CN105483625A

CN105483625A - 溅射靶

Info

Publication number: CN105483625A
Application number: CN201510634570.0A
Authority: CN
Inventors: 馆野谕
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: CN105483625B

Abstract

本发明涉及溅射靶，其目的之一在于提供一种可防止溅射靶材的开裂且稳定地保持在基体材料上的溅射靶。本发明提供的溅射靶具有：由金属形成的基体材料、设置于基体材料的一面的溅射靶材、设置于基体材料与上述溅射靶材之间的接合材料，接合材料至少包含第一金属元素和第二金属元素，相对于第一金属元素，第二金属元素以10ppm以上、5000ppm以下的浓度被包含。

Description

溅射靶

技术领域

本发明的一个实施方式涉及溅射靶，上述溅射靶利用由金属材料形成的接合材料将靶材与基体材料接合。

背景技术

以溅射方式形成薄膜时所使用的溅射靶材以贴合于用于支撑该溅射靶材的基体材料的状态安装于溅射装置。代表性的溅射靶具有将成形为板状的靶材贴合于同样为板状的支撑基体材料(其也称为“支撑板”)的形态。

安装于溅射装置的溅射靶在以溅射方式成膜时保持在减压下，并被照射氩气等的辉光放电等离子体中产生的离子来进行溅射。由于离子照射使靶材温度上升，因此在溅射装置中设置有溅射靶的冷却机构。作为冷却机构，多采用使冷却水在支撑基体材料的背侧流动的结构。

靶材和支撑基体材料通常为不同的材质，因此为了将两者接合要使用接合材料。作为接合材料，使用铟、锡等熔点比较低的金属材料。

在利用溅射的薄膜制备技术中，以磁控管溅射法为主。关于用于磁控管溅射装置的平板型溅射靶，由于溅射，靶材所消耗的腐蚀区域狭窄，因此，靶材的有效使用率为20％至30％的程度。对此，开发了将靶材的形状为圆筒型的圆筒型溅射靶。

圆筒型溅射靶具有在圆筒状的基体材料的外周面上安装有筒型的靶材的结构。一边使这种圆筒型溅射靶旋转、一边进行溅射成膜，据此扩大靶材所消耗的腐蚀区域，来实现靶材的使用率的改善(例如参照专利文献1)。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2010-018883号公报

溅射靶利用接合材料将靶材与基体材料相贴合。此时，若设置于靶材与基体材料之间的接合材料填充得不均匀而产生空隙，则接合强度会降低。另外，若接合材料中存在空隙，则上述部位处靶材的热量难以通过基体材料扩散，有可能发生热变形致使靶材损坏的不良情况。

在圆筒型溅射靶中，在圆筒型基体材料与同轴地配置于该圆筒型基体材料的圆筒型溅射靶材之间设置有间隙部，在上述间隙部中填充接合材料来将两者固定。若接合材料未良好地填充于圆筒型基体材料与圆筒型溅射靶材之间的间隙部中而形成空隙，则会接合不良，在溅射成膜中会发生圆筒型溅射靶材进行空转、或者产生变形而开裂的不良情况。

在专利文献1中记载的圆筒型溅射靶中，在填充了接合材料之后，从沿着圆筒轴方向的一端开始冷却，依次向另一端冷却，冷却中进一步供给熔融状态的接合材料，据此可以将空隙的比例减少至一定水平。

若将平板型的溅射靶安装于溅射装置之内，则以静止的状态被使用，然而圆筒型溅射靶以其自身旋转的方式被使用，因此要求接合材料具有可以承受这种状态的接合强度。另外，由于圆筒型溅射靶材借助于圆筒型基体材料而保持为单轴状态，因此需要将圆筒型溅射靶材保持成即便由自重引起的翘曲、热变形或机械变形发生作用，靶材也不会容易地发生开裂。然而，问题是仅简单地在圆筒型基体材料与圆筒型溅射靶材之间填充接合材料以便不产生空隙是难以满足这些要求的。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，其目的之一在于提供一种可防止圆筒型溅射靶材的开裂且可稳定地保持在圆筒型基体材料上的圆筒型溅射靶。

根据本发明的一个实施方式提供的溅射靶包括：由金属形成的基体材料、设置于基体材料的一面的溅射靶材、设置于基体材料与溅射靶材之间的接合材料，接合材料至少包含第一金属元素和第二金属元素，相对于第一金属元素，第二金属元素以10ppm以上、5000ppm以下的浓度被包含。

