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JP2015013778A - Oxidation sinter body and production method thereof, and oxidation film - Google Patents

Oxidation sinter body and production method thereof, and oxidation film Download PDF

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JP2015013778A
JP2015013778A JP2013141806A JP2013141806A JP2015013778A JP 2015013778 A JP2015013778 A JP 2015013778A JP 2013141806 A JP2013141806 A JP 2013141806A JP 2013141806 A JP2013141806 A JP 2013141806A JP 2015013778 A JP2015013778 A JP 2015013778A
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sintered body
oxide sintered
oxide
powder
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JP2013141806A
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勲雄 安東
Isao Ando
勲雄 安東
健太郎 曽我部
Kentaro Sogabe
健太郎 曽我部
誠 小沢
Makoto Ozawa
誠 小沢
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

【課題】In−Si−O系酸化物焼結体において、従来の技術では不可能であった安定放電を可能とする酸化物焼結体を提供する。
【解決手段】InとSiとを含み、Siの含有量がSi/In原子数比で0.65以上1.75以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まない酸化物焼結体。
【選択図】 なし
An In—Si—O-based oxide sintered body is provided that can perform stable discharge, which is impossible with conventional techniques.
A main phase is a crystal phase of an indium silicate compound that includes In and Si, the Si content is 0.65 or more and 1.75 or less in terms of the number ratio of Si / In, and has a tortobitite structure. And an oxide sintered body containing no silicon dioxide phase and no metallic silicon phase.
[Selection figure] None

Description

本発明は、主にインジウム、シリコンを含む酸化物からなる酸化物焼結体及びその製造方法、並びにその酸化物焼結体を用いて得られる酸化物膜に関する。   The present invention relates to an oxide sintered body mainly composed of an oxide containing indium and silicon, a method for producing the same, and an oxide film obtained using the oxide sintered body.

酸化物膜は、太陽電池や液晶表示素子、その他各種受光素子の電極、あるいは自動車や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍ショーケースなどの各種の防曇用の透明発熱体等といった多岐に亘って利用されている。また、反射防止膜、反射増加膜、干渉膜、偏光膜等に代表される光学膜としても応用されている。光学膜としては、様々な特徴を有する酸化物膜を組み合わせた積層体としての応用がなされている。   Oxide films are used in a wide variety of applications, including solar cells, liquid crystal display elements, other light receiving element electrodes, various heat-reflective films for automobiles and buildings, antistatic films, and transparent anti-fogging elements for refrigeration showcases. Has been used for a long time. Further, it is also applied as an optical film typified by an antireflection film, a reflection increasing film, an interference film, a polarizing film and the like. As an optical film, the application as a laminated body which combined the oxide film which has various characteristics is made | formed.

酸化物多層膜の分光特性は、消衰係数kをほぼゼロとみなすことができる場合、各層の屈折率「n」と膜厚「d」によって決定される。したがって、酸化物膜を用いた積層体の光学設計においては、多層膜を構成する各層の「n」と「d」のデータに基づいた計算によって行われるのが一般的である。また、この場合、高屈折率膜と低屈折率膜を組み合わせることに加えて、さらにそれらの中間の屈折率を有する膜(中間屈折率膜)を追加することによって、より優れた光学特性を有する多層膜が得られる。   The spectral characteristic of the oxide multilayer film is determined by the refractive index “n” and the film thickness “d” of each layer when the extinction coefficient k can be regarded as almost zero. Therefore, in the optical design of a laminate using an oxide film, it is generally performed by calculation based on the data “n” and “d” of each layer constituting the multilayer film. In this case, in addition to combining a high refractive index film and a low refractive index film, a film having an intermediate refractive index (intermediate refractive index film) is further added to provide superior optical characteristics. A multilayer film is obtained.

一般に、高屈折率膜(n>1.90)としては、TiO(n=2.4)、CeO(n=2.3)、ZrO(n=2.2)、Nb(n=2.1)、Ta(n=2.1)、WO(n=2.0)等が知られている。また、低屈折率膜(n<1.60)としては、SiO(n=1.4)、MgF(n=1.4)等が知られている。また、中間屈折率膜(n=1.60〜1.90)としては、Al(n=1.6)、MgO(n=1.7)、Y(n=1.8)等が知られている。 Generally, as a high refractive index film (n> 1.90), TiO 2 (n = 2.4), CeO 2 (n = 2.3), ZrO 2 (n = 2.2), Nb 2 O 5 (N = 2.1), Ta 2 O 5 (n = 2.1), WO 3 (n = 2.0) and the like are known. As the low refractive index film (n <1.60), SiO 2 (n = 1.4), MgF 2 (n = 1.4), and the like are known. In addition, as the intermediate refractive index film (n = 1.60 to 1.90), Al 2 O 3 (n = 1.6), MgO (n = 1.7), Y 2 O 3 (n = 1. 8) etc. are known.

これらの各種酸化物膜を形成する方法としては、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、及び溶液塗布法が一般的である。その中でもスパッタリング法は、蒸気圧の低い材料の成膜や精密な膜厚制御を必要とする際に有効な手法であり、操作が非常に簡便であるため、工業的に広範に利用されている。   As a method for forming these various oxide films, a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, and a solution coating method are generally used. Among them, the sputtering method is an effective method when film formation of a material having a low vapor pressure or precise film thickness control is required, and the operation is very simple, and thus is widely used industrially. .

具体的に、スパッタリング法は、ターゲットが原料として用いられる。この方法は、一般に、約10Pa以下のガス圧のもとで、基板を陽極とし、ターゲットを陰極として、これら陽極と陰極の間にグロー放電を起こしてアルゴンプラズマを発生させる。そして、プラズマ中のアルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させ、これによって弾き飛ばされるターゲット成分の粒子を基板上に堆積させることで膜を形成するというものである。   Specifically, in the sputtering method, a target is used as a raw material. In this method, generally, under a gas pressure of about 10 Pa or less, a substrate is used as an anode, a target is used as a cathode, and glow discharge is generated between these anode and cathode to generate argon plasma. Then, an argon cation in the plasma is collided with a target of the cathode, and particles of a target component that is blown off by this are deposited on the substrate to form a film.

このスパッタリング法は、アルゴンプラズマの発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高周波スパッタリング法、直流プラズマを用いるものは直流スパッタリング法という。一般に、直流スパッタリング法は、高周波スパッタリングと比べて成膜速度が速い、電源設備が安価、成膜操作が簡単、等の理由で工業的に広範に利用されている。例えば、透明導電性薄膜の製造においても、直流マグネトロンスパッタ法が広範に採用されている。しかしながら、一般的にスパッタリング法においては、原料のターゲットが絶縁性ターゲットである場合、高周波スパッタリングを用いる必要があり、この方法では高い成膜速度を得ることが不可能となってしまう。   This sputtering method is classified according to the method of generating argon plasma. A method using high frequency plasma is called a high frequency sputtering method, and a method using direct current plasma is called a direct current sputtering method. In general, the direct current sputtering method is widely used industrially for reasons such as a higher film forming speed than a high frequency sputtering, a cheap power supply facility, and a simple film forming operation. For example, direct current magnetron sputtering is widely used in the production of transparent conductive thin films. However, generally, in the sputtering method, when the target of the raw material is an insulating target, it is necessary to use high-frequency sputtering, and this method makes it impossible to obtain a high film formation rate.

これに対し、上述したAl、MgO、及びY等の一般的な中間屈折率材料は、いずれも導電性に乏しく、そのままスパッタリングターゲットとして用いても安定した放電を実現できない。したがって、スパッタリング法によって中間屈折率膜を得るためには、導電性を有する金属ターゲットを用いて、酸素を多く含む雰囲気で金属粒子と酸素とを反応させながらスパッタリング(反応性スパッタリング法)を行うことが必要である。しかしながら、酸素を多く含む反応性スパッタリング法では、その成膜速度が極めて遅いため、生産性が著しく損なわれる。そしてその結果、得られる中間屈折率膜の単価が高くなる等の工業的な問題があった。 On the other hand, general intermediate refractive index materials such as Al 2 O 3 , MgO, and Y 2 O 3 described above are poor in conductivity, and stable discharge cannot be realized even if they are used as they are as sputtering targets. Therefore, in order to obtain an intermediate refractive index film by the sputtering method, sputtering (reactive sputtering method) is performed while reacting metal particles and oxygen in an oxygen-rich atmosphere using a conductive metal target. is necessary. However, in the reactive sputtering method containing a large amount of oxygen, the film formation rate is extremely slow, and thus productivity is significantly impaired. As a result, there are industrial problems such as an increase in the unit price of the obtained intermediate refractive index film.

ここで、中間屈折率膜を得るための材料として、In−Si−O系酸化物焼結体が提案されている(特許文献1を参照。)。通常、高濃度Siを含有するIn−Si−O系焼結体は、焼結性及び導電性に乏しい。このことから、特許文献1に記載の技術では、これらの課題を解決するために、酸化インジウム粉末とシリコン粉末を原料とし、かつホットプレス法を用いて焼結体を得るようにしている。   Here, an In—Si—O-based oxide sintered body has been proposed as a material for obtaining an intermediate refractive index film (see Patent Document 1). In general, an In—Si—O-based sintered body containing high concentration Si is poor in sinterability and conductivity. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, in order to solve these problems, a sintered body is obtained by using indium oxide powder and silicon powder as raw materials and using a hot press method.

しかしながら、この手法では、非酸化物であるSi粉末を原料として用いているため、結果として焼結体にもSi相が残存してしまう。そのため、この焼結体をターゲットとしてスパッタリング法による成膜を行うと、チャンバー内に含まれる酸素によってターゲット表面において非常に高い酸化燃焼熱が発生するSiの酸化反応が起こり、ターゲット表面状態が著しく荒れてしまい、成膜が継続できなくなることがあった。   However, in this method, since Si powder which is a non-oxide is used as a raw material, as a result, the Si phase remains in the sintered body. Therefore, when a film is formed by sputtering using this sintered body as a target, oxygen contained in the chamber causes an oxidation reaction of Si that generates very high heat of oxidation combustion on the target surface, and the target surface state becomes extremely rough. As a result, film formation sometimes cannot be continued.

