CN106164329B - 包含Al-Te-Cu-Zr合金的溅射靶及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种Al‑Te‑Cu‑Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶含有20原子％～40原子％的Te、5原子％～20原子％的Cu、5原子％～15原子％的Zr，剩余部分包含Al，并且在靶组织中不存在Te相、Cu相和CuTe相。本发明的课题在于提供一种可以有效地抑制溅射时的粉粒产生、结瘤产生等、并且可以减少靶中所含的氧的Al‑Te‑Cu‑Zr合金溅射靶及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及包含Al-Te-Cu-Zr合金的溅射靶及其制造方法，特别是用于形成作为电阻变化型材料的包含Al-Te-Cu-Zr合金的薄膜的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶及其制造方法。
背景技术
近年来，使用利用电阻变化来记录信息的包含Te-Al基材料或Te-Zr基材料的薄膜作为电阻变化型记录材料。作为形成包含这些材料的薄膜的方法，通常使用真空蒸镀法、溅射法等一般被称为物理蒸镀法的方法来进行。特别是从操作性、成膜的稳定性考虑，多使用磁控溅射法来形成。
使用溅射法的薄膜形成通过以下方式进行，使氩离子等正离子与设置在阴极的靶物理性地撞击，通过该撞击能量使构成靶的材料放出，从而将与靶材料几乎相同组成的膜层叠于对置的阴极侧的基板上。使用溅射法的成膜具有以下特征：通过调节处理时间、供给功率等，可以以稳定的成膜速度形成埃单位的薄膜到数十μm的厚膜。
形成作为电阻变化型记录材料的Te-Al基等的合金膜时，特别会成为问题的是，在溅射时在靶表面产生结瘤，从而导致粉粒、电弧放电。特别是Al-Te-Cu-Zr合金靶由成膜速度不同的多种金属成分构成，因此存在结瘤产生频率高、粉粒产生量大的问题。而且，这样的靶或溅射时的问题成为使作为记录介质的薄膜的品质降低的重要原因。
作为现有的Te-Al基溅射用靶，例如，专利文献1公开了一种靶，其含有选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta和镧系元素的元素组中的一种以上高熔点金属元素、选自Al、Ge、Zn、Co、Cu、Ni、Fe、Si、Mg、Ga中的一种以上元素和选自S、Se、Te中的一种以上硫族元素。另外，作为其制造方法，公开了制作AlCuZr合金锭，然后粉碎该合金锭而制成合金粉末，在该合金粉末中混合Te粉末和Ge粉末并进行烧结，由此制造AlCuGeTeZr靶材(参照实施例1)。
在制作包含Te-Al基合金的烧结体时，Al与Te合金化时，有时生成非常活跃且难以处理的Al-Te。另外，由于Te的蒸气压高，在与高熔点的Zr的合成中有时产生组成偏差(1000℃下的Te的蒸气压100kPa、Zr的蒸气压1kPa以下)。此外，由于构成相的溅射速率差大，存在如下问题：成膜速度变得不均匀，从而在溅射靶的表面形成结瘤，而且由此产生粉粒。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-26679号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题在于解决上述诸问题，特别是提供一种可以有效地抑制溅射时的粉粒产生、结瘤产生等，并且可以减少靶中所含的氧的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶及其制造方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明人进行了广泛深入的研究，结果发现：通过减小构成溅射靶的相的溅射速率差，可以使成膜速度均匀，另外，通过将晶粒细化，并且降低氧含量，可以抑制粉粒的产生、结瘤的产生，从而可以提高成膜时的成品率。
基于这样的发现，本发明提供：
1)一种Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶含有20原子％～40原子％的Te、5原子％～20原子％的Cu、5原子％～15原子％的Zr，剩余部分包含Al，并且在靶组织中不存在Te相、Cu相和CuTe相。
2)如上述1)所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，在靶组织中存在Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相。
3)如上述1)或2)所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶的平均粒径为10μm以下。
4)如上述1)至3)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶的纯度为3N以上、氧含量为3000重量ppm以下。
5)如上述1)至4)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶含有选自Si、C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、镧系元素、Ge、Zn、Co、Ni、Fe、Mg、Ga、S、Se中的任意一种以上元素。
6)如上述1)至5)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶的相对密度为90％以上。
