專利名稱：MgO蒸鍍材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及MgO蒸鍍材料及其制造方法，特別是涉及適合于在形成AC型等離子顯示屏的MgO膜時(shí)使用的技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于MgO的耐熱性優(yōu)良，因此，過(guò)去主要將MgO作為坩堝或耐火磚等的耐熱材料使用，為了提高M(jìn)gO的機(jī)械強(qiáng)度，有人嘗試向MgO中添加燒結(jié)助劑。已知的這類技術(shù)例如在專利文獻(xiàn)1～3等中有記載。
下面列出有關(guān)的文獻(xiàn)。
專利文件1特開(kāi)平07-133149號(hào)公報(bào)、專利文件2特開(kāi)平2961389號(hào)公報(bào)、專利文件3特公平07-102988號(hào)公報(bào)、專利文件4特開(kāi)平11-213875號(hào)公報(bào)、專利文件5特開(kāi)平05-311412號(hào)公報(bào)、專利文件6特開(kāi)平10-291854號(hào)公報(bào)、專利文件7特開(kāi)平10-297955號(hào)公報(bào)、專利文件8特開(kāi)平10-297956號(hào)公報(bào)、專利文件9特開(kāi)平11-29857號(hào)公報(bào)、專利文件10特開(kāi)平11-29355號(hào)公報(bào)、專利文件11特開(kāi)2000-63171號(hào)公報(bào)、專利文件12特開(kāi)平09-235667號(hào)公報(bào)、非專利文獻(xiàn)1IEICE Trans.Electron.vol.E82-C，No.10.P.1804-1807，(1999)近年來(lái)，以液晶(Liquid Crystal DisplayLCD)為首的各種平面顯示器(Flat Panel Display)的研究開(kāi)發(fā)和實(shí)用化有驚人的發(fā)展，其生產(chǎn)也有急劇的增加。即使在彩色等離子顯示屏(Plasma Display panelPDP)方面，其開(kāi)發(fā)和實(shí)用化的行動(dòng)最近也很活躍。PDP容易實(shí)現(xiàn)大型化，并且最有希望用于生產(chǎn)高清晰度大畫(huà)面壁掛式電視，已知對(duì)角線為60英寸級(jí)的PDP已正在進(jìn)行試制和制造，從電極結(jié)構(gòu)方面考慮，在PDP中以金屬電極被玻璃電介質(zhì)覆蓋的AC型為主流。
就這種AC型PDP而言，由于離子沖擊引起的濺射作用會(huì)導(dǎo)致玻璃電介質(zhì)層的表面發(fā)生變化，從而會(huì)引起開(kāi)始放電電壓上升，為了避免這種現(xiàn)象，可在玻璃電介質(zhì)層的表面上涂覆具有高升華熱的保護(hù)膜。由于該保護(hù)膜直接與放電用的氣體接觸，因此，它除了要具有耐濺射性以外，還要承擔(dān)多種重要的作用。即，作為對(duì)保護(hù)膜要求的特性，可以舉出放電時(shí)的耐濺射性、高的2次電子放出能(賦予低的放電電壓)、絕緣性和光透過(guò)性等。作為能夠滿足這些條件的材料，一般可以使用那些以MgO作為蒸鍍材料并通過(guò)電子束蒸鍍法或離子電鍍法成膜的MgO膜。如上所述，這種MgO保護(hù)膜可以使電介質(zhì)層的表面免受放電時(shí)的濺射的損害，因此在PDP的長(zhǎng)壽命化方面起到重要的作用，已知該保護(hù)膜的膜密度越高，越能提高耐濺射性(非專利文獻(xiàn)1)。
進(jìn)而，作為該保護(hù)膜的材料(蒸鍍材料)，已知的有MgO單晶體和MgO多晶體。這類技術(shù)例如在專利文獻(xiàn)6～11等中有記載。
另外，按照專利文獻(xiàn)4記載的技術(shù)，通過(guò)減少硫等的電負(fù)性元素成分，可以改善保護(hù)膜的二次電子放出效率，并且可以改善發(fā)光管內(nèi)的開(kāi)始放電推遲、記入動(dòng)作不良等顯示性能方面的問(wèn)題。
此處，作為用于除去硫等的電負(fù)性元素的方法，在文獻(xiàn)中提示了在晶體生長(zhǎng)后(制備顆粒后)至保護(hù)膜形成之前，必須在1.33×10-1Pa左右(10-3torr)或以下的高真空或者在含氧氣氛中施加1400℃或以上的熱處理，但是，在按照90％或以上的相對(duì)密度的電熔法獲得的多晶或單晶的場(chǎng)合，按上述方法獲得的除硫效率是低的。
上述的MgO多晶體一般是通過(guò)把按照海水法或氣相法獲得的具有任意純度并含有雜質(zhì)的MgO粉末進(jìn)行造粒、成型和燒結(jié)來(lái)制造。另一方面，單晶MgO一般是通過(guò)把純度在98％或以上的MgO熔塊或輕燒MgO(在1000℃或以下燒結(jié)而成)置于電弧爐中熔融，也就是通過(guò)電熔來(lái)獲得錠塊，然后從該錠塊中取出單晶部分并將其破碎，從而獲得單晶MgO。在作為用于制造上述多晶或單晶MgO的原料而使用的MgO粉末、MgO熔塊或輕燒MgO中，因?yàn)橹圃煸砩霞癕gO固有反應(yīng)性高，所以含有一般作為雜質(zhì)存在的硫S成分、氯Cl成分、氮N成分和磷P成分等。
在使用電子束蒸鍍法、離子電鍍法等來(lái)成膜時(shí)，作為從MgO蒸鍍材料中放出的雜質(zhì)的硫S、氯Cl、氮N、磷P的量對(duì)蒸鍍材料的飛散(噴濺)發(fā)生的程度產(chǎn)生不良的影響。而，隨著作為雜質(zhì)的硫S、氯Cl、氮N、磷P量的增大，噴濺發(fā)生的程度也增大，而噴濺的程度越大，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率就越低，結(jié)果導(dǎo)致了材料成本的增大，這是存在的問(wèn)題。
另外，作為雜質(zhì)的硫S量、氯Cl量、氮N量、磷P量如果過(guò)多，則所獲MgO膜的結(jié)晶取向性和精細(xì)結(jié)構(gòu)難以控制，而且還會(huì)阻礙MgO膜成分向襯底上進(jìn)行致密的堆積，結(jié)果導(dǎo)致了膜密度降低，這是存在的問(wèn)題。在該MgO的膜密度低下的場(chǎng)合，往往存在導(dǎo)致折射率降低、耐濺射性降低、放電特性和絕緣性劣化等的問(wèn)題。
應(yīng)予說(shuō)明，此處，作為適用于濺射法的靶材料，已知的有例如在上述專利文獻(xiàn)12中記載的技術(shù)。
在制備用于濺射法的靶材料時(shí)，必須使得該靶材料具有盡可能高的密度。與此相對(duì)照，本發(fā)明者們已經(jīng)確認(rèn)，在制備適用于電子束蒸鍍法的蒸鍍材料時(shí)，作為蒸鍍材料所需要的密度范圍不必那樣地精確，可以根據(jù)對(duì)由蒸鍍材料放出的氣體的測(cè)定和成膜的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)確定，對(duì)蒸鍍材料的密度容許范圍是比較寬的。
另外，靶材料與蒸鍍材料雖然在精細(xì)結(jié)構(gòu)方面沒(méi)有大的不同點(diǎn)，但是從宏觀來(lái)說(shuō)是有較大差異的。
即，在濺射法的場(chǎng)合，一般將靶材料形成為圓板或方板等較大形狀的板，與此相對(duì)照，就電子束蒸鍍材料而言，一般將蒸鍍材料形成為小的顆粒狀。在濺射法中，利用氬等的陽(yáng)離子把作為靶材料的成膜材料以原子水平轟出并堆積于襯底上，將靶材料形成為與襯底等的被成膜物相比面積較大的板狀的理由是，使由靶材料獲得膜的厚度分布是均勻的。
與此相對(duì)，在電子束的方法中，通過(guò)使用電子束加熱使蒸鍍材料轉(zhuǎn)變成氣相狀態(tài)，然后堆積到襯底上，在此情況下，將蒸鍍材料制成小粒狀，其目的是為了能將蒸鍍材料順次地供給到電子束蒸鍍裝置的坩堝中。另外，在電子束蒸鍍法中，噴濺是電子束蒸鍍法特有的現(xiàn)象，從成膜速度方面的觀點(diǎn)考慮，蒸鍍時(shí)存在最適宜的粒度大小范圍。
這樣，濺射法與電子束蒸鍍法的成膜機(jī)理是不同的，因此其成膜條件也完全不同，所獲的膜質(zhì)也各異。即，在濺射法的場(chǎng)合，所獲膜的組成隨靶材料是否容易發(fā)生濺射(耐濺射性)而異，與此不同，在電子束蒸鍍法的場(chǎng)合，膜的組成隨蒸鍍材料是否容易變成氣相狀態(tài)(蒸氣壓)而異。結(jié)果，由完全相同組成的靶材料和蒸鍍材料獲得的膜的組成不同，另外，進(jìn)入膜中的雜質(zhì)量也不同。
進(jìn)而，在靶材料的情況下，通常在通過(guò)燒結(jié)等成形為板狀之后，必須用平面研削盤(pán)等進(jìn)行研削以使其表面粗糙度成為約1μm或以下。這是因?yàn)?，如果在靶材料上存在尖銳部分，電子就容易集中到該部分，由于氬離子的沖擊集中，導(dǎo)致發(fā)生被稱為擊穿的現(xiàn)象，從而使所獲的膜質(zhì)不均勻，而為了除去靶材料上的尖銳部分就必須進(jìn)行研削。與相相對(duì)，在蒸鍍材料的情況下，應(yīng)使其表面粗糙度盡可能大，這樣就能加快成膜速度。雖然其機(jī)理尚未查明，但是可以認(rèn)為，其主要原因是可以增加蒸鍍材料的蒸發(fā)面積。
因此，靶材料與蒸鍍材料二者是相似又不同的物質(zhì)，它們的相似之處僅僅在于它們?cè)诮M成、形狀等條件類似，這不能說(shuō)它們各自的技術(shù)可應(yīng)用到對(duì)方的領(lǐng)域中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述的情況，其目的在于下述各點(diǎn)。
1.降低在蒸鍍材料上的噴濺現(xiàn)象。
2.使蒸鍍材料中的氣化成分最佳化。
3.使蒸鍍材料中的硫S含量最佳化。
4.使蒸鍍材料中的氯Cl含量最佳化。
5.使蒸鍍材料中的氮N含量最佳化。
6.使蒸鍍材料中的磷P含量最佳化。
7.防止MgO的膜密度降低。
8.防止光透過(guò)性降低、耐濺射性降低、放電特性和絕緣特性劣化等。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及硫S含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒，可以解決上述課顆。
另外，根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選含有硫S含量低的粒狀部分以及硫S含量比該粒狀部分高的晶界部分。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述粒狀部分中和上述晶界部分中的硫S含量的比也可能大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及氯Cl含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒，可以解決上述課題。
另外，根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選含有氯Cl含量低的粒狀部分，以及氯Cl含量比該粒狀部分高的晶界部分。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氯Cl含量的比也可能大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及氮N含量的平均值為0.01～200ppm的多晶顆粒，可以解決上述課題。
另外，根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選含有氮N含量低的粒狀部分，以及氮N含量比該粒狀部分高的晶界部分。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氮N含量的比也可能大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及磷P含量的平均值為0.01～30ppm的多晶顆粒，可以解決上述課題。
另外，根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選含有磷P含量低的粒狀部分，以及磷P含量比該粒狀部分高的晶界部分。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述粒狀部分中和上述晶界部分中的磷P含量的比也可能大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法中，通過(guò)使用S含量為0.01～50ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法來(lái)制備多晶顆粒，可以解決上述課題。
根據(jù)本發(fā)明，在上述的多晶顆粒中，優(yōu)選形成硫S含量低的粒狀部分以及硫S含量比該粒狀部分高的晶界部分。
在本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的硫S含量的比可以大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及氯Cl含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒，可以解決上述課題。
另外，根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選具有氯Cl含量低的粒狀部分以及氯Cl含量比該粒狀部分高的晶界部分。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氯Cl含量的比也可能大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法中，通過(guò)使用氮N含量為0.01～200ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制備多晶顆粒，可以解決上述課題。
根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選具有氮N含量低的粒狀部分以及氮N含量比該粒狀部分高的晶界部分。
在本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氮N含量的比可以大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法中，通過(guò)使用磷P含量為0.01～30ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制備多晶顆粒，可以解決上述課顆。
根據(jù)本發(fā)明，上述的多晶顆粒優(yōu)選具有磷P含量低的粒狀部分以及磷P含量比該粒狀部分高的晶界部分。