その他、導電性の高いIn−Si−O系酸化物焼結体を得る手法として、例えば特許文献2では、Si及びSnを添加した酸化インジウム系低抵抗ターゲットが提案されている。しかしながら、このターゲットの組成は、Siの含有量がSi/In原子比で0.26以下と少ないことから、中間屈折率組成とは言えない。   In addition, as a technique for obtaining a highly conductive In—Si—O-based oxide sintered body, for example, Patent Document 2 proposes an indium oxide-based low-resistance target to which Si and Sn are added. However, the composition of this target is not an intermediate refractive index composition because the Si content is as low as 0.26 or less in terms of Si / In atomic ratio.

また、特許文献3においては、Si及びSnを添加した酸化インジウム系低抵抗ターゲットが提案されている。この特許文献3の技術では、成膜時の安定性を維持するために1400℃以上の高温焼結によりトルトバイタイト(thortveitite)型構造の珪酸インジウム化合物InSi相を面積比40%以上の割合で析出させている。しかしながら、このターゲットにおいても、特許文献2と同様にSi含有量が少なく、具体的にSiOが2〜8wt%であってSi/In原子数比が小さいものである。したがって、高濃度のSiが必要とされる場合には、この析出相が40%程度だと絶縁相であるSiO相が多く残存するため、安定成膜は成し得ない。 Patent Document 3 proposes an indium oxide-based low resistance target to which Si and Sn are added. In the technique of Patent Document 3, an indium silicate compound In 2 Si 2 O 7 phase having a tortveitite structure is formed by high-temperature sintering at 1400 ° C. or higher in order to maintain stability during film formation. % Is deposited at a rate of at least%. However, even in this target, the Si content is small as in Patent Document 2, specifically, SiO 2 is 2 to 8 wt%, and the Si / In atomic ratio is small. Therefore, when a high concentration of Si is required, if the deposited phase is about 40%, a large amount of SiO 2 phase that is an insulating phase remains, and stable film formation cannot be achieved.

一方で、高濃度Siを含む焼結体に関して、特許文献4には、SnO及びTiOを添加した組成が提案され、160MPaの圧力でCIP成形して1400〜1600℃で焼結することで焼結体を得ている。しかしながら、この焼結体では、低抵抗化に特化しており、SiOが7〜40wt%と高濃度の場合には、SnOをSnO/(In+SnO)=0.10となるまで添加する必要があるとしている。屈折率が2.0以上であるSnO量及びTiO量が多い場合には、その屈折率が高くなることから目的の中間屈折率膜は得られない。加えて、In及びSi以外の不純物が余剰になってくることで、InSi相の割合が減少し、連続成膜に用いた場合に不安定な化合物相に起因するアーキングの発生によって、安定放電が困難となっている。さらに、その製造においては、原料粉末の粒径等に関する記述はなく、焼結体の相対密度については何ら言及されておらず、十分に安定した成膜を実現することができるものではない。 On the other hand, regarding a sintered body containing high-concentration Si, Patent Document 4 proposes a composition in which SnO 2 and TiO 2 are added, and CIP molding is performed at a pressure of 160 MPa and sintered at 1400 to 1600 ° C. A sintered body is obtained. However, this sintered body is specialized for lowering the resistance. When SiO 2 has a high concentration of 7 to 40 wt%, SnO 2 is SnO 2 / (In 2 O 3 + SnO 2 ) = 0.10. It is necessary to add until it becomes. When the amount of SnO 2 and the amount of TiO 2 having a refractive index of 2.0 or more is large, the refractive index becomes high, so that the target intermediate refractive index film cannot be obtained. In addition, since impurities other than In and Si become excessive, the proportion of In 2 Si 2 O 7 phase decreases, and arcing due to unstable compound phases occurs when used for continuous film formation. Therefore, stable discharge is difficult. Further, in the production, there is no description regarding the particle size of the raw material powder, and the relative density of the sintered body is not mentioned at all, and a sufficiently stable film formation cannot be realized.

以上のように、高濃度のSiを含有した酸化インジウム系材料において、スパッタリング法を用いて安定成膜を実現するための有用なスパッタリングターゲットは存在しない。   As described above, there is no useful sputtering target for realizing stable film formation using a sputtering method in an indium oxide-based material containing a high concentration of Si.

特許第4915065号公報Japanese Patent No. 4915065 特許第4424889号公報Japanese Patent No. 4424889 特開2007−176706号公報JP 2007-176706 A 特許第4028269号公報Japanese Patent No. 4028269

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、In−Si−O系酸化物焼結体において、従来の技術では不可能であった安定放電を可能とする酸化物焼結体及びその製造方法、並びにその酸化物焼結体を用いて得られる中間屈折率の酸化物膜を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in an In—Si—O-based oxide sintered body, oxide sintering that enables stable discharge, which was impossible with the prior art. It is an object of the present invention to provide an oxide film having an intermediate refractive index obtained by using the oxide body and its oxide sintered body.

本発明は、上述した目的を達成するために、以下の特徴を有する。すなわち、本発明に係る酸化物焼結体は、InとSiとを含み、Siの含有量がSi/In原子数比で0.65以上1.75以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まないことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following features. That is, the oxide sintered body according to the present invention includes In and Si, the Si content is 0.65 or more and 1.75 or less in terms of the number ratio of Si / In, and has a tortite structure. The crystal phase of the indium silicate compound is a main phase, and the silicon dioxide phase and the metal silicon phase are not included.

また、本発明に係る酸化物焼結体は、その酸化物焼結体を構成する各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度が70%以上である。   The oxide sintered body according to the present invention has a relative density of 70% or more with respect to the density calculated from the abundance ratio and the true density of each compound phase constituting the oxide sintered body.

また、本発明に係る酸化物焼結体は、ドルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶の割合が70質量%以上である。   Further, in the oxide sintered body according to the present invention, the ratio of the indium silicate compound crystal having a dortite structure is 70% by mass or more.

また、本発明に係る酸化物焼結体の製造方法は、上述した特徴を有する酸化物焼結体の製造方法であって、Si原料としてSiO粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用い、ビーズミルを用いて原料粉の平均粒径を1.0μm以下に粉砕し、冷間静水圧プレス法により圧力を98〜300MPaとして原料粉を成形して成形体を得て、前記成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において、前記焼結体を、1400〜1600℃の焼結温度で常圧焼結法により焼結して酸化物焼結体を得ることを特徴とする。 The method for producing an oxide sintered body according to the present invention is a method for producing an oxide sintered body having the characteristics described above, and is an indium silicate compound having a SiO 2 powder or a tortovite structure as a Si raw material. The powder is used, the average particle size of the raw material powder is pulverized to 1.0 μm or less using a bead mill, and the raw material powder is molded at a pressure of 98 to 300 MPa by a cold isostatic pressing method to obtain a molded body. In a sintering furnace using zirconia as a furnace material in a portion in contact with the body, the sintered body is sintered by a normal pressure sintering method at a sintering temperature of 1400 to 1600 ° C. to obtain an oxide sintered body. It is characterized by obtaining.

また、本発明に係る酸化物膜は、上述した特徴を有する酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いてスパッタリング法により得られる酸化物膜であって、屈折率が1.70〜1.90であることを特徴とする。   The oxide film according to the present invention is an oxide film obtained by a sputtering method using the oxide sintered body having the above-described characteristics as a sputtering target, and has a refractive index of 1.70 to 1.90. It is characterized by being.

本発明に係る酸化物焼結体によれば、スパッタリング法にて安定放電が可能な酸化物膜作製用ターゲットを製造することができる。そして、この酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いてスパッタリングすることにより、光学的に有用な中間屈折率膜を安定的に形成することができる。   According to the oxide sintered body according to the present invention, a target for preparing an oxide film capable of stable discharge can be manufactured by a sputtering method. Then, an optically useful intermediate refractive index film can be stably formed by sputtering using this oxide sintered body as a sputtering target.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態(以下、「本実施の形態」という。)について、以下の順序で詳細に説明する。
1.酸化物焼結体
2.酸化物焼結体の製造方法
3.酸化物膜
4.実施例
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail in the following order.
1. Oxide sintered body 2. Manufacturing method of oxide sintered body Oxide film 4. Example

[1.酸化物焼結体]
本実施の形態に係る酸化物焼結体は、インジウム(In)、シリコン(Si)を含んでなる酸化物焼結体である。具体的に、この酸化物焼結体は、酸化インジウムを主成分として、Siが含有されてなり、Siの含有量がSi/In原子数比で0.65以上1.75以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含んでいない。
[1. Oxide sintered body]
The oxide sintered body according to the present embodiment is an oxide sintered body containing indium (In) and silicon (Si). Specifically, this oxide sintered body contains indium oxide as a main component and contains Si, and the Si content is 0.65 to 1.75 in terms of Si / In atomic ratio, The main phase is a crystal phase of an indium silicate compound having a biteite structure, and it does not contain a silicon dioxide phase and a metal silicon phase.

酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いて酸化物膜を形成させるにあたり、そのスパッタリングにおける放電の安定化においては、焼結体の密度だけでなく、焼結体を構成する化合物相の主相、シリコン(Si)の含有形態(焼結体の組成)についても著しく依存することが分かっている。   In forming an oxide film using an oxide sintered body as a sputtering target, in the stabilization of discharge in the sputtering, not only the density of the sintered body, but also the main phase of the compound phase constituting the sintered body, It has been found that the content of silicon (Si) (composition of the sintered body) also depends significantly.

