CN108603284A - 溅射靶 - Google Patents

溅射靶 Download PDF

Info

Publication number
CN108603284A
CN108603284A CN201780010079.8A CN201780010079A CN108603284A CN 108603284 A CN108603284 A CN 108603284A CN 201780010079 A CN201780010079 A CN 201780010079A CN 108603284 A CN108603284 A CN 108603284A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
copper
sputtering target
less
cuo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780010079.8A
Other languages
English (en)
Inventor
斋藤淳
井尾谦介
盐野郎
盐野一郎
张守斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority claimed from PCT/JP2017/011207 external-priority patent/WO2017164168A1/ja
Publication of CN108603284A publication Critical patent/CN108603284A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/45Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种溅射靶,其特征在于,具有金属铜相和氧化铜相,将氧化铜相的体积率设在超过80体积%且90体积%以下的范围内,将靶溅射面中的比电阻值相对于平均值的偏差设为50%以下,将靶组织中的所述金属铜相的粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内。并且,优选具有p型半导体的性质。

Description

溅射靶
技术领域
本申请发明涉及一种形成氧化铜膜时所使用的溅射靶。
本申请主张基于2016年3月22日于日本申请的专利申请2016-057461号及2017年3月1日于日本申请的专利申请2017-038734号的优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
通常,作为触摸传感器等中所使用的导电性薄膜,已知具有形成于薄膜的两个表面的透明导体层及形成于各透明导体层的表面的金属层的导电性薄膜。
在此,在上述导电性薄膜中存在如下问题:卷绕成卷筒状时,导致相邻的导电性薄膜彼此粘附,剥离所粘附的导电性薄膜时,在透明导体层产生损伤。
因此,在专利文献1中提出了在薄膜基材形成有无机纳米涂层的薄膜。在该薄膜中,能够通过无机纳米涂层来抑制相邻的薄膜彼此的粘附。另外,作为该无机纳米涂层,能够应用氧化铜膜。
作为在薄膜等基材的表面形成氧化铜膜的方法,例如公开有使用氧化铜靶进行溅射的方法、使用无氧铜靶在氧气的存在下进行溅射(反应性溅射)的方法。
例如,在专利文献2中提出了用于形成含氧铜膜的含氧铜靶。
并且,在专利文献3中公开有由Cu/Cu2O复合合金组成的溅射靶。
专利文献1:日本特表2014-529516号公报(A)
专利文献2:日本特开2008-280545号公报(A)
专利文献3:日本特开2001-210641号公报(A)
然而,使用无氧铜靶在氧气的存在下进行溅射时,无法充分地控制铜与氧之间的反应,难以形成均匀的氧化铜膜。
并且,在使用氧化铜靶的情况下,靶本身的电阻非常高,DC(直流)溅射较困难,因此通常进行RF(高频)溅射。
在该RF(高频)溅射中,存在成膜速度慢,且生产率下降的问题。
而且,在专利文献2中所记载的含氧铜靶中,由于氧的含量少,因此所形成的含氧铜膜具有与金属铜膜相同的特性,作为氧化铜膜的特性不充分。
并且,在专利文献3中记载有:若Cu2O的配合率超过80体积%,则加工变得困难。还记载有:若Cu2O的配合率变高,则所形成的布线膜的电阻值变高。因此,在专利文献3中,将Cu2O的配合率限制在80体积%以下。
另外,如专利文献3所记载那样,将Cu2O的配合率设为80体积%以下,金属Cu的含量高时,金属Cu相以网络状存在,可确保导电性。在这种结构的溅射靶中,导电性比金属Cu低的氧化铜相成为异常放电的原因,有可能无法稳定地进行溅射。
发明内容
本发明是鉴于前述情况而完成的,且其目的在于提供一种能够进行DC溅射、并能够形成均匀的氧化铜膜的溅射靶。
