DE102010054148A1

DE102010054148A1 - Sputtertarget und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102010054148A1
Application number: DE102010054148A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Schlott; Andreas HERZOG; Sabine SCHNEIDER-BETZ; Xiang Dr. Yu Bai; Oskar Roidl
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-10-06
Also published as: SG174652A1; KR20110109825A; CN102206804A; JP2011214151A

Abstract

Sputtertarget, das ein Matrixmaterial, das ein erstes Oxid umfasst, und einen metallischen Bestandteil umfasst, wobei das Oxid einen hohen Brechungsindex aufweist. Das erste Oxid ist aus einer Gruppe von Oxiden ausgewählt, die aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder einem Gemisch davon besteht. Die Zusammensetzung umfasst weiterhin ein zweites Oxid in der Lanthanidreihe in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation. Das Matrixmaterial umfasst weiterhin Poren. Die Verwendung des Sputtertargets ist zum Sputtern mit hoher Leistungsdichte.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Sputtertarget und betrifft insbesondere ein Sputtertarget, das Oxide mit hohem Brechungsindex umfasst, die zum Sputtern mit hoher Leistungsdichte von Nutzen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin die Zusammensetzung des Sputtertargets und ein Verfahren zur Herstellung des Sputtertargets.
Hintergrund der Erfindung
Sputtern beinhaltet Ionen, die in Richtung eines Targets (als ein Sputtertarget bezeichnet) beschleunigt werden. Beim Aufprallen auf das Sputtertarget wird die Bewegungsenergie der Ionen auf das Sputtertarget übertragen, wodurch das Auslösen von Atomen oder Molekülen aus der Oberfläche des Sputtertargets bewirkt wird. Diese ausgelösten Atome oder Moleküle scheiden sich dann selbst auf einer gewünschten Oberfläche oder einem gewünschten Substrat ab. Beim Sputtern handelt es sich um eine Technik, die im Allgemeinen beim Beschichten von Oberflächen, insbesondere zur Dünnschichtbeschichtung angewendet wird.
Ein Sputtertarget, das aus verschiedenen Materialien hergestellt ist, bestimmt im Allgemeinen die Charakteristika der Beschichtung. Zum Beispiel, um eine Antireflexbeschichtung zu erzielen, die oftmals in mehreren optischen Anwendungen erforderlich ist, werden Oxide mit einem hohen Brechungsindex verwendet, um die Eigenschaften eines Schichtsystems zu fördern, wie in Patentveröffentlichungen beschrieben, wie JP 2009-042278 A (Hoya Corp.), KR 1020040074298 A (LG Electronics Inc.) und EP 2103965A1 (Asahi Glass Company).
Die Sputtertargets umfassen einen Metalloxidbestandteil (beispielsweise TiO₂) und werden gewöhnlich durch Anwendung eines Pulvermetallurgieverfahrens hergestellt.
Während des Sputterverfahrens korreliert die Abscheidungsrate mit dem Ausmaß der angewendeten Leistungsdichte. Um die Abscheidungsrate zu maximieren, wird im Allgemeinen eine hohe Leistungsdichte angewendet. Bei zunehmender Leistungsdichte neigen die Sputtertargets, die Oxide umfassen, jedoch dazu, aufgrund der thermischen Beanspruchung zu reißen, und bei weiterer Erhöhung der Leistung können verheerende Defekte, wie ein partielles Absplittern (Bruchstellen), auftreten. Dies würde darin resultieren, einen Benutzer das Verfahren stoppen zu lassen, um das Target auszutauschen. Das Reißen und Absplittern des Sputtertargets ist ein einschränkender Faktor beim Erzielen einer hohen Abscheidungsrate und begrenzt die Nutzungsdauer des Targets.
EP 0 852 266 B1 offenbart ein Sputtertarget zur Verwendung bei der Bildung einer transparenten Oxiddünnschicht mit einem hohen Brechungsindex. Das Sputtertarget umfasst ein Targetmaterial, das mittels Plasmaspritzen gebildet wird.
WO 2007/141003 A1 offenbart Plasmaspritzen eines granulierten Gemischs von TiO₂ und Nb₂O₅ auf die Basis eines Sputtertargets.
WO 2005/090631 A1 offenbart ein Verfahren zur Verringerung thermischer Beanspruchungen in einem Sputtertarget, das Indium-Zinn-Oxid umfasst, während der Targetherstellung und während des Sputterns durch Einbringen von Poren. Das Targetmaterial wird durch Anwendung eines Spritzverfahrens, genauer gesagt durch thermisches Spritzen, Plasmaspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen oder Lichtbogenspritzen, auf eine Targethalterung aufgebracht. Die Poren werden während des Spritzverfahrens in das Targetmaterial eingebracht. Die Porosität ist ein inhärentes Charakteristikum gespritzter Materialien.
Das Spritzen von Keramiktargets wird nur angewendet, um röhrenförmige Sputtertargets herzustellen. Es wird in der Industrie nicht für ebene Targets angewendet.
Die Anwendung von Spritzabscheidung auf ebene Targets funktioniert aufgrund der hohen Beanspruchung bei der Beschichtung und anschließenden Verziehung der Trägerplatte nicht für die erforderliche Dicke von 6–10 mm. Dies wird in einem starken Reißen des Targets resultieren.
US 5,480,532 offenbart ein Sputtertarget, das aus einer Matrix von Indiumoxid und Zinnoxid und einer metallischen Phase besteht, die aus Indium und/oder Zinn besteht. Dieses Target hat eine Dichte von > 96% und eine hohe Bruchzähigkeit.