そこで、本実施の形態に係る酸化物焼結体では、酸化インジウムを主成分として、酸化シリコン等を添加させてなるが、そのシリコンの含有量としては、Si/In原子数比で0.65以上1.75以下とする。   Therefore, in the oxide sintered body according to the present embodiment, indium oxide is the main component and silicon oxide or the like is added. The silicon content is 0.65 in terms of the Si / In atomic ratio. This is 1.75 or less.

このSi/In原子数比が0.65より少ないと、酸化物焼結体を用いて得られる酸化物膜が高屈折率化し、一方で、Si/In原子数比が1.75を超えると、その酸化物膜の低屈折率化を招くため、所望の中間屈折率を有する酸化物膜を得ることができない。   If the Si / In atomic ratio is less than 0.65, the oxide film obtained using the oxide sintered body has a high refractive index, while the Si / In atomic ratio exceeds 1.75. Since the refractive index of the oxide film is lowered, an oxide film having a desired intermediate refractive index cannot be obtained.

また、スパッタリングにおける焼結体の放電を安定させるには、その酸化物焼結体の相対密度を70%以上とする必要があるが、シリコンの含有量がインジウム1モルに対して0.6モル付近を上回ると焼結性は著しく低下する。そのため、特に出発物質としてSiOを使用した場合には、通常の大気圧における焼結は極めて困難になる。そこで、本実施の形態においては、詳しくは後述するが、原料粉の平均粒径を1.0μm以下として、98〜300MPaの圧力でCIP(冷間静水圧プレス)成形し、その成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において、1400〜1600℃の焼結温度で常圧焼結することで酸化物焼結体を得るようにする。これにより、70%以上の高い相対密度の酸化物焼結体を得ることができる。 Further, in order to stabilize the discharge of the sintered body in sputtering, the oxide sintered body needs to have a relative density of 70% or more, but the silicon content is 0.6 mol with respect to 1 mol of indium. If it exceeds the vicinity, the sinterability is significantly reduced. Therefore, especially when SiO 2 is used as a starting material, sintering at normal atmospheric pressure becomes extremely difficult. Therefore, in the present embodiment, as will be described in detail later, CIP (cold isostatic pressing) molding is performed at a pressure of 98 to 300 MPa with the average particle size of the raw material powder being 1.0 μm or less, and contact with the molded body. In a sintering furnace using zirconia as the furnace material of the portion to be processed, an oxide sintered body is obtained by performing normal pressure sintering at a sintering temperature of 1400 to 1600 ° C. Thereby, an oxide sintered body having a high relative density of 70% or more can be obtained.

ここで、酸化物焼結体の相対密度を算出する上では、焼結体に存在する化合物によって真密度が大きく異なるため、真密度の定義が重要となる。すなわち、酸化物焼結を構成する各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度を算出しなければならない。   Here, in calculating the relative density of the oxide sintered body, since the true density varies greatly depending on the compound present in the sintered body, the definition of the true density is important. That is, the relative density with respect to the density calculated from the abundance ratio and true density of each compound phase constituting oxide sintering must be calculated.

例えば、SiOを30質量%の割合で含む酸化インジウム系焼結体において、酸化インジウム(7.18g/cm)及び二酸化ケイ素(2.32g/cm)が単独で存在している場合には、その真密度が4.41g/cmで計算されるが、実際は主相となる珪酸インジウム化合物相の真密度が6.34g/cmであるため、この珪酸インジウム化合物相の存在比率も加味した真密度を採用しなければ、本来の相対密度と大きな差が生じてしまう。このことから、本実施の形態においては、各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度を採用する。 For example, in an indium oxide-based sintered body containing SiO 2 at a ratio of 30% by mass, indium oxide (7.18 g / cm 3 ) and silicon dioxide (2.32 g / cm 3 ) are present alone. Is calculated with a true density of 4.41 g / cm 3 , but since the true density of the indium silicate compound phase, which is the main phase, is actually 6.34 g / cm 3 , the abundance ratio of this indium silicate compound phase is also If a true density is not taken into account, a large difference from the original relative density will occur. Therefore, in the present embodiment, the relative density with respect to the density calculated from the abundance ratio and the true density of each compound phase is adopted.

さて、スパッタリングにおける焼結体の放電を安定化させるためには、上述したように、その酸化物焼結体を構成する化合物相も大きく影響する。本実施の形態に係る酸化物焼結体は、トルトバイタイト(thortveitite)型構造の珪酸インジウム化合物結晶相を主相として構成されてなる。特に、ドルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶の割合が70質量%以上であることが好ましい。   Now, in order to stabilize the discharge of the sintered compact in sputtering, as mentioned above, the compound phase which comprises the oxide sintered compact also has big influence. The oxide sintered body according to the present embodiment is composed of an indium silicate compound crystal phase of a tortveitite type structure as a main phase. In particular, it is preferable that the ratio of the indium silicate compound crystal having a dortite structure is 70% by mass or more.

このようにトルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶を主相とし、好ましくはその化合物相の割合が70質量%以上である酸化物焼結体によれば、Siが珪酸インジウム化合物結晶中に取り込まれるようになるため、二酸化ケイ素相が形成されず、効果的に連続放電を阻害するアーキングの発生を抑制することができる。したがって、本実施の形態に係る酸化物焼結体では、二酸化ケイ素相を含まない。   Thus, according to the oxide sintered body in which the indium silicate compound crystal having the tortobitite structure is the main phase, and preferably the proportion of the compound phase is 70% by mass or more, Si is taken into the indium silicate compound crystal. Therefore, the silicon dioxide phase is not formed, and the occurrence of arcing that effectively inhibits continuous discharge can be suppressed. Therefore, the oxide sintered body according to the present embodiment does not include a silicon dioxide phase.

なお、トルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物とは、JCPDSカードの31-600、Journal of Solid State Chemistry 2,199-202(1970)に記載されている化合物であり、化学量論組成から組成ずれが多少生じていても、この結晶構造を維持しているものであれば構わない。   In addition, the indium silicate compound having a tortuitite structure is a compound described in JCPDS card 31-600, Journal of Solid State Chemistry 2,199-202 (1970), and there is a slight compositional deviation from the stoichiometric composition. It does not matter as long as it is maintained as long as this crystal structure is maintained.

また、本実施の形態に係る酸化物焼結体においては、金属シリコン相が存在しない。より具体的に、この酸化物焼結体は、例えば、粉砕して得られた焼結体粉末に対するCuKα線を使用したX線回折による生成相測定や、酸化物焼結体をFIB等によって加工して得られた薄片に対する電子線回折による生成相測定によっても、上述した二酸化ケイ素相や金属シリコン相が検出されない。   In the oxide sintered body according to the present embodiment, there is no metal silicon phase. More specifically, this oxide sintered body is obtained by, for example, measuring a generated phase by X-ray diffraction using CuKα rays on a sintered powder obtained by pulverization, or processing the oxide sintered body by FIB or the like. The above-described silicon dioxide phase and metal silicon phase are not detected even by the generated phase measurement by electron beam diffraction on the thin piece obtained in this manner.

このような金属シリコン相が存在しない酸化物焼結体とすることで、従来課題となっていたターゲット表面の著しい荒れを起こすことなくスパッタリングを行うことが可能なターゲットとなる。この理由としては、次のように説明できる。すなわち、スパッタリングにおける成膜のメカニズムは、プラズマ中のアルゴンイオンがターゲット表面に衝突してターゲット成分の粒子をはじき飛ばして基板上に堆積させることによる。このとき、Si析出相が存在する酸化物焼結体をターゲットとして成膜すると、焼結体中から供給される酸素や、あるいは酸素が含まれるアルゴンガスを導入した際に含まれることになる酸素と、その焼結体中のSiとがプラズマ加熱によって酸化反応を起こすようになる。この酸化反応では、930kJ/molと非常に高い酸化燃焼熱を発生し、局所的な発熱からターゲット表面の著しい荒れを引き起こしてしまうことが分かっている。これに対して、珪酸インジウム化合物が高い割合で構成され、Si析出相が存在しない酸化物焼結体をターゲットとして用いることによって、ターゲット表面の著しい荒れやアーキングといった異常事態を回避でき、安定した放電が可能となる。   By setting it as the oxide sintered compact which does not have such a metal silicon phase, it becomes a target which can perform sputtering, without raise | generating the rough surface of the target which was the subject conventionally. The reason for this can be explained as follows. That is, the mechanism of film formation in sputtering is that argon ions in the plasma collide with the target surface to repel target component particles and deposit them on the substrate. At this time, when a film is formed using an oxide sintered body having a Si precipitate phase as a target, oxygen supplied from the sintered body or oxygen contained when oxygen gas containing oxygen is introduced. Then, Si in the sintered body causes an oxidation reaction by plasma heating. It has been found that this oxidation reaction generates very high oxidation combustion heat of 930 kJ / mol, and causes remarkable roughness of the target surface due to local heat generation. On the other hand, by using an oxide sintered body composed of a high proportion of indium silicate compound and having no Si precipitation phase as a target, it is possible to avoid abnormal situations such as significant roughening or arcing of the target surface, and stable discharge. Is possible.

以上のように、本実施の形態に係る酸化物焼結体は、焼結性が必ずしも高くないSi/In原子数比=0.65〜1.75の組成領域において、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、相対密度の高い酸化物焼結体である。このような酸化物焼結体については、後述するように、原料粉の平均粒径を1.0μm以下として、98〜300MPaの圧力でCIP成形し、その成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において1400〜1600℃で常圧焼結することで得ることができる。これらの条件の何れかが欠けても、上述したような特徴を有する酸化物焼結体を得ることはできない。   As described above, the oxide sintered body according to the present embodiment has a tortobitite-type structure in the composition region where the sinterability is not necessarily high and the Si / In atomic ratio is 0.65 to 1.75. It is an oxide sintered body having a crystal phase of an indium silicate compound having a main phase and a high relative density. For such an oxide sintered body, as will be described later, the average particle diameter of the raw material powder is 1.0 μm or less, CIP molding is performed at a pressure of 98 to 300 MPa, and the furnace material in a part in contact with the molded body is used. It can be obtained by performing normal pressure sintering at 1400 to 1600 ° C. in a sintering furnace using zirconia. Even if any of these conditions is missing, an oxide sintered body having the above-described characteristics cannot be obtained.