根据本发明的一个实施方式提供的溅射靶包括：由金属形成的圆筒型基体材料、以同轴方式设置于圆筒型基体材料的外周面的圆筒型溅射靶材、设置于圆筒型基体材料与上述圆筒型溅射靶材之间的接合材料，接合材料至少包含第一金属元素和第二金属元素，相对于第一金属元素，第二金属元素以10ppm以上、5000ppm以下的浓度被包含。

本发明的一个实施方式中，优选地，第一金属元素为铟(In)，第二金属元素为选自铜(Cu)、钛(Ti)及镍(Ni)中的一种。

本发明的一个实施方式中，第一金属元素为铟(In)，第二金属元素为铜(Cu)，优选地，相对于作为第一金属元素的铟(In)，作为第二金属元素的铜(Cu)以2000ppm以上、5000ppm以下的浓度被包含。

本发明的一个实施方式中，第一金属元素为铟(In)，第二金属元素为钛(Ti)，优选地，相对于作为第一金属元素的铟(In)，作为第二金属元素的钛(Ti)以18ppm以上、120ppm以下的浓度被包含。

本发明一个实施方式中，第一金属元素为铟(In)，第二金属元素为镍(Ni)，相对于作为第一金属元素的铟(In)，作为第二金属元素的镍(Ni)以44ppm以上、480ppm以下的浓度被包含。

接合材料的邵氏硬度为1.1以上1.7以下，接合材料相对于氧化铟锡(ITO，IndiumTinOxide)表面的接触角可以为15°以上且小于25°。

溅射靶材为陶瓷烧结体，例如上述陶瓷烧结体可以包含氧化铟。基体材料的外侧表面的表面粗糙度(Ra)的值可以为1.8μm以上。

根据本发明的一个实施方式，可以获得如下的溅射靶，即为了将溅射靶材和基体材料接合，使用至少包含第一金属元素和第二金属元素，相对于第一金属元素，第二金属元素以1％以下的浓度被包含的接合材料，据此可以得到可防止溅射靶材的开裂且可以稳定地保持在基体材料上的溅射靶。

附图说明

图1为示出本发明一个实施方式的圆筒型溅射靶的结构的立体图。

图2为示出本发明一个实施方式的圆筒型溅射靶的结构的截面。

图3为说明本发明一个实施方式的圆筒型溅射靶的制备方法的剖面图。

图4为示出接合材料的润湿性的评价方法的图。

(附图标记的说明)

100：圆筒型溅射靶；102：圆筒型溅射靶材；104：圆筒型基体材料；106：接合材料；108：间隙部；110：加热器。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的实施方式。然而，本发明可以以很多不同的方案来实施，不应受限于以下例示的实施方式的记载内容来进行解释。另外，为了使说明更加明确，与实际的方案相比，存在附图示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等的情况，始终只是一个例子，并不限制本发明的解释。另外，在本说明书和各附图中，对于已经在图中出现的与上述的要素相同的要素，标注同一附图标记并适当地省略详细的说明。

[圆筒型溅射靶]

图1为示出本发明一个实施方式的圆筒型溅射靶的结构的立体图。图2为示出本发明一个实施方式的圆筒型溅射靶的结构的截面图。

圆筒型溅射靶100包括圆筒型溅射靶材102和支撑上述圆筒型溅射靶材102的圆筒型基体材料104。圆筒型溅射靶材102借助于接合材料106而固定于圆筒型基体材料104。接合材料106用于填充设置在圆筒型溅射靶材102与圆筒型基体材料104之间的间隙部。

圆筒型溅射靶材102设置为包围圆筒型基体材料104的外周面。优选地，圆筒型溅射靶材102设置为相对于圆筒型基体材料104的中心轴为同轴或大致同轴。根据这种结构，在将圆筒型溅射靶安装于溅射装置，使其以圆筒型基体材料104为中心旋转时，圆筒型溅射靶材102于被成膜面(试样基板)之间的间隔可以保持为一定。

关于圆筒型溅射靶100，可以对圆筒型基体材料104安装多个圆筒型溅射靶材102。当将多个圆筒型溅射靶材102安装于圆筒型基体材料104时，优选地，带有间隙地配置各圆筒型溅射靶材102。间隙在1mm以下即可，例如，为0.2mm至0.5mm即可。通过如此带有间隙地配置多个圆筒型溅射靶材102可以防止损坏。

根据本实施方式，通过利用接合材料106将多个圆筒型溅射靶材102接合于圆筒型基体材料104，可以提供长度为100mm以上的圆筒型溅射靶。

[圆筒型溅射靶材]