Folglich besteht Bedarf an einem Sputtertarget und einem Verfahren zu dessen Herstellung, um ein beliebiges der oben erwähnten Probleme anzugehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die vorliegende Erfindung ist somit unter anderem eine Zusammensetzung, die ein Matrixmaterial, das ein erstes Oxid umfasst, und einen metallischen Bestandteil umfasst, wobei das Oxid einen hohen Brechungsindex aufweist und wobei das erste Oxid aus einer Gruppe von Oxiden ausgewählt ist, die aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder einem Gemisch davon besteht.
In der Zusammensetzung kann der metallische Bestandteil aus einer Gruppe bestehend aus Ti, Nb, V, Y, Mo, Zr, Ta, W und Hf oder einem Gemisch davon ausgewählt sein.
Die Zusammensetzung kann weiterhin ein zweites Oxid in der Lanthanidreihe in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation umfassen. Das zweite Oxid ist aus einer Gruppe bestehend aus Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dipraseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder dem Gemisch davon ausgewählt. Das zweite Oxid oder das Gemisch davon kann in einem Bereich von 0,1 und 50 Gew.-% oder 5 bis 20 Gew.-% liegen.
In der Zusammensetzung kann der metallische Bestandteil gleichmäßig in einem Mikromaßstab in dem Matrixmaterial verteilt sein. Der metallische Bestandteil kann in einem Bereich zwischen 2 bis 20 Gew.-% oder 4 bis 6 Gew.-% des Matrixmaterials liegen.
Die vorliegende Erfindung ist auch ein Sputtertarget, das die wie oben beschriebene Zusammensetzung umfasst. Das Sputtertarget kann weiterhin Poren umfassen, wobei das Sputtertarget eine Dichte von 70 bis 95% der theoretischen Dichte aufweist.
Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung ein Sputtertarget, das eine Mikrostruktur eines Matrixmaterials, das ein erstes Oxid umfasst, mit Poren umfasst, wobei das erste Oxid aus einer Gruppe von Oxiden ausgewählt ist, die aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder einem Gemisch davon besteht. Das Sputtertarget kann weiterhin einen metallischen Bestandteil umfassen, wobei der metallische Bestandteil aus einer Gruppe bestehend aus Ti, Nb, V, Y, Mo, Zr, Ta, W und Hf oder einem Gemisch davon ausgewählt ist.
Das Sputtertarget kann weiterhin ein zweites Oxid in der Lanthanidreihe in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation umfassen. In dem Sputtertarget kann das zweite Oxid aus einer Gruppe bestehend aus Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dipraseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Ytterbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder dem Gemisch davon ausgewählt sein.
Das Sputtertarget kann eine Dichte von 70 bis 95% der theoretischen Dichte aufweisen. Die Poren können in dem Matrixmaterial des Sputtertargets verteilt getrennt sein.
Die vorliegende Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets, das die wie oben beschriebene Zusammensetzung umfasst, wobei das Verfahren die Schritte des Trockenmischens von Metalloxidpulver mit Metallpulver und des Formens des Gemischs durch Heißpressen oder isostatisches Heißpressen (HIP) umfasst. Das Metallpulver kann 5 bis 20 Gew.-% ausmachen. Das Metalloxidpulver und das Metall-Pulver können Teilchengrößen im Bereich zwischen 1 bis 150 μm aufweisen. Das Gemisch kann bei Temperaturen zwischen 600 und 1400°C geformt werden.
Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets, das eine wie oben beschriebene Zusammensetzung umfasst, wobei das Verfahren die Schritte des Mischens von Metalloxidpulver mit Metallpulver in einer Aufschlämmung, des Sprühtrocknens, des Formens des Gemischs durch Pressen und Sintern in inerter Atmosphäre oder Vakuum umfasst. Die Aufschlämmung kann ein Lösungsmittel umfassen, bei dem es sich um Wasser oder einen beliebigen Alkohol handelt.
Die vorliegende Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets, das eine wie oben beschriebene Zusammensetzung umfasst, wobei das Verfahren die Schritte des Mischens von Metalloxidpulver oder eines Gemischs von mehreren Metalloxidpulvern in einer Aufschlämmung, des Sprühtrocknens, des Formens des Gemischs durch Pressen und Sintern in inerter Atmosphäre oder Vakuum umfasst. Die Aufschlämmung kann ein Lösungsmittel umfassen, bei dem es sich um Wasser oder einen beliebigen Alkohol handelt.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets, wobei das Verfahren die Schritte des Mischens von Metalloxidpulver mit Kohlenstoff/Graphit, des thermischen Behandelns des Gemischs oder alternativ des thermischen Behandelns des Gemischs in Wasserstoff oder Kohlenmonoxid, bis sich eine Metallphase bildet, des Formens des Gemischs und des Sinterns umfasst. In diesem Verfahren kann das Mischen Trockenmissen oder Mischen in einer Aufschlämmung sein. Die Aufschlämmung kann ein Lösungsmittel umfassen, bei dem es sich um Wasser oder einen beliebigen Alkohol handelt.
Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets, wobei das Verfahren die Schritte des Zugebens von Porenbildnern zu Metall oxidpulver, des Formens durch Pressen, des thermischen Abbauens und des Sinterns umfasst. Der Abbauschritt und der Sinterschritt kann in Umgebungsatmosphäre durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets, das eine wie oben beschriebene Zusammensetzung umfasst, wobei das Verfahren die Schritte des Zugebens von Porenbildnern zu Metalloxidpulver und Metallpulver, des Formens durch Pressen, des thermischen Abbauens und des Sinterns umfasst. Das Metalloxidpulver kann ein Oxid sein, das aus einer Gruppe bestehend aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dipraseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Ytterbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder ein Gemisch davon ausgewählt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines wie oben beschriebenen Sputtertargets zum DC/RF-Sputtern von Schichten mit hohem Brechungsindex.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung eines wie oben beschriebenen Sputtertargets zum Sputtern mit hoher Leistungsdichte, wobei die angewendete Leistungsdichte mindestens 10% höher als die Leistungsdichte ist, die auf ein anverwandtes Metalloxidtarget mit einer Dichte von mehr als 95% angewendet werden kann, ohne dass dieses Risse und Defekte zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Zusammensetzung bereit, die ein Matrixmaterial umfasst, das ein Oxid oder eine Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden enthält. Bei dem Oxid handelt es sich vorzugsweise um ein Oxid mit einem hohen Brechungsindex. Das Oxid kann aus einer Gruppe bestehend aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. TiO₂), Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Nb₂O₅), Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. V₂O₅), Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Y₂O₃), Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. MoO₃), Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. ZrO₂), Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Ta₂O₅), Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. WO₃) und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. HfO₂) ausgewählt sein.
Die beispielhaften Ausführungsformen der Zusammensetzung können weiterhin einen metallischen Bestandteil oder Poren oder die Kombination von dem metallischen Bestandteil und Poren umfassen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das Oxid oder das Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden und den metallischen Bestandteil umfassen, handelt es sich bei dem metallischen Bestandteil vorzugsweise um reine Metallpulver. Vorzugsweise ist der metallische Bestandteil in einem Mikromaßstab in dem Oxid/der Metallmatrix homogen verteilt. Bei dem metallischen Bestandteil kann es sich um ein oder mehrere Metalle handeln, das bzw. die aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Niob (Nb), Vanadium (V), Yttrium (Y), Molybdän (Mo), Zirconium (Zr), Tantal (Ta), Wolfram (W) und Hafnium (Hf) ausgewählt ist bzw. sind.
Die Menge des metallischen Bestandteils kann im Bereich von 2–20 Gew.-%, 2–15 Gew.-%, 2–10 Gew.-%, 2–6 Gew.-%, 4–20 Gew.-%, 4–15 Gew.-% oder 4–10 Gew.-% liegen. Mehr bevorzugt kann die Menge des metallischen Bestandteils im Bereich von 4–6 Gew.-% liegen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das Oxid oder das Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden und die Poren umfassen, kann die Zusammensetzung eine Dichte von 70–95%, vorzugsweise 80–95% aufweisen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das Oxid oder das Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden und die Kombination von dem metallischen Bestandteil und den Poren umfassen, können Porenbildner bei der Herstellung der Poren verwendet werden. Die Porenbildner können thermisch abbaubar sein, beispielsweise Polystyrol. Die Poren können auch durch Einstellen der Sinterparameter (beispielsweise wie in Beispiel 2) eingebracht werden. Die Poren sind vorzugsweise in dem Oxid/der Metallmatrix verteilt getrennt.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Zusammensetzung bereit, die ein Matrixmaterial umfasst, das ein erstes Oxid oder ein Gemisch von ersten Oxiden und ein zweites Oxid oder ein Gemisch von zweiten Oxiden enthält. Bei den ersten und den zweiten Oxiden handelt es sich vorzugsweise um Oxide mit hohen Brechungsindizes. Das erste Oxid kann aus einer Gruppe bestehend aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. TiO₂), Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Nb₂O₅), Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. V₂O₅), Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Y₂O₃), Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. MoO₃), Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. ZrO₂), Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Ta₂O₅), Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. WO₃) und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. HfO₂) ausgewählt sein.
