JP2002332568A

JP2002332568A - スパッタリングターゲット材

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Publication number: JP2002332568A
Application number: JP2001138674A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hasegawa; 浩一長谷川; Nobuo Ishii; 信雄石井; Tomomi Asaki; 知美朝木
Original assignee: Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP4801279B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ａｇ合金から構成された、高い反射率を有し
且つ耐硫化性に優れたスパッタリングターゲット材を提
供すること。【解決手段】Ａｇに、特定少量のＧｅ、ＧａおよびＳ
ｂから選ばれる金属成分（Ａ）、特定少量のＡｕ、Ｐ
ｄ、Ｐｔから選ばれる金属成分（Ｂ）、及び場合によ
り、少量のＣｕを添加して合金化してなるＡｇ合金から
構成されたスパッタリングターゲット材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高い反射率を維持
しながら耐食性、特に耐ハロゲン性、耐酸化性、耐硫化
性を向上させた薄膜形成用スパッタリングターゲット
材、およびこのスパッタリングターゲット材を用いて形
成された薄膜に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】ＣＤ（Compact Disc）、
ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光学記録媒体
に使用されている反射膜や、反射型ＳＴＮ（Super Twi
st Nemａtic）液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro lumi
nescence）表示装置等の表示装置に使用されている光反
射性導電膜には、一般に、ＡｌやＡｌ合金が使用されて
いる。

【０００３】上記の光学記録媒体や液晶表示装置、有機
ＥＬ表示装置などの用途に使用される光反射性薄膜は、
一般に、所望とする性質をもつスパッタリングターゲッ
ト材を作製し、そのスパッタリングターゲット材を使用
してＲＦ（高周波）スパッタリング法やＤＣ（直流）ス
パッタリング法により成膜することにより製造されてい
る。

【０００４】上記の方法で製造されるＡｌやＡｌ合金か
らなる薄膜は、ある程度の反射率を有しかつ電気抵抗が
低く、しかも、表層に不動態皮膜を形成するため、空気
中においても安定した耐食性を有するが、ＡｌやＡｌ合
金からなる薄膜の反射率は、例えば波長が７００nmの光
の場合８０％程度であり、高反射率が要求される用途に
対しては充分に満足できるものではない。

【０００５】そのため、高い反射率を有する薄膜が要求
される、例えばＣＤ−ＲやＤＶＤに代表される光ディス
ク媒体には、スパッタリングターゲット材としてＡｌま
たはＡｌ合金に代わりに、ＡｕやＡｇを使用して薄膜を
形成することが提案されており、また、反射型ＳＴＮ液
晶表示装置についても、薄膜材料として反射率の高いＡ
ｇを使用することが提案されている。

【０００６】しかしながら、Ａｕは高価であり、また、
Ａｇは、Ａｌと比較して、耐食性、特に耐ハロゲン（Ｃ
ｌ等）性、耐酸化性、耐硫化性に問題がある。例えば、
Ａｇは、Ｃｌのようなハロゲン元素と反応すると、変色
し反射率が低下し、また、硫黄や酸素と反応すると、Ａ
ｇの硫化物や酸化物を生成して黒色化し反射率が低下す
る。

【０００７】そのため、例えば、特開平７−３３６３号
公報には、Ａｇに少量のＭｇを添加して合金化すること
により、また、特開２０００−１０９９４３公報には、
Ａｇに少量のＰｄを添加して合金化することにより、Ａ
ｇの耐食性（耐ハロゲン性、耐酸化性、耐硫化性）を向
上させることが提案されている。

【０００８】しかしながら、これらのＡｇ合金化によっ
ても、Ａｇの充分な耐食性が得られず、あるいは耐食
性、特に耐ハロゲン（Ｃｌ等）性はある程度向上するも
のの、耐硫化性についてはＡｇとあまり変わらず充分な
耐食性が得られない等の問題がある。

【０００９】本発明の目的は、高い反射率を維持しなが
ら、耐食性、特に、耐ハロゲン性、耐酸化性、耐硫化性
が改善されたＡｇ合金からなる薄膜形成用のスパッタリ
ングターゲット材を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、今回、Ａｇに、
特定少量のＧｅ、Ｇａ、Ｓｂの少なくとも１種と、特定
少量のＡｕ、Ｐｄ、Ｐｄの少なくとも１種を添加して合
金化すると、これら両金属成分が相乗的に作用して、Ａ
ｇがもつ高い反射率を維持しつつ、耐食性、特に、耐ハ
ロゲン性、耐酸化性、耐硫化性が格段に向上したＡｇ合
金が得られること、さらにＣｕを少量添加して合金化す
ると、耐食性、特に耐ハロゲン性、耐硫化性がより一層
向上することを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１１】かくして、本発明は、Ａｇに、Ｇｅ、Ｇａ
およびＳｂから選ばれる少なくとも１種の金属成分
（Ａ）０.１〜４.９mass％とＡｕ、ＰｄおよびＰｔから
選ばれる少なくとも１種の金属成分（Ｂ）０.１〜４.９
mass％を添加してなり、金属成分（Ａ）と金属成分
（Ｂ）の合計添加量が０.２〜５mass％であるＡｇ合金
より構成されていることを特徴とする高反射率を有する
高耐食性薄膜形成用スパッタリングターゲット材を提供
するものである。