如图1及图2所示，圆筒型溅射靶材102以中空形式成形，具有圆筒形状。圆筒型溅射靶材102具有至少数毫米至数十毫米的壁厚，可以将上述壁厚部分整体利用为靶材。圆筒型溅射靶材102的中空部分中插入有圆筒型基体材料104，借助于接合材料106接合。圆筒型溅射靶材102和圆筒型基体材料104并不是紧贴着设置，而是两者带有间隙地配置，且为了填充上述间隙而设置有接合材料106。为了稳定地保持圆筒型溅射靶材102和圆筒型基体材料104，优选地，在上述间隙部中，以接合材料106中无空隙的方式进行设置。

圆筒型溅射靶材102中的圆筒的外侧表面为靶表面，圆筒的内侧表面成为面向圆筒型基体材料104而与接合材料106接触的面。因此，在制备时，圆筒型溅射靶材102的外侧表面平滑地成形加工，而圆筒的背侧表面被粗面化，以提高粘结性。

圆筒型溅射靶材102利用可溅射成膜的各种材料来制备。例如，圆筒型溅射靶材102可以为陶瓷。作为陶瓷，可以采用金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物的烧结体等。作为金属氧化物，可以采用氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化镓等属于典型元素的金属氧化物。具体地，作为圆筒型溅射靶材102，可以采用包含氧化锡的氧化铟的烧结体(IndiumTinOxide：ITO)、氧化锌的烧结体(ZincOxide：ZnO)、氧化铟/氧化锌(IndiumZincOxide：IZO)、氧化铟/氧化锌/氧化镓(IndiumGalliumZincOxide：IGZO)的烧结体等。另外，上述的示例为一例，本发明涉及的溅射靶可以采用各种溅射材料作为靶材。

[圆筒型基体材料]

优选地，圆筒型基体材料104具有沿着具有中空结构的圆筒型溅射靶材102的内侧表面的外表面形状。圆筒型基体材料104的外径比圆筒型溅射靶材102的内径略微小，并且调整为将两者重叠于同轴时可以有间隙。上述间隙部中设置有接合材料106。

圆筒型溅射靶材102受到溅射成膜时的离子的照射被加热而温度上升。溅射成膜时，为了抑制圆筒型溅射靶材102的温度上升，优选地，圆筒型基体材料104具有圆筒型溅射靶材102的冷却功能。例如，优选地，圆筒型基体材料104以中空结构构成，以供制冷剂流动。因此，优选地，圆筒型基体材料104作为溅射靶的结构部件具有良好的导电性和导热性。

另外，圆筒型基体材料104与接合材料间的润湿性良好，优选地，圆筒型基体材料104由接合强度高的金属形成，例如，优选地，圆筒型基体材料104由铜(Cu)或钛(Ti)、或者铜合金或钛合金等形成。例如，作为铜合金，可以采用铬铜等以铜(Cu)为主要成分的合金。另外，作为圆筒型基体材料104，若使用钛(Ti)，则可形成轻量且有刚性的基体材料。

圆筒型基体材料104不仅可以由单体金属或金属合金形成，也可以在金属基体材料的表面上设置其他金属的覆膜。例如，可以形成包含钛(Ti)、铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)等的金属覆膜。

关于圆筒型溅射靶，在溅射时，离子并不是照射圆筒型溅射靶材102的整个面，而是在离子仅照射一部分的面的同时进行旋转，由此，在圆筒型溅射靶材102的离子的照射面和其背侧面上会产生温度差。然而，圆筒型基体材料104具有冷却功能，据此可以抑制在其外侧的圆筒型溅射靶材102的温度上升，并且可以抑制由温度差引起的热变形的影响。

圆筒型基体材料104与接合材料相接触的表面侧可以被粗面化。通过将圆筒型基体材料104的表面粗面化，可以扩大与接合材料相接触的表面积。例如，借助喷砂处理等将筒型基体材料104的表面进行粗面化，表面粗糙度(Ra)的值可以为1.8μm以上。

[接合材料]

接合材料106设置于圆筒型溅射靶材102与圆筒型基体材料104之间。接合材料106用于接合圆筒型溅射靶材102与圆筒型基体材料104，除此以外还要求具有良好的耐热性和导热性。另外，还要求具有在真空中气体释放少的特性。另外，从制备的观点出发，优选地，接合材料106在将圆筒型溅射靶材102与圆筒型基体材料104接合时具有流动性。为了满足这些特性，用熔点为300℃以下的低熔点金属材料作为接合材料106来使用。例如，采用铟、锡等金属、或包含其中一种元素的金属合金材料作为接合材料106。具体地，可利用铟或锡的单体、铟和锡的合金、以锡为主要成分的焊料合金等作为接合材料106。

