
[0094]溅射源具有多个溅射部，分别具有板状的靶IOOa-IOOf，若将各靶IOOa-IOOf的被溅射的面称为溅射面，则各溅射部以溅射面位于相同平面上的方式进行配置。
[0095]各靶IOOa-IOOf形成为具有长边方向的细长条，各靶为同一形状，溅射面的长边方向的边缘部分(侧面)彼此隔开规定间隔而平行地配置。因此，邻接的靶IOOa-IOOf的侧面平行。
[0096]在真空槽的外部配置有交流电源300a-300c,各交流电源300a-300c的2个端子中，一个端子连接于相邻的2个电极中的一个电极，另一个端子连接于另一个电极。各交流电源300a-300c的2个端子以输出正负不同极性的电压的方式来形成,祀IOOa-IOOf以与电极密接的方式进行安装，因此，从交流电源300a-300c向相邻的2个靶IOOa-IOOf施加互不相同的极性的交流电压。因此，在互为相邻的靶IOOa-IOOf中，当一方被置于正电位时，另一方处于被置于负电位的状态。
[0097]在电极的与靶IOOa-IOOf相反一侧的面上配置有磁场形成机构200a-200f。各磁场形成机构200a-200f分别具有外周与靶IOOa-OOf的外周大致相等大小的细长的环状磁石、及比环状磁石的长度短的棒状磁石。
[0098]各环状磁石在对应的I个靶IOOa-IOOf的正背面位置上相对于靶IOOa-IOOf的长边方向平行地配置。如上所述，靶IOOa-IOOf隔开规定间隔而平行地进行配置，因此环状磁石也隔开与靶IOOa-IOOf相同的间隔来进行配置。
[0099]AC溅射的频率优选为IOkHz-IMHz的范围。若AC溅射的频率低于IOkHz，则有可能产生嗓音的问题。若AC溅射的频率超过1MHz，则等离子体过度扩散，因此有时在所需的靶位置以外进行溅射而破坏均匀性。更优选的AC溅射的频率为20kHz-500kHz。
[0100]另外，在使用上述装置的 情况下，成膜速度优选为70-250nm/分钟，更优选为100 -200nm/ 分钟。
[0101]在本发明的氧化物薄膜的制造方法中，功率密度(power density)优选为3-20W/cm2。在功率密度低于3W/cm2的情况下，成膜速度较慢，生产上不经济。若功率密度超过20W/cm2，则有时靶会破损。功率密度更优选为5-12W/m2。
[0102]实施例
[0103]实施例1
[0104]将平均粒径0.5 μ m的氧化铟粉末95.2重量份与平均粒径0.5 μ m的氧化镓粉末
4.8重量份(In:Ga(at% )=93:7)投入聚乙烯制的罐(pot)中，利用干式球磨机混合72小时，制备混合粉末。向所获得的粉末中添加水、分散剂及粘合剂进行浆化。所获得的浆料的粘度为lOOOcP。
[0105]继而，将所获得的浆料投入至装有氧化锆制的直径3mm的磨珠的珠磨机内，进行2道次(pass)处理。处理时间为6小时。以喷雾干燥将该浆料造粒，获得造粒粉末。
[0106]将以这种方式获得的造粒粉末填充于纵250mm、横400mm、厚15mm的模具中，以200kg/cm2的压力成形之后，以3t/cm2的压力进行CIP (冷等静压加压)处理(成形体A)。制作36个相同的成形体A。
[0107]另外,将上述造粒粉末填充于纵60mm、横60mm、厚IOmm的模具中，然后以相同条件制作CIP成形体(成形体B)，用来进行热机械分析。
[0108]对于I个成形体B,以400O预烧后,加工成3mmX 3mmX 1.4mm,进行热机械分析,测
定热收缩的加热温度依赖性。将结果示于图2中。[0109]根据该结果可知，从833°C起开始热收缩，在1200°C左右热收缩速度最快。
[0110]基于该结果，将成形体A及成形体B设置在氧气环境烧结炉内，并在以下的条件下进行烧结(烧结体A、B)。
[0111](I)第I升温速度(400°C以上且低于7000C )0.5°C /分钟
[0112](2)第2升温速度(700°C以上且低于IlOO0C )0.2°C /分钟
[0113](3)第3升温速度(1100°C以上且1400°C以下)0.1°C /分钟
[0114](4)在1400°C下保持10小时
[0115](5)炉内冷却
[0116]将36个烧结体A分别加工成纵200mmX横280mmX厚IOmm的长方体，每6个一组焊接在背板上，从而准备6个长条的溅射靶(宽200mm、长1700mm、厚IOmm的6拼合物)。
[0117]继而，使用图1所示的日本特开2005-290550记载的AC溅射装置，将宽1100mm、长1250_、厚0.7mm的玻璃基板在不加热的情况下进行派射。
[0118]将上述6个长条溅射靶IOOa~IOOf以与基板的宽度方向平行且靶间的距离成为2mm的方式配置。磁场形成机构200a~200f的宽度设为与靶IOOa~IOOf相同的200mm。
[0119]从气体供给系统分别以99:1的流量比向系统内导入作为溅射气体的Ai^PH2O15此时的成膜环境为0.5Pa。交流电源的功率为3W/cm2(=10.2kW/3400cm2)，频率为10kHz。
[0120]在以上的条件下成膜8秒，测定所获得的IGO膜的膜厚为15nm。另外，表面如镜面般平滑，利用灯反射光进行目视时，未见颗粒的存在。
[0121]另外，从烧结体B切出5条3mmX4mmX40mm的长方体,进行3点弯曲强度试验。结果平均弯曲强度为196MPa。
[0122]另外，从烧结体B切出1_X 1_X 5mm的长方体,利用大和科学株式会社制的X射线CT测定机观察内部。将结果示于图3中。
[0123]其结果为:存在I处体积为HOOOym3以上的空隙，测定范围内的空隙率为0.007%。此外，空隙的观察方法通过利用下述条件实现三维可视化来进行。
[0124]测定装置:TDM1000-1S X射线CT装置(大和科学株式会社制)
[0125]放大率:30倍
[0126]X射线管电压:IOOkV
[0127]X射线管电流:0.022mA
[0128]视野尺寸:Φ2mm X h2mm
[0129]X射线CT装置:TDM1000-1S(大和科学株式会社制)
[0130]X 射线管电压[KV]:100.000`
[0131]X 射线管电流 ImA1:0.022
[0132]放大率:30倍
[0133]视野尺寸:<t2mmXh2mm
[0134]解析软件:TRI/3D_B0N(Ratoc System Engineering 株式会社制)
[0135]在本装置、本条件下观察体积14000 μ m3以上的明确的空隙的情况下，将该空隙的体积的总计除以测定区域的体积而算出的值定义为空隙率。
[0136]另外，对实施例1~9利用XRD研究了晶相，结果在任一烧结体中均可见方铁锰矿相。[0137]比较例I
[0138]除按下述方式变更升温过程之外，以与实施例1中完全相同的方式获得烧结体C和D (烧结体C、D (D:热机械分析用))。
[0139](I)第I升温速度(400°C以上且低于700°C )0.5°C /分钟
[0140](2)第2升温速度(700°C以上且低于IlOO0C )0.05°C /分钟
[0141](3)第3升温速度(1100°C以上且1350°C以下)0.05°C /分钟
[0142](4)在1350°C下保持15小时
[0143](5)炉内冷却
[0144]将36个烧结体C加工成纵200mmX横280mmX厚IOmm的长方体，每6个一组焊接在背板上，从而准备6个长条的派射祀(宽200mm、长1700mm、厚IOmm的6拼合物)。
[0145]继而，使用图1的AC溅射装置，将宽1100mm、长1250mm、厚0.7mm的玻璃基板在不加热的情况下与实施例1同样地进行溅射。
[0146]测定所获得的IGO的膜厚为15nm。表面如镜面般平滑，但利用灯反射光进行目视时，看到存在大量颗粒。
[0147]另外，将对成形体D进行加工成形时所获得的残片切出5条3mmX4mmX40mm的长方体，进行3点弯曲强度试验。其结果为:平均弯曲强度为95MPa，是实施例1中获得的强度的一半以下。
[0148]另外，由烧结体D切出ImmX ImX 5mm的长方体，利用上述X射线CT测定机观察内
部。将结果示于图4中。
[0149]其结果为:存在7处体积为HOOOym3以上的空隙，测定范围内的空隙率为
0.05%。确认到:若升温速度过慢，则体积为HOOOym3以上的空孔增多。
[0150]实施例2-5、比较例2、3
[0151]除如表1、2那样变更组成、升温条件、烧结体尺寸之外，与实施例1同样地制作烧结体，进行溅射，并评价成膜上的颗粒个数、平均弯曲强度、X射线CT测定的空孔的量、及空孔率。
[0152]此外，结合烧结体的尺寸，而变更溅射靶的尺寸及玻璃基板的尺寸。
[0153]将实施例2-5的结果示于表I中，将比较例2、3的结果示于表2中。
[0154]实施例6
[0155]将原料混合粉末的浆料不进行喷雾干燥而直接投入与实施例1相同的铸模中进行自然干燥。所获得的粉末与造粒粉末相比具有更宽的粒度分布，因此热收缩模式较缓慢。将结果示于图5中。
[0156]继而，利用表I的升温条件进行烧结，并与实施例1同样地进行溅射，评价成膜上的颗粒个数、平均弯曲强度、X射线CT测定的空孔的量、及空孔率。
[0157]实施例7、8
[0158]将与实施例6同样地制作出的靶在10小时(实施例7)、50小时(实施例8)溅射中使用后，再进行溅射，并与实施例6同样地确认获得的膜上的颗粒的个数。将结果示于表
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[0159]实施例9
[0160]除使用平均粒径0.5 μ m的氧化铟粉末99.3重量份和平均粒径0.5 μ m的氧化镓粉末0.7重量份之外,与实施例1同样地获得造粒粉末。
[0161]继而，将上述混合氧化物粉末投入模具中，利用模压成形机以lOOkg/cm2的压力进行预成形之后，以冷等静压成形机以4t/cm2的压力进行固结化，从而获得直径340mm、高度150mm的呈圆柱状的成形物。
[0162]将该成形物投入焚烧炉中，在空气环境中以如下方式进行烧结，获得氧化物烧结体。
[0163](I)第I升温速度(400°C以上且低于700°C ) 1.(TC /分钟
[0164](2)第2升温速度(700°C以上且低于1100。。)0.5V /分钟
[0165](3)第3升温速度(1100°C以上且1350°C以下)0.3°C /分钟
[0166](4)在1350°C下保持15小时
[0167](5)炉内冷却
[0168]将所获得的氧化物烧结体设置在车床上，加工成外径300mm、内径290mm、高IOOmm的圆筒状。使用内接合器(In bonder)将其固定在背板上，由此获得包含氧化物烧结体的靶。对该圆筒型靶的一部分，与实施例1同样地利用X射线CT测定机观察内`部。其结果为:体积HOOOym3以上的空隙个数为I个，空隙率为0.006%。此外，弯曲强度为209MPa。
[0169]继而，使用该圆筒型的IGO靶进行溅射，并测定所获得的IGO膜的颗粒个数，结果为确认到2个颗粒。
[0170]比较例4、5
[0171]将与比较例3同样地制作出的靶在10小时(比较例4)、50小时(比较例5)溅射中使用后，再进行溅射，并与比较例3同样地确认所获得的膜上的颗粒的个数。将结果示于表2中。
[0172][表I]
【权利要求】
1.一种烧结体，其是至少含有氧化铟及氧化镓的烧结体，其中，体积为14000 μ m3以上的空隙的空隙率为0.03体积％以下。
2.如权利要求1所述的烧结体，其中，所述烧结体的一个表面的面积为25000mm2以上，且厚度为5mm以上。
3.如权利要求1或2所述的烧结体，其中，Ga/(In+Ga)所表示的原子比为0.01-0.13，且所述烧结体含有In2O3所表示的方铁锰矿结构。
4.如权利要求1-3中任一项所述的烧结体，其包含100-IOOOOppm的锡。
5.如权利要求1-4中任一项所述的烧结体，其包含100-IOOOOppm的Al。
6.一种烧结体的制造方法，其具有如下工序: 混合工序，至少使含铟化合物及含镓化合物混合而获得混合物； 成形工序， 使所述混合物成形而获得成形体 '及 烧结工序，烧结所述成形体， 其中，所述烧结工序具有升温工序和保持工序， 所述升温工序中，将在含氧气氛中700-1400°C的条件下的平均升温速度设为0.1-0.9°C / 分钟， 所述保持工序中，将1250-1650°C的温度保持5-30小时。
7.如权利要求6所述的烧结体的制造方法，其中，所述升温工序为以下的升温模式: 在400°C以上且低于700°C的条件下的平均升温速度、即第I平均升温速度为0.2-1.5°C / 分钟； 在700°C以上且低于1100°C的条件下的平均升温速度、即第2平均升温速度为0.15-0.8°C / 分钟； 在1100°C以上且1400°C以下的条件下的平均升温速度、即第3平均升温速度为0.1-0.5 0C /分钟；且 第I平均升温速度>第2平均升温速度>第3平均升温速度。
8.如权利要求6或7所述的烧结体的制造方法，其中，在所述升温工序中，将700°C以上且低于1100°C的条件下的平均升温速度设为0.3-0.50C /分钟。
9.如权利要求6-8中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，在所述升温工序中，将IlOO0C以上且1400°C以下的条件下的平均升温速度设为0.15-0.4°C /分钟。
10.如权利要求6-9中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述混合物的Ga/(In+Ga)所表示的原子比为0.01-0.13，且所述烧结体含有In2O3所表示的方铁锰矿结构。
11.如权利要求6-10中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述混合物包含100 -IOOOOppm 的锡。
12.如权利要求6-11中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述混合物包含100 -IOOOOppm 的 Al。
13.如权利要求6-12中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，所述烧结体的一个表面的面积为25000mm2以上，且厚度为5mm以上。
14.一种烧结体,其通过权利要求6-13中任一项所述的烧结体的制造方法来制造。
15.—种溅射靶，其使用了权利要求1-5及14中任一项所述的烧结体。
16.一种氧化物薄膜的制造方法，其利用3-20W/cm2输出的溅射法使权利要求15所述的溅射靶成 膜。
【文档编号】C23C14/34GK103459655SQ201280013490
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月26日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】笘井重和, 松崎滋夫, 矢野公规, 安藤诚人, 江端一晃, 糸濑将之 申请人:出光兴产株式会社