【００１２】本発明は、また、Ａｇに、Ｇｅ、Ｇａおよ
びＳｂから選ばれる少なくとも１種の金属成分（Ａ）
０.０５〜４.８５mass％とＡｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ば
れる少なくとも１種の金属成分（Ｂ）０.１〜４.９mass
％とＣｕ０.０５〜４.８５mass％を添加してなり、金
属成分（Ａ）と金属成分（Ｂ）とＣｕの合計添加量が
０.２〜５mass％であるＡｇ合金より構成されているこ
とを特徴とする高反射率を有する高耐食性薄膜形成用ス
パッタリングターゲット材を提供するものである。

【００１３】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のスパッタリングターゲッ
ト材は、Ａｇをベースとし、これにＧｅ、ＧａおよびＳ
ｂから選ばれる金属成分（Ａ）と、Ａｕ、ＰｄおよびＰ
ｔから選ばれる金属成分（Ｂ）、さらに場合によりＣｕ
を添加し合金化してなるＡｇ合金からなるものである。

【００１５】上記金属成分（Ａ）としては、Ｇｅ、Ｇａ
およびＳｂをそれぞれ単独で使用することができ、又は
２種もしくは３種を併用してもよい。これら金属成分
（Ａ）の添加量は、Ｃｕを添加しない場合には、合計で
０.１〜４.９mass％、好ましくは０.３〜３mass％の範
囲内、そしてＣｕを添加する場合には、合計で０.１〜
４.８５mass％、好ましくは０.３〜３mass％の範囲内と
することができるが、特に、Ｇｅは０.１〜２mass％、
Ｇａは０.１〜１.５mass％、そしてＳｂは０.１〜１.５
mass％の範囲内で使用するのが好適である。

【００１６】また、上記金属成分（Ｂ）は、Ａｕ、Ｐ
ｄ、Ｐｔのそれぞれを単独で使用することができ、又は
２種もしくは３種を併用してもよい。これら金属成分
（Ｂ）の添加量は、Ｃｕを添加するしないにかかわら
ず、合計で０.１〜４.９mass％、好ましくは０.５〜３m
ass％の範囲内とすることができる。

【００１７】Ａｇ合金中の金属成分（Ａ）と金属成分
（Ｂ）の相対的比率は、特に制限されるものではなく、
各金属成分の上記添加量範囲内で任意に変えることがで
きるが、一般には、金属成分（Ａ）／金属成分（Ｂ）の
mass比で１／２〜２／１、特に４／５〜５／４の範囲内
が適当である。

【００１８】さらに、Ａｇ合金中の金属成分（Ａ）と金
属成分（Ｂ）の合計添加量は、Ｃｕを添加しない場合に
は、０.２〜５mass％、好ましくは１〜３mass％の範囲
内とすることができる。

【００１９】他方、必要に応じて添加されるＣｕは、金
属成分（Ａ）と金属成分（Ｂ）の合計に対して０.０５
〜４.８５mass％、好ましくは０.５〜３mass％の範囲内
で使用することができる。その際のＡｇ合金中の上記金
属成分（Ａ）と金属成分（Ｂ）とＣｕの合計添加量は
０.２〜５mass％、好ましくは０.５〜３mass％の範囲内
とすることができ、また、Ａｇ合金中の金属成分（Ａ）
と金属成分（Ｂ）とＣｕの相対的比率は、特に制限され
るものではなく、各金属成分の上記添加量範囲内で任意
に変えることができるが、一般には、金属成分（Ａ）及
び金属成分（Ｂ）は、金属成分（Ａ）／金属成分（Ｂ）
のmass比で、１／２〜２／１、特に４／５〜５／４の範
囲内が適当であり、Ｃｕは、Ｃｕ／金属成分（Ａ）＋
（Ｂ）のmass比で、１／５〜３／２、特に１／２〜１／
１の範囲内が適当である。

【００２０】Ａｇ合金は、例えば、Ａｇに、上記の金属
成分（Ａ）及び金属成分（Ｂ）ならびに場合によりさら
にＣｕを上記の量で添加し、ガス炉、高周波溶解炉など
の適当な金属溶解炉内で約１０００〜約１０５０℃の温
度で溶融することにより製造することができる。溶解時
の雰囲気は空気中で十分であるが、必要に応じ、不活性
ガス雰囲気又は真空を使用してもよい。