本实施方式中，接合材料106包含多种金属元素。上述多种金属元素之中，第一金属元素作为主要的结构元素包含于接合材料106中，第二金属元素与第一金属元素相比以极低的浓度包含于接合材料106中。在这里，将构成接合材料106的主要的金属元素作为“第一金属元素”，与上述第一金属元素相比以微量包含的次要的金属元素作为“第二金属元素”来进行区别，然而第一金属元素和第二金属元素不局限于各一种的金属元素，作为第一金属元素组和第二金属元素组，各组可以分别包含多种金属元素。

本实施方式中，作为主成分包含的第一金属元素(或第一金属元素组)是指占总体比例为99％重量以上、小于100％重量的金属元素，与第一金属元素相比以低浓度被包含的第二金属元素(或第二金属元素组)是指以0.001％重量以上、0.5％重量以下(10ppm以上、5000ppm以下)的比例被包含的金属元素。即、相对于第一金属元素，第二金属元素以百分之一以下的浓度被包含。

另外，不可避免地包含的杂质元素是指除了上述的主要的金属元素和微量金属元素之外的以1ppm以下的浓度被包含的元素。换言之，接合材料106包含0.001％重量以上且0.5％重量以下(10ppm以上且5000ppm以下)的比例的第二金属元素(或第二金属元素组)，除此之外，由第一金属元素(或第一金属元素组)和不可避免的杂质构成。

换言之，优选地，第二金属元素(或第二金属元素组)在其与第一金属元素(或第一金属元素组)及不可避免地包含的杂质元素的合计不超过100％重量的范围内，而以0.001％重量以上且0.5％重量以下(10ppm以上且5000ppm以下)的浓度被包含。

优选地，接合材料106中的作为主成分包含的第一金属元素(或第一金属元素组)是与包含于圆筒型溅射靶材102的至少1种金属元素为同一种类的金属元素。使接合材料106包含与圆筒型溅射靶材102同一种类的金属元素，据此，例如，在多个圆筒型溅射靶材102安装于圆筒型基体材料104的圆筒型溅射靶中，即使圆筒型溅射靶材102的接缝区域中露出接合材料106，也可以防止对溅射附着的覆膜上的杂质汚染。

接合材料106可以选择铟(In)或锡(Sn)等金属作为第一金属元素。由于这些金属的熔点为300℃以下，因而可以在熔融的状态下流入圆筒型溅射靶材102与圆筒型基体材料104的间隙部108。另外，关于接合材料106，作为第一金属元素组，也可以掌握为包含铟(In)和锡(Sn)双方。

当圆筒型溅射靶材102为包含氧化铟的陶瓷时，作为以主成分包含于接合材料106的第一金属元素，可以采用铟。另外，当圆筒型溅射靶材102为包含氧化铟和氧化锡的陶瓷时，作为以主要成分包含于接合材料106的第一金属元素，可以采用铟或锡、或者铟与锡的合金。

优选地，作为包含于这种接合材料106的第二金属元素，为与第一金属元素不同种类的金属元素，例如，为过渡元素。另外，优选地，作为包含于接合材料106的第二金属元素，为与构成圆筒型基体材料104的金属同一种类的金属元素。作为这种第二金属元素，可以采用钛(Ti)、铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)。

接合材料106若与圆筒型溅射靶材102之间的润湿性高，则容易填充于接合材料106与圆筒型基体材料104之间的间隙，且不易残留作为粘结不良的空隙。

另外，优选地，接合材料106除了具有溅射所需的导电性和导热性之外，还具有吸收冲击性(缓冲材料效果)。当圆筒型溅射靶材102为陶瓷时，若有外力发生作用，则易于发生开裂。此时，若接合材料106具有与圆筒型溅射靶材和圆筒型基体材料相同程度的硬度，则无法吸收冲击。然而，若与圆筒型溅射靶材和圆筒型基体材料相比硬度低，则设置于两者之间的接合材料106成为缓冲材料，而可以缓和冲击。