Das zweite Oxid kann aus einer Gruppe bestehend aus Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. CeO₂), Dipraseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Pr₂O₃), Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. PrO₂), Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Nd₂O₃), Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Sm₂O₃), Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Eu₂O₃), Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. GdO₃), Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Tb₂O₃), Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Dy₂O₃), Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Ho₂O₃), Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Er₂O₃), Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Tm₂O₃), Ytterbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Yb₂O₃), Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Lu₂O₃), Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Sc₂O₃) und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. La₂O₃) ausgewählt sein. Die Menge des zweiten Oxids kann im Bereich von 0–50 Gew.-%, 0–30 Gew.-%, 0–20 Gew.-%, 1–50 Gew.-%, 1–30 Gew.-%, 1–20 Gew.-%, 10–50 Gew.-% oder 10–30 Gew.-% liegen. Mehr bevorzugt kann die Menge des zweiten Oxids im Bereich von 5–20 Gew.-% liegen.
Die beispielhaften Ausführungsformen der Zusammensetzung können weiterhin einen metallischen Bestandteil oder Poren oder die Kombination von einem metallischen Bestandteil und Poren umfassen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das erste Oxid oder das Gemisch von ersten Oxiden, das zweite Oxid oder das Gemisch von zweiten Oxiden und den metallischen Bestandteil umfassen, handelt es sich bei dem metallischen Bestandteil vorzugsweise um reine Metallpulver. Vorzugsweise ist der metallische Bestandteil in einem Mikromaßstab in dem Oxid/der Metallmatrix homogen verteilt. Bei dem metallischen Bestandteil kann es sich um ein oder mehrere Metalle handeln, das bzw. die aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Niob (Nb), Vanadium (V), Yttrium (Y), Molybdän (Mo), Zirconium (Zr), Tantal (Ta), Wolfram (W) und Hafnium (Hf) ausgewählt ist bzw. sind.
Die Menge des metallischen Bestandteils kann im Bereich von 2–20 Gew.-%, 2–15 Gew.-%, 2–10 Gew.-%, 2–6 Gew.-%, 4–20 Gew.-%, 4–15 Gew.-% oder 4–10 Gew.-% liegen. Mehr bevorzugt kann die Menge des metallischen Bestandteils im Bereich von 4–6 Gew.-% liegen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das erste Oxid oder das Gemisch von ersten Oxiden, das zweite Oxid oder das Gemisch von zweiten Oxiden und die Poren umfassen, kann die Zusammensetzung eine Dichte von 70–95%, vorzugsweise 80–95% aufweisen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das erste Oxid oder das Gemisch von ersten Oxiden, das zweite Oxid oder das Gemisch von zweiten Oxiden und Poren umfassen, können Porenbildner bei der Herstellung der Poren verwendet werden. Die Porenbildner können thermisch abbaubar sein, beispielsweise Polystyrol. Die Poren können auch beispielsweise gemäß Beispiel 2 eingebracht werden. Die Poren sind vorzugsweise in dem Oxid/der Metallmatrix verteilt getrennt.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Sputtertarget bereit, das eine Zusammensetzung umfasst, die ein Matrixmaterial umfasst, das ein Oxid oder ein Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden enthält. Bei dem Oxid handelt es sich vorzugsweise um ein Oxid mit einem hohen Brechungsindex. Das Oxid kann aus einer Gruppe bestehend aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. TiO₂), Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Nb₂O₅), Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. V₂O₅), Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Y₂O₃), Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. MoO₃), Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. ZrO₂), Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Ta₂O₅), Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. WO₃) und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. HfO₂) ausgewählt sein.
Die beispielhaften Ausführungsformen des Sputtertargets können weiterhin einen metallischen Bestandteil oder Poren oder die Kombination von einem metallischen Bestandteil und Poren umfassen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das Oxid oder das Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden und den metallischen Bestandteil umfassen, handelt es sich bei dem metallischen Bestandteil vorzugsweise um reine Metallpulver. Vorzugsweise ist der metallische Bestandteil in einem Mikromaßstab in dem Oxid/der Metallmatrix homogen verteilt. Bei dem metallischen Bestandteil kann es sich um ein oder mehrere Metalle handeln, das bzw. die aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Niob (Nb), Vanadium (V), Yttrium (Y), Molybdän (Mo), Zirconium (Zr), Tantal (Ta), Wolfram (W) und Hafnium (Hf) ausgewählt ist bzw. sind.
Die Menge des metallischen Bestandteils kann im Bereich von 2–20 Gew.-%, 2–15 Gew.-%, 2–10 Gew.-%, 2–6 Gew.-%, 4–20 Gew.-%, 4–15 Gew.-% oder 4–10 Gew.-% liegen. Mehr bevorzugt kann die Menge des metallischen Bestandteils im Bereich von 4–6 Gew.-% liegen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das Oxid oder das Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden und die Poren umfassen, kann das Sputtertarget eine Dichte von 70–95%, vorzugsweise 80–95% aufweisen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das Oxid oder das Gemisch von mehreren unterschiedlichen Oxiden und Poren umfassen, können Porenbildner bei der Herstellung der Poren verwendet werden. Die Porenbildner können thermisch abbaubar sein, beispielsweise Polystyrol. Die Poren können auch beispielsweise gemäß Beispiel 2 eingebracht werden. Die Poren sind vorzugsweise in dem Oxid/der Metallmatrix verteilt getrennt.