[2.酸化物焼結体の製造方法]
次に、上述した酸化物焼結体の製造方法について説明する。
[2. Manufacturing method of oxide sintered body]
Next, the manufacturing method of the oxide sintered compact mentioned above is demonstrated.

本実施の形態に係る酸化物焼結体の製造方法は、原料粉末を、純水、有機バインダー、分散剤と混合し、得られるスラリーを乾燥して造粒することで造粒粉を得る第1工程と、得られた造粒粉を加圧成形して成形体を得る第2工程と、得られた成形体を常圧で焼成して焼結体を得る第3工程とを有する。このように、本実施の形態に係る製造方法においては、常圧焼結法によって焼結することで酸化物焼結体を得ることを特徴としており、常圧焼結法による焼結方法であっても、上述したようにスパッタリング時において安定放電が可能な酸化物焼結体を得ることができる。   The method for producing an oxide sintered body according to the present embodiment is a method for obtaining a granulated powder by mixing raw material powder with pure water, an organic binder, and a dispersant, and drying and granulating the resulting slurry. 1 process, the 2nd process which press-molds the obtained granulated powder, and obtains a molded object, and the 3rd process of baking the obtained molded object at normal pressure and obtaining a sintered compact. As described above, the manufacturing method according to the present embodiment is characterized in that an oxide sintered body is obtained by sintering by the atmospheric pressure sintering method, which is a sintering method by the atmospheric pressure sintering method. However, as described above, an oxide sintered body capable of stable discharge during sputtering can be obtained.

<第1工程(造粒工程)>
第1工程は、酸化物焼結体を構成する成分の原料粉末を所定の割合で調合して造粒粉を得る造粒工程である。より具体的に、この第1工程では、それぞれの原料粉末を所定の割合で調合し、例えば純水、有機バインダー、分散剤と混合してスラリーを得て、得られたスラリーを乾燥して造粒することによって造粒粉を得る。
<First step (granulation step)>
The first step is a granulation step of preparing a granulated powder by blending raw material powders of components constituting the oxide sintered body at a predetermined ratio. More specifically, in this first step, each raw material powder is prepared at a predetermined ratio and mixed with, for example, pure water, an organic binder, and a dispersing agent to obtain a slurry, and the obtained slurry is dried to prepare. Granulated powder is obtained by granulating.

本実施の形態に係る酸化物焼結体の製造方法においては、In原料として酸化インジウム粉末を、Si原料として二酸化ケイ素粉末を、それぞれ原料粉末として用いる。また、必要に応じてトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用いてもよい。その珪酸インジウム化合物粉末は、酸化インジウム粉末及び二酸化ケイ素粉末を混合して仮焼し、粉砕することによって作製することができる。なお、各原料粉末の平均粒径としては、粒径が大きすぎると、酸化物焼結体の相対密度が低下するとともにその焼結体の強度及び導電性も低下するため、5μm以下のものであることが好ましい。   In the method for manufacturing an oxide sintered body according to the present embodiment, indium oxide powder is used as the In raw material, and silicon dioxide powder is used as the Si raw material, respectively. Moreover, you may use the indium silicate compound powder which has a tortovite type structure as needed. The indium silicate compound powder can be prepared by mixing indium oxide powder and silicon dioxide powder, calcining, and pulverizing. As the average particle size of each raw material powder, if the particle size is too large, the relative density of the oxide sintered body is lowered and the strength and conductivity of the sintered body are also lowered. Preferably there is.

このように、この酸化物焼結体の製造方法においては、原料に非酸化物のシリコン粉末(金属シリコン)を使用することなく、二酸化ケイ素粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用いる。これにより、安定的に酸化物焼結体を製造することができ、Si析出相の存在しない焼結体を得ることができる。シリコン粉末を使用すると、大気あるいは酸素雰囲気での常圧焼結においてSiの酸化による局所的な発熱による焼結異常が発生する危険性が生じ、安定した焼結体製造が極めて困難となる。また、酸化物焼結体が得られたとしても、Si析出相が残存するようになり、スパッタリング成膜中にターゲット表面の著しい荒れが生じる可能性がある。   Thus, in this method of manufacturing an oxide sintered body, without using non-oxide silicon powder (metal silicon) as a raw material, silicon dioxide powder or indium silicate compound powder having a tortovite type structure is used. Use. Thereby, an oxide sintered compact can be manufactured stably and the sintered compact in which Si precipitation phase does not exist can be obtained. When silicon powder is used, there is a risk of abnormal sintering due to local heat generation due to oxidation of Si during atmospheric pressure sintering in the atmosphere or oxygen atmosphere, making it difficult to produce a stable sintered body. Further, even if an oxide sintered body is obtained, the Si precipitate phase remains, and there is a possibility that the target surface will be significantly roughened during the sputtering film formation.

これら各原料粉末は、上述したように、シリコンがSi/In原子数比で0.65以上1.75以下となるような割合で秤量し、調合する。   As described above, these raw material powders are weighed and mixed at a ratio such that silicon is 0.65 to 1.75 in terms of the Si / In atomic ratio.

次に、所定量を秤量した各原料粉末を、純水、有機バインダー、分散剤と混合して、原料粉末濃度が50〜80質量%、好ましくは60質量%となるように混合し、スラリーとする。そして、スラリー中の混合粉末が所定の平均粒径となるように湿式粉砕する。   Next, each raw material powder weighed in a predetermined amount is mixed with pure water, an organic binder, and a dispersant, and mixed so that the raw material powder concentration is 50 to 80% by mass, preferably 60% by mass, To do. And it wet-grinds so that the mixed powder in a slurry may become a predetermined | prescribed average particle diameter.

湿式粉砕によって得る混合粉末(原料粉)の平均粒径としては、1.0μm以下となるまで粉砕する。この原料粉の平均粒径が1.0μmを上回ると、焼結体の相対密度が低下するだけでなく、粒子同士の接触面積が低下することからトルトバイタイト型珪酸インジウム化合物相の生成が抑制されてしまい、焼結を阻害し、結果として安定放電に十分な密度及び導電性を有する酸化物焼結体が得られなくなる可能性がある。   It grind | pulverizes until it becomes 1.0 micrometer or less as an average particle diameter of the mixed powder (raw material powder) obtained by wet grinding. When the average particle size of the raw material powder exceeds 1.0 μm, not only the relative density of the sintered body is reduced, but also the contact area between the particles is reduced, so that the generation of a tortuitite-type indium silicate compound phase is suppressed. As a result, sintering may be hindered, and as a result, an oxide sintered body having sufficient density and conductivity for stable discharge may not be obtained.

また、この湿式粉砕においては、例えば粒径2.0mm以下の硬質ボール(ZrOボール等)が投入されたビーズミルを用いることが好ましい。これにより、各原料粉末の凝集を確実に取り除くことができる。なお、粒径2.0mmを越えるボールを用いたボールミルでは、1.0μm以下の粒径まで粒子を解砕することが困難となり、結果として焼結不足を招くことから、焼結体の密度及び導電性が不十分となる。 In this wet pulverization, for example, it is preferable to use a bead mill into which hard balls (ZrO 2 balls or the like) having a particle size of 2.0 mm or less are charged. Thereby, aggregation of each raw material powder can be reliably removed. In addition, in a ball mill using a ball having a particle diameter exceeding 2.0 mm, it becomes difficult to crush the particles to a particle diameter of 1.0 μm or less, resulting in insufficient sintering. The conductivity is insufficient.

この第1工程では、以上のようにして、原料粉末を混合させて得られたスラリーに対して湿式粉砕した後、例えば30分以上撹拌して得られたスラリーを乾燥し、造粒することによって造粒粉を得る。   In this first step, the slurry obtained by mixing the raw material powder as described above is wet pulverized, and then, for example, the slurry obtained by stirring for 30 minutes or more is dried and granulated. Get granulated powder.

<第2工程(成形工程)>
第2工程は、上述した第1工程で得られた造粒粉を加圧成形して、成形体を得る成形工程である。
<Second step (molding step)>
The second step is a molding step in which the granulated powder obtained in the first step described above is pressure-molded to obtain a molded body.

この第2工程では、造粒粉の粒子間の空孔を除去するために、98MPa(1.0ton/cm)〜300MPa(3.06ton/cm)の圧力で加圧成形を行う。この加圧成形においては、高圧力を加えることが可能な冷間静水圧プレス(CIP:Cold Isostatic Press)法を用いることが好ましい。 In this second step, pressure molding is performed at a pressure of 98 MPa (1.0 ton / cm 2 ) to 300 MPa (3.06 ton / cm 2 ) in order to remove voids between the particles of the granulated powder. In this pressure molding, it is preferable to use a cold isostatic press (CIP) method capable of applying a high pressure.

成形圧力が98MPaよりも小さいと、粒子間の接触が不十分となるために、成型体を常圧焼結した際にトルトバイタイト型珪酸インジウム化合物相の割合が70質量%よりも少なくなってしまう。一方で、成形圧力を300MPaよりも大きくしても、粒子間の接触を増大させる効果は小さく、トルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物相の割合を増加させることはできない。また、300MPaを超える成形圧力とするための装置は非常に高額であるため、成形圧力が300MPaを超えると、生産コストが高くなり経済的に極めて非効率となる。   When the molding pressure is less than 98 MPa, the contact between the particles becomes insufficient, and therefore the proportion of the tortuitite-type indium silicate compound phase becomes less than 70% by mass when the molded body is sintered at normal pressure. End up. On the other hand, even if the molding pressure is higher than 300 MPa, the effect of increasing the contact between the particles is small, and the ratio of the indium silicate compound phase having the tortovite type structure cannot be increased. Moreover, since the apparatus for setting the molding pressure exceeding 300 MPa is very expensive, when the molding pressure exceeds 300 MPa, the production cost increases and it becomes economically very inefficient.