为了解决上述问题,本申请发明的一方式的溅射靶(以下,称为“本申请发明的溅射靶”)的特征在于,具有金属铜相和氧化铜相,将所述氧化铜相的体积率设在超过80体积%且90体积%以下的范围内,将靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差设为50%以下,将靶组织中的所述金属铜相的平均粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内。
根据本申请发明的溅射靶,由于氧化铜相的体积率超过80体积%,因此氧化铜相充分地存在,即使不在氧气存在下进行溅射,也能够形成氧化铜膜。
并且,将氧化铜相的体积率设在90体积%以下的范围内,将靶组织中的所述金属铜相的粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内,因此比较微细的金属铜相均匀地分散。并且,将靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差设为50%以下,靶溅射面的电阻值的偏差小,因此可充分地确保作为整个靶的导电性。由此,通过DC溅射,能够稳定地形成氧化铜膜。
在此,在本申请发明的溅射靶中,作为整个靶,优选具有p型半导体的性质。
在该情况下,金属铜相以岛状分散,并存在于这些金属铜相之间的氧化铜相作为p型半导体有助于靶的导电,由此认为作为整个靶,具有p型半导体的性质,能够确保导电性。由此,氧化铜相不会成为异常放电的原因,能够通过DC溅射来形成氧化铜膜。
另一方面,金属Cu相以网状存在,可确保导电性时,作为整个靶,不具有半导体的性质。在这种结构的溅射靶中,导电性比金属Cu低的氧化铜相成为异常放电的原因,有可能无法稳定地进行溅射。
并且,在本申请发明的溅射靶中,电阻值优选为10Ω·cm以下。
在该情况下,将靶的电阻值抑制得足够低,因此能够可靠地进行DC溅射。
而且,在本申请发明的溅射靶中,X射线衍射分析的结果,CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2优选为0.15以下。
在该情况下,在氧化铜相中CuO的存在比率少,Cu2O的存在比率高。
在此,CuO与金属铜进行反应而生成Cu2O,因此CuO的存在比率高时,金属铜与CuO未充分地进行反应。因此,在氧化铜相中将CuO的存在比率设为0.15以下,由此Cu2O均匀地分散,能够抑制靶内的电阻值的偏差。
并且,在本申请发明的溅射靶中,X射线光电子能谱分析的结果,优选将CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设在0.03以上且0.4以下的范围内。
在该情况下,将CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设为0.03以上,在氧化铜相中存在CuO,因此烧结体的强度得到提高,能够抑制制造时产生裂纹。另一方面,将IP1/IP2设为0.4以下,因此在氧化铜相中CuO的存在比率变少,能够抑制靶内的电阻值的偏差。
而且,在本申请发明的溅射靶中,优选将密度设在5.5g/cm3以上且7.5g/cm3以下的范围内。
在该情况下,将密度设在5.5g/cm3以上,因此能够减小存在于靶溅射面的空隙,能够抑制溅射时发生异常放电。并且,将密度设为7.5g/cm3以下,因此加工性得到提高,溅射靶的成型变得容易。
根据本申请发明,能够提供一种能够进行DC溅射、并能够形成均匀的氧化铜膜的溅射靶。
附图说明
图1是表示靶形状为平板状、且靶溅射面呈圆形的溅射靶的靶溅射面中的电阻值的测定位置的说明图。
图2是表示靶形状为平板状、且靶溅射面呈矩形的溅射靶的靶溅射面中的电阻值的测定位置的说明图。
图3是表示靶形状为圆筒状、且靶溅射面为圆筒外周面的溅射靶的靶溅射面中的电阻值的测定位置的说明图。
图4是表示本发明例2及比较例1中的XRD结果的一例的图。
图5是表示本发明例16中的XPS结果的一例的图。
具体实施方式
以下,对本申请发明的一实施方式、即溅射靶进行说明。另外,作为本实施方式的溅射靶在形成氧化铜膜时使用。
作为本实施方式的溅射靶具有金属铜相和氧化铜相,且将氧化铜相的体积率设在超过80体积%且90体积%以下的范围内。另外,在本实施方式中,将Cu的含量设在70原子%以上且74原子%以下的范围内。
金属铜相以岛状分散于靶中,金属铜相的平均粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内。
并且,在作为本实施方式的溅射靶中,将靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差设为50%以下。
氧化铜相将Cu2O作为主体,可以在其一部分存在CuO。在此,在作为本实施方式的溅射靶中,X射线衍射分析(XRD)的结果,将CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2设为0.15以下。