在本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的磷P含量的比可以大于5。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，設(shè)定MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及硫S含量為0.01～50ppm，當(dāng)使用這樣的MgO蒸鍍材料并利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)還可以提高作為保護(hù)膜的膜特性?？梢哉J(rèn)為，這是由于通過(guò)如上述那樣的設(shè)定，可以減少氣化成分，從而減輕了噴濺的緣故。
此處，作為膜特性，可以舉出MgO的膜密度、膜厚分布、折射率、耐濺射性、放電特性(放電電壓、放電響應(yīng)性等)、絕緣性等。
此處，在將硫S含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不充分，因此不優(yōu)選，而在將硫S含量設(shè)定為大于50ppm的場(chǎng)合，則在利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等來(lái)成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率下降，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性和精細(xì)結(jié)構(gòu)，另外還阻礙了MgO膜成分在襯底上的致密堆積，結(jié)果導(dǎo)致了膜密度降低，因此不好。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，設(shè)定MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及氯Cl含量為0.01～50ppm，當(dāng)使用這樣的MgO蒸鍍材料并利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)還可以提高作為保護(hù)膜的膜特性?？梢哉J(rèn)為，這是由于通過(guò)如上述那樣的設(shè)定，可以減少氣化成分，從而減輕了噴濺的緣故。
此處，在將氯Cl含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不充分，因此不優(yōu)選，而在將氯Cl含量設(shè)定為大于50ppm的場(chǎng)合，則在利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等來(lái)成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率下降，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性和精細(xì)結(jié)構(gòu)，另外還阻礙了MgO膜成分在襯底上的致密堆積，結(jié)果導(dǎo)致了膜密度降低，因此不優(yōu)選。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，設(shè)定MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及氮N含量為0.01～200ppm，當(dāng)使用這樣的MgO蒸鍍材料并利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)還可以提高作為保護(hù)膜的膜特性?？梢哉J(rèn)為，這是由于通過(guò)如上述那樣的設(shè)定，可以減少氣化成分，從而減輕了噴濺的緣故。
此處，在將氮N含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不充分，因此不優(yōu)選，而在將氮N含量設(shè)定為大于200ppm的場(chǎng)合，則在利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等來(lái)成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率下降，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性和精細(xì)結(jié)構(gòu)，另外還阻礙了MgO膜成分在襯底上的致密堆積，結(jié)果導(dǎo)致了膜密度降低，因此不優(yōu)選。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，設(shè)定MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及磷P含量為0.01～30ppm，當(dāng)使用這樣的MgO蒸鍍材料并利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)還可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。可以認(rèn)為，這是由于通過(guò)如上述那樣的設(shè)定，可以減少氣化成分，從而減輕了噴濺的緣故。
此處，在將磷P含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不充分，因此不優(yōu)選，而在將磷P含量設(shè)定為大于30ppm的場(chǎng)合，則在利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等來(lái)成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率下降，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性和精細(xì)結(jié)構(gòu)，另外還阻礙了MgO膜成分在襯底上的致密堆積，結(jié)果導(dǎo)致了膜密度降低，因此不優(yōu)選。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及硫S含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒，可以將噴濺的發(fā)生程度降低至低于單晶顆粒的水平，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由可見(jiàn)本發(fā)明者們獲得的如下的知識(shí)。
由單晶MgO噴濺出來(lái)的顆粒是鱗片狀的，因此可以推斷，這是由于在結(jié)晶面處裂開(kāi)的緣故。另一方面，在多晶MgO的情況下，產(chǎn)生的顆粒的形狀是不規(guī)則的，因此可以推斷，這是由于在晶粒界面處發(fā)生斷裂的緣故。進(jìn)而，由于多晶的脆性大于單晶，因此，即使一旦在材料上產(chǎn)生了微裂紋，也不會(huì)導(dǎo)致立即發(fā)生噴濺?？傊梢哉J(rèn)為，與單晶的MgO相比，在多晶MgO顆粒的情況下，可以減少顆粒本身分裂的頻率。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及氯Cl含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒，可以將噴濺的發(fā)生程度降低至低于單晶顆粒的水平，相同可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由可見(jiàn)本發(fā)明者們獲得的如上所述的知識(shí)。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及氮N含量的平均值為0.01～200ppm的多晶顆粒，可以將噴濺的發(fā)生程度降低至低于單晶顆粒的水平，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由可見(jiàn)本發(fā)明者所獲得的如上所述的知識(shí)。
在本發(fā)明的MgO蒸鍍材料中，通過(guò)使用MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上，以及磷P含量的平均值為0.01～30ppm的多晶顆粒，可以將噴濺的發(fā)生程度降低至低于單晶顆粒的水平，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由可見(jiàn)本發(fā)明者們獲得的如上所述的知識(shí)。
另外，本發(fā)明由于使上述的多晶體具有硫S含量低的粒狀部分(晶粒部分)和硫S含量較該粒狀部分高的晶界部分，因此可以降低噴濺的發(fā)生程度，并且可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由為本發(fā)明者們獲得的如下的知識(shí)。
由后述的實(shí)施例等的各種分析結(jié)果可知，就單晶顆粒而言，作為氣化成分的硫S大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部。與此不同，就多晶顆粒而言，作為氣化成分的硫S較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面。
也就是說(shuō)，可以認(rèn)為，在材料的內(nèi)部，當(dāng)作為在加熱時(shí)氣化而成為引起體積膨脹原因的氣化成分之一的硫S不均勻地存在的場(chǎng)合，該氣化成分由于在用離子束蒸鍍時(shí)被加熱而發(fā)生體積膨脹，該體積膨脹就會(huì)導(dǎo)致在顆粒中產(chǎn)生微裂紋，該微裂紋就成為引起噴濺的觸發(fā)器。
另外，本發(fā)明由于使上述的多晶體具有氯Cl含量低的粒狀部分(晶粒部分)和氯Cl含量較該粒狀部分高的晶界部分，因此可以降低噴濺的發(fā)生程度，并且可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由為本發(fā)明者們獲得的如下的知識(shí)。
由后述的實(shí)施例等的各種分析結(jié)果可知，就單晶顆粒而言，作為氣化成分的氯Cl大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部。與此不同，就多晶顆粒而言，作為氣化成分的氯Cl較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面上。
也就是說(shuō)，可以認(rèn)為，在材料的內(nèi)部，當(dāng)作為在加熱時(shí)氣化而成為引起體積膨脹原因的氣化成分之一的氯Cl不均勻地存在的場(chǎng)合，該氣化成分由于在用離子束蒸鍍時(shí)被加熱而發(fā)生體積膨脹，該體積膨脹就會(huì)導(dǎo)致在顆粒中產(chǎn)生微裂紋，而該微裂紋就成為引起噴濺的觸發(fā)器。
另外，本發(fā)明由于使上述的多晶體具有氯N含量低的粒狀部分(晶粒部分)和氮N含量較該粒狀部分高的晶界部分，因此可以降低噴濺的發(fā)生程度，并且可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由為本發(fā)明者們獲得的如下的知識(shí)。
由后述的實(shí)施例等的各種分析結(jié)果可知，就單晶顆粒而言，作為氣化成分的氮N大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部。與此不同，就多晶顆粒而言，作為氣化成分的氮N較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面上。
也就是說(shuō)，可以認(rèn)為，在材料的內(nèi)部，當(dāng)作為在加熱時(shí)氣化而成為引起體積膨脹原因的氣化成分之一的氮N不均勻地存在的場(chǎng)合，該氣化成分由于在用離子束蒸鍍時(shí)被加熱而發(fā)生體積膨脹，該體積膨脹就會(huì)導(dǎo)致在顆粒中產(chǎn)生微裂紋，而該微裂紋就成為引起噴濺的觸發(fā)器。
另外，本發(fā)明由于使上述的多晶體具有磷P含量低的粒狀部分(晶粒部分)和磷P含量較該粒狀部分高的晶界部分，因?yàn)榭梢越档蛧姙R的發(fā)生程度，并且可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。其理由為本發(fā)明者們獲得的如下的知識(shí)。
由后述的實(shí)施例等的各種分析結(jié)果可知，就單晶顆粒而言，作為氣化成分的磷P大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部。與此不同，就多晶顆粒而言，作為氣化成分的磷P較多地存在于粒狀部分的表面(晶粒部分)和顆粒的表面上。
也就是說(shuō)，可以認(rèn)為，在材料的內(nèi)部，當(dāng)作為在加熱時(shí)氣化而成為引起體積膨脹原因的氣化成分之一的磷P不均勻地存在的場(chǎng)合，該氣化成分由于在用離子束蒸鍍鍍時(shí)被加熱而發(fā)生體積膨脹，該體積膨脹就會(huì)導(dǎo)致在顆粒中產(chǎn)生微裂紋，該微裂紋就成為引起噴濺的觸發(fā)器。
但是，由于多晶的脆性高于單晶，因此，即使在多晶材料中一旦產(chǎn)生微裂紋，也不會(huì)立即引起噴濺。另外，在此情況下，可以預(yù)料，由于形成了氣化成分可逸出的通道，因此難以引起噴濺?？梢哉J(rèn)為，這就是多晶的噴濺量比單晶少的緣故。
當(dāng)本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的硫S含量的比大于5時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步地抑制噴濺的效果。
當(dāng)本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氯Cl含量的比大于5時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步地抑制噴濺的效果。
當(dāng)本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氮N含量的比大于5時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步地抑制噴濺的效果。
當(dāng)本發(fā)明的上述粒狀部分中和上述晶界部分中的磷P含量之比大于5時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步地抑制噴濺的效果。
進(jìn)而，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的硫S含量的比設(shè)定為大于5。