<第3工程(焼成工程)>
第3工程は、上述した第2工程で得られた成形体を、常圧で焼成することにより酸化物焼結体を得る焼成工程である。
<Third step (firing step)>
The third step is a firing step for obtaining an oxide sintered body by firing the molded body obtained in the second step described above at normal pressure.

この第3工程における焼成処理では、焼結対象である成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉を用い、最高焼成温度で、1400℃以上1600℃以下、好ましくは1450℃以上1550℃以下の焼結温度条件で常圧焼結を行う。焼結温度が1400℃未満であると、必要な焼結収縮が得られないだけでなく、珪酸インジウム化合物相であるトルトバイタイト型のInSi相の割合が70質量%未満となり、スパッタリングターゲットとしては不安定な化合物相となってしまう。一方で、焼成温度が1600℃を超えると、使用電力量や生産効率を落とすだけでなく、SiOとZrOとの共晶反応により焼結体が変形してしまう可能性があることから好ましくない。 In the firing process in the third step, a sintering furnace using zirconia is used as a furnace material in a portion that comes into contact with the compact to be sintered, and the maximum firing temperature is 1400 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, preferably 1450 ° C. Normal pressure sintering is performed at a sintering temperature of 1550 ° C. or lower. When the sintering temperature is less than 1400 ° C., not only necessary sintering shrinkage is not obtained, but also the proportion of the tortobitite-type In 2 Si 2 O 7 phase which is an indium silicate compound phase is less than 70% by mass. As a sputtering target, it becomes an unstable compound phase. On the other hand, when the firing temperature exceeds 1600 ° C., it is preferable because not only power consumption and production efficiency are lowered, but also the sintered body may be deformed by a eutectic reaction between SiO 2 and ZrO 2. Absent.

ここで、本実施の形態に係る製造方法では、成型体と接触する敷板等の部材をジルコニア製とした焼結炉を用いて焼結する。例えば、敷板材にアルミナを使用した場合では、成型体中のSiOとAlが共晶反応して焼結体が変形してしまうことになる。Si/In原子数比が0.65よりも小さい場合は共晶反応が生じたとしても反応量が少ないので焼結体変形には至らないが、Si/In原子数比が0.65を超え、かつ焼成温度が1400℃を超えると著しく変形してしまう。このとき、成型体と接触する部材にジルコニアを用いた焼結炉内で1400℃以上1600℃以下の温度条件で焼結することで、SiOと炉材を構成する化合物との共晶反応を抑制して焼結体が変形してしまうことを防ぐことができ、珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とした、相対密度が70%以上と高密度の酸化物焼結体を得ることができる。 Here, in the manufacturing method according to the present embodiment, a member such as a floor plate in contact with the molded body is sintered using a sintering furnace made of zirconia. For example, when alumina is used for the flooring material, the sintered body is deformed by eutectic reaction between SiO 2 and Al 2 O 3 in the molded body. When the Si / In atomic ratio is smaller than 0.65, even if a eutectic reaction occurs, the reaction amount is small so that the sintered body is not deformed, but the Si / In atomic ratio exceeds 0.65. And when a calcination temperature exceeds 1400 degreeC, it will deform | transform remarkably. At this time, the eutectic reaction between the SiO 2 and the compound constituting the furnace material is performed by sintering under a temperature condition of 1400 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower in a sintering furnace using zirconia as a member in contact with the molded body. Suppressing and preventing the sintered body from deforming can be obtained, and a high-density oxide sintered body having a relative density of 70% or more with the crystal phase of the indium silicate compound as the main phase can be obtained. .

以上のように、本実施の形態に係る酸化物焼結体の製造方法は、Si原料としてSiO粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用い、平均粒径が1.0μm以下の原料粉を98〜300MPaの圧力でCIP成形し、得られた成形体を、炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において1400〜1600℃の温度で常圧焼結する。このことによって、上述した特徴的な酸化物焼結体を得ることができる。 As described above, the method for manufacturing an oxide sintered body according to the present embodiment uses an SiO 2 powder or an indium silicate compound powder having a tortovite type structure as an Si raw material, and an average particle size of 1.0 μm or less. The raw material powder was subjected to CIP molding at a pressure of 98 to 300 MPa, and the resulting molded body was sintered at normal pressure at a temperature of 1400 to 1600 ° C. in a sintering furnace using zirconia as the furnace material. As a result, the characteristic oxide sintered body described above can be obtained.

そして、得られた酸化物焼結体に対しては、円周加工並びに表面研削加工を施すことによって所望とするターゲット形状とし、加工後の酸化物焼結体をバッキングプレートにボンディングすることで、スパッタリングターゲットとすることができる。   And, for the obtained oxide sintered body, it is made a desired target shape by performing circumferential processing and surface grinding, and by bonding the processed oxide sintered body to the backing plate, It can be set as a sputtering target.

このようにして形成されたスパッタリングターゲットによれば、スパッタリング時において、不安定な化合物相に起因するアーキングの発生を防止し、安定的に放電させることができ、光学的に極めて有用な中間屈折率膜を安定的に形成させることができる。   According to the sputtering target thus formed, during sputtering, it is possible to prevent the occurrence of arcing due to an unstable compound phase, and to stably discharge, and an optically extremely useful intermediate refractive index. A film can be formed stably.

[3.酸化物膜]
本実施の形態に係る酸化物膜は、上述した特徴を有する酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用い、スパッタリング法によりガラス等の基板上に成膜することによって形成することができるものである。
[3. Oxide film]
The oxide film according to this embodiment can be formed by using an oxide sintered body having the above-described characteristics as a sputtering target and forming a film over a substrate such as glass by a sputtering method.

この酸化物膜は、上述したように、酸化インジウムを主成分として、Siが添加されてなり、Siの含有量がSi/In原子数比で0.65以上1.75以下であって、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まない酸化物焼結体を原料として成膜されたものであり、その酸化物焼結体の組成が反映された酸化物膜である。したがって、この酸化物膜は、インジウム、シリコンを含む酸化物からなり、かつ屈折率が1.70〜1.90の中間屈折率膜であることを特徴としている。   As described above, this oxide film is composed of indium oxide as a main component and added with Si, and the Si content is 0.65 to 1.75 in terms of the Si / In atomic ratio, The oxide phase of the indium silicate compound having a bitite-type structure is the main phase, and the oxide sintered body that does not contain the silicon dioxide phase and the metal silicon phase is used as a raw material. The oxide film reflects the composition. Therefore, this oxide film is an intermediate refractive index film made of an oxide containing indium and silicon and having a refractive index of 1.70 to 1.90.

酸化物膜の膜厚としては、特に限定されず、成膜時間やスパッタリング法の種類等によって適宜設定することができる。具体的には、例えば5〜300nm程度とする。   The thickness of the oxide film is not particularly limited, and can be set as appropriate depending on the film formation time, the type of sputtering method, and the like. Specifically, for example, the thickness is about 5 to 300 nm.

ここで、スパッタリングに際して、そのスパッタリング方法としては、特に限定されるものではなく、DC(直流)スパッタリング法、AC(交流)スパッタリング法、RF(高周波)マグネトロンスパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。その中でも、直流スパッタリング法によりスパッタリングを行うことが好ましい。   Here, in the sputtering, the sputtering method is not particularly limited, and a DC (direct current) sputtering method, an AC (alternating current) sputtering method, an RF (high frequency) magnetron sputtering method, an electron beam evaporation method, an ion plating method. Law. Among these, it is preferable to perform sputtering by a direct current sputtering method.

基板としては、例えば、ガラス、樹脂(PET、PES等)等を用いることができる。   As the substrate, for example, glass, resin (PET, PES, or the like) can be used.

スパッタリングによる酸化物膜の成膜温度としては、特に限定されないが、例えば50℃以上300℃以下とすることが好ましい。成膜温度が50℃未満であると、結露によって得られる酸化物膜が水分を含んでしまうおそれがある。一方で、成膜温度が300℃を超えると、基板が変形したり、得られる酸化物膜に応力が残って割れてしまうおそれがある。   The temperature at which the oxide film is formed by sputtering is not particularly limited, but is preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, for example. If the deposition temperature is less than 50 ° C., the oxide film obtained by condensation may contain moisture. On the other hand, when the film formation temperature exceeds 300 ° C., the substrate may be deformed, or stress may remain in the obtained oxide film and may be cracked.

スパッタリング時のチャンバー内の圧力としては、特に限定されないが、例えば5×10−5Pa程度にまで真空排気して行うことが好ましい。また、スパッタリング時に投入される電力出力としては、直径152.4mm(6インチ)のスパッタリングターゲットを用いる場合は、通常10〜1000Wとし、好ましくは100〜300Wとする。 Although it does not specifically limit as a pressure in the chamber at the time of sputtering, For example, it is preferable to evacuate to about 5 * 10 < -5 > Pa, for example. The power output input during sputtering is usually 10 to 1000 W, preferably 100 to 300 W when a sputtering target having a diameter of 152.4 mm (6 inches) is used.