另外，本发明提供：
7)一种Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：熔炼Cu原料和Te原料而制作CuTe合金锭的工序；将CuTe合金锭粉碎，然后对CuTe粉碎粉和Zr原料粉进行热压而制作CuTeZr合金的工序；将CuTeZr合金粉碎，然后对CuTeZr粉碎粉和Al原料粉进行热压而制作CuTeZrAl合金的工序。
8)如上述7)所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在300℃～400℃的温度下对CuTe粉碎粉和Zr原料粉进行热压而制作CuTeZr合金。
9)如上述7)所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在400℃～600℃的温度下对CuTe粉碎粉和Zr原料粉进行热压而制作CuTeZr合金。
10)如上述7)至9)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在将CuTeZr合金粉碎的工序中，在惰性气氛或真空状态下将合金粉碎。
11)一种Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：熔炼Cu原料和Te原料而制作CuTe合金锭的工序；将CuTe合金锭粉碎，然后对CuTe粉碎粉、Zr原料粉和Al原料粉进行热压而制作CuTeZrAl合金的工序。
12)如上述11)所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在300℃～600℃的温度下对CuTe粉碎粉、Zr原料粉和Al原料粉进行热压而制作CuTeZrAl合金。
13)如上述6)至12)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒径为1μm～10μm的CuTe粉碎粉、平均粒径为1μm～10μm的Zr原料粉、平均粒径为1μm～10μm的Al原料粉。
14)如上述6)至13)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，对CuTe粉碎粉进行氢还原。
15)如上述6)至14)中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在将CuTe合金粉碎的工序中，在惰性气氛或真空状态下将合金粉碎。
发明效果
本发明的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体溅射靶具有下述优良效果：通过使溅射速率大的Te和Cu与溅射速率小的Al和Zr合金化，可以使成膜速度均匀，另外，由于晶粒细化、氧含量降低，因此可以抑制以它们为起点的粉粒、结瘤的产生。
附图说明
图1为实施例1的烧结体的使用FE-EPMA得到的元素分布图。
图2为实施例2的烧结体的使用FE-EPMA得到的元素分布图。
图3为表示溅射靶的利用FE-EPMA的观察部位的示意图。
具体实施方式
本发明的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶具有如下构成：含有20原子％～40原子％的Te、含有5原子％～20原子％的Cu、含有5原子％～15原子％的Zr，并且剩余部分包含Al。确定各自的组成范围以使得能够得到作为电阻变化型记录材料的特性。本发明的合金靶为以Al、Te、Cu、Zr作为主要成分的溅射靶，为了提高作为记录材料的诸特性，也可以添加其它成分。
本发明的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的特征在于，在其组织中不存在Te相、Cu相和CuTe相。由于Te相、Cu相和CuTe相容易被溅射，成膜速度变快，因此通过不存在这样的相，可以使靶整体的成膜速度均匀。另外，如上所述，CuTe相非常活跃，因此通过不存在这样的相，可以使处理变容易。在此，“不存在Te相、Cu相和CuTe相”是指在使用EPMA观察2000倍的视野而得到的分布像中，各相的面积率小于5％的情况。另外，考虑偏析的可能性，将使用EPMA的观察部位设定为如图3所示的多个部位，在至少其半数以上的部位，各相的面积率小于5％即可。
本发明的溅射靶优选在其组织中存在Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相。通过以这样的方式减小靶的构成相之间的溅射速率差，可以使成膜速度更均匀，由此，可以显著减少结瘤的产生、粉粒的产生。需要说明的是，它们的存在可以通过使用EMPA进行的组织观察来确认。
本发明的溅射靶优选平均粒径为10μm以下。在由成膜速度不同的相构成的复合材料的情况下，通过减小晶粒尺寸，可以减小溅射靶表面的起伏，由此可以减少结瘤的产生。需要说明的是，如下所述，溅射靶的晶粒尺寸不仅根据原料粉末的粒径调节大幅变动、而且根据合金锭的粉碎条件、热压条件等大幅变动。
另外，本发明的溅射靶优选氧含量为3000重量ppm以下。通过以这样的方式降低氧含量，可以抑制由其造成的粉粒的产生，还可以提高电阻变化型存储器等器件的特性。另外，杂质元素的存在使器件特性降低，因此更优选将溅射靶的纯度调节为3N(99.9％)以上。
本发明的溅射靶为以Al、Te、Cu、Zr作为主要成分的溅射靶，但是为了调节电阻变化型存储器等器件的特性，可以添加其它成分。例如，可以添加选自Si、C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、镧系元素、Ge、Zn、Co、Ni、Fe、Mg、Ga、S、Se中的任意一种以上元素。这些添加物优选以0.1重量％～5.0重量％的比例添加，由此可以提高器件性能。