而且,在作为本实施方式的溅射靶中,X射线光电子能谱分析(XPS)的结果,将CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设在0.03以上且0.4以下的范围内。
并且,在作为本实施方式的溅射靶中,作为整个靶,具有p型半导体的性质。
并且,作为本实施方式的溅射靶的电阻值设为10Ω·cm以下。
而且,在作为本实施方式的溅射靶中,将密度设在5.5g/cm3以上且7.5g/cm3以下的范围内。
以下,对如上所述那样规定本实施方式的溅射靶中的氧化铜相的体积率、金属铜相的平均粒径、电阻值的偏差、X射线衍射分析(XRD)的衍射强度、X射线光电子能谱分析(XPS)的峰值强度、密度的理由进行说明。
(氧化铜相的体积率:超过80体积%且90体积%以下)
在作为本实施方式的溅射靶中,通过DC溅射来形成氧化铜膜,金属铜相与氧化铜相的存在比变得特别重要。
在此,氧化铜相的体积率小于80体积%时,在所形成的氧化铜膜中存在比较大量的金属铜,有可能无法形成具有作为氧化铜的特性的氧化铜膜。
另一方面,若氧化铜相的体积率超过90体积%,则整个靶的电阻值上升,有可能无法进行DC溅射。在本实施方式中,金属铜相以岛状分散,并存在于它们之间的氧化铜相与金属铜相进行反应而作为退化的p型半导体发挥作用,因此若金属铜相未充分地分散,则认为会导致整个靶中的电阻值上升。
从这种理由考虑,在本实施方式中,将氧化铜相的体积率设定在超过80体积%且90体积%以下的范围内。
另外,为了可靠地形成特性优异的氧化铜膜,优选将氧化铜相的体积率设为85体积%以上。另一方面,为了将溅射靶的电阻值抑制为更低,优选将氧化铜相的体积率设为85体积%以下。即,对于氧化铜相的体积率,在超过80体积%且90体积%以下的范围内,考虑所要求的特性或者电阻值,优选适当地调整氧化铜相的体积率。
(金属铜相的平均粒径:10μm以上且200μm以下)
为了通过DC溅射来形成氧化铜膜,需要在整个靶确保导电性。
在本实施方式中,金属铜相的平均粒径比较微细为200μm以下,因此金属铜相比较均匀地分散。在此,在本实施方式中,如上所述,金属铜相以岛状分散,并存在于它们之间的氧化铜相作为p型半导体发挥作用,因此金属铜相比较均匀地分散,由此能够在整个靶确保导电性,能够稳定地进行DC溅射。
并且,在制造作为本实施方式的溅射靶的情况下,使用金属铜粉末,但是通过将金属铜相的平均粒径规定在10μm以上,无需使金属铜粉末的粒径过度微细,而能够抑制金属铜粉末的氧化。
根据以上,在本实施方式中,将金属铜相的平均粒径设定在10μm以上且200μm以下的范围内。另外,为了在整个靶确保导电性,并进一步稳定地进行DC溅射,优选将金属铜相的平均粒径的上限设为150μm以下,进一步优选设为100μm以下。并且,为了可靠地抑制原料的金属铜粉末的氧化,优选将金属铜相的平均粒径的下限设为20μm以上,进一步优选设为30μm以上。
(靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差:50%以下)
在作为本实施方式的溅射靶中,通过分散金属铜相来确保导电性,能够进行DC溅射。在此,在靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差超过50%的情况下,金属铜相未均匀地分散,有可能无法稳定地进行DC溅射。并且,有可能在溅射时发生异常放电。
从这种理由考虑,在本实施方式中,将靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差设定为50%以下。另外,为了使金属铜相均匀地分散而能够可靠地实施DC溅射,优选将靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差设为40%以下,进一步优选设为30%以下。
在此,在本实施方式中,在溅射靶的形状为平板状、且靶溅射面呈圆形的情况下,如图1所示,在圆的中心(1)及通过圆的中心并且彼此正交的两条直线上的外周部分(2)、(3)、(4)、(5)这五个点测定电阻值,根据下述式,求出靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差。
并且,在溅射靶的形状为平板状、且靶溅射面呈矩形的情况下,如图2所示,在对角线所交叉的交点(1)及各对角线上的角部(2)、(3)、(4)、(5)这五个点测定电阻值,根据下述式,求出靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差。
而且,在溅射靶的形状为圆筒状、且靶溅射面为圆筒外周面的情况下,如图3所示,在从轴线O方向上的中心处向外周方向以90°为间隔的(1)、(2)、(3)、(4)这四个点测定电阻值,根据下述式,求出靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差。
(偏差)%=标准偏差/平均值×100
(电阻值:10Ω·cm以下)
为了进行DC溅射,在作为本实施方式的溅射靶中,优选将电阻值设为10Ω·cm以下,进一步优选设为1Ω·cm以下。