【００２１】原料として使用されるＡｇ、金属成分
（Ａ）（Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｂ）及び金属成分（Ｂ）（Ａ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔ）ならびにＣｕは、粒状、板状、塊状等
の形態で市販されているものを使用することができる
が、通常、純度が９９.９％以上、特に９９.９５％以上
のものが好適である。

【００２２】かくして、Ａｇ中に、金属成分（Ａ）及び
金属成分（Ｂ）をそれぞれ前記の割合で含有するＡｇ合
金が得られる。このＡｇ合金から構成されるスパッタリ
ングターゲット材は、Ａｇが本来もつ高い反射率を維持
しており、しかも、耐ハロゲン（特にＣｌ）性、耐酸化
性、耐硫化性などの耐食性が、従来のＡｇ−Ｍｇ合金や
Ａｇ−Ｐｄ合金に比べて、はるかに向上している。

【００２３】したがって、本発明の上記Ａｇ合金から構
成されるスパッタリングターゲット材は、高反射率が要
求されるＣＤ−ＲやＤＶＤに代表される光ディスク媒体
の反射膜用として、また、反射型ＳＴＮ液晶表示装置や
有機ＥＬ表示装置などの光反射性薄膜用として有利に使
用することができる。

【００２４】本発明のＡｇ合金から構成されるスパッタ
リングターゲット材からの反射膜の形成は、それ自体既
知のスパッタリング法、例えば、高周波（ＲＦ）スパッ
タリング法、直流（ＤＣ）スパッタリング法、マグネト
ロンスパッタリング法等により行なうことができる。

【００２５】以下、本発明を実施例によりさらに具体的
に説明する。

【００２６】

【実施例】実施例１〜６及び比較例１〜７Ａｇに、下記表１に示す量の金属成分（Ａ）（Ｇｅ、Ｇ
ａ、Ｓｂ）、金属成分（Ｂ）（Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ）及び
場合によりＣｕを加え、ガス炉内で約１０５０℃の温度
に加熱して溶融した後、鋳型で鋳造し、加工してスパッ
タリングターゲット材を作製した。

【００２７】

【表１】

【００２８】このスパッタリングターゲット材を用い、
ＲＦスパッタリング法により、ガラス基板上に厚さが約
２００ｎｍの薄膜を形成させた。

【００２９】得られた薄膜が付着したガラス基板を大気
中に暴露して耐酸化性を試験した。また、薄膜が付着し
た別のガラス基板をそれぞれ１０％食塩（ＮａＣｌ）水
溶液中及び０.０１％硫化ナトリウム（Ｎａ₂Ｓ）水溶液
中に浸漬して耐ハロゲン（塩素）性及び耐硫化性を試験
した。各試験において、所定時間後の薄膜の状態を目視
で評価した。結果を下記表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】また、得られた作製直後の薄膜の５００〜
７００ｎｍの波長域における光の反射率（垂直入射光）
を測定したところ、実施例１〜６の薄膜の反射率はいず
れも９０％以上であった。一方、比較例２の薄膜の反射
率は８０〜９０％であり、反射率が低かった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朝木知美埼玉県草加市青柳２丁目12番30号石福金属興業株式会社草加第一工場内研究部Ｆターム(参考） 4K029 AA09 AA24 BA22 BC01 BD09 CA05 DC04 5D029 MA13 5D121 AA05 EE03 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｇに、Ｇｅ、ＧａおよびＳｂから選ば
れる少なくとも１種の金属成分（Ａ）０.１〜４.９mass
％とＡｕ、ＰｄおよびＰｔから選ばれる少なくとも１種
の金属成分（Ｂ）０.１〜４.９mass％を添加してなり、
金属成分（Ａ）と金属成分（Ｂ）の合計添加量が０.２
〜５mass％であるＡｇ合金より構成されていることを特
徴とする高反射率を有する高耐食性薄膜形成用スパッタ
リングターゲット材。
【請求項２】Ａｇに、Ｇｅ、ＧａおよびＳｂから選ば
れる少なくとも１種の金属成分（Ａ）０.０５〜４.８５
mass％とＡｕ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも１
種の金属成分（Ｂ）０.１〜４.９mass％とＣｕ０.０５
〜４.８５mass％を添加してなり、金属成分（Ａ）と金
属成分（Ｂ）とＣｕの合計添加量が０.２〜５mass％で
あるＡｇ合金より構成されていることを特徴とする高反
射率を有する高耐食性薄膜形成用スパッタリングターゲ
ット材。
【請求項３】請求項１に記載のスパッタリングターゲ
ット材を用いて形成された高反射率を有する高耐食性薄
膜。
【請求項４】請求項２に記載のスパッタリングターゲ
ット材を用いて形成された高反射率を有する高耐食性薄
膜。