此處，當(dāng)在上述兩部分中的硫S含量的比小于5時(shí)，在粒狀部分中作為氣化成分的硫S含量過(guò)多，因此使得在粒狀部分與晶界部分中的硫S含量之差變小，從而使得由于氣化成分的不均勻分布所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是加熱時(shí)在晶界部分形成可讓氣化成分逸出的通道從而減輕噴濺的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不優(yōu)選。另外，這樣地會(huì)使全部顆粒中的硫S含量增大，所以也不能減輕噴濺的現(xiàn)象，因此不優(yōu)選。
進(jìn)而，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氯Cl含量的比設(shè)定為大于5。
此處，當(dāng)在上述兩部分中的氯Cl含量的比小于5時(shí)，在粒狀部分中作為氣化成分的氯Cl含量過(guò)多，因此使得在粒狀部分與晶界部分中的氯Cl含量之差變小，從而使得由于氣化成分的不均勻分布所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是加熱時(shí)在晶界部分形成可讓氣化成分逸出的通道從而減輕噴濺的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不優(yōu)選。另外，這樣地會(huì)使全部顆粒中的氯Cl含量增大，所以也不能減輕噴濺的現(xiàn)象，因此不優(yōu)選。
進(jìn)而，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氮N含量的比設(shè)定為大于5。
此處，當(dāng)在上述兩部分中的氮N含量的比小于5時(shí)，在粒狀部分中作為氣化成分的氮N含量過(guò)多，因此使得在粒狀部分與晶界部分中的氮N含量之差變小，從而使得由于氣化成分的不均勻分布所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是加熱時(shí)在晶界部分形成可讓氣化成分逸出的通道從而減輕噴濺的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不優(yōu)選。另外，這樣地會(huì)使全部顆粒中的氮N含量增大，所以也不能減輕噴濺的現(xiàn)象，因此不優(yōu)選。
進(jìn)而，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的磷P含量的比設(shè)定為大于5。
此處，當(dāng)在上述兩部分中的磷P含量之比小于5時(shí)，在粒狀部分中作為氣化成分的磷P含量過(guò)多，因此使得在粒狀部分與晶界部分中的磷P含量之差變小，從而使得由于氣化成分的不均勻分布所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是加熱時(shí)在晶界部分形成可讓氣化成分逸出的通道從而減輕噴濺的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不優(yōu)選。另外，這樣也會(huì)使全部顆粒中的磷P含量增大，所以也不能減輕噴濺的現(xiàn)象，因此不優(yōu)選。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，在上述MgO的上述粒狀部分中的硫S的含量可以設(shè)定為小于0.01元素％，另外，在上述晶界部分中的硫S的含量為0.03元素％左右。
此處，上述粒狀部分和晶界部分的值是通過(guò)使用多晶體斷面的TEM-EDX(透過(guò)式電子顯微鏡形態(tài)觀察)進(jìn)行的組成分析求出的。另外，為了參考的目的，用ESCA(Electron Spectroscopy for ChemicalAnalysis或XPSX-ray Photoelectron Spectroscopy)測(cè)定在試樣的最表面和經(jīng)過(guò)氬離子濺射蝕刻處理后試樣內(nèi)部的硫S的存在形狀。此處，ESCA分析包括用X射線照射樣品，并測(cè)定這時(shí)的輻照的電子能量的步驟。
另外，對(duì)樣品中含有的硫S的平均含量是通過(guò)用高頻電流將樣品熔化并根據(jù)這時(shí)放出的SO2氣體的紅外線吸收量來(lái)測(cè)定的。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，在上述的MgO的上述粒狀部分中的氯Cl的含量可以在0.002元素％或以下，另外，在上述晶界部分中的氯Cl的含量可以為0.01元素％左右。
此處，上述粒狀部分和晶界部分的值是通過(guò)使用多晶體斷面的TEM-EDX進(jìn)行的組成分析來(lái)求出的。另外，為了參考的目的，用ESCA測(cè)定在試樣的最表面和經(jīng)過(guò)氬離子濺射蝕刻處理后試樣內(nèi)部的氯Cl的存在形態(tài)。
另外，對(duì)樣品中含有的氯Cl的平均含量按下述方法測(cè)定，即，用高頻電流將樣品熔化，捕集這時(shí)放出的氯氣，然后用分光光度計(jì)測(cè)定該水溶液的分光透過(guò)率，從而測(cè)得氯的含量。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，在上述的MgO的上述粒狀部分中的氮N的含量可以在0.02元素％或以下，另外，在上述的界部分中的氮N的含量可以為0.14元素％左右。
此處，上述粒狀部分和晶界部分的值是通過(guò)使用多晶體斷面的TEM-EDX進(jìn)行的組成分析來(lái)求出的。另外，為了參考的目的，用ESCA測(cè)定在試樣的最表面和經(jīng)過(guò)氬離子濺射蝕刻處理后試樣內(nèi)部的氮N的存在形態(tài)。
另外，對(duì)樣品中含有的氮N的平均含量是通過(guò)用高頻電流將樣品熔化并根據(jù)這時(shí)放出的NO2氣體的熱導(dǎo)率來(lái)測(cè)定的。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，在上述的MgO的上述粒狀部分中的磷P的含量可以在0.003元素％或以下，另外，在上述晶界部分中的磷P的含量可以為0.04元素％左右。
此處，上述粒狀部分和晶界部分的值是通過(guò)使用多晶體斷面的TEM-EDX進(jìn)行的組成分析來(lái)求出的。另外，為了參考的目的，用ESCA測(cè)定在試樣的最表面和經(jīng)過(guò)氬離子濺射蝕刻處理后試樣內(nèi)部的磷P的存在形態(tài)。
另外，對(duì)樣品中含有的磷P的平均含量是通過(guò)用高頻電流將樣品熔化并根據(jù)這時(shí)放出的PO2氣體的熱導(dǎo)率來(lái)測(cè)定的。
此處，晶界部分的厚度優(yōu)選為1～200nm左右。其理由是，在加熱時(shí)，作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N、磷P的體積膨脹，這時(shí)能夠形成可以允許氣化成分迅速逸出到顆粒外部的通道，因此難以發(fā)生噴濺。
這時(shí)，在將晶界部分的厚度降低至薄于1nm左右的情況下，不能充分形成作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N、磷P的濃度較高的晶界部分，因此在加熱時(shí)氣化成分不能迅速地逃逸，從而增大了噴濺的程度，因此不好。另外，在將晶界部分的厚度設(shè)定為厚于200nm的情況下，作為氣化成分的硫S、氯Cl、氯N、磷P的含量過(guò)多，因此增加了噴濺的程度，這樣也不好。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，由上述MgO的燒結(jié)體制成的多晶顆粒的平均結(jié)晶粒徑為1～500μm，在燒結(jié)體顆粒的結(jié)晶粒內(nèi)可以具有平均內(nèi)徑在10μm或以下帶圓角的氣孔。在該MgO蒸鍍材料中，多晶MgO的燒結(jié)體顆粒具有精細(xì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)，而且可以減少在其晶界處產(chǎn)生的缺陷，因此使得，形成的MgO膜具有優(yōu)良的膜特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在由多晶MgO燒結(jié)體制成的多晶顆粒中還可以含有下述各種元素Si，按元素濃度在5000ppm或以下；Al雜質(zhì)，按元素濃度在300ppm或以下；Ca雜質(zhì)，按元素濃度在2000ppm或以下；Fe雜質(zhì)，按元素濃度在400ppm或以下；Cr、V和Ni雜質(zhì)，各自按元素濃度均在50ppm或以下；Na和K雜質(zhì)，各自按元素濃度均在30ppm或以下；C雜質(zhì)，按元素濃度在300ppm或以下；Zr雜質(zhì)，按元素濃度在150ppm或以下。就該MgO蒸鍍材料而言，在已成膜的MgO膜中所含的雜質(zhì)極少，因此可以進(jìn)一步地提高該MgO膜的膜特性。
按照本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法，通過(guò)使用硫S含量為0.01～50ppm的MgO粉末作為原料，可以制得如上所述的MgO蒸鍍材料。
按照本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法，通過(guò)使用氯Cl含量為0.01～50ppm的MgO粉末作為原料，可以制得如上所述的MgO蒸鍍材料。
按照本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法，通過(guò)使用氮N含量為0.01～200ppm的MgO粉末作為原料，可以制得如上所述的MgO蒸鍍材料。
按照本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法，通過(guò)使用磷P含量為0.01～30ppm的MgO粉末作為原料，可以制得如上所述的MgO蒸鍍材料。
另外，在本發(fā)明中可以具有下述工序通過(guò)使用純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、硫S含量為0.01～50ppm、平均粒徑為0.1～5μm的MgO粉末作為原料，將該粉末與粘合劑和有機(jī)溶劑混合來(lái)制備濃度為45～75重量％的漿料的工序；通過(guò)將上述漿料噴霧干燥來(lái)獲得平均粒徑為50～300μm的造粒粉末的工序；將上述造粒粉末加入預(yù)定的模型中按預(yù)定的壓力成型的工序；將上述成型體按預(yù)定的溫度燒結(jié)的工序。應(yīng)予說(shuō)明，用于獲得造粒粉末的工序可以是一般的轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法。
這時(shí)，作為對(duì)原料粉末MgO進(jìn)行的脫硫處理，是使MgO粉末與水作用以制備Mg(OH)2溶液，并將硫S成分作為MgSO4分離除去，然后在大氣中焙燒以除去水分。這樣可以制得硫S含量的平均值為0.01～50ppm的脫硫MgO粉末。
此處，硫S含量的平均值是指在全部顆粒中的硫S含量的平均值，這與分別在粒狀部分和晶界部分中各自的硫S含量是不同的。
當(dāng)按該方法制備多晶MgO蒸鍍材料時(shí)，可以獲得含有上述的MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90％或以上、硫S含量為0.01～50ppm的MgO燒結(jié)體多晶顆粒的MgO蒸鍍材料。
另外，在本發(fā)明中可以具有下述工序通過(guò)使用純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、氯Cl含量為0.01～50ppm、平均粒徑為0.1～5μm的MgO粉末作為原料，將該粉末與粘合劑和有機(jī)溶劑混合來(lái)制備濃度為45～75重量％的漿料的工序；通過(guò)將上述漿料噴霧干燥來(lái)獲得平均粒徑為50～300μm的造粒粉末的工序；將上述造粒粉末加入預(yù)定的模型中按預(yù)定的壓力成型的工序；將上述成型體按預(yù)定的溫度燒結(jié)的工序。應(yīng)予說(shuō)明，用于獲得造粒粉末的工序可以是一般的轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法。
這時(shí)，作為對(duì)原料粉末MgO進(jìn)行的脫氯處理，是使MgO粉末與水作用以制備Mg(OH)2溶液，并將氯Cl成分作為MgCl2分離除去，然后在大氣中焙燒以除去其中的水分。這樣可以制得氯Cl含量的平均值為0.01～50ppm的脫氯MgO粉末。
此處，氯Cl含量的平均值是指在全部顆粒中的氯Cl含量的平均值，這與分別在粒狀部分和晶界部分中各自的氯Cl含量是不同的。
當(dāng)按該方法制備多晶MgO蒸鍍材料時(shí)，可以獲得含有上述的MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90％或以上、氯Cl含量為0.01～50ppm的MgO燒結(jié)體顆粒的MgO蒸鍍材料。
另外，在本發(fā)明中可以具有下述工序通過(guò)使用純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、氮N含量為0.01～200ppm、平均粒徑為0.1～5μm的MgO粉末作為原料，將該粉末與粘合劑和有機(jī)溶劑混合來(lái)制備濃度為45～75重量％的漿料的工序；通過(guò)將上述漿料噴霧干燥來(lái)獲得平均粒徑為50～300μm的造粒粉末的工序；將上述造粒粉末加入預(yù)定的模型中按預(yù)定的壓力成型的工序；將上述成型體按預(yù)定的溫度燒結(jié)的工序。應(yīng)予說(shuō)明，用于獲得造粒粉末的工序可以是一般的轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法。
這時(shí)，作為對(duì)原料粉末MgO進(jìn)行的脫氮處理，是通過(guò)將MgO粉末在真空中加熱來(lái)進(jìn)行脫氮處理，這樣可以獲得氮N含量的平均值小的脫氮MgO粉末。
此處，氮N含量的平均值是指在全部顆粒中的氮N含量的平均值，這與分別在粒狀部分和晶界部分中各自的氮N含量是不同的。
當(dāng)按該方法制備多晶MgO蒸鍍材料時(shí)，可以獲得含有上述的MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90％或以上、氮N含量為0.01～200ppm的MgO燒結(jié)體多晶顆粒的MgO蒸鍍材料。
