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公開番号2025114831
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2025081796,2024570664
出願日2025-05-15,2024-07-29
発明の名称酸化物焼結体の製造方法
出願人三井金属鉱業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 35/01 20060101AFI20250729BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】不純物の含有量を大幅に低減した酸化物焼結体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の酸化物焼結体の製造方法は、In元素、Ga元素、Zn元素から選ばれる2種以上の元素を含む酸化物を原料とする酸化物焼結体の製造方法であって、下記(a)～(c)を満たす、酸化物焼結体の製造方法。前記原料は、純度6N以上の酸化物を用いる。粉砕・混合用メディアは、前記原料として選ばれた元素以外の元素を含まない酸化物から形成されている。分散媒として超純水を用いて、スラリー化する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む酸化物を原料とする酸化物焼結体の製造方法であって、
下記（ａ）～（ｃ）を満たす、酸化物焼結体の製造方法。
（ａ）前記原料は、純度６Ｎ以上の酸化物を用いる。
（ｂ）粉砕・混合用メディアは、前記原料として選ばれた元素以外の元素を含まない酸化物から形成されている。
（ｃ）分散媒として超純水を用いて、スラリー化する。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
下記（ｄ１）を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体の製造方法。
（ｄ１）金属製の成形型を用いて鋳込み成形する。
【請求項３】
下記（ｄ２）を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体の製造方法。
（ｄ２）前記原料として選ばれた元素以外の元素を含まない酸化物から形成されたセラミックス製の成形型を用いて鋳込み成形する。
【請求項４】
下記（ｅ）を満たす、請求項１～３の何れか一つに記載の酸化物焼結体の製造方法。
（ｅ）前記酸化物焼結体の表面を研削加工した後、ドライアイス粒子を噴射し、表面処理を行う。
【請求項５】
請求項１～３の何れか一つに記載の酸化物焼結体の製造方法から製造された酸化物焼結体と基材とが接合されることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む酸化物焼結体であって、
ＧＤＭＳ分析による下記Ａ群及びＢ群の元素の合計含有量が１０質量ｐｐｍ以下、且つＢ群の元素の総含有量が１質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化物焼結体。
Ａ群：Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｈ、Ｕ
Ｂ群：Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ
ただし、ＧＤＭＳ分析の検出限界値未満である場合の含有量は０質量ｐｐｍとみなす。
【請求項７】
相対密度が９５％以上であることを特徴とする請求項６に記載の酸化物焼結体。
【請求項８】
バルク抵抗が１００ｍΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の酸化物焼結体。
【請求項９】
結晶粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の酸化物焼結体。
【請求項１０】
抗折強度が５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項６に記載の酸化物焼結体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む酸化物を原料とする酸化物焼結体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（以下、「ＦＰＤ」という。）等の表示装置に使用される薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）の技術分野においては、ＦＰＤの高機能化に伴い、従来のアモルファスシリコンに代わって、特許文献１、２に示すようなＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系複合酸化物（以下、「ＩＧＺＯ」という。）に代表される酸化物半導体の実用化が進んでいる。
【０００３】
また、近年では酸化物半導体は、高移動度（＞１０ｃｍ
２
／Ｖｓ）と極低オフリーク電流（＜１０－２２Ａ／μｍ）とを両立できるという優れた特徴を有しており、半導体の製造工程において、ＢＥＯＬ互換プロセスによるＳｉ－ＣＭＯＳＬＳＩとの混載、高集積化が可能な縦型ＦＥＴのチャネル材料として期待されている。このような期待に伴って、酸化物半導体を成膜するためのスパッタリングターゲットに対する要求特性も高まっている。
【０００４】
特許文献１に開示された酸化物焼結体は、不純物として、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉ、及びＣｕを含有しており、それらの含有量がそれぞれ１０ｐｐｍ以下であると開示されているが、不純物の総含有量は開示されていない。また、特許文献２に開示された酸化物焼結体は、不純物として、Ｎａの含有量が２５ｐｐｍであり、またＣｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｋ、Ｎｉ、Ｐｂ等も不純物として挙げられている。これらＮａ以外の不純物の含有量は、それぞれ１０ｐｐｍ以下であり、且つ総含有量は１００ｐｐｍ以下である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００８－１６３４４１号公報
特開２０１０－２０２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年の酸化物焼結体に含まれる不純物に対する要求特性はさらに厳しくなってきており、さらなる不純物の含有量の低減が求められている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて、不純物の含有量を大幅に低減した酸化物焼結体を製造できる酸化物焼結体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の酸化物焼結体の製造方法は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む酸化物を原料とする酸化物焼結体の製造方法であって、下記（ａ）～（ｃ）を満たす。
（ａ）前記原料は、純度６Ｎ以上の酸化物を用いる。
（ｂ）粉砕・混合用メディアは、前記原料として選ばれた元素以外の元素を含まない酸化物から形成されている。
（ｃ）分散媒として超純水を用いて、スラリー化する。
この構成により、不純物の含有量を大幅に低減した酸化物焼結体を製造することができる。
【０００９】
上記（ａ）における原料は、Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む酸化物である。具体的には、Ｉｎ元素を含む酸化物（Ｉｎ
２
Ｏ
３
）、Ｇａ元素を含む酸化物（Ｇａ
２
Ｏ
３
）、またＺｎ元素を含む酸化物（ＺｎＯ）から選ばれた２種（Ｉｎ
２
Ｏ
３
及びＧａ
２
Ｏ
３
、Ｉｎ
２
Ｏ
３
及びＺｎＯ、Ｇａ
２
Ｏ
３
及びＺｎＯ）であってもよく、３種（Ｉｎ
２
Ｏ
３
、Ｇａ
２
Ｏ
３
、及びＺｎＯ）であってもよい。さらに、Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む複合酸化物であってもよい。
【００１０】
また、Ｉｎ元素、Ｇａ元素、Ｚｎ元素から選ばれる２種以上の元素を含む酸化物の純度は、６Ｎ（９９．９９９９質量％）以上である。原料として用いられる各酸化物の純度が６Ｎ以上であると、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｆ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｈ、Ｕ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ等の不純物の含有量が大幅に低減されることから、これらの原料から製造された酸化物焼結体に含まれる不純物の含有量も大幅に低減することができる。特に、原料として用いられる各酸化物の純度が６Ｎ以上であると、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕを大幅に低減できる点で好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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