Noch weitere beispielhafte Ausführungsformen stellen ein Sputtertarget bereit, das eine Zusammensetzung umfasst, die ein Matrixmaterial umfasst, das ein erstes Oxid oder ein Gemisch von ersten Oxiden und ein zweites Oxid oder ein Gemisch von zweiten Oxiden enthält. Bei den ersten und den zweiten Oxiden handelt es sich vorzugsweise um Oxide mit hohen Brechungsindizes. Das erste Oxid kann, aus einer Gruppe bestehend aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. TiO₂), Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Nb₂O₅), Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. V₂O₅), Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Y₂O₃), Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. MoO₃), Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. ZrO₂), Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Ta₂O₅), Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. WO₃) und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. HfO₂) ausgewählt sein.
Das zweite Oxid kann aus einer Gruppe bestehend aus Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. CeO₂), Dipraseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Pr₂O₃), Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. PrO₂), Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Nd₂O₃), Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Sm₂O₃), Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Eu₂O₃), Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. GdO₃), Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Tb₂O₃), Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Dy₂O₃), Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Ho₂O₃), Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Er₂O₃), Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Tm₂O₃), Ytterbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Yb₂O₃), Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Lu₂O₃), Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. Sc₂O₃) und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation (z. B. La₂O₃) ausgewählt sein. Die Menge des zweiten Oxids kann im Bereich von 0–50 Gew.-%, 0–30 Gew.-% 0–20 Gew.-%, 1–50 Gew.-%, 1–30 Gew.-%, 1–20 Gew.-%, 10–50 Gew.-% oder 10–30 Gew.-% liegen. Mehr bevorzugt kann die Menge des zweiten Oxids im Bereich von 5–20 Gew.-% liegen.
Die beispielhaften Ausführungsformen des Sputtertargets können weiterhin einen metallischen Bestandteil oder Poren oder die Kombination von einem metallischen Bestandteil und Poren umfassen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das erste Oxid oder das Gemisch von ersten Oxiden, das zweite Oxid oder das Gemisch von zweiten Oxiden und den metallischen Bestandteil umfassen, handelt es sich bei dem metallischen Bestandteil vorzugsweise um reine Metallpulver. Vorzugsweise ist der metallische Bestandteil in einem Mikromaßstab in dem Oxid/der Metallmatrix homogen verteilt. Bei dem metallischen Bestandteil kann es sich um ein oder mehrere Metalle handeln, das bzw. die aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Niob (Nb), Vanadium (V), Yttrium (Y), Molybdän (Mo), Zirconium (Zr), Tantal (Ta), Wolfram (W) und Hafnium (Hf) ausgewählt ist bzw. sind.
Die Menge des metallischen Bestandteils kann im Bereich von 2–20 Gew.-%, 2–1.5 Gew.-%, 2–10 Gew.-%, 2–6 Gew.-%, 4–20 Gew.-%, 4–15 Gew.-% oder 4–10 Gew.-% liegen. Mehr bevorzugt kann die Menge des metallischen Bestandteils im Bereich von 4–6 Gew.-% liegen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das erste Oxid oder das Gemisch von ersten Oxiden, das zweite Oxid oder das Gemisch von zweiten Oxiden und die Poren umfassen, kann die Zusammensetzung eine Dichte von 70–95%, vorzugsweise 80–95% aufweisen.
In den beispielhaften Ausführungsformen, die das erste Oxid oder das Gemisch von ersten Oxiden, das zweite Oxid oder das Gemisch von zweiten Oxiden und die Kombination von dem metallischen Bestandteil und Poren umfassen, können vorzugsweise Porenbildner bei der Herstellung der Poren verwendet werden. Die Porenbildner können thermisch abbaubar sein, beispielsweise Polystyrol. Die Poren können auch beispielsweise gemäß Beispiel 2 eingebracht werden. Die Poren sind vorzugsweise in dem Oxid/der Metallmatrix verteilt getrennt.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Rissanfälligkeit des Sputtertargets verringert oder eliminiert.
Ein Sputtertarget mit Poren und/oder Metall, das zum Sputtern bei höheren Leistungsdichten verwendet wird, ermöglicht, die Abscheidungsrate über die gesamte Nutzungsdauer des Targets zu maximieren. Des Weiteren ist die Neigung des Targets, Risse und verheerende Defekte, wie Bruchstellen, zu zeigen, auf höhere Leistungsdichten verlagert oder wird sogar vermieden.
Verschiedene Verfahren können zur Herstellung eines Sputtertargets mit Poren und/oder Metall angewendet werden.
BEISPIEL 1
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

• Trockenmischen von Metalloxidpulver mit Metallpulver und
• Formen des Gemischs durch Heißpressen oder isostatisches Heißpressen (HIP).

In diesen beispielhaften Ausführungsformen kann das Metallpulver vorzugsweise 10–20 Gew.-% ausmachen. Dies ist, um eine gründliche Verteilung zu erzielen. Das Metalloxidpulver und das Metallpulver weisen Teilchengrößen auf, die vorzugsweise im Bereich von 1–150 μm liegen. Eine Entmischung nach dem Mischen muss durch sorgfältige Optimierung zwischen Teilchengröße, -form und -dichte des Metalls und des Oxids vermieden werden. Das Gemisch kann vorzugsweise bei Temperaturen von 600–1400°C geformt werden, je nach den verwendeten Oxiden.
BEISPIEL 2
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

• Mischen von Metalloxidpulver mit Metallpulver in einer Aufschlämmung;
• Sprühtrocknen;
• Formen des Gemischs durch Pressen und
• Sintern in inerter Atmosphäre oder Vakuum.

In diesen beispielhaften Ausführungsformen kann die Aufschlämmung ein Lösungsmittel umfassen, wobei es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser oder einen beliebigen Alkohol handelt. Sputtertargets mit unterschiedlichen Dichten können erzielt werden, indem die Sinterparameter (z. B. Temperatur und Dauer) während des Verfahrens zur Herstellung der Sputtertargets variiert werden. Dadurch können Sputtertargets mit einer niedrigen Dichte von 70–95%, vorzugsweise 80–95% hergestellt werden.
BEISPIEL 3
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

• Mischen von Metalloxidpulver oder einem Gemisch von mehreren Metalloxidpulvern in einer Aufschlämmung;
• Sprühtrocknen;
• Formen des Gemischs durch Pressen und
• Sintern in inerter Atmosphäre oder Vakuum.

In diesen beispielhaften Ausführungsformen kann die Aufschlämmung ein Lösungsmittel umfassen, wobei es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser oder einen beliebigen Alkohol handelt. Sputtertargets mit unterschiedlichen Dichten können erzielt werden, indem die Sinterparameter (z. B. Temperatur und Dauer) während des Verfahrens zur Herstellung der Sputtertargets variiert werden. Dadurch können Sputtertargets mit einer niedrigen Dichte von 70–95%, vorzugsweise 80–95% hergestellt werden.
BEISPIEL 4
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets gemäß noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

• Mischen von Metalloxidpulver mit Kohlenstoff/Graphit;
• thermisches Behandeln des Gemischs oder alternativ thermisches Behandeln des Gemischs in Wasserstoff oder Kohlenmonoxid (CO), bis sich eine Metallphase bildet;
• Formen des Gemischs und
• Sintern.

In diesen Ausführungsformen kann der Mischschritt Trockenmischen oder Mischen in einer Aufschlämmung sein. Die Aufschlämmung kann ein Lösungsmittel umfassen, wobei es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser oder einen beliebigen Alkohol handelt.
BEISPIEL 5
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets gemäß noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

• Zugeben von Porenbildnern zu Metalloxidpulver;
• Formen durch Pressen;
• thermisches Abbauen und
• Sintern.

In diesen Ausführungsformen können der Abbauschritt und der Sinterschritt in Umgebungsatmosphäre durchgeführt werden. Eine poröse Metalloxidstruktur bleibt zurück.
BEISPIEL 6
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets gemäß noch weiteren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

• Zugeben von Porenbildnern zu einem Gemisch von Metalloxidpulver und Metallpulver;
• Formen durch Pressen;
• thermisches Abbauen und
• Sintern.

In diesen Ausführungsformen können die Poren durch Verwendung thermisch abbaubarer Porenbildner eingebracht werden. Eine poröse Metalloxidstruktur bleibt nach dem Abbauschritt und dem anschließenden Sinterschritt zurück.
VERSUCHSERGEBNISSE
Mehrere Sputterprüfungen wurden durchgeführt, um die Rissanfälligkeit von unterschiedlichen Sputtertargets, wie in den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, zu untersuchen. Sputtertargets, die Standardoxidmaterialien enthielten, wurden ebenfalls den gleichen Prüfungen unterzogen und mit den Sputtertargets mit Poren und/oder Metall verglichen. Die Abmessungen jedes Sputtertargets sind 488 mm × 88 mm × 6 mm.
Das Sputterverfahren umfasst die folgenden Schritte:

I. Einführen eines Sputtertargets in eine Sputterkammer;
II. Hochfahren der Leistung auf 2 W/cm² Targetfläche innerhalb von 30 Minuten;
III. Laufenlassen des Targets bei diesem Leistungspegel für 1 Stunde;
IV. Senken der Leistung auf 0 kW innerhalb von 15 Minuten;
V. Herausnehmen des Targets aus der Targetkammer;
VI. optisches Prüfen des Zustands des Targets;
VII. Wiederholen der Schritte I bis VI, wobei Schritt II die folgenden gesteigerten Leistungseinstellungen aufweist: • 3 W/cm², • 4 W/cm², • 6 W/cm², • 8 W/cm², • 10 W/cm², • 12 W/cm², • 14 W/cm²,
VIII. Wiederholen der Schritte I bis VII für jedes der Sputtertargets, die das folgende enthalten: • TiO₂, • TiO₂ + 2 Gew.-% Ti, • TiO₂ + 5 Gew.-% Ti, • TiO₂ + 10 Gew.-% Nb₂O₅ + 5 Gew.-% Ti, • TiO₂ (niedrige Dichte von 87%/Porosität von 13%), • Nb₂O₅ + 5 Gew.-% Nb und • Nb₂O₅.

Die Dichte [%] ist als das Verhältnis zwischen der scheinbaren Dichte [g/cm³] und der theoretischen Schüttdichte [g/cm³] definiert, das heißt:
Die Dichte eines Targets steht mit seiner Porosität in Verbindung. Genauer gesagt, ein Target mit einer höherprozentigen Dichte würde eine niedrigere Dichte aufweisen.
Tabelle I zeigt die Versuchsergebnisse. Für die Ergebnisse sind die Definitionen von Rissmerkmalen wie folgt in Tabelle II, wobei x die Anzahl der Risse pro cm² und y die Risslänge in cm ist: Tabelle II

Maßstab Risse pro cm² Risslänge [cm]

Kleine ≤ 0,1 0,5

Wenige kleine 0,1 < x ≤ 0,5 0,5 < y ≤ 2

Mehrere 0,5 < x ≤ 2 2 < y ≤ 4

Viele > 2 > 4
Aus den Versuchsergebnissen kann beobachtet werden, dass die Verwendung der Sputtertargets, die TiO₂ + 2 Gew.-% Ti, TiO₂ + 5 Gew.-% Ti, TiO₂ + 10 Gew.-% Nb₂O₅ + 5 Gew.-% Ti, TiO₂ (niedrige Dichte von 87%/Porosität von 13%) und Nb₂O₅ + 5 Gew.-% Nb enthielten, zum DC/RF-Sputtern von Schichten mit hohem Brechungsindex bei einer Leistungsdichte, die mindestens 10% höher als die Leistungsdichte ist, die mit TiO₂ (dem reinen Metalloxid) erzielt werden kann.
Schlussfolgernd weisen Sputtertargets, die Oxide, einen metallischen Bestandteil und/oder Poren enthalten, zum DC/RF-Sputtern von Schichten mit hohem Brechungsindex bei einer hohen Leistungsdichte verbesserte Sputterleistungen gegenüber Sputtertargets aufweisen, die nur reine Metalloxide enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-042278 A [0003]
KR 1020040074298 A [0003]
EP 2103965 A1 [0003]
EP 0852266 B1 [0006]
WO 2007/141003 A1 [0007]
WO 2005/090631 A1 [0008]
US 5480532 [0011]

Claims

Sputtertarget mit einer Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: ein Matrixmaterial, das ein erstes Oxid umfasst; und einen metallischen Bestandteil, wobei das Oxid einen hohen Brechungsindex aufweist und wobei das erste Oxid aus einer Gruppe von Oxiden ausgewählt ist, die aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder einem Gemisch davon besteht.
Sputtertarget nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Bestandteil aus einer Gruppe bestehend aus Ti, Nb, V, Y, Mo, Zr, Ta, W und Hf oder einem Gemisch davon ausgewählt ist.
Sputtertarget nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein zweites Oxid in der Lanthanidreihe in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation umfasst.
Sputtertarget nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Oxid aus einer Gruppe bestehend aus Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Ytterbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder dem Gemisch davon ausgewählt ist.
Sputtertarget nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des zweiten Oxids oder des Gemischs davon in einem Bereich von 0,1 bis 50 Gew.-% liegt.
Sputtertarget nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Bestandteil gleichmäßig in einem Mikromaßstab in dem Matrixmaterial verteilt ist.
Sputtertarget nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des metallischen Bestandteils in einem Bereich von 2 bis 20 Gew.-% des Matrixmaterials liegt.
Sputtertarget nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin Poren umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichte von 70 bis 95% der theoretischen Dichte aufweist.
Sputtertarget, das eine Mikrostruktur eines Matrixmaterials aufweist, umfassend: ein erstes Oxid mit Poren, wobei das erste Oxid aus einer Gruppe von Oxiden ausgewählt ist, die aus Titanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Nioboxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Vanadiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Yttriumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Molybdänoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Zirkoniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Tantaloxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Wolframoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Hafniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder einem Gemisch davon besteht.
Sputtertarget nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen metallischen Bestandteil umfasst, wobei der metallische Bestandteil aus einer Gruppe bestehend aus Ti, Nb, V, Y, Mo, Zr, Ta, W und Hf oder einem Gemisch davon ausgewählt ist.
Sputtertarget nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein zweites Oxid in der Lanthanidreihe in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation umfasst.
Sputtertarget nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Oxid aus einer Gruppe bestehend aus Ceroxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Praseodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Neodymoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Samariumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Europiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Gadoliniumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Terbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Dysprosiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Holmiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Erbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Thuliumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Ytterbiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Lutetiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation, Scandiumoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation und Lanthanoxid in einer beliebigen Oxidmodifikation oder dem Gemisch davon ausgewählt ist.
Sputtertarget nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichte von 70 bis 95% der theoretischen Dichte aufweist.
Sputtertarget nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Poren in dem Matrixmaterial verteilt getrennt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Trockenmischen von Metalloxidpulver mit Metallpulver und Formen des Gemischs durch Heißpressen oder isostatisches Heißpressen (HIP).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxidpulver und das Metallpulver Teilchengrößen im Bereich von 1 bis 150 μm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bei Temperaturen zwischen 600 und 1400°C geformt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Mischen von Metalloxidpulver mit Metallpulver in einer Aufschlämmung; Sprühtrocknen; Formen des Gemischs durch Pressen und Sintern in inerter Atmosphäre oder Vakuum.
Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Mischen von Metalloxidpulver oder einem Gemisch von mehreren Metalloxidpulvern in einer Aufschlämmung; Sprühtrocknen; Formen des Gemischs durch Pressen und Sintern in inerter Atmosphäre oder Vakuum.
Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Mischen von Metalloxidpulver mit Kohlenstoff/Graphit; thermisches Behandeln des Gemischs oder alternativ thermisches Behandeln des Gemischs in Wasserstoff oder Kohlenmonoxid, bis sich eine Metallphase bildet; Formen des Gemischs und Sintern.
Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Zugeben von Porenbildnern zu Metalloxidpulver; Formen durch Pressen; thermisches Abbauen und Sintern.
Verfahren zur Herstellung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Zugeben von Porenbildnern zu Metalloxidpulver und Metallpulver; Formen durch Pressen; thermisches Abbauen und Sintern.
Verwendung eines Sputtertargets nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Sputtern mit hoher Leistungsdichte, wobei die angewendete Leistungsdichte mindestens 10% höher als die Leistungsdichte ist, die auf ein anverwandtes Metalloxidtarget mit einer Dichte von mehr als 95% angewendet werden kann, ohne dass dieses Risse und Defekte zeigt.