另外,本实施方式中的溅射靶的电阻值设为上述五个点的测定值的平均值。
(CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2:0.15以下)
在通过烧结来制造溅射靶的情况下,CuO与金属铜进行反应而生成Cu2O。在此,在CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2为0.15以下的情况下,CuO的存在比率低,金属铜与CuO充分地进行反应。因此,在靶内抑制电阻值的偏差,抑制发生异常放电。
根据以上,在本实施方式中,将CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2设定为0.15以下。另外,为了可靠地抑制电阻值的偏差而抑制发生异常放电,优选将CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2设为0.1以下,进一步优选设为0.05以下。
(X射线光电子能谱分析(XPS)中的CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2:0.03以上且0.4以下)
如上所述,通过烧结来制造溅射靶时,CuO与金属铜进行反应而生成Cu2O。在此,在X射线光电子能谱分析(XPS)中的CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP为0.03以上的情况下,在氧化铜相存在CuO,烧结体的强度得到提高,能够抑制制造时产生裂纹。另一方面,在IP1/IP为0.4以下的情况下,金属铜与CuO充分地进行反应,在靶内电阻值的偏差得到抑制,可抑制发生异常放电。
根据以上,在本实施方式中,将X射线光电子能谱分析(XPS)中的CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设定在0.03以上且0.4以下的范围内。另外,为了提高烧结体的强度而可靠地抑制制造时的裂纹,优选将上述IP1/IP2的下限设为0.05以上,进一步优选设为0.1以上。并且,为了可靠地抑制电阻值的偏差而抑制发生异常放电,优选将上述IP1/IP2的上限设为0.3以下,进一步优选设为0.2以下。
另外,如图5所示,难以将X射线光电子能谱分析(XPS)中的Cu的峰值与Cu2O的峰值进行分离,因此使用Cu及Cu2O的峰值强度IP2规定CuO的存在比率。
(密度:5.5g/cm3以上且7.5g/cm3以下)
若溅射靶的密度为5.5g/cm3以上,则能够减小存在于靶溅射面的空隙,能够抑制溅射时发生异常放电。另一方面,若溅射靶的密度为7.5g/cm3以下,则加工性得到提高,溅射靶的成型变得容易。
因此,在本实施方式中,将溅射靶的密度规定在5.5g/cm3以上且7.5g/cm3以下的范围内。
另外,为了可靠地抑制溅射时的异常放电,优选将溅射靶的密度的下限设为6.0g/cm3以上,更优选设为6.2g/cm3以上。并且,为了可靠地确保溅射靶的加工性,优选将溅射靶的密度的上限设为7.0g/cm3以下,更优选设为6.8g/cm3以下。
(溅射靶的制造方法)
接着,对作为本实施方式的溅射靶的制造方法进行说明。
首先,准备金属铜粉末、氧化铜粉末。在此,作为金属铜粉末,优选使用纯度为4N以上的金属铜粉末。并且,通过调整该金属铜粉末的粒径,能够控制溅射靶中的金属铜相的平均粒径。具体而言,优选将金属铜粉末的平均粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内。
并且,作为氧化铜粉末,能够使用CuO粉末、Cu2O粉末及它们的混合粉末。关于CuO粉末及Cu2O粉末,优选使用纯度为2N以上的CuO粉末及Cu2O粉末。CuO粉末及Cu2O粉末的平均粒径优选设在1μm以上且30μm以下的范围内。
接着,通过球磨机、亨舍尔混合机、摇摆式混合机等混合装置混合所称量的金属铜粉末及氧化铜粉末,来作为原料粉末。此时,为了防止金属铜粉末的氧化,优选将混合装置内的气氛设为Ar等惰性气体气氛。
接着,使用上述原料粉末,通过热压等进行烧结而获得烧结体。通过对所获得的烧结体进行机械加工,制造作为本实施方式的溅射靶。另外,优选将烧结温度设为600℃以上且900℃以下,将保持时间设在30min以上且600min以下的范围内,将加压压力设在10MPa以上且50MPa以下的范围内。
在此,在使用CuO粉末来作为氧化铜粉末的情况下,将烧结温度设为720℃以上,由此能够促进CuO与Cu之间的反应,能够减小溅射靶中的CuO的存在比率。
在如上所述构成的本实施方式、即溅射靶中,氧化铜相的体积率超过80体积%,因此存在足够的氧化铜相,即使不在氧气存在下进行溅射,也能够形成氧化铜膜。并且,将氧化铜相的体积率设在90体积%以下的范围内,将靶组织中的所述金属铜相的粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内,因此金属铜相比较均匀地分散,作为整个靶,可确保导电性。由此,通过DC溅射,能够形成氧化铜膜。