在本实施方式中，优选地，包含于接合材料106中的第二金属元素(或第二金属元素组)至少达到可以将接合材料106的润湿性和硬度调整至规定的范围内的浓度。例如，以0.001％重量以上且0.5％重量以下(10ppm以上且5000ppm以下)的比例包含第二金属元素(或第二金属元素组)，除此之外的是第一金属元素(或第一金属元素组)和不可避免的杂质，由此可以将接合材料106的润湿性和硬度控制在规定的范围内。例如，优选地，当第二金属元素为铜(Cu)时，以0.2％重量以上且0.5％重量以下(2000ppm以上且5000ppm以下)的范围包含于接合材料。另外，优选地，当第二金属元素为钛(Ti)时，以0.0018％重量以上且0.012％重量以下(18ppm以上且120ppm以下)的范围包含于接合材料。进而，优选地，当第二金属元素为镍(Ni)时，以0.0044％重量以上且0.048％重量以下(44ppm以上且480ppm以下)的范围包含于接合材料。

由于接合材料106为金属材料，因而若接合材料106与至少由金属氧化物等不同种类材料形成的圆筒型溅射靶材102之间的润湿性差，则填充于圆筒型溅射靶材与圆筒型基体材料之间时，会易于产生空隙。接合材料106的润湿性可以以接合材料106相对于圆筒型溅射靶材102的接触角来评价。即，当润湿性高时，接触角变小，相反地，当润湿性差时，接触角变大。在本实施方式中，优选地，与不包含上述第二金属元素的情况相比，包含于接合材料106的第二金属元素达到可以将接触角改善(变小)40％的浓度范围。即，优选地，接触角为15°以上25°以下。若在这样的数值范围内，则可以无空隙地在圆筒型溅射靶材102与圆筒型基体材料104之间的间隙部填充接合材料106。

另外，为了使圆筒型溅射靶材102接合于圆筒型基体材料104并被保持，接合材料106需要具有规定的硬度。然而，若接合材料106过硬，则作为缓冲材料的功能降低。本实施方式中，当以邵氏硬度表示接合材料106的硬度时，接合材料106的硬度优选具有1.0以上，优选地，接合材料106的邵氏硬度为1.0以上1.5以下。通过使邵氏硬度处在此范围，可以防止溅射靶的开裂。

另外，本实施方式中将接合材料106的硬度以邵氏硬度来示出，当换算为其他硬度、如洛氏硬度、布式硬度、维氏硬度等时，只要处于相同程度的硬度的范围内即可。

另外，作为不可避免的杂质元素为铅(Pb)、镉(Cd)、铁(Fe)、铝(Al)、硅(Si)、砷(As)、铋(Bi)、磷(P)、硫(S)等元素，这些元素以10ppm，优选地，1ppm以下的浓度被包含，以便可以不影响接合材料106的特性。

图3示出将圆筒型溅射靶材102接合于圆筒型基体材料104的方法。以使中心轴为同轴或大致同轴的方式向圆筒型基体材料104插入圆筒型溅射靶材102。圆筒型基体材料104和圆筒型溅射靶材102以在两者之间设置有间隙部108的方式进行配置。为了使接合材料106流入上述间隙部108，优选地，至少上述间隙部108保持在减压下。或者，也可以向间隙部108中流入氮气或惰性气体来置换空气。优选地，无论何种方式都要防止以熔融状态提供的接合材料的氧化。

在使圆筒型基体材料104和圆筒型溅射靶材102竖立的状态下，从间隙部108的下侧供给接合材料106。在圆筒型基体材料104和圆筒型溅射靶材102的周围设置有加热器110。当填充接合材料106时，圆筒型基体材料104和圆筒型溅射靶材102附近的温度被加热至接合材料106的熔点以上的温度。为了实现温度的均匀化，也可以向圆筒型基体材料104的内侧、即中空部分输送热风，以便也可以从内侧进行加热。

加热器110可以分为多个加热区，各个加热区可单独进行温度控制。例如，将接合材料106填充至间隙部108后进行冷却时，可以在圆筒型溅射靶材102的长度方向上从一个方向向另一个方向进行冷却。如此进行温度控制，可以防止接合材料106中因空隙(气泡)的残留、熔融固化区域重叠导致的熔接缝(weld)的生成。

另外，当填充接合材料106时，在圆筒型溅射靶材102的内侧面与圆筒型基体材料104的外侧面可以设置与接合材料106相同或类似的覆膜。此覆膜可以通过焊接处理来设置。

用于将圆筒型溅射材料固定于圆筒型基体材料的接合材料的接合强度不仅受空隙影响，还受接合材料本身的物性值的影响。可以认为润湿性越高则接合材料的粘结强度越高。接合材料的润湿性与本实施方式所述的第二金属元素(或第二金属元素组)的含量的增加相对应地提高；另一方面，若其含量过高，则固化后耐冲击性降低。如本实施方式所示，作为第二金属元素，至少可以选择钛(Ti)、铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)，这些金属元素与不可避免的杂质元素相比为高浓度，如本实施方式所示，优选地，相对于第一金属元素(或第一金属元素组)，第二金属元素(或第二金属元素组)的浓度为0.001％重量以上且0.5％重量以下(10ppm以上且5000ppm以下)。