本发明的溅射靶的相对密度优选为90％以上。通过使用这样的高密度靶，可以实现良好的溅射。本发明中的相对密度由下式计算：
相对密度＝{(烧结体的密度)/(理论密度)}×100。
其中，所述烧结体密度通过使用游标卡尺测量烧结体的尺寸，由其体积和测定重量计算，理论密度如下所示，通过原料的单质密度分别乘以混合质量比，并对所得到的值求和而求出：
理论密度＝Σ{(各原料的理论密度×混合比)+(各原料的理论密度×混合比)+……}。
本发明的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶例如可以通过以下方法来制作。
(CuTe的合成)
首先，准备Cu原料、Te原料，并称量这些原料以得到所期望的组成比。接着，将这些原料投入石英安瓿瓶中，并进行真空密封，然后在摆动式合成炉中进行合成处理。为了充分地熔炼Cu和Te，熔炼温度优选设定为1000℃～1300℃。熔炼后在炉内进行冷却。此时得到的烧结体的组织由CuTe相和Te相构成。需要说明的是，虽然也考虑一次性地合成CuTeZr，但是由于Te的蒸气压高，会引起组成偏差，因而优选通过首先制作CuTe，然后添加Zr而进行CuTeZr的合成。
接着，将合成结束后的CuTe烧结体粉碎。粉碎可以使用捣碎机、球磨机、振动粉碎机、针磨机、锤式粉碎机、气流粉碎机等一般的设备。为了有效地防止粉碎粉的氧化，优选在真空或惰性气氛下进行处理。无法在真空或惰性气氛下进行处理的情况下，可以通过在其后进行氢还原来降低氧含量。然后，可以使用筛将以这样的方式粉碎后的CuTe粉碎粉调节为粒径0.1μm～10μm。
(CuTeZr的合成)
将CuTe粉和Zr粉以所期望的组成比混合，并通过热压进行烧结、合成。烧结温度在固相合成的情况下可以设定为300℃～400℃，在液相合成的情况下可以设定为400℃～600℃(其中，不包含400℃)。另外，为了促进Te与Zr的反应，优选Zr粉的粒径为0.1μm～10μm。接着，将合成结束后的CuTeZr烧结体粉碎。粉碎可以使用与前述相同的一般的设备。CuTeZr难以通过氢还原降低氧含量，因此为了防止粉碎粉的氧化，优选在真空或惰性气氛下进行处理。此时得到的烧结体的组织由CuTe相、TeZr相和Zr相构成。然后，可以使用筛将CuTeZr粉碎粉调节为0.1μm～10μm。
(CuTeZrAl的合成)
将CuTeZr粉和Al粉以所期望的组成比混合，并通过热压进行烧结、合成。为了进行CuTeZr与Al的合成反应，优选将烧结温度设定为300℃～600℃。另外，为了促进与CuTeZr的反应，优选Al粉的粒径为0.1μm～10μm。由此，可以得到包含Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相的组织的烧结体。
除了上述方法以外，可以将CuTe粉、Zr粉、Al粉以所期望的组成比混合，并在300℃～600℃的温度下热压而进行烧结、合成。合成CuTeZr时，如上所述，由于无法通过氢还原实现氧的减少，因而通过将CuTeZr的合成与CuTeZrAl的合成一体化、并将工艺简化，可以有效地抑制氧混入。即使在通过这样的方法进行制作的情况下，所得到的烧结体的组织也由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。
(其它成分的添加)
为了提高器件性能而在上文中列出的添加元素优选在以下的工序中添加。对于Ge、Ga、S、Se和Zn，由于熔点低，因此可以容易地合成，此外，由于活性相对较低，因此优选在熔炼Cu、Te时一并添加。对于C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、镧系元素和Mg，由于熔点高，因此难以合成，此外，由于活性高、难以脱氧，因此优选在将Zr粉、Al粉与CuTe粉混合时一并添加。对于其它的Si、Co、Ni、Fe等，可以在前述的任一工序中适当添加。
根据需要可以对通过以上的方法合成的CuTeZrAl烧结体和添加了其它成分的烧结体利用切削、研磨等机械加工而制作成规定形状的溅射靶。由此，可以制作具有上述特征的本发明的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶。
实施例
以下，基于实施例和比较例进行说明。需要说明的是，本实施仅为一个例子，本发明不受该例任何限制。即，本发明仅受权利要求书限制，包含本发明所含的实施例以外的各种变形。
(实施例1)
称量纯度4N的Cu原料和纯度5N的Te原料以得到Cu:Te＝30:70(原子％)的组成。选择能够放入合成用安瓿瓶的大小的Cu线材和Te微粒作为原料。接着，为了防止熔炼中的氧化和来自外部的污染，将原料投入高纯度石英安瓿瓶内，并进行真空密封。在选择安瓿瓶时，使用内径80mm、长度200mm的安瓿瓶以减小温度分布并且使熔液容易均匀混合。然后，为了进行合金化而实施熔炼。在1000℃下保持4小时以使Cu与Te充分反应、熔炼。此时，为了使熔液均匀，以周期30Hz摇动。熔炼结束后，在炉内缓慢冷却至室温，从而制作了铸锭。通过以上方式，得到了纯度4N的高纯度CuTe锭。
接着，将该锭在大气中用捣碎机进行粉碎。在捣碎机粉碎时，为了防止来自构件的污染，准备洗净的锤子和罐。为了有效地实施捣碎机粉碎，将每一罐的投入量设定为400g，以周期60Hz进行1小时粉碎。然后，用90μm的筛进行分级，仅回收筛下物。需要说明的是，对于筛上物，在下一批次的处理时投入，之后对全部量进行上述处理。对于以这样的方式得到的粉末，为了进一步减少氧，对其实施氢还原处理。氢还原设定为充分减少氧并且不显著发生颈缩的条件，设定还原温度325℃、保持时间6小时、氢流量5升/分钟。通过这样的方式可以将CuTe粉的氧含量由680重量ppm降低至80重量ppm。