另外，在本發(fā)明中可以具有下述工序通過(guò)使用純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、磷P含量為0.01～30ppm、平均粒徑為0.1～5μm的MgO粉末作為原料，將該粉末與粘合劑和有機(jī)溶劑混合來(lái)制備濃度為45～75重量％的漿料的工序；通過(guò)將上述漿料噴霧干燥來(lái)獲得平均粒徑為50～300μm的造粒粉末的工序；將上述造粒粉末加入預(yù)定的模型中按預(yù)定的壓力成型的工序；將上述成型體按預(yù)定的溫度燒結(jié)的工序。應(yīng)予說(shuō)明，用于獲得造粒粉末的工序可以是一般的轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法。
這時(shí)，作為對(duì)原料粉末MgO進(jìn)行的脫磷處理，是通過(guò)將MgO粉末在真空中加熱來(lái)進(jìn)行脫磷處理，這樣可以獲得磷P含量的平均值小的脫磷MgO粉末。
此處，磷P含量的平均值是指在全部顆粒中的磷P含量的平均值，這與分別在粒狀部分和晶界部分中各自的磷P含量是不同的。
當(dāng)按該方法制備多晶MgO蒸鍍材料時(shí)，可以獲得含有上述的MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90％或以上、磷P含量為0.01～30ppm的MgO燒結(jié)體多晶顆粒的MgO蒸鍍材料。
進(jìn)而，優(yōu)選將造粒粉末在750～2000kg/cm2的壓力下進(jìn)行單軸加壓成型，或者將造粒粉末在1000～3000kg/cm2的壓力下進(jìn)行CIP成型，進(jìn)而，優(yōu)選將成型體在1250～1350℃的溫度下進(jìn)行初次燒結(jié)(一次燒結(jié))，然后將其升溫并在1500～1700℃的溫度下進(jìn)行再次燒結(jié)(二次燒結(jié))。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是噴濺粒數(shù)對(duì)電子束電流值的曲線圖，它表示在對(duì)本發(fā)明所說(shuō)的MgO蒸鍍材料及其制造方法的實(shí)施例中進(jìn)行噴濺試驗(yàn)的結(jié)果。
圖2是單晶和多晶噴濺片的圖象，它表示在對(duì)本發(fā)明所說(shuō)的MgO蒸鍍材料及其制造方法的實(shí)施例中進(jìn)行噴濺試驗(yàn)的結(jié)果。
圖3是樣品斷面的TEM照片，其中示出了測(cè)定點(diǎn)的位置，它表示在本發(fā)明所說(shuō)的MgO蒸鍍材料及其制造方法的實(shí)施例中對(duì)氣化成分不均勻分布的評(píng)價(jià)結(jié)果。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明中所說(shuō)的MgO蒸鍍材料及其制造方法的第1實(shí)施方案。
本實(shí)施方案的MgO蒸鍍材料包含多晶MgO的燒結(jié)體顆粒，在該燒結(jié)體顆粒中，硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷P含量為0.01～30ppm，MgO純度在99.0％或以上、優(yōu)選在99.5％或以上，更優(yōu)選在99.9％或以上，而且相對(duì)密度在90％或以上、優(yōu)選在97％或以上、更優(yōu)選在98％或以上。另外，該燒結(jié)體顆粒的平均結(jié)晶粒徑為1～500μm，在由燒結(jié)體制成的多晶顆粒的晶粒內(nèi)具有平均內(nèi)徑在10μm或以下帶有圓角的氣孔。
此處，在將硫S含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不夠充分，因此不好，而在將硫S含量設(shè)定為大于50ppm的場(chǎng)合，則在使用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等進(jìn)行成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率降低，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性及其精細(xì)結(jié)構(gòu)，并且阻礙MgO膜成分致密地堆積到襯底上，結(jié)果導(dǎo)致膜密度降低，因此不好。
此處，在將氯Cl含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不夠充分，因此不好，而在將氯Cl含量設(shè)定為大于50ppm的場(chǎng)合，則在使用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等進(jìn)行成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率降低，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性及其精細(xì)結(jié)構(gòu)，并且阻礙MgO膜成分致密地堆積到襯底上，結(jié)果導(dǎo)致膜密度降低，因此不好。
此處，在將氮N含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不夠充分，因此不好，而在將氮N含量設(shè)定為大于200ppm的場(chǎng)合，則在使用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等進(jìn)行成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率降低，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性及其精細(xì)結(jié)構(gòu)，并且阻礙MgO膜成分致密地堆積到襯底上，結(jié)果導(dǎo)致膜密度降低，因此不好。
此處，在將磷P含量設(shè)定為小于0.01ppm的場(chǎng)合，蒸鍍材料的強(qiáng)度不夠充分，因此不好，而在將磷P含量設(shè)定為大于30ppm的場(chǎng)合，則在使用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等進(jìn)行成膜時(shí)，蒸鍍材料的噴濺發(fā)生程度增大，其結(jié)果，可用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率降低，結(jié)果導(dǎo)致材料的成本增大，同時(shí)難以控制所獲膜的結(jié)晶取向性及其精細(xì)結(jié)構(gòu)，并且阻礙MgO膜成分致密地堆積到襯底上，結(jié)果導(dǎo)致膜密度降低，因此不好。
另外，把由燒結(jié)體構(gòu)成的多晶顆粒的平均結(jié)晶粒徑限定為1～500μm的理由是，只要多晶顆粒處于該粒徑范圍內(nèi)，就能夠控制MgO的組織。另外，將燒結(jié)體顆粒的晶粒內(nèi)的氣孔的平均內(nèi)徑限定為10μm或以下的理由是，當(dāng)該平均內(nèi)徑超過(guò)10μm時(shí)，就難以控制MgO的組織。
在由燒結(jié)體構(gòu)成的多晶顆粒中，上述的多晶體含有作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N、磷P的含量低的粒狀部分(晶粒部分)和處于該粒狀部分(晶粒部分)的周圍并且作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N、磷P的含量較該粒狀部分高的晶界部分。
具體地說(shuō)，在上述粒狀部分中的硫S含量?jī)?yōu)選為0.000001～0.005元素％左右，另外，在上述晶界部分中的硫S含量?jī)?yōu)選為0.01～0.1元素％左右。
另外，具體地說(shuō)，在上述粒狀部分中的氯Cl含量?jī)?yōu)選為0.000001～0.003元素％左右，另外，在上述晶界部分中的氯Cl含量?jī)?yōu)選在0.005～0.1元素％左右。
具體地說(shuō)，在上述粒狀部分中的氮N含量?jī)?yōu)選為0.000001～0.03元素％左右，另外，在上述晶界部分中的氮N含量?jī)?yōu)選為0.01～0.2元素％左右。
具體地說(shuō)，在上述粒狀部分中的磷P含量?jī)?yōu)選為0.000001～0.003元素％左右，另外，在上述晶界部分中的磷P含量?jī)?yōu)選為0.001～0.05元素％左右。
此處，如果不把在上述粒狀部分中的硫S含量設(shè)定在0.000001～0.005元素％左右的范圍，則會(huì)使平均的硫S含量變大，從而使噴濺變得十分激烈，并使對(duì)原材料的脫硫處理時(shí)間變得很長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致制造成本的增大，因此不好。
另外，如果不把在上述晶界部分中的硫S含量設(shè)定在0.01～0.1元素％左右的范圍，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)噴濺的降低效果不充分，因此不好。
此處，如果不把在上述粒狀部分中的氯Cl含量設(shè)定在0.000001～0.003元素％左右的范圍，則會(huì)使平均的氯Cl含量變大，從而使噴濺變得十分激烈，并使對(duì)原材料的脫氯處理時(shí)間變得很長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致制造成本的增加，因此不好。
另外，如果不把在上述晶界部分中的氯Cl含量設(shè)定在0.005～0.1元素％左右的范圍，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)噴濺的降低效果不充分，因此不好。
此處，如果不把在上述粒狀部分中的氮N含量設(shè)定在0.000001～0.03元素％左右的范圍，則會(huì)使平均的氮N含量變大，從而使噴濺變得十分激烈，并使對(duì)原材料的脫氮處理時(shí)間變得很長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致制造成本的增大，因此不好。
另外，如果不把在上述晶界部分中的氮N含量設(shè)定在0.01～0.2元素％左右的范圍，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)噴濺的降低效果不充分，因此不好。
此處，如果不把在上述粒狀部分中的磷P含量設(shè)定在0.000001～0.003元素％左右的范圍，則會(huì)使平均的磷P含量變大，從而使噴濺變得十分激烈，并使對(duì)原材料的脫磷處理時(shí)間變得很長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致制造成本的增大，因此不好。
另外，如果不把在上述晶界部分中的磷P含量設(shè)定在0.001～0.05元素％左右的范圍，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)噴濺的降低效果不充分，因此不好。
另外，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的硫S含量的比設(shè)定為大于5。
此處，在將上述兩部分中的硫S含量的比設(shè)定為小于5的場(chǎng)合，會(huì)導(dǎo)致粒狀部分中作為氣化成分的硫S過(guò)多，因此使粒狀部分與晶界部分中的硫含量之差變小，從而使氣化成分不均勻分布的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是使得加熱時(shí)在晶界部分中形成可讓氣化成分逃逸的通道并因此減輕噴濺現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不好。另外，這樣還會(huì)導(dǎo)致在全部顆粒中的硫含量增大，所以仍然不能減輕噴濺現(xiàn)象，因此不好。
另外，在將上述硫S含量的比設(shè)定為小于上述數(shù)值從而使硫S含量的平均值不變小的場(chǎng)合，沿著晶界部分產(chǎn)生的氣化成分向顆粒外的逃逸有可能受阻，這樣，由于氣化成分的體積膨脹而導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋，從而有可能使噴濺的發(fā)生程度增高，因此不好。
另外，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氯Cl含量的比設(shè)定為大于3。
此處，在將上述兩部分中的氯Cl含量之比設(shè)定為小于3的場(chǎng)合，會(huì)導(dǎo)致粒狀部分中作為氣化成分的氯Cl過(guò)多，因此使粒狀部分與晶界部分中的氯Cl含量之差變小，從而使氣化成分不均勻分布的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是使得加熱時(shí)在晶界部分中形成可讓氣化成分逃逸的通道并因此減輕噴濺現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不好。另外，這樣還會(huì)導(dǎo)致在全部顆粒中的氯Cl含量增大，所以仍然不能減輕噴濺現(xiàn)象，因此不好。
另外，在將上述氯Cl含量之比設(shè)定為小于上述數(shù)值從而使氯Cl含量的平均值不變小的場(chǎng)合，沿著晶界部分產(chǎn)生的氣化成分向顆粒外的逃逸有可能受阻，這樣，由于氣化成分的體積膨脹而導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋，從而有可能使噴濺的發(fā)生程度增高，因此不好。
另外，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的氮N含量之比設(shè)定為大于5。
此處，在將上述兩部分中的氮N含量之比設(shè)定為小于5的場(chǎng)合，會(huì)導(dǎo)致粒狀部分中作為氣化成分的氮N過(guò)多，因此使粒狀部分與晶界部分中的氮N含量之差變小，從而使氣化成分不均勻分布的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是使得加熱時(shí)在晶界部分中形成可讓氣化成分逃逸的通道并因此減輕噴濺現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不好。另外，這樣還會(huì)導(dǎo)致在全部顆粒中的氮N含量增大，所以仍然不能減輕噴濺現(xiàn)象，因此不好。
另外，在將上述氮N含量之比設(shè)定為小于上述數(shù)值從而使氮N含量的平均值不變小的場(chǎng)合，沿著晶界部分產(chǎn)生的氣化成分向顆粒外的逃逸有可能受阻，這樣，由于氣化成分的體積膨脹而導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋，從而有可能使噴濺的發(fā)生程度增高，因此不好。
另外，如上所述，優(yōu)選將上述粒狀部分中和上述晶界部分中的磷P含量之比設(shè)定為大于5。