作为包含于接合材料106的第二金属元素，也可以包含与构成圆筒型基体材料104的金属相同种类的金属。通过包含与圆筒型基体材料104相同种类的金属元素，可以提高润湿性。另外，可以提高作为接合材料106的粘结强度。

本实施方式中的接合材料除了包含作为主成分的第一金属元素(或第一金属元素组)之外，还包含与构成圆筒型基体材料的金属相同种类的金属元素、即第二金属元素(或金属元素组)，据此可以提高润湿性且可以防止形成空隙。

[平板型溅射靶]

上述对圆筒型溅射靶材进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以应用于平板型溅射靶材。即，当在平板状的基体材料(支撑板)上接合平板型溅射靶时，可以使用本实施方式中的接合材料。

作为平板型溅射靶材，可以采用金属和陶瓷等可以溅射的各种材料。作为陶瓷，可以采用金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物的烧结体等。作为金属氧化物，可以将氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)等的烧结体作为平板型溅射靶来使用。

在平板型溅射靶中，也可以通过利用本实施方式的接合材料来提高接合材料的润湿性，且可以使邵氏硬度在上述的规定范围内。由此，当将平板状的溅射靶接合于平板型基体材料时，可以控制接合材料中的空隙，且可以防止接合后溅射靶的开裂。

【实施例1】

示出在使用铟(In)作为接合材料的情况下将相对于包含于上述结合材料的金属成分量的接触角的进行了评价的结果。使用作为构成接合材料的金属元素的铟(In)，准备了包含不同成分的6种试样。

试样1为纯度为99.99％的铟(In)、试样2为包含2000ppm的铜(Cu)的铟(In)、试样3为包含5000ppm的铜(Cu)的铟(In)、试样4为包含7000ppm的铜(Cu)的铟(In)、试样5为包含10000ppm的铜(Cu)的铟(In)、试样6为包含890ppm的钛(Ti)的铟(In)。

本实施例中，铟(In)相当于构成接合材料的第一金属元素，铜(Cu)和钛(Ti)相当于第二金属元素。

对于基底面，以将与各试样相同种类的金属涂敷于氧化铟锡(ITO)面的状态进行评价。假设上述基底面具有在靶的表面上进行超声波焊接处理后涂敷与接合材料相同种类的金属的状态。

如图4所示，接触角θ根据以下式(1)求出，其中，设a为使试样与各基底面接触时的液滴的高度、设b/2为至中心为止的距离。

【数1】

θ＝2·tan^-1(2a/b)…(1)

各试样的评价结果示出于表1。试样1为使用铟(In)作为接合材料时的结果，求出的接触角为25.9°。相对于此，包含2000ppm的铜(Cu)的试样2的接触角为16.7°，包含5000ppm的铜(Cu)的试样3的接触角为16.4°，包含7000ppm的铜(Cu)的试样4的接触角为19.4°，包含10000ppm的铜(Cu)的试样5的接触角为12.8°。另外，包含890ppm的钛(Ti)的试样6的接触角为24.4°。

【表1】

根据本实施例示出：作为接合材料，相对于相当于第一金属元素的铟(In)，包含相当于第二金属元素的铜(Cu)或钛(Ti)时，接触角相对地降低。根据本实施例，作为接触角，得到了10°以上且25°以下的接触角。作为接合材料，与不包含第二金属元素的情况相比，上述数值范围都为小的值。

在表1的结果中，若铜(Cu)在2000ppm至10000ppm的范围、钛(Ti)为890ppm，则相对于基底面的接触角的值为25°以下。即，意味着试样2至试样6的接触角都比试样1小，包含于接合材料的相当于第二金属元素的金属元素的浓度只要在20ppm以上且5000ppm以下即可。

上述各试样的邵氏硬度的评价结果在表2中示出。99.99％的铟(In)的试样1的邵氏硬度为1.09HS，相对于此，包含2000ppm的铜(Cu)的试样2的邵氏硬度为1.20HS，包含5000ppm的铜(Cu)的试样3的邵氏硬度为1.49HS，包含7000ppm的铜(Cu)的试样4的邵氏硬度为1.61HS，包含10000ppm的铜(Cu)的试样5的邵氏硬度为1.72HS，包含890ppm的钛(Ti)的试样6的邵氏硬度为1.77HS。另外，根据日本工业标准中规定的邵氏硬度试验方法(JISZ2246)测量了邵氏硬度。