接着，称量最大粒径90μm的CuTe粉和最大粒径10μm的Zr粉以得到CuTe:Zr＝83.3:16.7(原子％)的组成。将该原料粉填充于直径480mm的石墨模具中并进行热压，从而制作了烧结体。将烧结条件设定为：烧结温度325℃(固相反应)、加压压力300kgf/cm2、保持时间4小时，然后再在烧结温度400℃(固相反应)、加压压力300kgf/cm2、保持时间4小时的条件下进行烧结。需要说明的是，烧结均在真空环境下进行。关于所得到的烧结体，将EPMA的分布像示于图1。由图1确认了烧结体组织由TeZr相和Zr相构成。
接着，将该烧结体在氧10ppm以下的Ar气氛中用捣碎机进行粉碎。粉碎条件与粉碎CuTe锭时相同。然后，用90μm的筛进行分级，仅回收筛下物。需要说明的是，对于筛上物，在下一批次的处理时投入，之后对全部量进行上述处理。称量以这样的方式得到的最大粒径90μm的CuTeZr粉末和纯度4N、平均粒径3μm的Al雾化粉以得到Al:Te:Cu:Zr＝40:35:15:10(原子％)的组成。将该原料粉填充于直径480mm的石墨模具中并进行热压，从而制作了烧结体。将烧结条件设定为：烧结温度400℃、加压压力300kgf/cm2、保持时间4小时、氩气气氛。关于所得到的烧结体，将EPMA的分布像示于图2。由图2确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。
通过以上方式，得到了纯度3N以上、氧浓度3000重量ppm、相对密度90％、平均粒径8μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。接着，通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是由结瘤、氧化物引起的微弧放电显著降低、粉粒(0.2μm以上)为20个以下，粉粒产生率极低。
(实施例2)
除了将CuTe粉和Zr粉的混合粉的烧结温度(最高)由400℃变更为500℃(液相反应)以外，在与实施例1相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2900重量ppm、相对密度93％、平均粒径9μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。接着，通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用该靶在与实施例1相同的条件下进行了溅射，结果粉粒(0.2μm以上)极少，为18个。
(实施例3)
进一步对实施例1中制作的粒径90μm以下的CuTe粉进行了气流粉碎机粉碎。粉碎后的最大粒径为5μm，氧含量为680重量ppm。接着，在与实施例1相同的条件下进行氢还原，得到了氧浓度80重量ppm的低氧粉末。称量并混合以这样的方式制作的最大粒径5μm且氧浓度80重量ppm的CuTe粉末、最大粒径10μm且氧浓度5100重量ppm的Al粉、和最大粒径10μm且氧浓度8000重量ppm的Zr粉末以得到与实施例1相同的组成。将该原料粉填充于直径480mm的石墨模具中并进行热压，从而制作了烧结体。将烧结条件以与实施例1相同的方式设定为：烧结温度325℃、加压压力300kgf/cm2、保持时间4小时，然后再在烧结温度400℃、加压压力300kgf/cm2、保持时间4小时、氩气气氛的条件下进行烧结。通过以上方式，得到了纯度3N以上、氧浓度1900重量ppm、相对密度94％、平均粒径7μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为25个。
(实施例4)
除了将Al、Te、Cu、Zr的组成比变更为如表1所示以外，在与实施例1相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2700重量ppm、相对密度90％、平均粒径8μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为20个。
(实施例5)
除了将Al、Te、Cu、Zr的组成比变更为如表1所示以外，在与实施例2相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2400重量ppm、相对密度93％、平均粒径9μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为18个。
(实施例6)
除了在Cu、Te的熔炼时添加了Ga作为添加元素以得到表1所示的组成以外，在与实施例3相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2800重量ppm、相对密度92％、平均粒径6μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Ga)烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、CuGa相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为39个。
(实施例7)