此處，在將上述兩部分中的磷P含量之比設(shè)定為小于5的場(chǎng)合，會(huì)導(dǎo)致粒狀部分中作為氣化成分的磷P過(guò)多，因此使粒狀部分與晶界部分中的磷P含量之差變小，從而使氣化成分不均勻分布的優(yōu)點(diǎn)減小，也就是使得加熱時(shí)在晶界部分中形成可讓氣化成分逃逸的通道并因此減噴濺現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)減小，因此不好。另外，這樣還會(huì)導(dǎo)致在全部顆粒中的磷P含量增大，所以仍然不能減輕噴濺現(xiàn)象，因此不好。
另外，在將上述磷P含量之比設(shè)定為小于上述數(shù)值從而使磷P含量的平均值不變小的場(chǎng)合，沿著晶界部分產(chǎn)生的氣化成分向顆粒外的逃逸有可能受阻，這樣，由于氣化成分的體積膨脹而導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋，從而有可能使噴的發(fā)生程度增高，因此不好。
此處，晶界部分的厚度優(yōu)選為1～200nm左右。這時(shí)，在將晶界部分的厚度設(shè)定為薄于1nm左右的場(chǎng)合，不能充分形成作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N、磷P的濃度較高的晶界部分，因此，在加熱時(shí)氣化成分不能迅速地逃逸，導(dǎo)致了噴濺程度的增加，因此不好。另外，在將晶界部分的厚度設(shè)定為薄于200nm左右的場(chǎng)合，會(huì)導(dǎo)致作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N、磷P的含量過(guò)多，從而使噴濺程度增加，因此不好。
在多晶MgO的燒結(jié)體顆粒中所含的雜質(zhì)(Si、Al、Ca、Fe、Cr、V、Ni、Na、K、C和Zr)的總量?jī)?yōu)選在10000ppm或以下。另外，關(guān)于上述雜質(zhì)個(gè)別的含量，Si的元素濃度優(yōu)選在5000ppm或以下，Al的元素濃度優(yōu)選在300ppm或以下，Ca雜質(zhì)的元素濃度優(yōu)選在2000ppm或以下，F(xiàn)e雜質(zhì)的元素濃度優(yōu)選在400ppm或以下，Cr、V和Ni雜質(zhì)各自的元素濃度優(yōu)選在50ppm或以下，Na和K雜質(zhì)各自的元素濃度優(yōu)選在30ppm或以下，C雜質(zhì)的元素濃度優(yōu)選在300ppm或以下，Zr雜質(zhì)的元素濃度優(yōu)選在150ppm或以下。如果上述各雜質(zhì)的元素濃度超過(guò)上述數(shù)值，則在把通過(guò)電子束蒸鍍法將MgO蒸鍍材料成膜后的玻璃襯底組裝到面板上時(shí)就會(huì)發(fā)生膜質(zhì)波動(dòng)，因此產(chǎn)生電學(xué)特性不穩(wěn)定例如驅(qū)動(dòng)電壓增高或不穩(wěn)定等的不適宜情況。
下面說(shuō)明具有如此構(gòu)成的MgO蒸鍍材料的制造方法。
首先使用純度在99.0％或以上的MgO粉末制備硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷P含量為0.01～30ppm的脫氣化成分MgO粉末。
此處，作為脫硫S處理和脫氯Cl處理，通過(guò)使MgO粉末與水作用來(lái)制備Mg(OH)2溶液，在將硫S成分作為MgSO4分離的同時(shí)將氯Cl成分作為MgCl2分離，然后在大氣中焙燒以除去水分，從而獲得硫成分很少的脫硫脫氯的MgO粉末。
同時(shí)，作為脫氮處理和脫磷處理，通過(guò)將脫硫脫氯的MgO粉末在真空下加熱來(lái)進(jìn)行脫氮脫磷處理，從而獲得氮N成分含量很少的脫氣化成分MgO粉末。
具體地是按照330～500℃和0.1～2小時(shí)的加熱條件進(jìn)行脫氮脫磷的加熱處理。
通過(guò)將該硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷p含量為0.01～30ppm的脫氣化成分MgO粉末與粘合劑和有機(jī)溶劑混合，配制成濃度為45～75重量％的漿料。把漿料的濃度限定為45～75重量％的理由是，當(dāng)濃度超過(guò)75重量％時(shí)，上述的漿料是非水體系的，因此存在難以進(jìn)行穩(wěn)定造粒的問(wèn)題，而當(dāng)濃度不足45重量％時(shí)，不能獲得具有均勻組織的致密的MgO燒結(jié)體。也就是說(shuō)，通過(guò)把漿料濃度限定在上述范圍，可以使該漿料的粘度處于200～1000cps，這樣便能使用噴霧干燥器穩(wěn)定地進(jìn)行粉末的造粒，進(jìn)而可以制造成形體的密度大而且致密的燒結(jié)體。
另外，脫氣化成分MgO粉末的平均粒徑優(yōu)選在0.1～5μm的范圍內(nèi)。將MgO粉末的平均粒徑限定為0.1～5μm的理由是，當(dāng)粒徑不足0.1μm時(shí)，粉末過(guò)細(xì)，因此容易凝聚，從而使粉末的操作性變差，難以配制成濃度在45重量％或以上的高濃度漿料；當(dāng)粒徑超過(guò)5μm時(shí)，難以控制精細(xì)結(jié)構(gòu)，不能獲得致密的燒結(jié)體顆粒。另外，當(dāng)將MgO粉末的平均粒徑限定在上述范圍時(shí)，具有即便不使用燒結(jié)助劑也能獲得所需的燒結(jié)體顆粒的優(yōu)點(diǎn)。作為粘合劑，優(yōu)選使用聚乙二醇和聚乙烯醇縮丁醛等；作為有機(jī)溶劑，優(yōu)選使用乙醇和丙醇等。粘合劑的添加量?jī)?yōu)選為0.2～2.5重量％。
另外，MgO粉末與粘合劑和有機(jī)溶劑的濕式混合，特別是MgO粉末與作為分散劑的有機(jī)溶劑的濕式混合可以使用濕式球磨機(jī)或攪拌機(jī)來(lái)進(jìn)行。在濕式球磨機(jī)中，當(dāng)使用ZrO2制的球的場(chǎng)合，可以使用許多個(gè)直徑為5～10mm的ZrO2球進(jìn)行8～24小時(shí)、優(yōu)選20～24小時(shí)的濕式混合。將ZrO2球的直徑限定為5～10mm的理由是，當(dāng)直徑不足5mm時(shí)，混合進(jìn)行不充分；當(dāng)直徑超過(guò)10mm時(shí)，雜質(zhì)的含量增大，因此不適宜。另外，將混合時(shí)間定為最長(zhǎng)24小時(shí)這樣長(zhǎng)的理由是，即使長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)混合，也很少會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)。另一方面，在濕式球磨機(jī)中使用內(nèi)藏鐵芯的樹(shù)脂球的場(chǎng)合，優(yōu)選使用直徑為10～15mm的球。
在攪拌機(jī)中，使用直徑為1～3mm的ZrO2球進(jìn)行0.5～1小時(shí)的濕式混合。將ZrO2球的直徑限定為1～3mm的理由是，當(dāng)直徑不足1mm時(shí)，混合進(jìn)行不充分；當(dāng)直徑超過(guò)3mm時(shí)，雜質(zhì)量增加，因此不適宜。另外，將混合時(shí)間定為最長(zhǎng)1小時(shí)這樣短的理由是，如果混合時(shí)間超過(guò)1小時(shí)，則不僅發(fā)生原料的混合，同時(shí)還發(fā)生粉碎，從而成為產(chǎn)生雜質(zhì)的原因，另外，只要達(dá)到1小時(shí)，即可以達(dá)到充分的混合。
另外，粉末與粘合劑液體的混合/造粒，可以使用一般的轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法來(lái)進(jìn)行。在該場(chǎng)合，不需要在工序之后與磨球等的分離作業(yè)，可以使工序簡(jiǎn)化，這是其優(yōu)點(diǎn)。
接著，將上述的漿料噴霧干燥，獲得平均粒徑為50～300μm，優(yōu)選為50～200μm的造粒粉末，然后將該造粒粉末裝入預(yù)定的模具中并按預(yù)定的壓力成型。此處，將平均粒徑限定為50～300μm的理由是，當(dāng)平均粒徑不足50μm時(shí)，其成形性差，所以不合適；當(dāng)平均粒徑超過(guò)300μm時(shí)，成形體的密度低而且強(qiáng)度也低，所以不合適。上述的噴霧干燥優(yōu)選使用噴霧干燥器進(jìn)行，作為預(yù)定的模具，可以使用單軸壓力裝置或冷等靜水壓成形裝置(CIP(Cold Isostatic Press)成形裝置)。在單軸壓力裝置的情況下，可以使用750～2000kg/cm2、優(yōu)選1000～1500kg/cm2的壓力將造粒粉末進(jìn)行單軸加壓成形；在CIP成形裝置的情況下，可以使用1000～3000kg/cm2、優(yōu)選1500～2000kg/cm2的壓力將造粒粉末進(jìn)行CIP成形。將壓力限定在上述范圍的理由是，這樣可以提高成形體的密度，同時(shí)可以防止燒結(jié)后的變形，而且不需要進(jìn)行后加工。
進(jìn)而將成形體燒結(jié)。優(yōu)選在燒結(jié)之前將成形體在350～620℃的溫度下進(jìn)行脫脂處理。進(jìn)行該脫脂處理的目的是為了防止成形體在燒結(jié)后的顏色不均勻，脫脂處理優(yōu)選進(jìn)行充分的時(shí)間。該燒結(jié)可以按二段燒結(jié)來(lái)進(jìn)行，即，在1250～1350℃的溫度下進(jìn)行1～5小時(shí)的一次燒結(jié)，然后進(jìn)一步升溫，在1500～1700℃的溫度下進(jìn)行1～10小時(shí)的二次燒結(jié)。
首先，為了對(duì)成形體進(jìn)行一次燒結(jié)，將成形體升溫，從1200℃開(kāi)始燒結(jié)，然后在1350℃下進(jìn)行相當(dāng)程度的燒結(jié)。通過(guò)在該溫度下進(jìn)行一次燒結(jié)，即使是粒徑大的成形體，也沒(méi)有其表面與內(nèi)部的燒結(jié)不均勻(組織結(jié)構(gòu)的偏差)，而通過(guò)在1500～1700℃溫度下的二次燒結(jié)，可以獲得相對(duì)密度接近100％的燒結(jié)體顆粒。雖然在該燒結(jié)體顆粒中存在少量的氣孔，但是這種氣孔在能夠?qū)gO燒結(jié)體的特性發(fā)生影響的晶界中卻不存在，而只存在于對(duì)MgO燒結(jié)體特性幾乎沒(méi)有影響的晶粒內(nèi)。其結(jié)果，通過(guò)把具有本發(fā)明的硫S含量、本發(fā)明的氯Cl含量、本發(fā)明的氮N含量、本發(fā)明的磷P含量的MgO燒結(jié)體顆粒在等離子顯示屏上成膜，就能使噴濺很少發(fā)生，從而獲得膜特性良好的MgO膜。
應(yīng)予說(shuō)明，在燒結(jié)形狀大的成形體的場(chǎng)合，如果將上述二段燒結(jié)時(shí)的升溫速度放慢至20～30℃/小時(shí)，則可以達(dá)到進(jìn)一步的致密化。另外，在常壓下進(jìn)行燒結(jié)的場(chǎng)合，如果燒結(jié)溫度低于1500℃，則不能充分達(dá)到致密化，而如果燒結(jié)溫度在1500℃或以上，就可以獲得高密度的燒結(jié)體，從而可以不必進(jìn)行熱等靜水壓成形法(HIP(Hot IsostaticPress)法)或熱壓法等特殊的燒結(jié)。
在本實(shí)施方案的MgO蒸鍍材料及其制造方法中，通過(guò)制備MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及硫S含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒，并使用這樣的MgO蒸鍍材料和利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，與使用單晶顆粒的情況相比，可以減小噴濺發(fā)生的程度，從而可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
在本實(shí)施方案的MgO蒸鍍材料及其制造方法中，通過(guò)制備MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及氯Cl含量的平均值為0.01-50ppm的多晶顆粒，并使用這樣的MgO蒸鍍材料和利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，與使用單晶顆粒的情況相比，可以減小噴濺發(fā)生的程度，從而可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
在本實(shí)施方案的MgO蒸鍍材料及其制造方法中，通過(guò)制備MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及氮N含量的平均值為0.01～200ppm的多晶顆粒，并使用這樣的MgO蒸鍍材料和利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法束形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，與使用單晶顆粒的情況相比，可以減小噴濺發(fā)生的程度，從而可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
在本實(shí)施方案的MgO蒸鍍材料及其制造方法中，通過(guò)制備MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上以及磷P含量的平均值為0.01～30ppm的多晶顆粒，并使用這樣的MgO蒸鍍材料和利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，與使用單晶顆粒的情況相比，可以減小噴濺發(fā)生的程度，從而可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
可以認(rèn)為，通過(guò)象上述那樣進(jìn)行設(shè)定，可以減少氣化成分，從而可以減輕噴濺現(xiàn)象。
這樣，在用電子束蒸鍍法或離子電鍍法等成膜時(shí)，可以防止蒸鍍材料噴濺發(fā)生程度的增大，其結(jié)果，可以防止用于成膜的蒸鍍材料量的使用效率降低，結(jié)果可以降低材料成本，同時(shí)可以防止對(duì)所獲膜的結(jié)晶取向性和精細(xì)結(jié)構(gòu)的控制發(fā)生困難，并能使MgO成分致密地堆積到襯底上，結(jié)果可以防止膜密度的降低。
進(jìn)而，在本實(shí)施方案的MgO蒸鍍材料中，由單晶MgO產(chǎn)生的噴濺顆粒是鱗片狀的，據(jù)此可以推定它是沿晶面裂開(kāi)的，另一方面，在多晶MgO的情況下，其噴濺顆粒的形狀是不規(guī)則的，據(jù)此可以推定它是在晶界處斷裂的，因此可以認(rèn)為，這樣就能減輕噴濺現(xiàn)象。
另外，與單晶相比，多晶的脆性較高，因此，即使一旦在材料上產(chǎn)生了微裂紋，也不至于立即發(fā)生噴濺，也就是說(shuō)，與單晶MgO相比，在多晶MgO的顆粒中，可以減少顆粒本身的分裂頻率，因此可以認(rèn)為，這樣就能減輕噴濺現(xiàn)象。
另外，本實(shí)施方案通過(guò)使上述多晶體具有硫S含量低的粒狀部分(晶粒部分)和硫S含量較該粒狀部分高的晶界部分，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
根據(jù)各種分析結(jié)果，可以認(rèn)為，上述的發(fā)現(xiàn)是由于下述事實(shí)引起的，即，在單晶顆粒中，作為氣化成分的硫S大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部，與此不同，在多晶顆粒中，作為氣化成分的硫S較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面上。
另外，本實(shí)施方案通過(guò)使上述多晶體具有氯Cl含量低的粒狀部分(晶粒部分)和氯Cl含量較該粒狀部分高的晶界部分，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
根據(jù)各種分析結(jié)果，可以認(rèn)為，上述的發(fā)現(xiàn)是由于下述事實(shí)引起的，即，在單晶顆粒中，作為氣化成分的氯Cl大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部，與此不同，在多晶顆粒中，作為氣化成分的氯Cl較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面上。
另外，本實(shí)施方案通過(guò)使上述多晶體具有氮N含量低的粒狀部分(晶粒部分)和氮N含量較該粒狀部分高的晶界部分，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
根據(jù)各種分析結(jié)果，可以認(rèn)為，上述的發(fā)現(xiàn)是由于下述事實(shí)引起的，即，在單晶顆粒中，作為氣化成分的氮N大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部，與此不同，在多晶顆粒中，作為氣化成分的氮N較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面上。
另外，本實(shí)施方案通過(guò)使上述多晶體具有磷P含量低的粒狀部分(晶粒部分)和磷P含量較該粒狀部分高的晶界部分，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，同時(shí)可以提高作為保護(hù)膜的膜特性。
根據(jù)各種分析結(jié)果，可以認(rèn)為，上述的發(fā)現(xiàn)是由于下述事實(shí)引起的，即，在單晶顆粒中，作為氣化成分的磷P大體上均勻地存在于顆粒的內(nèi)部，與此不同，在多晶顆粒中，作為氣化成分的磷P較多地存在于粒狀部分的表面(晶界部分)和顆粒的表面上。
也就是說(shuō)，由于作為在加熱時(shí)氣化而成為引起體積膨脹原因的氣化成分的硫S、氯Cl、氮N在材料內(nèi)部不均勻地存在，因此，即使在該氣化成分由于電子束蒸鍍時(shí)被加熱而發(fā)生體積膨脹的場(chǎng)合，由于該體積膨脹所導(dǎo)致產(chǎn)生的顆粒的微裂紋是沿晶界部分發(fā)生的，因此可以減輕該微裂紋直接成為噴濺觸發(fā)器的作用。
再者，由于多晶的脆性比單晶高，因此，即使一旦在材料上產(chǎn)生了微裂紋，也不至于立即發(fā)生噴濺。另外還可以預(yù)想，在該場(chǎng)合，由于可以形成能讓氣化成分逃逸的通道，因此不易引起噴濺。
因此可以認(rèn)為，多晶引起的噴濺量要比單晶少。
在本實(shí)施方案中，通過(guò)象上述那樣設(shè)定在上述粒狀部分與上述晶界部分中的硫S含量的比，就可以象上述那樣對(duì)在上述粒狀部分與上述晶界部分中的硫S含量的比進(jìn)行設(shè)定，以及不僅可以減小材料的脆性，而且可以減少作為起噴濺觸發(fā)器作用的氣化成分的硫S的含量，因此能夠更有效地抑制噴濺現(xiàn)象。
在本實(shí)施方案中，通過(guò)象上述那樣設(shè)定在上述粒狀部分與上述晶界部分中的氯Cl含量的比，就可以象上述那樣對(duì)在上述粒狀部分與上述晶界部分中的氯Cl含量的比進(jìn)行設(shè)定，以及不僅可以減小材料的脆性，而且可以減少作為起噴濺觸發(fā)器作用的氣化成分的氯Cl的含量，因此能夠更有效地抑制噴濺現(xiàn)象。
在本實(shí)施方案中，通過(guò)象上述那樣設(shè)定在上述粒狀部分與上述晶界部分中的氮N含量之比，就可以象上述那樣對(duì)在上述粒狀部分與上述晶界部分中的氮N含量之比進(jìn)行設(shè)定，以及不僅可以減小材料的脆性，而且可以減少作為起噴濺觸發(fā)器作用的氣化成分的氮N的含量，因此能夠更有效地抑制噴濺現(xiàn)象。
在本實(shí)施方案中，通過(guò)象上述那樣設(shè)定在上述粒狀部分與上述晶界部分中的磷P含量之比，就可以象上述那樣對(duì)在上述粒狀部分與上述晶界部分中的磷P含量之比進(jìn)行設(shè)定，以及不僅可以減小材料的脆性，而且可以減少作為起噴濺觸發(fā)器作用的氣化成分的磷P的含量，因此能夠更有效地抑制噴濺現(xiàn)象。
進(jìn)而，通過(guò)將晶界部分的厚度設(shè)定為1～200nm左右，就可使得在加熱時(shí)，作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N在體積膨脹時(shí)能夠形成允許氣化成分迅速逃逸到顆粒之外的通道，因此難以引起噴濺。
這時(shí)，在將晶界部分的厚度設(shè)定為薄于1nm左右的場(chǎng)合，不能充分地形成作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N濃度較高的晶界部分，因此在加熱時(shí)，氣化成分不能迅速地逃逸，從而增加了噴濺的程度，因此不好。另外，在將晶界部分的厚度設(shè)定為薄于200nm左右的場(chǎng)合，作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N的含量過(guò)多，從而增加了噴濺的程度，因此不好。
下面詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明中所說(shuō)MgO蒸鍍材料及其制造方法的第2
在本實(shí)施方案中，與第1實(shí)施方案同樣地將硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷P含量為0.01～30ppm、純度在99.0％或以上的脫氣化成分MgO粉末進(jìn)行電熔融，再通過(guò)慢慢冷卻使其變成錠塊后，從該錠塊取出單晶部分并將其破碎，如此制成直徑約2～8mm、中心直徑約5mm的板狀單晶顆粒。其結(jié)果，與第1實(shí)施方案同樣，在把符合本實(shí)施方案的氣化成分含量的MgO單晶顆粒成膜于等離子顯示屏上時(shí)，很少發(fā)生噴濺，可以獲得膜特性良好的MgO膜。
應(yīng)予說(shuō)明，在上述的各實(shí)施方案中，同時(shí)設(shè)定了作為氣化成分的硫S、氯Cl、氮N，但是，也可以選擇其中的任一種或多種氣化成分并象上述那樣設(shè)定其含量。
另外，通過(guò)同時(shí)將4種氣化成分設(shè)定為上述數(shù)值，可以降低氣化成分的總量，從而可以進(jìn)一步地減輕噴濺現(xiàn)象。
下面舉出實(shí)施例和比較例來(lái)更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但是，在不違背本發(fā)明要點(diǎn)的條件下，本發(fā)明不受以下實(shí)施例的限定。
首先將市售的MgO粉末/熔塊用高頻電流熔融，根據(jù)這時(shí)放出的SO2氣體對(duì)紅外線的吸收量來(lái)測(cè)定硫S的含量。另外，使用原子吸收光譜和ICP(Inductively Coupled Plasme emission pectrochemical analysis感應(yīng)耦合型等離子分析法)測(cè)定MgO的純度。此處，在熔塊的場(chǎng)合，將熔塊粉碎并作為粉末作用。另外，MgO的純度以100％減去通過(guò)ICP分析測(cè)得的主要雜質(zhì)金屬元素(Al、Si、Fe、Ca、Ni、Na、K、Zr、Cr、V、C)含量后獲得的值來(lái)表示。
所獲的結(jié)果示于表1A中。
作為脫硫S處理，將這些粉末與水作用以制備Mg(OH)2溶液，將硫S成分作為MgSO4分離后，在大氣中焙燒以除去水分，從而獲得了硫S成分含量很少的脫硫MgO粉末。
在各脫硫MgO粉末中作為氣化成分的硫S的含量也示于表1A中。
表1A <實(shí)施例1～4>
向表1A所示經(jīng)過(guò)脫硫處理的脫硫MgO粉末(平均粒徑0.3μm)中添加1重量％的聚乙二醇作為粘合劑，以甲醇改性的醇作為分散劑配制成濃度為30重量％的漿料。然后將該漿料用球磨機(jī)(使用直徑為5～20mm的尼龍包覆的鋼球)進(jìn)行24小時(shí)的濕式混合，然后用真空干燥機(jī)在80℃下使分散劑氣化，接著進(jìn)行干式破碎，獲得了平均粒徑為200μm的造粒粉末。然后將所獲的造粒粉末用單軸成形壓力裝置以1000kg/cm2的壓力成形為外徑6.7mmφ、厚度為2.0mm的成形體。進(jìn)而將該成形體放入電爐中，在大氣中和在1300℃下進(jìn)行1小時(shí)的一次燒結(jié)，然后在1650℃下進(jìn)行3小時(shí)的二次燒結(jié)。所獲的多晶燒結(jié)體顆粒的外徑為5.0±0.5mmφ，厚度為1.6±0.2mm。將該燒結(jié)體的圓板作為實(shí)施例1～4。
<實(shí)施例5>
將表1A中所示的經(jīng)過(guò)脫硫處理的脫硫MgO粉末進(jìn)行電熔融，將其慢慢冷卻以使其變成錠塊后，從該錠塊中取出單晶部分并將其破碎，獲得了直徑約2～8mm、中心直徑約5mm的板狀單晶顆粒，將其作為實(shí)施例5。
<比較例1～4>
使用未經(jīng)過(guò)脫硫處理的MgO粉末，與實(shí)施例1～4同樣地獲得多晶燒結(jié)體顆粒，將其作為比較例1～4。
<比較例5>
使用未經(jīng)過(guò)脫硫處理的MgO粉末，與實(shí)施例5同樣地獲得板狀的單晶顆粒，將其作為比較例5。
<比較試驗(yàn)及評(píng)價(jià)>
(a)相對(duì)密度和硫S含量測(cè)定將實(shí)施例1～5和比較例1～5中獲得的顆粒分別置于甲苯中，用阿基米德方法測(cè)定其相對(duì)密度。另外，與MgO粉末同樣地測(cè)定MgO顆粒中的硫S含量。
所獲結(jié)果示于表1A中。
(b)硫與噴濺關(guān)系的評(píng)價(jià)MgO蒸鍍材料的噴濺試驗(yàn)按下述方法進(jìn)行，即，向一個(gè)電子束蒸鍍裝置的半球形槽(直徑50mm、深25mm)中加入在實(shí)施例1～5和比較例1～5獲得的蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)的氣氛中，通過(guò)使用加速電壓為10kV、掃描面積約為40mmφ的電子束照射來(lái)加熱MgO蒸鍍材料。在電子束電流量為90mA的條件下保持10分鐘，這時(shí)用數(shù)字?jǐn)z象機(jī)直接觀察上述槽內(nèi)的狀態(tài)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的飛散粒子數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
所獲結(jié)果示于表1B中。
(c)硫與耐濺射性關(guān)系的評(píng)價(jià)使用在實(shí)施例1～5和比較例1～5中獲得的MgO蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)、襯底溫度為200℃、MgO蒸鍍材料與襯底之間的距離為400mm、成膜速度為15_/秒的條件下，在帶有膜厚為1000_的熱氧化膜的硅晶片上成膜，獲得了膜厚約為8000_的MgO薄膜。用Ar離子(2KV)從MgO薄膜的表面蝕刻該薄膜，根據(jù)膜厚除以全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間而得的商值Sp來(lái)評(píng)價(jià)耐濺射性。此處，所謂全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間是指達(dá)到膜成分Mg與襯底成分的Si二者的元素量曲線交叉點(diǎn)的時(shí)間。另外，Sp值越小，表示耐濺射性越好。
結(jié)果示于表1B中。
表1B 從這些結(jié)果可以看出，在使用實(shí)施例1～5的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目只有1位數(shù)這樣少，而且其Sp值在11.0以下，與此不同，在使用比較例1～5的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目為2位數(shù)，而且其Sp值在11.0以上，據(jù)此可以理解為其耐濺射性低劣。
同樣地用高頻電流將市售的MgO粉末/熔塊熔融，捕集這時(shí)放出的氯氣，用分光光度計(jì)測(cè)定該水溶液的分光透過(guò)率并測(cè)定其中的氯Cl含量。另外，用原子吸收光譜和ICP測(cè)定MgO的純度。此處，在熔塊的場(chǎng)合，將其粉碎成粉末后使用。另外，MgO的純度以通過(guò)從100％中減去用ICP測(cè)得的主要雜質(zhì)金屬元素(Al、Si、Fe、Ca、Ni、Na、K、Zr、Cr、V、C)量后獲得的值來(lái)表示。
結(jié)果示于表2A中。
通過(guò)將這些粉末與水作用來(lái)制備Mg(OH)2溶液，將氯Cl成分作為MgCl2分離后，將其在大氣中焙燒以除去其中的水分，獲得了氯Cl成分含量很少的脫氯MgO粉末。
在各脫氯MgO粉末中的氯Cl含量也示于表2A中。
表2A <實(shí)施例11～14>
向表2A所示經(jīng)過(guò)脫氯處理的脫氯MgO粉末(平均粒徑0.3μm)中添加1重量％的聚乙二醇作為粘合劑，以甲醇改性的醇作為分散劑配制成濃度為30重量％的漿料。然后將該漿料用球磨機(jī)(使用直徑為5～20mm的尼龍包覆的鋼球)進(jìn)行24小時(shí)的濕式混合，然后用真空干燥機(jī)在80℃下使分散劑氣化，接著進(jìn)行干式破碎，獲得了平均粒徑為200μm的造粒粉末。然后將所獲的造粒粉末用單軸成形壓力裝置以1000kg/cm2的壓力成形為外徑6.7mmφ、厚度為2.0mm的成形體。進(jìn)而將該成形體放入電爐中，在大氣中和在1300℃下進(jìn)行1小時(shí)的一次燒結(jié)，然后在1650℃下進(jìn)行3小時(shí)的二次燒結(jié)。所獲的多晶燒結(jié)體顆粒的外徑為5.0±0.5mmφ，厚度為1.6±0.2mm。將該燒結(jié)體的圓板作為實(shí)施例11～14。
<實(shí)施例15>
將表2A中所示的經(jīng)過(guò)脫氯處理的脫氯MgO粉末進(jìn)行電熔融，將其慢慢冷卻以使其變成錠塊后，從該錠塊中取出單晶部分并將其破碎，獲得了直徑約2～8mm、中心直徑約5mm的板狀單晶顆粒，將其作為實(shí)施例15。
<比較例11～14>
使用未經(jīng)過(guò)脫氯處理的MgO粉末，與實(shí)施例11～14同樣地獲得多晶燒結(jié)體顆粒，將其作為比較例11～14。
<比較例15>
使用未經(jīng)過(guò)脫氯處理的MgO粉末，與實(shí)施例15同樣地獲得板狀的單晶顆粒，將其作為比較例15。
<比較試驗(yàn)及評(píng)價(jià)>
(a)相對(duì)密度和氯Cl含量測(cè)定將實(shí)施例11～15和比較例11～15中獲得的顆粒分別置于甲苯中，用阿基米德方法測(cè)定其相對(duì)密度。另外，與MgO粉末同樣地測(cè)定MgO顆粒中的氯Cl含量。
所獲結(jié)果示于表2B中。
(b)氯與噴濺關(guān)系的評(píng)價(jià)MgO蒸鍍材料的噴濺試驗(yàn)按下述方法進(jìn)行，即，向一個(gè)電子束蒸鍍裝置的半球形槽(直徑50mm、深25mm)中加入在實(shí)施例1～5和比較例1～5獲得的蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)的氣氛中，通過(guò)使用加速電壓為10kV、掃描面積約為40mmφ的電子束照射來(lái)加熱MgO蒸鍍材料。在電子束電流量為90mA的條件下保持10分鐘，這時(shí)用數(shù)字?jǐn)z象機(jī)直接觀察上述槽內(nèi)的狀態(tài)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的飛散粒子數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
所獲結(jié)果示于表2B中。
(c)氯與耐濺射性關(guān)系的評(píng)價(jià)使用在實(shí)施例11～15和比較例11～15中獲得的MgO蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)、襯底溫度為200℃、MgO蒸鍍材料與襯底之間的距離為400mm、成膜速度為15_/秒的條件下，在帶有膜厚為1000A的熱氧化膜的硅晶片上成膜，獲得了膜厚約為8000_的MgO薄膜。用Ar離子(2KV)從MgO薄膜的表面蝕刻該薄膜，根據(jù)膜厚除以全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間而得的商值Sp來(lái)評(píng)價(jià)耐濺射性。此處，所謂全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間是指達(dá)到膜成分Mg與襯底成分的Si二者的元素量曲線交叉點(diǎn)的時(shí)間。另外，Sp值越小，表示耐濺射性越好。
結(jié)果示于表2B中。
表2B 從這些結(jié)果可以看出，在使用實(shí)施例11～15的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目只有1位數(shù)這樣少，而且其Sp值在11.0以下，與此不同，在使用比較例11～15的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目為2位數(shù)，而且其Sp值在11.0以上，據(jù)此可以理解為其耐濺射性低劣。
然后同樣地用脈沖電流(impulse)將市售的MgO粉末/熔塊熔融，根據(jù)這時(shí)放出的NO2氣體的熱導(dǎo)率測(cè)定氮N含量。另外，利用原子吸收光譜和ICP測(cè)定MgO的純度。此處，在熔塊的場(chǎng)合，將熔塊粉碎成粉末后使用。另外，MgO的純度以通過(guò)從100％中減去用ICP測(cè)得的主要雜質(zhì)金屬元素(Al、Si、Fe、Ca、Ni、Na、K、Zr、Cr、V、C)量后獲得的值來(lái)表示。
結(jié)果示于表1中。
將這些MgO粉末按照330～500℃、0.1～2小時(shí)的溫度條件在真空中加熱來(lái)進(jìn)行脫氮處理，獲得了氮成分含量很少的脫氮MgO粉末。
在各脫氮MgO粉末中的氮N含量也示于表3A中。
表3A <實(shí)施例21～23>
向表3A所示經(jīng)過(guò)脫氮處理的脫氮MgO粉末(平均粒徑0.3μm)中添加1重量％的聚乙二醇作為粘合劑，以甲醇改性的醇作為分散劑配制成濃度為30重量％的漿料。然后將該漿料用球磨機(jī)(使用直徑為5～20mm的尼龍包覆的鋼球)進(jìn)行24小時(shí)的濕式混合，然后用真空干燥機(jī)在80℃下使分散劑氣化，接著進(jìn)行干式破碎，獲得了平均粒徑為200μm的造粒粉末。然后將所獲的造粒粉末用單軸成形壓力裝置以1000kg/cm2的壓力成形為外徑6.7mmφ、厚度為2.0mm的成形體。進(jìn)而將該成形體放入電爐中，在大氣中和在1300℃下進(jìn)行1小時(shí)的一次燒結(jié)，然后在1650℃下進(jìn)行3小時(shí)的二次燒結(jié)。所獲的多晶燒結(jié)體顆粒的外徑為5.0±0.5mmφ，厚度為1.6±0.2mm。將該燒結(jié)體的圓板作為實(shí)施例21～23<實(shí)施例24>
將表1中所示經(jīng)過(guò)脫氮處理的脫氮MgO粉末進(jìn)行電熔融，將其慢慢冷卻以使其變成錠塊后，從該錠塊中取出單晶部分并將其破碎，獲得了直徑約2～8mm、中心直徑約5mm的板狀單晶顆粒，將其作為實(shí)施例24。
<比較例21～23>
使用未經(jīng)脫氮處理的MgO粉末，與實(shí)施例21～23同樣地獲得多晶燒結(jié)體顆粒，將其作為比較例21～23。
<比較例24>
使用未經(jīng)脫氮處理的MgO粉末，與實(shí)施例24同樣地獲得板狀單晶顆粒，將其作為比較例24。
<比較試驗(yàn)及評(píng)價(jià)>
(a)相對(duì)密度和氮N含量測(cè)定將實(shí)施例21～24和比較例21～24中獲得的顆粒分別置于甲苯中，用阿基米德方法測(cè)定其相對(duì)密度。另外，與MgO粉末同樣地測(cè)定MgO顆粒中的氮N含量。
所獲結(jié)果示于表3B中。
(b)氮N與噴濺關(guān)系的評(píng)價(jià)MgO蒸鍍材料的噴濺試驗(yàn)按下述方法進(jìn)行，即，向電子束蒸鍍裝置的半球形槽(直徑50mm、深25mm)中加入在實(shí)施例21～24和比較例21～24獲得的蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)的氣氛中，通過(guò)使用加速電壓為10kV、掃描面積約為40mmφ的電子束照射來(lái)加熱MgO蒸鍍材料。在電子束電流量為90mA的條件下保持10分鐘，這時(shí)用數(shù)字?jǐn)z象機(jī)直接觀察上述槽內(nèi)的狀態(tài)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的飛散粒子數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
所獲結(jié)果示于表3B中。
(c)氮N與耐濺射性關(guān)系的評(píng)價(jià)使用在實(shí)施例21～24和比較例21～24中獲得的MgO蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)、襯底溫度為200℃、MgO蒸鍍材料與襯底之間的距離為400mm、成膜速度為15_/秒的條件下，在帶有膜厚為1000_的熱氧化膜的硅晶片上成膜，獲得了膜厚約為8000_的MgO薄膜。用Ar離子(2KV)從MgO薄膜的表面蝕刻該薄膜，根據(jù)膜厚除以全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間而得的商值Sp來(lái)評(píng)價(jià)耐濺射性。此處，所謂全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間是指達(dá)到膜成分Mg與襯底成分的Si二者的元素量曲線交叉點(diǎn)的時(shí)間。另外，Sp值越小，表示耐濺射性越好。
結(jié)果示于表3B中。
表3B 從這些結(jié)果可以看出，在使用實(shí)施例21～24的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目只有1位數(shù)這樣少，而且其Sp值在11.0以下，與此不同，在使用比較例21～24的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目為2位數(shù)，而且其Sp值在11.0以上，據(jù)此可以理解為其耐濺射性低劣。
然后同樣地用脈沖電流(impulse)將市售的MgO粉末/熔塊熔融，根據(jù)這時(shí)放出的PO2氣體的熱導(dǎo)率測(cè)定磷P的含量。另外，利用原子吸收光譜和ICP測(cè)定MgO的純度。此處，在熔塊的場(chǎng)合，將熔塊粉碎成粉末后使用。另外，MgO的純度以通過(guò)從100％中減去用ICP測(cè)得的主要雜質(zhì)金屬元素(Al、Si、Fe、Ca、Ni、Na、K、Zr、Cr、V、C)量后獲得的值來(lái)表示。
結(jié)果示于表4A中。
將這些MgO粉末按照800～1200℃、0.1～2小時(shí)的溫度條件在真空中加熱來(lái)進(jìn)行脫磷處理，獲得了磷成分含量很少的脫磷MgO粉末。
在各脫磷MgO粉末中的磷P含量也示于表4A中。
表4A <實(shí)施例31～34>
向表1所示的經(jīng)過(guò)脫磷處理的脫磷MgO粉末(平均粒徑0.3μm)中添加1重量％的聚乙二醇作為粘合劑，以甲醇改性的醇作為分散劑配制成濃度為30重量％的漿料。然后將該漿料用球磨機(jī)(使用直徑為5～20mm的尼龍包覆的鋼球)進(jìn)行24小時(shí)的濕式混合，然后用真空干燥機(jī)在80℃下使分散劑氣化，接著進(jìn)行干式破碎，獲得了平均粒徑為200μm的造粒粉末。然后將所獲的造粒粉末用單軸成形壓力裝置以1000kg/cm2的壓力成形為外徑6.7mmφ、厚度為2.0mm的成形體。進(jìn)而將該成形體放入電爐中，在大氣中和在1300℃下進(jìn)行1小時(shí)的一次燒結(jié)，然后在1650℃下進(jìn)行3小時(shí)的二次燒結(jié)。所獲的多晶燒結(jié)體顆粒的外徑為5.0±0.5mmφ，厚度為1.6±0.2mm。將該燒結(jié)體的圓板作為實(shí)施例31～34。
<實(shí)施例35>
將表1中所示的經(jīng)過(guò)脫磷處理的脫磷MgO粉末進(jìn)行電熔融，將其慢慢冷卻以使其變成錠塊后，從該錠塊中取出單晶部分并將其破碎，獲得了直徑約2～8mm、中心直徑約5mm的板狀單晶顆粒，將其作為實(shí)施例35。
<比較例31～34>
使用未經(jīng)脫磷處理的MgO粉末，與實(shí)施例31～34同樣地獲得多晶燒結(jié)體顆粒，將其作為比較例31～34。
<比較例35>
使用未經(jīng)過(guò)脫磷處理的MgO粉末，與實(shí)施例35同樣地獲得板狀的單晶顆粒，將其作為比較例35。
<比較試驗(yàn)及評(píng)價(jià)>
(a)相對(duì)密度和磷P含量測(cè)定將實(shí)施例31～35和比較例31～35中獲得的顆粒分別置于甲苯中，用阿基米德方法測(cè)定其相對(duì)密度。另外，與MgO粉末同樣地測(cè)定MgO顆粒中的磷P含量。
所獲結(jié)果示于表4B中。
(b)磷和噴射關(guān)系的評(píng)價(jià)MgO蒸鍍材料的噴濺試驗(yàn)按下述方法進(jìn)行，即，向一個(gè)電子束蒸鍍裝置的半球形槽(直徑50mm、深25mm)中加入在實(shí)施例1～5和比較例1～5獲得的蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)的氣氛中，通過(guò)使用加速電壓為10kV、掃描面積約為40mmφ的電子束照射來(lái)加熱MgO蒸鍍材料。在電子束電流量為90mA的條件下保持10分鐘，這時(shí)用數(shù)字?jǐn)z象機(jī)直接觀察上述槽內(nèi)的狀態(tài)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的飛散粒子數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
所獲結(jié)果示于表4B中。
(c)耐濺射性評(píng)價(jià)使用在實(shí)施例31～35和比較例31～35中獲得的MgO蒸鍍材料，在到達(dá)真空度為2.66×10-4Pa(2.0×10-6Torr)、O2分壓為1.33×10-2Pa(1.0×10-4Torr)、襯底溫度為200℃、MgO蒸鍍材料與襯底之間的距離為400mm、成膜速度為15_/秒的條件下，在帶有膜厚為1000_的熱氧化膜的硅晶片上成膜，獲得了膜厚約為8000_的MgO薄膜。用Ar離子(2KV)從MgO薄膜的表面蝕刻該薄膜，根據(jù)膜厚除以全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間而得的商值Sp來(lái)評(píng)價(jià)耐濺射性。此處，所謂全部薄膜被蝕刻完的時(shí)間是指達(dá)到膜成分Mg與襯底成分的Si二者的元素量曲線交叉點(diǎn)的時(shí)間。另外，Sp值越小，表示耐濺射性越好。
結(jié)果示于表4B中表4B 從這些結(jié)果可以看出，在使用實(shí)施例31～35的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目只有1位數(shù)這樣少，而且其Sp值在11.0以下，與此不同，在使用比較例31～35的MgO蒸鍍材料的場(chǎng)合，噴濺的數(shù)目為2位數(shù)，而且其Sp值在11.0以上，據(jù)此可以理解為其耐濺射性低劣。
<比較試驗(yàn)及評(píng)價(jià)(續(xù))>
(d)單晶與多晶的硬度(材料的脆性)比較在用燒結(jié)法獲得多晶顆粒的實(shí)施例3和用電熔法獲得單晶顆粒的實(shí)施例5中進(jìn)行了維氏硬度(HV)和斷裂韌度(Kic)的測(cè)定。
在實(shí)施例3和實(shí)施例5中，維氏硬度(HV)分別為608±35和698±51(實(shí)測(cè)值)，相比之下，使用單晶的實(shí)施例5的硬度值高出15％左右，另一方面，斷裂韌度(Kic)則分別為1.91Mpa.m_和1.26Mpa.m_(實(shí)測(cè)值)，相比之下，使用單晶的實(shí)施例5的斷裂韌度卻低34％，因此可以認(rèn)為，只要一旦產(chǎn)生了微裂紋，該微裂紋就會(huì)立即傳播，從而容易引起蒸鍍材料碎片的飛散(噴濺)。
(e)基于結(jié)晶類型的噴濺對(duì)比試驗(yàn)與上述(b)中的噴濺評(píng)價(jià)同樣，在使用多晶顆粒的實(shí)施例3和使用單晶顆粒的實(shí)施例5中也進(jìn)行了噴濺試驗(yàn)。
此處所說(shuō)的噴濺評(píng)價(jià)與上述的內(nèi)容大體上相同，但是使電子束的電流值在30～240mA的范圍順次地增加，其中示出在各電流值下保持1分鐘時(shí)的數(shù)值。結(jié)果示于圖1中。
從圖1的結(jié)果可以看出，與單晶顆粒相比，在使用多晶顆粒的實(shí)施例3中，噴濺的發(fā)生數(shù)在一半以下。
另外，統(tǒng)計(jì)了這時(shí)的噴濺顆粒，結(jié)果示于圖2中。
從圖2可以看出，由單晶產(chǎn)生的噴濺顆粒呈鱗片狀，可以推定，這是由于在晶面處裂開(kāi)的緣故。另一方面，在多晶的情況下，噴濺顆粒的形狀是不規(guī)則的，可以推斷，這是由于在晶界處斷裂的緣故。在單晶的場(chǎng)合，氣化成分均勻地存在于內(nèi)部，另一方面，在多晶的場(chǎng)合，氣化成分則較多地存在于表面/晶界面(各種分析結(jié)果)，因此可以認(rèn)為，在材料內(nèi)部的氣化成分由于被加熱而發(fā)生的體積膨脹就成為噴濺的觸發(fā)器。但是，與單晶相比，多晶的脆性較高，即使一旦在材料上產(chǎn)生微裂紋也不至于立即發(fā)生噴濺。另外還可預(yù)想，在此情況下可以形成可讓氣化成分逃逸的通道，因此難以引起噴濺?？梢哉J(rèn)為，這就是多晶的噴濺量比單晶少的緣故(表1B、表2B、表3B、表4B、圖1)。如上所述，材料的脆性也是重要的，但是，從表1B、表2B、表3B、表4B可以看出，減少能夠成為噴濺觸發(fā)器的氣化成分的含量，能夠更有效地抑制噴濺。
(f)氣化成分不均勻分布的評(píng)價(jià)下面針對(duì)實(shí)施例4中的多晶顆粒內(nèi)的情況，對(duì)粒狀部分·晶界部分，最表面和顆粒全體進(jìn)行了如下的組成·形態(tài)分析。
1.晶界部分·粒狀部分的分析使用TEM-EDX(透過(guò)式電子顯微鏡形態(tài)觀察)進(jìn)行，分析點(diǎn)為30nmφ。
2.最表面分析利用ESCA進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先用氬離子對(duì)樣品的表面進(jìn)行0.5分鐘的濺射蝕刻(從最表面起蝕刻約0.5nm)，將表面清潔，然后進(jìn)行表面分析。分析深度為0.5～5nm左右。
3.全體分析用高頻電流將樣品全體熔化，根據(jù)這時(shí)放出的SO2氣體對(duì)紅外線的吸收量來(lái)測(cè)定硫S的含量。
4.全體分析用高頻電流將樣品全體熔化，捕集這時(shí)放出的氯氣，利用分光光度計(jì)測(cè)定該水溶液的分光透過(guò)率，據(jù)此測(cè)定氯含量。
5.全體分析用高頻電流將樣品全體熔化，根據(jù)這時(shí)放出的NO2氣體的熱導(dǎo)率來(lái)測(cè)定氮N的含量。
6.全體分析用高頻電流將樣品全體熔化，根據(jù)這時(shí)放出的PO2氣體的熱導(dǎo)率來(lái)測(cè)定磷P的含量。
所獲結(jié)果示于表5、表6和圖3中。
圖3是樣品斷面的TEM照片，在該圖中，符號(hào)1～5表示測(cè)定點(diǎn)，其中，點(diǎn)1～3位于晶界部分，另外，點(diǎn)4、5位于晶粒部分(粒狀部分)。另外，各點(diǎn)1～5在表中用#1～#5表示。
表5晶界(分析面積30nm_)

單位元素％
表6晶界(分析面積30nm_)

單位元素％<結(jié)果>
1.已確認(rèn)硫S以0.03元素％的濃度較集中地分布在晶界部分，而在粒狀部分中，硫S的濃度過(guò)低，在檢出界限以下，不能直接檢出。
在多晶最表面處的硫S以硫酸鹽的形態(tài)和0.9元素％的濃度存在，據(jù)此可以推測(cè)，在晶界處也是同樣的情況。
另一方面，用紅外吸收光譜分析測(cè)得的硫S為20ppm(0.002重量％)，據(jù)此估算的硫含量在0.0016元素％以下，從而可以判斷，在晶界處存在很多的S，粒狀部分中和晶界部分中的硫含量的比在18倍以上。
2.已確認(rèn)氯Cl以0.01元素％的濃度較集中地分布在晶界部分，而在粒狀部分中，氯Cl的濃度過(guò)低，在檢出界限以下，不能直接檢出。
另外，在多晶最表面處的氯Cl以氯化物的形態(tài)存在，據(jù)此可以推測(cè)，在晶界處也是同樣的情況。
另一方面，通過(guò)分光透過(guò)率測(cè)得的氯Cl為20ppm(0.002重量％)，據(jù)此估算的氯Cl含量在0.002元素％以下，從而可以判斷，在晶界處存在很多的氯Cl，粒狀部分中和晶界部分中的氯Cl含量的比在5倍以上。
3.已確認(rèn)氮N以0.14元素％的濃度存在于晶界部分，而在粒狀部分中以0.02元素％的濃度存在，但是仍能檢出。
另外，在多晶最表面的氮N以銨鹽、氨、氮化物的復(fù)合形態(tài)存在，因此可以推測(cè)，在晶界處也是同樣的情況。
另一方面，按照全體分析的結(jié)果，氮N為100ppm(0.01重量％)，據(jù)此估算的氮N含量在0.015元素％以下，從而可以判斷，在晶界處存在很多的氮N，粒狀部分中和晶界部分的氮N含量的比為7～9倍。
4.已確認(rèn)磷P以0.04元素％的濃度較集中地存在于晶界部分，而在粒狀部分中，磷P的濃度過(guò)低，在檢出界限以下，不能檢出。
另外，在多晶最表面處的磷P以磷酸鹽、磷酸(P4O10)、偏磷酸鹽等的形態(tài)存在，因此可以推測(cè)，在晶界處也是同樣的情況。
另一方面，按照全體分析的結(jié)果，磷P為30ppm(0.003重量％)，據(jù)此估算的磷P含量在0.003元素％以下。從而可以判斷，在晶界處存在很多的磷，粒狀部分中和晶界部分的磷P含量的比在13倍以上。
這樣，從表5、表6的結(jié)果可以看出，在晶粒部分(粒狀部分)中幾乎不存在氣化成分，另外，氣化成分幾乎集中分布在晶界部分。
工業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明的MgO蒸鍍材料，其MgO純度在99.0％或以上，而且相對(duì)密度在90.0％或以上，硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷P含量為0.01～30ppm，使用這樣的MgO蒸鍍材料，在利用電子束蒸鍍法或離子電鍍法來(lái)形成AC型PDP等的MgO保護(hù)膜時(shí)，可以減輕噴濺的發(fā)生程度，而且具有提高作為保護(hù)膜的MgO的膜密度、膜厚分布、光透過(guò)性、耐濺射性、放電特性(放電電壓、放電響應(yīng)性等)、絕緣性等的膜特性的效果。
另外，按照本發(fā)明的MgO蒸鍍材料的制造方法，通過(guò)使用硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷P含量為0.01～30ppm的MgO粉末作為原料，可以制成如上所述的MgO蒸鍍材料。
權(quán)利要求
1.MgO蒸鍍材料，其特征在于，其中含有MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、氣化成分的含量為0.01～200ppm的多晶顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，其中含有MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、硫S含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述的多晶顆粒具有硫S含量低的粒狀部分和硫S含量比該粒狀部分高的晶界部分。
4.如權(quán)利要求3所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的硫S含量的比大于5。
5.如權(quán)利要求1所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，其中含有MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、氯Cl含量的平均值為0.01～50ppm的多晶顆粒。
6.如權(quán)利要求5所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述的多晶顆粒具有氯Cl含量低的粒狀部分和氯Cl含量比該粒狀部分高的晶界部分。
7.如權(quán)利要求6所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的氯Cl含量的比大于5。
8.如權(quán)利要求1所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，其中含有MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、氮N含量的平均值為0.01～200ppm的多晶顆粒。
9.如權(quán)利要求8所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述的多晶顆粒具有氮N含量低的粒狀部分和氮N含量比該粒狀部分高的晶界部分。
10.如權(quán)利要求9所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的氮N含量之比大于5。
11.如權(quán)利要求1所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，其中含有MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、磷P含量的平均值為0.01～30ppm的多晶顆粒。
12.如權(quán)利要求11所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述的多晶顆粒具有磷P含量低的粒狀部分和磷P含量比該粒狀部分高的晶界部分。
13.如權(quán)利要求12所述的MgO蒸鍍材料，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的磷P含量的比大于5。
14.MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，利用純度在99.0％或以上而且氣化成分的含量為0.01～200ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制成多晶顆粒。
15.如權(quán)利要求14所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，利用純度在99.0％或以上而且硫S含量為0.01～50ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制成多晶顆粒。
16.如權(quán)利要求15所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，在所述多晶顆粒中形成硫S含量低的粒狀部分和硫S含量比該粒狀部分高的晶界部分。
17.如權(quán)利要求16所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的硫S含量的比大于5。
18.如權(quán)利要求14所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，利用純度在99.0％或以上而且氯Cl含量為0.01～50ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制成多晶顆粒。
19.如權(quán)利要求18所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，在所述多晶顆粒中形成氯Cl含量低的粒狀部分和氯Cl含量比該粒狀部分高的晶界部分。
20.如權(quán)利要求19所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的氯Cl含量的比大于5。
21.如權(quán)利要求14所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，利用純度在99.0％或以上而且氮N含量為0.01～200ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制成多晶顆粒。
22.如權(quán)利要求21所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，在所述多晶顆粒中形成氮N含量低的粒狀部分和氮N含量比該粒狀部分高的晶界部分。
23.如權(quán)利要求22所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的氮N含量的比大于5。
24.如權(quán)利要求14所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，利用純度在99.0％或以上而且磷P含量為0.01～30ppm的MgO粉末作為原料并利用燒結(jié)法制成多晶顆粒。
25.如權(quán)利要求24所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，在所述多晶顆粒中形成磷P含量低的粒狀部分和磷P含量比該粒狀部分高的晶界部分。
26.如權(quán)利要求25所述的MgO蒸鍍材料的制造方法，其特征在于，所述粒狀部分中和所述晶界部分中的磷P含量的比大于5。
全文摘要
MgO蒸鍍材料，其中含有MgO純度在99.0％或以上而且相對(duì)密度在90.0％或以上、硫S含量為0.01～50ppm、氯Cl含量為0.01～50ppm、氮N含量為0.01～200ppm、磷P含量為0.01～30ppm的多晶顆粒。在使用電子束蒸鍍法將該材料蒸鍍時(shí)，幾乎不會(huì)發(fā)生噴濺，而且可以提高形成的MgO膜的膜特性。
文檔編號(hào)C04B35/04GK1617946SQ0282773
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者櫻井英章, 豐口銀二郎, 黑光祥郎 申請(qǐng)人:三菱麻鐵里亞爾株式會(huì)社