【表2】

试样

邵氏硬度(HS)

试样1	In纯度为99.99％	1.09
			试样2	Cu含量2000ppm	1.20
试样3	Cu含量5000ppm	1.49
			试样4	Cu含量7000ppm	1.61
试样5	Cu含量10000ppm	1.72
			试样6	Ti含量890ppm	1.77

根据表2的结果，相对于铟(In)，铜(Cu)或钛(Ti)的含量越高，则邵氏硬度越高。铟金属的硬度有可能影响靶开裂的发生，优选地，调整为1.5以下。

根据本实施例，在以第一金属元素为主成分的接合材料中，作为包含于接合材料中的第二金属元素的铜(Cu)至少在2000ppm以上且5000ppm以下的范围时可以使接触角为15°以上且25°以下，即使在这种情况下，邵氏硬度也可以为1.1以上且小于1.5。

【实施例2】

使用ITO作为平板型溅射靶材并使用铟(In)作为接合材料中的第一金属元素，评价了当第二金属元素的含量发生变化时的靶材的开裂(crack)的发生。

基于ITO的平板型溅射靶材的尺寸为127mm×508mm×6.35mm(高度×宽度×厚度)，作为接合材料使用了与实施例1中的试样2或试样3中所使用的相同的接合材料。

以如下条件进行溅射，溅射条件为：溅射气体为氩(Ar)，溅射压力为0.6Pa，溅射功率密度(DC)为2.3W/cm²。

进行溅射后的靶材的外观评价时，确认到没有开裂等的发生。

【实施例3】

示出使用铟(In)作为接合材料中的第一金属元素、使用钛(Ti)作为第二金属元素的情况下的接触角的评价结果。在本实施例中，示出相对于铟(In)的钛(Ti)含量不同的试样的评价结果。

试样1为纯度99.99％的铟(In)，这与实施例1相同。试样7为包含18ppm的钛(Ti)的铟(In)，试样8为包含60ppm的钛(Ti)的铟(In)，试样9为包含120ppm的钛(Ti)的铟(In)。另外，试样6为包含890ppm的钛(Ti)的铟(In)，与实施例1相同。

本实施例中，铟(In)相当于构成接合材料的第一金属元素，钛(Ti)相当于第二金属元素。

对于基底面，以将与各试样相同种类的金属涂敷于ITO面的状态进行了评价。上述基底面具有在靶的表面上进行超声波焊接处理后涂敷有与接合材料相同种类的金属的状态。

各试样的评价结果示出于表3。包含18ppm的钛(Ti)的试样7的接触角为24.8°，包含60ppm的钛(Ti)的试样8的接触角为24.8°，包含120ppm的钛(Ti)的试样9的接触角为24.5°。另外，接触角θ的求出方法与实施例1相同。

【表3】

本实施例示出：作为接合材料，相对于相当于第一金属元素的铟(In)，包含相当于第二金属元素的钛(Ti)时，接触角降低。具体地，相对于铟(In)的钛(Ti)的含量在18ppm以上且890ppm以下的范围内时，可以得到24°以上且25°以下的接触角。

从表3的结果可知，钛(Ti)的含量为18ppm至890ppm时，相对于基底面的接触角的值可以在25°以下。即，意味着试样6至试样9的接触角都比试样1小，包含于接合材料的相当于第二金属元素的钛(Ti)的浓度可以在18ppm以上且890ppm以下。

表3中示出的各试样的邵氏硬度的评价结果在表4中示出。99.99％的铟(In)的试样1中的邵氏硬度为1.09HS，相对于此，钛(Ti)的含量为18ppm的试样7的邵氏硬度为1.28HS，钛(Ti)的含量为60ppm的试样8的邵氏硬度为1.52HS，钛(Ti)的含量为120ppm的试样9的邵氏硬度为1.70HS。另外，与实施例1相同，根据日本工业标准规定的邵氏硬度试验方法(JISZ2246)，测量了邵氏硬度。

【表4】

根据表4的结果使出了相对于铟(In)的钛(Ti)含量越高，则邵氏硬度越高的倾向。作为接合材料的铟(In)的硬度有可能影响靶开裂的发生，优选地，邵氏硬度调节为1.7以下，更优选为1.5以下。

根据本实施例，示出了在以铟(In)为主成分的接合材料中，包含于上述接合材料的第二金属元素的钛(Ti)至少在18ppm以上且120ppm以下的范围时，可以使接触角为25°以下，即使在这种情况下，邵氏硬度也可以为1.1以上且1.7以下。

【实施例4】

使用铟(In)作为接合材料中的第一金属元素、使用镍(Ni)作为第二金属元素时的各试样的邵氏硬度的评价结果在表4中示出。本实施例中示出相对于铟(In)的镍(Ni)的含量不同的试样的评价结果。

试样1为纯度为99.99％的铟(In)，这与实施例1相同。试样10为包含44ppm的镍(Ni)的铟(In)，试样11为包含250ppm的镍(Ni)的铟(In)，试样12为包含480ppm的镍(Ni)的铟(In)。

本实施例中，铟(In)相当于构成接合材料的第一金属元素，镍(Ni)相当于第二金属元素。

表5中，99.99％的铟(In)的试样1的邵氏硬度为1.09HS，相对于此，镍(Ni)的含量为44ppm的试样10的邵氏硬度为1.12HS，镍(Ni)的含量为250ppm的试样11的邵氏硬度为1.21HS，镍(Ni)的含量为480ppm的试样12的邵氏硬度为1.46HS。另外，与实施例1相同，根据日本工业标准规定的邵氏硬度试验方法(JISZ2246)，测量了邵氏硬度。

【表5】

根据表5的结果示出相对于铟(In)的镍(Ni)含量越高，则邵氏硬度越高的倾向。作为接合材料的铟(In)的硬度有可能影响靶开裂的发生，优选地，邵氏硬度调节为1.7以下，更优选为1.5以下。

根据本实施例示出，以铟(In)为主成分的接合材料中，包含于上述接合材料的第二金属元素的镍(Ni)，可以至少包含44ppm以上，在至少44ppm以上且480ppm以下的范围内，可以使邵氏硬度为1.1以上且1.7以下。

[比较例]

使用相当于实施例1中的试样4至试样6的接合材料，进行了与上述相同的评价。溅射后进行靶材的外观评价结果确认了开裂等的发生。

根据本实施例示出若使用润湿性良好且硬度(邵氏硬度)在规定范围内的接合材料，则可以防止溅射靶材的开裂。

Claims

1.一种溅射靶，其特征在于，

具有由金属形成的基体材料、设置于上述基体材料的一面的溅射靶材、以及设置于上述基体材料与上述溅射靶材之间的接合材料，

上述接合材料至少包含第一金属元素和第二金属元素，相对于上述第一金属元素，上述第二金属元素以10ppm以上、5000ppm以下的浓度被包含。

2.一种溅射靶，其特征在于，

具有由金属形成的圆筒型基体材料、以同轴方式设置于上述圆筒型基体材料的外周面的圆筒型溅射靶材、以及设置于上述圆筒型基体材料与上述圆筒型溅射靶材之间的接合材料，

3.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，上述接合材料的邵氏硬度为1.1以上、1.7以下。

4.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，上述第一金属元素为铟In，上述第二金属元素为从铜Cu、钛Ti以及镍Ni中选出的一种。

5.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，上述第一金属元素为铟In，上述第二金属元素为铜Cu，相对于上述铟In，上述铜Cu以2000ppm以上、5000ppm以下的浓度被包含。

6.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，上述第一金属元素为铟In，上述第二金属元素为钛Ti，相对于上述铟In，上述钛Ti以18ppm以上、120ppm以下的浓度被包含。

7.根据权利要求1或2所述的溅射靶，其特征在于，上述第一金属元素为铟In，上述第二金属元素为镍Ni，相对于上述铟In，上述镍Ni以44ppm以上、480ppm以下的浓度被包含。

8.根据权利要求5所述的溅射靶，其特征在于，上述接合材料相对于氧化铟锡ITO表面的接触角为16.4°以上、16.7°以下。

9.根据权利要求6所述的溅射靶，其特征在于，上述接合材料相对于氧化铟锡ITO表面的接触角小于25.0°。

10.根据权利要求5所述的溅射靶，其特征在于，上述接合材料的邵氏硬度为1.20以上、1.49以下。

11.根据权利要求6所述的溅射靶，其特征在于，上述接合材料的邵氏硬度为1.28以上、1.70以下。

12.根据权利要求7所述的溅射靶，其特征在于，上述接合材料的邵氏硬度为1.12以上、1.46以下。

13.根据权利要求2所述的溅射靶，其特征在于，上述圆筒型溅射靶材为陶瓷烧结体。

14.根据权利要求13所述的溅射靶，其特征在于，上述陶瓷烧结体包含氧化铟。

15.根据权利要求2所述的溅射靶，其特征在于，上述圆筒型基体材料的外侧表面的表面粗糙度Ra为1.8μm以上。