スパッタリング時のキャリアーガスとしては、例えば酸素、ヘリウム、アルゴン、キセノン、クリプトン等のガスが挙げられ、アルゴンと酸素の混合ガスを用いることが好ましい。アルゴンと酸素の混合ガスを使用する場合、アルゴンと酸素の流量比としては、通常、Ar:O=100〜80:0〜20とし、好ましくは100〜90:0〜10とする。 Examples of the carrier gas at the time of sputtering include gases such as oxygen, helium, argon, xenon, and krypton, and a mixed gas of argon and oxygen is preferably used. When using a mixed gas of argon and oxygen, the flow ratio of argon and oxygen is usually Ar: O 2 = 100 to 80: 0 to 20, preferably 100 to 90: 0 to 10.

[4.実施例]
以下、本発明についての実施例について、比較例と対比しながら具体的に説明する。なお、本発明は、この実施例によって限定されるものではない。
[4. Example]
Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples. In addition, this invention is not limited by this Example.

≪実施例1≫
<酸化物焼結体の作製>
平均粒径が1.0μm以下のIn粉末、SiO粉末を原料粉末として、Si/In原子数比が1.0となる割合で調合し、原料粉末濃度が60質量%となるように純水、有機バインダー、分散剤と混合するとともに、混合タンクにてスラリーを作製した。
Example 1
<Preparation of sintered oxide>
In 2 O 3 powder having an average particle size of 1.0 μm or less and SiO 2 powder are used as raw material powders, and the Si / In atomic ratio is adjusted to 1.0, so that the raw material powder concentration is 60% by mass. Were mixed with pure water, an organic binder and a dispersant, and a slurry was prepared in a mixing tank.

次に、粒径が0.5mmである硬質ZrOボールが投入されたビーズミル装置(アシザワ・ファインテック株式会社製、LMZ型)を用いて、原料粉末の粒径(メディアン径)が0.7μmとなるまで湿式粉砕を行った。その後、30分以上混合撹拌して得られたスラリーを、スプレードライヤー装置(大川原化工機株式会社製、ODL−20型)にて噴霧及び乾燥して、「造粒粉」を得た。なお、原料粉末の平均粒径の測定には、レーザ回折式粒度分布測定装置(島津製作所製、SALD−2200)を用いた。 Next, using a bead mill apparatus (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., LMZ type) into which hard ZrO 2 balls having a particle diameter of 0.5 mm are introduced, the particle diameter (median diameter) of the raw material powder is 0.7 μm. Wet grinding was performed until Then, the slurry obtained by mixing and stirring for 30 minutes or more was sprayed and dried with a spray dryer (Okawara Chemical Industries, Ltd., ODL-20 type) to obtain “granulated powder”. A laser diffraction particle size distribution measuring device (SALD-2200, manufactured by Shimadzu Corporation) was used to measure the average particle size of the raw material powder.

次に、得られた造粒粉を、冷間静水圧プレスで294MPa(3.0ton/cm)の圧力を掛けて成形し、得られた約200mmφの成形体を、大気圧焼成炉にて最高焼成温度を1500℃として20時間焼成して、酸化物焼結体を得た。なお、焼成炉の敷板はジルコニア製とした。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。 Next, the obtained granulated powder was molded by applying a pressure of 294 MPa (3.0 ton / cm 2 ) with a cold isostatic press, and the obtained molded body of about 200 mmφ was obtained in an atmospheric pressure firing furnace. An oxide sintered body was obtained by firing at a maximum firing temperature of 1500 ° C. for 20 hours. The floor plate of the firing furnace was made of zirconia. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body.

ここで、得られた酸化物焼結体の端材を粉砕し、CuKα線を使用した粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。僅かにIn相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合は98質量%であり、残りがIn相であった。 Here, the milled end material of the obtained oxide sintered body was pulverized, and the product phase was identified by powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays. As a result, In 2 Si 2 O having a tortovite type structure was obtained. Only the 7- phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. A slight peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 98% by mass, and the rest was In 2 O There were three phases.

また、得られた酸化物焼結体の端材をFIB加工により薄片化し、エネルギー分散型蛍光X線分析装置(EDX)搭載の透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した。その結果、酸化物焼結体は、電子線回折からも、SiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Further, the end material of the obtained oxide sintered body was sliced by FIB processing and observed with a transmission electron microscope (TEM) mounted on an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (EDX). As a result, it was confirmed from the electron beam diffraction that the oxide sintered body had no SiO 2 phase or Si phase alone.

次に、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、4.8g/cmであった。トルトバイタイト型構造であるInSi結晶の密度である6.34g/cm及びビックスバイト型構造であるIn結晶の密度である7.18g/cmと、上述した各相の存在比率から算出した密度6.35g/cmに対する相対密度を算出したところ、76%であり、70%を超える高い密度であった。 Next, when the density of the obtained oxide sintered body was measured by the Archimedes method, it was 4.8 g / cm 3 . As described above, 6.34 g / cm 3 which is the density of In 2 Si 2 O 7 crystal having a tortuitite structure and 7.18 g / cm 3 which is the density of In 2 O 3 crystal having a bixbite structure. When the relative density with respect to the density of 6.35 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase was calculated, it was 76%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、この実施例1にて得られた酸化物焼結体を、直径が152.4mm(6インチ)で、厚みが5mmとなるように加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングし、スパッタリングターゲットを得た。
<Production of oxide film>
Subsequently, the oxide sintered body obtained in Example 1 was processed to have a diameter of 152.4 mm (6 inches) and a thickness of 5 mm, and metal indium was applied to the backing plate made of oxygen-free copper. Bonding was performed to obtain a sputtering target.

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いて、直流スパッタリングによる成膜を行った。直流マグネトロンスパッタリング装置(トッキ製、SPF−530K)の非磁性体ターゲット用カソードに得られたスパッタリングターゲットを取り付け、一方で、成膜用の基板には、無アルカリのガラス基板(コーニング♯7059、厚み(t):1.1mm)を用いて、ターゲット−基板間距離を60mmに固定した。   Next, using the obtained sputtering target, a film was formed by direct current sputtering. A sputtering target obtained was attached to a cathode for a non-magnetic target of a DC magnetron sputtering apparatus (manufactured by Tokki, SPF-530K). On the other hand, an alkali-free glass substrate (Corning # 7059, thickness) (T): 1.1 mm), the target-substrate distance was fixed to 60 mm.

そして、5×10−5Pa以下まで真空排気を行った後、純Arガス及び純Ar+OガスをO濃度が1.0%となるよう導入し、ガス圧を0.6Paとして、直流電力200Wを印加して直流プラズマを発生させ、プリスパッタリングを実施した。 Then, after evacuating to 5 × 10 −5 Pa or less, pure Ar gas and pure Ar + O 2 gas are introduced so that the O 2 concentration becomes 1.0%, and the gas pressure is set to 0.6 Pa. 200 W was applied to generate DC plasma, and pre-sputtering was performed.

十分なプリスパッタリングを行った後、スパッタリングターゲットの中心(非エロージョン部)の直上に静止させて基板を配置し、非加熱でスパッタリングを実施して膜厚200nmの酸化物膜を形成した。   After sufficient pre-sputtering, the substrate was placed immediately above the center (non-erosion portion) of the sputtering target, and sputtering was performed without heating to form an oxide film having a thickness of 200 nm.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率をエリプソメーターで測定したところ、1.8であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Moreover, it was 1.8 when the refractive index of the obtained oxide film was measured with the ellipsometer.

このように、実施例1にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 1 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例2≫
<酸化物焼結体の作製>
実施例1の造粒粉を、ジルコニア製の匣鉢に入れ、大気焼成炉にて1400℃の温度で20時間仮焼した。この仮焼により得られた仮焼粉を、XRDリートベルト解析した結果、98質量%がトルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物であり、残りが酸化インジウムであった。この仮焼粉を原料粉末としたこと、及びビーズミル装置による湿式粉砕後の原料粉末のメディアン径を0.9μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、実施例1と同様に、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
<< Example 2 >>
<Preparation of sintered oxide>
The granulated powder of Example 1 was put in a zirconia mortar and calcined at a temperature of 1400 ° C. for 20 hours in an atmospheric firing furnace. As a result of XRD Rietveld analysis of the calcined powder obtained by this calcining, 98% by mass was an indium silicate compound having a tortuitite structure, and the rest was indium oxide. An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that this calcined powder was used as a raw material powder and that the median diameter of the raw material powder after wet pulverization by a bead mill apparatus was set to 0.9 μm. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, in the same manner as in Example 1, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase and the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例2の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が99質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 As a result of identification of the generated phase by powder X-ray diffraction measurement on the end material of the obtained oxide sintered body, the oxide sintered body of Example 2 also has In 2 which has a tortobitite type structure. Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. A peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 99% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered compact was observed with TEM equipped with EDX, it was confirmed from the electron beam diffraction that the SiO 2 phase and the Si phase were not present alone.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、5.6g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.35g/cmに対する相対密度を算出したところ、88%であり、70%を超える高い密度であった。 Moreover, it was 5.6 g / cm < 3 > when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.35 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 88%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.8であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.8.

このように、実施例2にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 2 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例3≫
<酸化物焼結体の作製>
原料粉末として、実施例1にて使用した原料粉末のIn粉末とSiO粉末とをSi/In原子数比が1.0となる割合で調合した混合粉末と、実施例2で用いたトルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物を主とする仮焼粉とを用い、混合粉末と仮焼粉末とを1:1の割合で混合した原料粉を用いたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
Example 3
<Preparation of sintered oxide>
As a raw material powder, a mixed powder prepared by mixing the In 2 O 3 powder and the SiO 2 powder of the raw material powder used in Example 1 at a ratio that the Si / In atomic ratio is 1.0, and used in Example 2 Example 1 with the exception of using a calcined powder mainly composed of an indium silicate compound having a tortuitite-type structure and using a raw powder obtained by mixing a mixed powder and a calcined powder in a ratio of 1: 1. An oxide sintered body was produced in the same manner. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例3の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が98質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 As a result of identification of the generated phase by powder X-ray diffraction measurement on the end material of the obtained oxide sintered body, the oxide sintered body of Example 3 also has In 2 which has a tortobitite type structure. Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. The peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 98% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered compact was observed with TEM equipped with EDX, it was confirmed from the electron beam diffraction that the SiO 2 phase and the Si phase were not present alone.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、5.2g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.35g/cmに対する相対密度を算出したところ、82%であり、70%を超える高い密度であった。 Moreover, it was 5.2 g / cm 3 when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.35 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 82%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.8であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.8.