并且,在作为本实施方式的溅射靶中,将金属铜相的平均粒径设为200μm以下,因此金属铜相微细地分散于靶中,能够在整个靶确保导电性。由此,能够稳定地进行DC溅射。另一方面,将金属铜相的平均粒径设为10μm以上,因此无需在制造靶时过度减小金属铜粉末的粒径,从而能够抑制金属铜粉末的氧化,能够良好地进行烧结。
而且,在本实施方式中,将靶溅射面中的比电阻值相对于平均值的偏差设为50%以下,因此作为整个靶,可充分地确保导电性,通过DC溅射,能够稳定地形成氧化铜膜。
并且,在本实施方式中,金属铜相以岛状分散,并存在于这些金属铜相之间的氧化铜相与金属铜相进行反应而作为退化的p型半导体发挥作用,由此作为整个靶,具有p型半导体的性质,认为可确保导电性。由此,通过DC溅射,能够形成氧化铜膜。
而且,在本实施方式中,将溅射靶的电阻值设为10Ω·cm以下,因此能够可靠地进行DC溅射。
并且,在本实施方式中,X射线衍射分析(XRD)的结果,将CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2设为0.15以下,因此作为氧化铜相,Cu2O均匀地分散,能够抑制靶内的电阻值的偏差。
而且,在本实施方式中,X射线光电子能谱分析的结果,将CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设为0.03以上,因此烧结体的强度得到提高,能够抑制制造时产生裂纹。并且,将IP1/IP2设为0.4以下,因此在氧化铜相中CuO的存在比率变少,能够抑制靶内的电阻值的偏差。
而且,在作为本实施方式的溅射靶中,将密度设为5.5g/cm3以上,因此能够抑制溅射时发生异常放电。另一方面,将密度设为7.5g/cm3以下,因此可确保加工性,能够良好地对该溅射靶进行成型。
以上,对本申请发明的实施方式进行了说明,但是本申请发明并不限定于此,能够在不脱离本发明的技术思想的范围内适当地进行变更。
实施例
以下,对为了确认本申请发明的有效性而进行的确认实验的结果进行说明。
(溅射靶)
作为原料粉末,准备了金属铜粉末(纯度:99.9质量%以上,平均粒径记载于表1中)、CuO粉末(纯度:99质量%以上,平均粒径为5μm)、Cu2O粉末(纯度:99质量%以上,平均粒径为3μm)。
称量这些原料,以使成为表1中所记载的摩尔比,在设为Ar气体气氛的球磨机装置的容器内,投入所称量的原料和该原料的3倍重量的氧化锆球(直径:5mm),并混合了3小时。
对所获得的原料粉末进行筛分之后,填充于热压的平板及圆筒形状用成型模中,在200kgf/cm2的加压下,以表1中所示的烧结温度,平板形状保持了3小时,圆筒形状保持了5小时。
对所获得的烧结体进行机械加工,制造了评价用溅射靶(126mm×178mm×6mm、圆筒形状:(φ155mm-φ135mm)×150mmL)。并且,对以下项目进行了评价。将评价结果示于表1、表2中。
(靶中的氧化铜相的体积率)
通过滴定法来测定靶中的铜的浓度(原子%),并计算剩余部分来作为氧。
假设所计算出的氧全部以Cu2O存在而计算出与铜的体积率。另外,由于未考虑空孔,因此这里的体积率是除了空孔以外的体积率。
(靶的组成)
通过滴定法来测定靶中的铜的浓度,并计算出剩余部分来作为氧。
(膜的组成)
通过滴定法来测定膜中的铜的浓度,并计算出剩余部分来作为氧。
(靶的密度)
通过重量和尺寸来计算出密度。
(靶的电阻值)
关于溅射靶,通过电阻测定装置,测定了电阻率。若为平板形状,则对如图1及图2所示的靶溅射面内的五处(1~5)的测定点测定了电阻率,若为圆筒形状,则如图3所示的靶溅射面内的四处(1~4)的测定点测定了电阻率。将所测定出的面内的电阻率的平均值示于表2中。在该测定中,作为电阻测定装置,使用Mitsubishi Chemical Corporation.制造的低电阻率计(Loresta-GP),通过四探针法,测定了电阻率(Ω·cm)。
在测定时的温度为23±5℃,且湿度为50±20%下进行了测定。
(偏差)%=标准偏差/平均值×100
(pn判定)
关于溅射靶,通过PN判定器,进行了PN判定。若为平板形状,则对如图1及图2所示的靶溅射面内的一处(1)的测定点,进行了PN判定,若为圆筒形状,则对如图3所示的靶溅射面内的一处(1)的测定点,进行了PN判定。将所判定的结果示于表2中。在该测定中,作为PN判定器,使用NPS Inc.制造的PN判定器(MODEL PN-01),通过热电动式探头,进行了PN判定。在测定时的温度为23±5℃,且湿度为50±20%下进行了测定。
(金属铜相的粒径)
对于溅射靶的组织中的金属铜相的粒子,根据由EBSD获得的IQ图,确认了其尺寸。另外,IQ图中,观察500μm×750μm的剖面范围并定量测定了粒子尺寸。
另外,关于EBSD,使用株式会社TSL SOLUTIONS的OIM Data Collection收集图案,使用株式会社TSL SOLUTIONS制造的OIM Analysis 5.31计算出粒子的尺寸。
(X射线衍射分析)
在以下条件下进行了X射线衍射分析(XRD)。另外,关于强度比的计算,将CuO的111面的强度设为I1,且将Cu2O的200面的强度设为I2而进行了计算。将分析结果的一例示于图4中。
试样的准备:试样以SiC-Paper(grit 180)进行抛光之后,作为测定试样。
装置:Rigaku Denki Co.,Ltd制造(RINT-Ultima/PC)
管球:Cu
管电压:40kV
管电流:40mA
扫描范围(2θ):5°~80°
狭缝尺寸:发散(DS)2/3度、散射(SS)2/3度、光接收(RS)0.8mm
测定步幅度:在2θ为0.02度
扫描速度:每分钟2度
试样台旋转速度:30rpm
(X射线光电子能谱分析)
在以下的条件下进行了X射线光电子能谱分析(XPS)。另外,用抛光纸#2000对测定试样的测定面进行表面抛光,从最外表面进行Ar溅射并进行了分析。另外,在从溅射开始20分钟之后进行主测定,使用了Cu2p3/2光谱的数据。将分析结果的一例示于图5中。
装置:ULVAC-PHI PHI5000VersaProbe II
X射线源:Monochromated AlKα50W
通过能量:187.85eV(Survey)、46.95、58.7eV(Profile)
测定间隔:0.8eV/step(Survey)、0.1、0.125eV/step(Profile)
相对于试样面的光电子出射角:45deg
分析区域:约200μmφ
(制造时的裂纹)
在上述条件下制作20个溅射靶,并计数了此时产生裂纹的个数。
(异常放电次数)
对所获得的溅射靶,以如下步骤测定了溅射时发生异常放电的次数。
在平板状的溅射靶中,根据以下成膜条件,进行了成膜试验。
电源:DC600W
总压力:0.4Pa
溅射气体:Ar=50sccm
靶-基板(TS)距离:70mm
并且,在圆筒形状的溅射靶中,根据以下的成膜条件,进行了成膜试验。
靶尺寸:(φ155mm-φ135mm)×150mmL(进行4分割)
电源:DC2000W
总压力:0.4Pa
溅射气体:Ar=160sccm
靶-基板(TS)距离:60mm
在上述成膜条件下进行1小时溅射,对于异常放电的发生次数用附属于溅射电源装置的发弧计数器自动地测量了该次数。
(膜的电阻值)
在该测定中,作为电阻测定装置,使用Mitsubishi Chemical Corporation.制造的低电阻率计(Loresta-GP),通过四探针法,测定了薄层电阻(Ω/sq)。在测定时的温度为23±5℃,且湿度为50±20%下进行了测定。
在上述溅射条件下制作了测定时所使用的样品。关于膜,将目标膜厚设为200nm来形成于玻璃基板上。
[表1]
[表2]
*1X射线衍射分析(XRD)下的CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2
*2X射线光电子能谱分析(XPS)下的CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2
在氧化铜相的体积率超过90体积%的比较例1及比较例3中,电阻值高,无法进行DC溅射。
在将氧化铜相的体积率设为80体积%以下的比较例2及比较例4中,所形成的氧化铜膜的电阻值低,作为氧化铜膜的特性不充分。
在靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差超过50%的比较例5中,异常放电的发生次数多,无法稳定地进行溅射。
在金属铜相的粒径小于10μm的比较例6中,异常放电的发生次数多,无法稳定地进行溅射。
在金属铜相的粒径超过200μm的比较例7中,异常放电的发生次数多,无法稳定地进行溅射。
相对于此,根据本发明例,确认到电阻值低,能够进行DC溅射,且能够形成特性优异的氧化铜膜。
并且,X射线光电子能谱分析的结果,在将CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设在0.03以上且0.4以下的范围内的本发明例1~本发明例3、本发明例7,本发明例8,本发明例10~本发明例14、本发明例16、本发明例17中,确认到可抑制制造时产生裂纹。
产业上的可利用性
能够高精度且高效率地形成作为用于控制相邻的薄膜彼此的粘附的无机纳米涂层的氧化铜膜,能够应用于触摸传感器等导电性薄膜。
符号说明
O-轴线。

Claims (6)

1.一种溅射靶,其特征在于,
具有金属铜相和氧化铜相,将所述氧化铜相的体积率设在超过80体积%且90体积%以下的范围内,
将靶溅射面中的电阻值相对于平均值的偏差设为50%以下,
将靶组织中的所述金属铜相的平均粒径设在10μm以上且200μm以下的范围内。
2.根据权利要求1所述的溅射靶,其特征在于,具有p型半导体的性质。
3.根据权利要求1或2所述的溅射靶,其特征在于,
电阻值为10Ω·cm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的溅射靶,其特征在于,
CuO的衍射强度I1与Cu2O的衍射强度I2之比I1/I2为0.15以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的溅射靶,其特征在于,
X射线光电子能谱分析的结果,将CuO的峰值强度IP1与Cu及Cu2O的峰值强度IP2之比IP1/IP2设在0.03以上且0.4以下的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的溅射靶,其特征在于,
将密度设在5.5g/cm3以上且7.5g/cm3以下的范围内。
CN201780010079.8A 2016-03-22 2017-03-21 溅射靶 Pending CN108603284A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-057461 2016-03-22
JP2016057461 2016-03-22
JP2017038734A JP6876268B2 (ja) 2016-03-22 2017-03-01 スパッタリングターゲット
JP2017-038734 2017-03-01
PCT/JP2017/011207 WO2017164168A1 (ja) 2016-03-22 2017-03-21 スパッタリングターゲット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108603284A true CN108603284A (zh) 2018-09-28

Family

ID=59970463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780010079.8A Pending CN108603284A (zh) 2016-03-22 2017-03-21 溅射靶

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6876268B2 (zh)
KR (1) KR102237332B1 (zh)
CN (1) CN108603284A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113365763A (zh) * 2019-03-11 2021-09-07 三菱综合材料株式会社 含金属铜-氧化铜的粉末、含金属铜-氧化铜的粉末的制造方法及溅射靶材、溅射靶材的制造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6447761B2 (ja) * 2017-03-01 2019-01-09 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法
WO2018159753A1 (ja) * 2017-03-01 2018-09-07 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法
JP6855585B2 (ja) 2017-09-07 2021-04-07 本田技研工業株式会社 鞍乗り型車両の前部構造
WO2020044798A1 (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 三菱マテリアル株式会社 酸化物スパッタリングターゲット、及び、酸化物スパッタリングターゲットの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101260507A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 复旦大学 一种p型半导体掺镍氧化铜靶材及其制备方法
CN103173733A (zh) * 2013-03-08 2013-06-26 北京航空航天大学 一种高导电性能Ag掺杂Cu2O基p型透明导电薄膜及其制备方法
WO2016024526A1 (ja) * 2014-08-12 2016-02-18 東ソー株式会社 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット
CN105358734A (zh) * 2014-05-08 2016-02-24 三井金属矿业株式会社 溅镀靶材

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210641A (ja) 2000-01-28 2001-08-03 Hitachi Ltd 半導体装置
JP4985083B2 (ja) 2007-05-08 2012-07-25 三菱マテリアル株式会社 酸素含有銅ターゲットの製造方法
JP2009280834A (ja) 2008-05-19 2009-12-03 Ulvac Japan Ltd ターゲット、配線膜形成方法、薄膜トランジスタの製造方法
JP5102338B2 (ja) 2010-08-24 2012-12-19 株式会社アルバック 光ディスク用誘電体ターゲット及び成膜方法
US9040120B2 (en) 2011-08-05 2015-05-26 Frito-Lay North America, Inc. Inorganic nanocoating primed organic film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101260507A (zh) * 2008-04-24 2008-09-10 复旦大学 一种p型半导体掺镍氧化铜靶材及其制备方法
CN103173733A (zh) * 2013-03-08 2013-06-26 北京航空航天大学 一种高导电性能Ag掺杂Cu2O基p型透明导电薄膜及其制备方法
CN105358734A (zh) * 2014-05-08 2016-02-24 三井金属矿业株式会社 溅镀靶材
WO2016024526A1 (ja) * 2014-08-12 2016-02-18 東ソー株式会社 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113365763A (zh) * 2019-03-11 2021-09-07 三菱综合材料株式会社 含金属铜-氧化铜的粉末、含金属铜-氧化铜的粉末的制造方法及溅射靶材、溅射靶材的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180125946A (ko) 2018-11-26
JP2017172039A (ja) 2017-09-28
KR102237332B1 (ko) 2021-04-06
JP6876268B2 (ja) 2021-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108603284A (zh) 溅射靶
KR102367663B1 (ko) 산화물 스퍼터링 타깃 및 그 제조 방법, 그리고 당해 산화물 스퍼터링 타깃을 사용하여 성막한 산화물 박막
JP2020536174A (ja) 酸化モリブデン層を堆積させるためのターゲット材料
CN103687977B (zh) 溅射用MgO靶材
JP5808513B1 (ja) スパッタリングターゲット材
JP2017150086A (ja) 銀被覆銅合金粉末およびその製造方法
TWI677583B (zh) Mn-Zn-W-O系濺鍍靶材及其製造方法
CN107109636A (zh) Mn‑Zn‑O类溅射靶材及其制造方法
CN103849842B (zh) 溅射靶材及导电金属氧化物薄膜
CN109072416A (zh) 溅镀靶材、溅镀靶材的制造方法、非晶质膜、非晶质膜的制造方法、结晶质膜及结晶质膜的制造方法
TWI788351B (zh) Mn-W-Cu-O系濺鍍靶及其製造方法
JP2017025348A (ja) Mo−W酸化物スパッタリングターゲット、及び、Mo−W酸化物スパッタリングターゲットの製造方法
JP5334246B2 (ja) 酸化亜鉛系薄膜製造用のイオンプレーティング用ターゲット
TWI336731B (zh)
JP5546143B2 (ja) 透明薄膜形成用の複合酸化物焼結体及び透明薄膜形成用材料
CN111465713B (zh) 溅镀靶材和溅镀靶
KR102302021B1 (ko) 스퍼터링 타깃 및 스퍼터링 타깃의 제조 방법
KR20160133571A (ko) W-Ti 스퍼터링 타깃
WO2017164168A1 (ja) スパッタリングターゲット
WO2018159753A1 (ja) スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法
JP6828396B2 (ja) Zn−Ti酸化物スパッタリングターゲットおよびZn−Ti酸化物スパッタリングターゲットの製造方法
JP7554687B2 (ja) Cu-Bi2O3スパッタリングターゲット及びその製造方法
CN114182216A (zh) Cu-W-O溅射靶和氧化物薄膜
TW202208653A (zh) 濺鍍靶,濺鍍靶之製造方法及光學機能膜
JP2008075126A (ja) 酸化ジスプロシウム含有酸化物ターゲット

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180928

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication