JP2004346357A - 強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法 - Google Patents
強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004346357A JP2004346357A JP2003143078A JP2003143078A JP2004346357A JP 2004346357 A JP2004346357 A JP 2004346357A JP 2003143078 A JP2003143078 A JP 2003143078A JP 2003143078 A JP2003143078 A JP 2003143078A JP 2004346357 A JP2004346357 A JP 2004346357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- titanium oxide
- titanium dioxide
- titanium
- sputtering
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】酸化チタン原料粉末を非酸化雰囲気中で焼結またはホットプレスすることにより耐割れ性に優れた酸化チタンターゲットを製造する方法において、前記酸化チタン原料粉末として、BET法による比表面積(以下、BET値という):30〜80m2/gを有する二酸化チタン超微粉末:0.1〜15質量%を含有し、残部がBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末となるように配合し混合して得られた混合粉末を使用する。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、高強度を有し、高出力スパッタリングを行なっても割れが発生することのない特性(以下、耐スパッタ割れ性という)を有する酸化チタンターゲットの製造方法およびその方法で製造した強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
酸化チタン薄膜は高屈折率膜、光触媒用膜などに使用されており、この酸化チタン薄膜を成膜する方法として、現在、塗布法、蒸着法などによる成膜方法が用いられているが、近年、スパッタリングによる成膜が主として行なわれている。このスパッタリングによる成膜方法として、金属チタンによる反応性スパッタリング法および導電性酸化チタン焼結体ターゲットによる直流スパッタリング法が知られているが、金属チタンによる反応性スパッタリング法では、活性なターゲットの表面の酸化反応により早い成膜速度が得られないこと、および僅かな酸素分圧の変化によってターゲット表面に生成する酸化物の影響により安定した膜特性を得ることが難しいなどの問題点があるところから、近年、酸化チタン焼結体ターゲットを用いたスパッタリングによる成膜方法が主流になりつつある。
【0003】
酸化チタン焼結体ターゲットを用いたスパッタリングによる成膜方法の一例として、BET法による比表面積(以下、BET値という):5〜10m2/gを有するアナターゼ型粉末およびルチル型粉末を、0.01≦(アナターゼ型粉末)/(アナターゼ型粉末+ルチル型粉末)≦1となるように配合し混合して得られた混合粉末を酸化チタン原料粉末とし、この酸化チタン原料粉末を非酸化性雰囲気中で焼結またはホットプレスすることにより酸化チタンターゲットを製造する方法が知られている。この様にして得られた酸化チタンターゲットはいずれもTiOx (1<x<2)の組成となることも知られている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−172423号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、コスト削減のために酸化チタンターゲットをスパッタリングして酸化チタン薄膜を形成する成膜スピードを一層早める傾向にあるが、成膜スピードを早めるためには高出力でスパッタリングを行なわなければならず、前記従来の酸化チタンターゲットを用いて高出力でスパッタリングを行なうと、スパッタリング中にターゲットに割れが発生することがあり、割れた酸化チタンターゲットの交換などで成膜効率が低下するという課題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、かかる課題を解決すべく研究を行なった結果、
(イ)酸化チタン原料粉末を焼結することにより酸化チタンターゲットを製造する方法において、使用する酸化チタン原料粉末として、BET値:30〜80m2/gを有する二酸化チタン超微粉末:0.1〜15質量%を含有し、残部がBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末となるように配合し混合して得られた混合粉末を使用すると、一層高密度で高強度を有し、高出力スパッタリングに際して割れが発生することがない酸化チタンターゲットを得ることができる、
(ロ)前記酸化チタン原料粉末を焼結する方法として、圧粉体を燒結する通常の焼結方法、熱間静水圧プレス法、ホットプレス法などがあるが、ホットプレス法が最も好ましい、という知見を得たのである。
【0007】
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであって、
(1)BET値:30〜80m2/gを有する二酸化チタン超微粉末:0.1〜15質量%を含有し、残部がBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末となるように配合し混合して得られた混合粉末を燒結する強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法、
(2)BET値:30〜80m2/gを有する二酸化チタン超微粉末:0.1〜15質量%を含有し、残部がBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末となるように配合し混合して得られた混合粉末をホットプレスする強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法、に特徴を有するものである。
【0008】
この発明で使用するBET値:30〜80m2/gを有する二酸化チタン超微粉末は、親水性二酸化チタン微粉末であっても良く、また疎水性二酸化チタン微粉末であっても良い。親水性二酸化チタン微粉末は、気化した四塩化チタン(TiCl4)を酸水素ガス火炎中を通すことにより中間体として生じる水と定量的に反応させ、TiO2となる反応により製造することができ、その反応式は、酸水素ガス火炎中で2H2+O2→2H2Oの反応が進行し、この雰囲気中に四塩化チタン(TiCl4)を通すことによりTiCl4+2H2O→TiO2+4HClの反応を進行させ親水性の二酸化チタン超微粉末を製造することができる。
さらに、疎水性二酸化チタン微粉末は、親水性二酸化チタン微粉末の表面を化学的に処理することにより得られ、例えば、オクチルシランで親水性二酸化チタン微粉末の表面を処理することにより得られる。このようにして得られた親水性二酸化チタン微粉末および疎水性二酸化チタン微粉末はいずれも市販されており、市販の親水性二酸化チタン微粉末および疎水性二酸化チタン微粉末はいずれもBET値が30〜80m2/gの範囲内にはいるところから、この発明の強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法において原料粉末として使用することができる。
なお、この発明の強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法で使用するBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末は通常の市販されているTiO2粉末である。
【0009】
この発明の強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法で原料粉末として使用するBET値:30〜80m2/gの二酸化チタン超微粉末は、前述のように、親水性二酸化チタン超微粉末および疎水性二酸化チタン超微粉末の何れをも使用することができるが、親水性二酸化チタン超微粉末をBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末と混合する場合は水を溶媒として使用することが好ましく、一方、疎水性二酸化チタン超微粉末をBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末と混合する場合はヘキサン等の有機溶媒を溶媒として使用することが好ましい。
【0010】
BET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末に添加する二酸化チタン超微粉末のBET値を30〜80m2/gに定めたのは、二酸化チタン超微粉末のBET値が30m2/g未満では高密度化が困難なので好ましくないからであり、一方、80m2/gを越えると高強度化が困難なので好ましくないからである。
また、BET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末に添加するBET値を30〜80m2/gの二酸化チタン超微粉末の添加量を0.1〜15質量%に定めたのは、二酸化チタン超微粉末の添加量が0.1質量%未満では所望の効果が得られないからであり、一方、15質量%を越えて添加すると、粉末の凝集が生じるので好ましくないからである。BET値を30〜80m2/gの二酸化チタン超微粉末の添加量の一層好ましい範囲は0.5〜2質量%である。
【0011】
この発明の製造方法により得られた酸化チタンターゲットは、ルチル結晶構造の二酸化チタンの真密度を4.25g/cm3とすると、密度比が98%以上になり、高強度となって、この酸化チタンターゲットを用いてスパッタリングすると、特に高出力でスパッタリングしても成膜時に割れが発生することがないという優れた効果がある。
【0012】
【発明の実施の形態】
原料粉末としてBET値:8m2/gを有するTiO2粉末を用意した。さらに原料粉末として表1に示される異なったBET値を有する親水性二酸化チタン超微粉末および疎水性二酸化チタン超微粉末を用意した。
これら表1に示されるBET値を有する二酸化チタン超微粉末をBET値:8m2/gを有するTiO2粉末に対して表1に示される割合で配合し混合することにより混合粉末A〜Lを作製した。親水性二酸化チタン超微粉末を混合する場合の溶媒は水を使用し、疎水性二酸化チタン超微粉末を混合する場合の溶媒はヘキサンを使用した。
得られた混合粉末A〜Lをモールドに充填し、真空槽内を到達真空圧力:10−2Torrまで排気した後、温度:1050℃、圧力:15MPa、3時間の条件でホットプレスすることにより直径:130mm、厚さ:7mmの寸法を有するホットプレス体を作製し、これらホットプレス体を研削することにより直径:125mm、厚さ:5mmの寸法を有する二酸化チタンターゲットを作製し、本発明法1〜7、比較法1〜4および従来法1を実施した。本発明法1〜7、比較法1〜4および従来法1により得られた二酸化チタンターゲットについて、ルチル結晶構造の二酸化チタンの真密度を4.25g/cm3とするときの二酸化チタンターゲットの密度比を測定し、さらに抗折強度を測定し、それらの結果を表2に示した。
【0013】
さらに、これら本発明法1〜7、比較法1〜4および従来法1により得られた二酸化チタンターゲットを厚さ:6mmの無酸素銅製バッキングプレーにInはんだを用いてはんだ付けしたのち、通常の高周波スパッタ装置に取り付け、
基板:Siウエハー(直径:100mm)、
基板温度:常温(加熱なし)、
基板とターゲットの距離:60mm、
雰囲気:全圧が1.3PaのAr/O2 雰囲気(Ar/O2 =8/2、但し容量比))、
の条件にて表2に示される高周波出力でそれぞれ1時間スパッタリングを行い、スパッタ後に割れ発生の有無を目視にて観察し、その結果を表2に示した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
表1〜2に示される結果から、BET値:30〜80m2/gの範囲内の二酸化チタン超微粉末を0.1〜15質量%の範囲内でBET値:8m2/gを有するTiO2粉末に対して配合し混合して得られた混合粉末A〜Gを用いてホットプレスすることにより実施した本発明法1〜7は、BET値:8m2/gを有するTiO2粉末:100%の原料粉末を用いてホットプレスすることにより実施した従来法1に比べて、格段に優れた特性を有する二酸化チタンターゲットが得られることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値の混合粉末H〜Kを用いた比較法1〜4により得られた二酸化チタンターゲットは少なくとも1つの好ましくない特性を示すことが分かる。
【0017】
【発明の効果】
上述のように、この発明は、光触媒用酸化チタン薄膜などを効率よく形成することができる酸化チタンターゲットを提供することができ、産業の発展に大いに貢献し得るものである。
Claims (3)
- 酸化チタン原料粉末を焼結することにより強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットを製造する方法において、
前記酸化チタン原料粉末は、BET法による比表面積(以下、BET値という):30〜80m2/gを有する二酸化チタン超微粉末:0.1〜15質量%を含有し、残部がBET値:5〜10m2/gを有する二酸化チタン粉末となるように配合し混合して得られた混合粉末であることを特徴とする強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法。 - 前記焼結はホットプレス法によることを特徴とする請求項1記載の強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法。
- 請求項1または2記載の方法で製造した強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003143078A JP4517331B2 (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | 強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003143078A JP4517331B2 (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | 強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004346357A true JP2004346357A (ja) | 2004-12-09 |
JP4517331B2 JP4517331B2 (ja) | 2010-08-04 |
Family
ID=33530959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003143078A Expired - Lifetime JP4517331B2 (ja) | 2003-05-21 | 2003-05-21 | 強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4517331B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007290875A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-08 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化チタン系焼結体およびその製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02170969A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Mitsubishi Metal Corp | ターゲット材の製造方法 |