除了在Cu、Te的熔炼时添加了S作为添加元素以得到表1所示的组成以外，在与实施例3相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2800重量ppm、相对密度90％、平均粒径6μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有S)烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、CuS相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为21个。
(实施例8)
除了在CuTe粉、Zr粉、Al粉的烧结时添加了Ti粉作为添加元素以得到表1所示的组成以外，在与实施例3相同的条件下制作了烧结体。此时，Ti粉的最大粒径为10μm、氧浓度为7900重量ppm。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2600重量ppm、相对密度95％、平均粒径8μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Ti)烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相、Ti相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为27个。
(实施例9)
除了在Cu、Te的熔炼时添加了Ge作为添加元素以得到表1所示的组成、并且在CuGeTe粉、Zr粉、Al粉的烧结时添加了C粉作为添加元素以得到表1所示的组成以外，在与实施例3相同的条件下制作了烧结体。此时，Ti粉的最大粒径为2μm、氧浓度为3100重量ppm。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2700重量ppm、相对密度91％、平均粒径9μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Ge、C)烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、C相、CuAl相、GeTe相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为16个。
(实施例10)
除了在Cu、Te的熔炼时添加了Se作为添加元素以得到表1所示的组成、并且在CuSeTe粉、Al粉、Zr粉的烧结时添加了Si粉作为添加元素以得到表1所示的组成以外，在与实施例3相同的条件下制作了烧结体。此时，Si粉的最大粒径为2μm、氧浓度为1600重量ppm。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2900重量ppm、相对密度91％、平均粒径7μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Se、Si)烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、Si相、SeTeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)极少，为33个。
(比较例1)
称量并混合平均粒径40μm且氧浓度100重量ppm的Cu粉、平均粒径30μm且氧浓度100重量ppm的Te粉、平均粒径40μm且氧浓度8000重量ppm的Zr粉和平均粒径40μm且氧浓度100重量ppm的Al粉以得到与实施例1相同的组成。将该原料粉填充于直径480mm的石墨模具中并进行热压，从而制作了烧结体。烧结条件为烧结温度370℃、加压压力300kgf/cm2、保持时间4小时、氩气气氛，在该条件下进行了烧结。通过以上方式，得到了纯度3N以上、氧浓度2600重量ppm、相对密度95％、平均粒径7μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、Cu相、CuTe相、CuTeZr相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)显著增加至468个。
(比较例2)
除了将CuTeZr粉和Al粉的混合粉的烧结温度(最高)由400℃变更为370℃以外，在与实施例1相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度3600重量ppm、相对密度83％、平均粒径9μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)增加至221个。
(比较例3)
将CuTeZr烧结体在氧10ppm以下的Ar气氛中进行粉碎，然后在大气中放置30分钟。其结果是氧浓度由450重量ppm增加至820重量ppm。除了将该CuTeZr粉作为原料粉以外，在与实施例1相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度3600重量ppm、相对密度95％、平均粒径8μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)增加至309个。
(比较例4)
除了将Al、Te、Cu、Zr的组成比变更为如表1所示以外，在与实施例1相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度3000重量ppm、相对密度90％、平均粒径8μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)减少至54个。但是，这样的组成无法得到充分的器件特性。
(比较例5)
除了将Al、Te、Cu、Zr的组成比变更为如表1所示以外，在与实施例1相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2600重量ppm、相对密度92％、平均粒径5μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)减少至35个。但是，这样的组成无法得到充分的器件特性。
(比较例6)
除了将作为原料粉的CuGaTe粉、Zr粉、Al粉的最大粒径变更为150μm以外，在与实施例6相同的条件下制作了烧结体。由此，得到了纯度3N以上、氧浓度2700重量ppm、相对密度93％、平均粒径15μm的Al-Te-Cu-Zr合金烧结体。另外，确认了烧结体组织由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相构成。通过对该烧结体进行机械加工而制作溅射靶，并使用所得到的靶进行了溅射。其结果是粉粒(0.2μm以上)增加至134个。
表1
产业实用性
本发明的Al-Te-Cu-Zr基合金烧结体溅射靶具有下述优良效果：由于构成组织的相少而可以使成膜速度均匀，另外，由于晶粒尺寸微细、氧含量降低，因此可以抑制以它们为起点的粉粒产生、结瘤产生。因此，本发明对于稳定地供给作为高品质的电阻变化型记录材料的包含Al-Te基合金的薄膜是有用的。
Claims (15)
1.一种Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶含有20原子％～40原子％的Te、5原子％～20原子％的Cu、5原子％～15原子％的Zr，剩余部分包含Al，并且在靶组织中不存在Te相、Cu相和CuTe相。
2.如权利要求1所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，在靶组织中存在Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相。
3.如权利要求1或2所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶的平均粒径为10μm以下。
4.如权利要求1或2所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶的纯度为3N以上，氧含量为3000重量ppm以下。
5.如权利要求1或2所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶含有选自Si、C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、镧系元素、Ge、Zn、Co、Ni、Fe、Mg、Ga、S、Se中的任意一种以上元素。
6.如权利要求1或2所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶，其特征在于，所述溅射靶的相对密度为90％以上。
7.一种Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：熔炼Cu原料和Te原料而制作CuTe合金锭的工序；将CuTe合金锭粉碎，然后对CuTe粉碎粉和Zr原料粉进行热压而制作CuTeZr合金的工序；将CuTeZr合金粉碎，然后对CuTeZr粉碎粉和Al原料粉进行热压而制作CuTeZrAl合金的工序。
8.如权利要求7所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在300℃～400℃的温度下对CuTe粉碎粉和Zr原料粉进行热压而制作CuTeZr合金。
9.如权利要求7所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在400℃～600℃的温度下对CuTe粉碎粉和Zr原料粉进行热压而制作CuTeZr合金。
10.如权利要求7至9中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在将CuTeZr合金粉碎的工序中，在惰性气氛或真空状态下将合金粉碎。
11.一种Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：熔炼Cu原料和Te原料而制作CuTe合金锭的工序；将CuTe合金锭粉碎，然后对CuTe粉碎粉、Zr原料粉和Al原料粉进行热压而制作CuTeZrAl合金的工序。
12.如权利要求11所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在300℃～600℃的温度下对CuTe粉碎粉、Zr原料粉和Al原料粉进行热压而制作CuTeZrAl合金。
13.如权利要求7至9、11、12中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒径为0.1μm～10μm的CuTe粉碎粉、平均粒径为0.1μm～10μm的Zr原料粉、平均粒径为0.1μm～10μm的Al原料粉。
14.如权利要求7至9、11、12中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，对CuTe粉碎粉进行氢还原。
15.如权利要求7至9、11、12中任一项所述的Al-Te-Cu-Zr合金溅射靶的制造方法，其特征在于，在将CuTe合金粉碎的工序中，在惰性气氛或真空状态下将合金粉碎。
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