このように、実施例3にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 3 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例4≫
<酸化物焼結体の作製>
成形体を成形する際の圧力を100MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認めらなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
Example 4
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure at which the compact was molded was 100 MPa. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例4の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が98質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 It was subjected to identification of the product phase by powder X-ray diffraction measurement with respect to the end parts of the obtained oxide sintered body, in the oxide sintered body of Example 4, an In 2 is Toruto by tight structure Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. The peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 98% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered compact was observed with TEM equipped with EDX, it was confirmed from the electron beam diffraction that the SiO 2 phase and the Si phase were not present alone.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、4.6g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.35g/cmに対する相対密度を算出したところ、72%であり、70%を超える高い密度であった。 Further, the density of the obtained oxide sintered body was measured by Archimedes method and found to be 4.6 g / cm 3 . When the relative density with respect to the density of 6.35 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 72%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.8であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.8.

このように、実施例4にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 4 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例5≫
<酸化物焼結体の作製>
焼結温度を1400℃としたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
Example 5
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1400 ° C. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例5の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が72質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 As a result of identification of the generated phase by powder X-ray diffraction measurement on the end material of the obtained oxide sintered body, the oxide sintered body of Example 5 also has In 2 which has a tortobitite type structure. Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. A peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 72% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered compact was observed with TEM equipped with EDX, it was confirmed from the electron beam diffraction that the SiO 2 phase and the Si phase were not present alone.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、4.7g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.55g/cmに対する相対密度を算出したところ、72%であり、70%を超える高い密度であった。 Moreover, it was 4.7 g / cm < 3 > when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.55 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 72%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.8であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.8.

このように、実施例5にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 5 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例6≫
<酸化物焼結体の作製>
焼結温度を1600℃としたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。酸化物焼結体に著しい変形はなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
Example 6
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1600 ° C. There was no significant deformation in the oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例6の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が99質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 It was subjected to identification of the product phase by powder X-ray diffraction measurement with respect to the end parts of the obtained oxide sintered body, in the oxide sintered body of Example 6, an In 2 is Toruto by tight structure Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. A peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 99% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered compact was observed with TEM equipped with EDX, it was confirmed from the electron beam diffraction that the SiO 2 phase and the Si phase were not present alone.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、5.2g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.35g/cmに対する相対密度を算出したところ、82%であり、70%を超える高い密度であった。 Moreover, it was 5.2 g / cm 3 when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.35 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 82%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.8であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.8.

このように、実施例6にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 6 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例7≫
<酸化物焼結体の作製>
原料粉末のSi/In原子数比を0.65としたこと、及びビーズミル装置による湿式粉砕後の原料粉末のメディアン径を0.4μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
Example 7
<Preparation of sintered oxide>
The oxide firing was carried out in the same manner as in Example 1 except that the Si / In atomic ratio of the raw material powder was 0.65 and that the median diameter of the raw material powder after wet pulverization with a bead mill was 0.4 μm. A ligature was prepared. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例7の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が72質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 It was subjected to identification of the product phase by powder X-ray diffraction measurement with respect to the end parts of the obtained oxide sintered body, in the oxide sintered body of Example 7, an In 2 is Toruto by tight structure Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. A peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 72% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、実施例7の酸化物焼結体においても、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered body was observed with a TEM equipped with EDX, the oxide sintered body of Example 7 also had a single SiO 2 phase and Si phase from electron diffraction. Not confirmed.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、4.7g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.55g/cmに対する相対密度を算出したところ、72%であり、70%を超える高い密度であった。 Moreover, it was 4.7 g / cm < 3 > when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.55 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 72%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.9であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.9.

このように、実施例7にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 7 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪実施例8≫
<酸化物焼結体の作製>
原料粉末のSi/In原子数比を1.75としたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
Example 8
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the Si / In atomic ratio of the raw material powder was 1.75. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、実施例8の酸化物焼結体においても、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が98質量%であって、70質量%を超える高い割合でInSi相が存在し、残りがIn相であった。 It was subjected to identification of the product phase by powder X-ray diffraction measurement with respect to the end parts of the obtained oxide sintered body, in the oxide sintered body of Example 8, an In 2 is Toruto by tight structure Only the Si 2 O 7 phase peak was detected, and the SiO 2 and Si phase peaks were not detected. The peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 98% by mass, which was higher than 70% by mass A proportion of In 2 Si 2 O 7 phase was present and the remainder was In 2 O 3 phase.

また、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、実施例8の酸化物焼結体においても、電子線回折からもSiO相、Si相が単体で存在していないことが確認された。 Moreover, when the thin piece of the obtained oxide sintered body was observed with a TEM equipped with EDX, the oxide sintered body of Example 8 also had a single SiO 2 phase and Si phase from electron diffraction. Not confirmed.

また、得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、4.5g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.35g/cmに対する相対密度を算出したところ、71%であり、70%を超える高い密度であった。 Moreover, it was 4.5 g / cm < 3 > when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.35 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 71%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、スパッタリングターゲットにはクラックが発生しておらず、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れや異常放電等も発生しなかった。また、得られた酸化物膜の屈折率を調査したところ、1.7であった。   As a result, no crack was generated in the sputtering target, and no significant roughening of the target surface, abnormal discharge, or the like occurred in 10 minutes from the initial stage of film formation. Further, when the refractive index of the obtained oxide film was examined, it was 1.7.

このように、実施例8にて得られた酸化物焼結体は、中間屈折率膜を安定的に得るスパッタリングターゲットとして有用であることが確認された。   Thus, it was confirmed that the oxide sintered body obtained in Example 8 is useful as a sputtering target for stably obtaining an intermediate refractive index film.

≪比較例1≫
<酸化物焼結体の作製>
平均粒径が5.0μmのIn粉末とSiO粉末を原料粉末として用い、その原料粉末の湿式粉砕において、粒径が2.0mmである硬質ZrOボールによるボールミル装置を用いて、原料粉末のメディアン径を1.2μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
≪Comparative example 1≫
<Preparation of sintered oxide>
Using In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 5.0 μm and SiO 2 powder as raw material powder, in wet grinding of the raw material powder, using a ball mill apparatus with hard ZrO 2 balls having a particle diameter of 2.0 mm, An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the median diameter of the raw material powder was 1.2 μm. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークは検出されたものの、ロートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析した結果、InSi相の割合は64質量%と極めて低く、残りはIn相が25質量%、SiO相が11質量%であった。 When the formed phase of the obtained oxide sintered body was identified by powder X-ray diffraction measurement, the peak of the In 2 Si 2 O 7 phase, which is a tortovite type structure, was detected. As a result of analyzing the weight ratio of the compound phase by Rothveld analysis, the ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase was extremely low at 64% by mass, and the remainder was 25% by mass of the In 2 O 3 phase and 11% of the SiO 2 phase. %Met.

得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からSi相は単体で存在していないものの、SiO相が存在することが確認された。 Observation of the obtained oxide-sintered thin piece with a TEM equipped with EDX confirmed from electron beam diffraction that the Si phase did not exist alone but the SiO 2 phase existed.

得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、3.7g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度5.46g/cmに対する相対密度を算出したところ、68%であり、70%を下回る低い密度のものであった。 When the density of the obtained oxide sintered body was measured by the Archimedes method, it was 3.7 g / cm 3 . When the relative density with respect to the density of 5.46 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 68%, which was a low density lower than 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れは発生しなかったものの、異常放電が生じてしまい安定的に成膜することができず、屈折率が評価できるような酸化物膜が得られなかった。   As a result, although the target surface was not significantly roughened in 10 minutes from the initial stage of film formation, an abnormal discharge occurred and the oxide film could not be stably formed and the refractive index could be evaluated. Was not obtained.

≪比較例2≫
<酸化物焼結体の作製>
成形体を成形する際の圧力を50MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
«Comparative example 2»
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure during molding of the molded body was 50 MPa. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークは検出されたものの、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析した結果、InSi相の割合は50質量%と極めて低く、残りはIn相が35質量%、SiO相が15質量%であった。 When the formed phase of the obtained oxide sintered body was identified by powder X-ray diffraction measurement, the peak of the In 2 Si 2 O 7 phase, which is a tortovite type structure, was detected. As a result of analyzing the weight ratio of the compound phase by Rietveld analysis, the ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase was as extremely low as 50% by mass, and the remainder was 35% by mass of the In 2 O 3 phase and 15% of the SiO 2 phase. %Met.

得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からSi相は単体で存在していないものの、SiO相が存在することが確認された。 Observation of the obtained oxide-sintered thin piece with a TEM equipped with EDX confirmed from electron beam diffraction that the Si phase did not exist alone but the SiO 2 phase existed.

得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、3.1g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度5.20g/cmに対する相対密度を算出したところ、60%であり、70%を下回る低い密度のものであった。 When the density of the obtained oxide sintered body was measured by the Archimedes method, it was 3.1 g / cm 3 . When the relative density with respect to the density of 5.20 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 60%, which was a low density lower than 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れは発生しなかったものの、異常放電が生じてしまい安定的に成膜することができず、屈折率が評価できるような酸化物膜が得られなかった。   As a result, although the target surface was not significantly roughened in 10 minutes from the initial stage of film formation, an abnormal discharge occurred and the oxide film could not be stably formed and the refractive index could be evaluated. Was not obtained.

≪比較例3≫
<酸化物焼結体の作製>
焼結温度を1300℃としたこと以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。得られた酸化物焼結体には、著しい変形は認められなかった。続いて、その酸化物焼結体について、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
«Comparative Example 3»
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 1300 ° C. No significant deformation was observed in the obtained oxide sintered body. Subsequently, the existence ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase, the presence or absence of the SiO 2 phase, the Si phase, and the relative density of the oxide sintered body were measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークは検出されたものの、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析した結果、InSi相の割合は10質量%と極めて低く、残りはIn相が63質量%、SiO相が27質量%であった。 When the formed phase of the obtained oxide sintered body was identified by powder X-ray diffraction measurement, the peak of the In 2 Si 2 O 7 phase, which is a tortovite type structure, was detected. As a result of analyzing the weight ratio of the compound phase by Rietveld analysis, the ratio of the In 2 Si 2 O 7 phase was as extremely low as 10% by mass, and the remainder was 63% by mass of the In 2 O 3 phase and 27% of the SiO 2 phase. %Met.

得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からSi相は単体で存在していないものの、SiO相が存在することが確認された。 Observation of the obtained oxide-sintered thin piece with a TEM equipped with EDX confirmed from electron beam diffraction that the Si phase did not exist alone but the SiO 2 phase existed.

得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、2.9g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度4.55g/cmに対する相対密度を算出したところ、64%であり、70%を下回る低い密度のものであった。 When the density of the obtained oxide sintered body was measured by the Archimedes method, it was 2.9 g / cm 3 . When the relative density with respect to the density of 4.55 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 64%, which was a low density lower than 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜を形成した。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. And the oxide film was formed using the sputtering target.

その結果、成膜初期からの10分間でターゲット表面の著しい荒れは発生しなかったものの、異常放電が生じてしまい安定的に成膜することができず、屈折率が評価できるような酸化物膜が得られなかった。   As a result, although the target surface was not significantly roughened in 10 minutes from the initial stage of film formation, an abnormal discharge occurred and the oxide film could not be stably formed and the refractive index could be evaluated. Was not obtained.

≪比較例4≫
<酸化物焼結体の作製>
原料粉末として、平均粒径が1.0μm以下のIn粉末と平均粒径が5μmの金属シリコン粉末とを、三次元混合器で混合した後、得られた混合粉末をカーボン製容器中に給粉し、焼結温度950℃、圧力4.9MPaの条件でホットプレスして酸化物焼結体を作製し、InSi相の存在比率、SiO相、Si相の有無、相対密度を測定した。
<< Comparative Example 4 >>
<Preparation of sintered oxide>
As a raw material powder, an In 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1.0 μm or less and a metal silicon powder having an average particle diameter of 5 μm are mixed in a three-dimensional mixer, and the obtained mixed powder is placed in a carbon container. Powdered, and hot-pressed under the conditions of a sintering temperature of 950 ° C. and a pressure of 4.9 MPa to produce an oxide sintered body, and the presence ratio of In 2 Si 2 O 7 phase, presence or absence of SiO 2 phase, Si phase The relative density was measured.

得られた酸化物焼結体の端材に対して粉末X線回折測定による生成相の同定を行ったところ、トルトバイタイト型構造であるInSi相のピークのみが検出され、SiO相、Si相のピークは検出されなかった。In相のピークも検出されたが、リートベルト解析によって化合物相の重量割合を解析したところ、InSi相の割合が97質量%であって、残りがIn相であった。 When the generated phase was identified by powder X-ray diffraction measurement for the end material of the obtained oxide sintered body, only the peak of the In 2 Si 2 O 7 phase, which is a tortovite type structure, was detected, The peaks of SiO 2 phase and Si phase were not detected. The peak of In 2 O 3 phase was also detected, but when the weight ratio of the compound phase was analyzed by Rietveld analysis, the ratio of In 2 Si 2 O 7 phase was 97% by mass, and the rest was In 2 O 3 It was a phase.

しかしながら、得られた酸化物焼結体の薄片をEDX搭載のTEMで観察したところ、電子線回折からSiO相は単体で存在していないものの、Si相が存在することが確認された。 However, when the obtained oxide-sintered thin piece was observed with a TEM equipped with EDX, it was confirmed from electron diffraction that the Si 2 phase was present although the SiO 2 phase was not present alone.

得られた酸化物焼結体の密度をアルキメデス法により測定したところ、5.8g/cmであった。上述した各相の存在比率から算出した密度6.36g/cmに対する相対密度を算出したところ、91%であり、70%を超える高い密度であった。 It was 5.8 g / cm < 3 > when the density of the obtained oxide sintered compact was measured by the Archimedes method. When the relative density with respect to the density of 6.36 g / cm 3 calculated from the abundance ratio of each phase described above was calculated, it was 91%, which was a high density exceeding 70%.

<酸化物膜の作製>
続いて、実施例1と同様にして、得られた酸化物焼結体を加工し、無酸素銅製のバッキングプレートに金属インジウムを用いてボンディングしてスパッタリングターゲットを作製した。そして、そのスパッタリングターゲットを用いて酸化物膜の形成を試みた。
<Production of oxide film>
Subsequently, the obtained oxide sintered body was processed in the same manner as in Example 1, and bonded to a backing plate made of oxygen-free copper using metal indium to produce a sputtering target. Then, an attempt was made to form an oxide film using the sputtering target.

しかしながら、成膜開始直後にターゲット表面の著しい荒れが生じ、異常放電が頻発したため、成膜を中止した。   However, since the target surface was significantly roughened immediately after the start of film formation and abnormal discharge occurred frequently, the film formation was stopped.

≪比較例5≫
<酸化物焼結体の作製>
大気焼成炉の敷板をアルミナ製とした以外は、実施例1と同様にして酸化物焼結体を作製した。
<< Comparative Example 5 >>
<Preparation of sintered oxide>
An oxide sintered body was produced in the same manner as in Example 1 except that the bottom plate of the atmospheric firing furnace was made of alumina.

その結果、得られた酸化物焼結体は著しく変形してしまっており、スパッタリングターゲットとして使用できるものではなく、酸化物焼結体の評価、並びにその酸化物焼結体をターゲットとした酸化物膜の成膜評価は行わなかった。   As a result, the obtained oxide sintered body has been significantly deformed and cannot be used as a sputtering target. Evaluation of the oxide sintered body and oxides targeted by the oxide sintered body The film formation was not evaluated.

下記表1に、上述した実施例1〜8、比較例1〜5における焼結体の製造条件、得られた酸化物焼結体の構成成分(化合物相割合)及び密度、その酸化物焼結体をターゲットとしてスパッタリング成膜したときのターゲット表面の荒れの有無、成膜時の異常放電の有無及びその酸化物膜の屈折率についてまとめて示す。   In the following Table 1, the manufacturing conditions of the sintered bodies in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5, the constituent components (compound phase ratio) and density of the obtained oxide sintered bodies, and the oxide sintering The following is a summary of the presence / absence of surface roughness of the target, the presence / absence of abnormal discharge during film formation, and the refractive index of the oxide film when the film is formed by sputtering.

Claims (5)

InとSiとを含み、Siの含有量がSi/In原子数比で0.65以上1.75以下であり、トルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物の結晶相を主相とし、二酸化ケイ素相及び金属シリコン相を含まないことを特徴とする酸化物焼結体。   Silicon dioxide containing In and Si, having a Si content of 0.65 to 1.75 in terms of the Si / In atomic ratio, and having a crystal phase of an indium silicate compound having a tortovite structure as a main phase. An oxide sintered body comprising no phase and no metal silicon phase. 当該酸化物焼結体を構成する各化合物相の存在比率及び真密度から算出した密度に対する相対密度が70%以上であることを特徴とする請求項1に記載の酸化物焼結体。   2. The oxide sintered body according to claim 1, wherein a relative density with respect to a density calculated from an abundance ratio and a true density of each compound phase constituting the oxide sintered body is 70% or more. ドルトバイタイト型構造の珪酸インジウム化合物結晶の割合が70質量%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化物焼結体。   3. The oxide sintered body according to claim 1, wherein a ratio of the indium silicate compound crystal having a dortite structure is 70% by mass or more. 前記請求項1乃至3の何れかに記載の酸化物焼結体の製造方法であって、
Si原料としてSiO粉末又はトルトバイタイト型構造を有する珪酸インジウム化合物粉末を用い、ビーズミルを用いて原料粉の平均粒径を1.0μm以下に粉砕し、
冷間静水圧プレス法により圧力を98〜300MPaとして前記原料粉を成形して成形体を得て、
前記成形体と接触する部分の炉材にジルコニアを用いた焼結炉内において、前記成形体を、1400〜1600℃の焼結温度で常圧焼結法により焼結して酸化物焼結体を得る
ことを特徴とする酸化物焼結体の製造方法。
A method for producing an oxide sintered body according to any one of claims 1 to 3,
Using an indium silicate compound powder having a SiO 2 powder or a tortovite type structure as a Si raw material, using a bead mill, the average particle size of the raw material powder is pulverized to 1.0 μm or less,
Molding the raw material powder at a pressure of 98 to 300 MPa by a cold isostatic pressing method to obtain a molded body,
In a sintering furnace using zirconia as a furnace material in a portion in contact with the molded body, the molded body is sintered by a normal pressure sintering method at a sintering temperature of 1400 to 1600 ° C. to obtain an oxide sintered body. A method for producing an oxide sintered body characterized by:
前記請求項1乃至3の何れかに記載の酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとして用いてスパッタリング法により得られる酸化物膜であって、
屈折率が1.70〜1.90であることを特徴とする酸化物膜。
An oxide film obtained by a sputtering method using the oxide sintered body according to any one of claims 1 to 3 as a sputtering target,
An oxide film having a refractive index of 1.70 to 1.90.
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