JPH04128369A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-04-28 | Sumitomo Cement Co Ltd | 炭化珪素スパッタリング用ターゲット及びその製造方法 |
JPH07233469A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Asahi Glass Co Ltd | ターゲットとその製造方法および高屈折率膜の製造方法 |
JPH08158048A (ja) * | 1994-09-26 | 1996-06-18 | Asahi Glass Co Ltd | ターゲットとその製造方法および高屈折率膜の形成方法 |
JPH10147862A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化インジウム・酸化錫焼結体 |
JPH11172423A (ja) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Mitsubishi Materials Corp | 導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法 |
-
2003
- 2003-05-21 JP JP2003143078A patent/JP4517331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02170969A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Mitsubishi Metal Corp | ターゲット材の製造方法 |
JPH04128369A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-04-28 | Sumitomo Cement Co Ltd | 炭化珪素スパッタリング用ターゲット及びその製造方法 |
JPH07233469A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Asahi Glass Co Ltd | ターゲットとその製造方法および高屈折率膜の製造方法 |
JPH08158048A (ja) * | 1994-09-26 | 1996-06-18 | Asahi Glass Co Ltd | ターゲットとその製造方法および高屈折率膜の形成方法 |
JPH10147862A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化インジウム・酸化錫焼結体 |
JPH11172423A (ja) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Mitsubishi Materials Corp | 導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007290875A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-08 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化チタン系焼結体およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4517331B2 (ja) | 2010-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109516812B (zh) | 一种超细高熵固熔体粉末及其制备方法和应用 | |
JP5286469B2 (ja) | 炭化チタン粉末および炭化チタン−セラミックス複合粉末とその製造方法ならびにその炭化チタン粉末の焼結体および炭化チタン−セラミックス複合粉末の焼結体とその製造方法 | |
WO2010119887A1 (ja) | Cu-Ga合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
CN109576545B (zh) | 一种具有混晶结构的Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法 | |
CN107473237B (zh) | 一种二元钨硼化物超硬材料的制备方法 | |
JP2012046365A (ja) | アルミナセラミックス | |
JP2003246670A (ja) | 一酸化ケイ素の焼結体およびその製造方法 | |
JP2007290875A (ja) | 酸化チタン系焼結体およびその製造方法 | |
JP2010202896A (ja) | スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
JP4517331B2 (ja) | 強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法 | |
JP2002338354A (ja) | 酸化ニオブ焼結体とその製造方法及びこれを用いたスパッタリングターゲット | |
JP5618364B2 (ja) | 超微粒かつ均質なチタン系炭窒化物固溶体粉末の製造方法 | |
JP3063340B2 (ja) | 微細なタングステン系炭化物粉末の製造法 | |
JP5870768B2 (ja) | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
CN111732436A (zh) | 易烧结钛和钨共掺杂碳化锆粉体及其制备方法 | |
JP2013159848A (ja) | スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
JP4458692B2 (ja) | 複合材料 | |
JP4238768B2 (ja) | P含有w粉末およびこれを用いて製造されたスパッタリング焼結ターゲット | |
JP4363168B2 (ja) | 酸化チタン焼結体およびその製造方法 | |
JPH0118137B2 (ja) | ||
JPH11172423A (ja) | 導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法 | |
JP4763962B2 (ja) | 酸化膜形成用スパッタリングターゲットとそれを用いた酸化膜の製造方法 | |
CN107382364A (zh) | 一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法 | |
JP3045199B2 (ja) | 高硬度超硬合金の製造法 | |
JP2005035846A (ja) | ジルコニア粉末、ジルコニア焼結体及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060331 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081222 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100202 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100303 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100329 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100423 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100506 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4517331 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528 Year of fee payment: 3 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |