JP2017014612A - スパッタリングターゲット材 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)Mnを含む粉末焼結体において、A群としてGa,Zn,Sn,Ge,Al,Coの1種または2種以上を合計で1.5〜75at%、B群としてFe,Ni,Cu,Ti,V,Cr,Si,Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,In,Ta,W,Re,Ir,Pt,Au,Bi,La,Ce,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Hoの1種または2種以上を合計で0〜62at%、Mnを10〜98.5at%含有し、残部が不可避不純物である焼結体からなることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
なお「上記のMnとの原子比にある1種以外のA群の元素(ただしこの元素は上記のMnとの原子比を満たす元素か満たさない元素かを問わない)の小計」とあるが、もしA群が1種しかない場合にはこの小計は0at%となる。
に記載のスパッタリングターゲット材。
(4)Mn相は、大きさが2μm以上の相が3000平方μm当たり1個以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のスパッタリングターゲット材。
(5)抗折強度100MPa以上、相対密度90%以上である焼結体からなることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1に記載のスパッタリングターゲット材にある。
A群:Ga,Zn,Sn,Ge,Al,Coの1種または2種以上を合計で1.5〜75at%
A群元素については、上記合計量を1.5〜75at%とした。しかし、1.5at%未満ではMnと存在する場合に靱性のあるスパッタリングターゲット材を十分得ることができない。また、75at%を超えるとその効果が飽和することから、その範囲とした。
B群元素は、それぞれ靱性を高めるために選択的に追加して添加できる元素である。このB群元素については、上記合計量を0〜62at%とした。しかし、62at%を超えるとMnとの存在下で靱性のあるスパッタリングターゲット材を得る、その効果が飽和することから上限を定めた。より効果を望む場合は0〜50at%、さらに望む場合は0〜45at%とする。
Mnは、靱性の高いスパッタリングターゲット材となる。しかし、10at%未満では、その効果が十分でなく、また、98.5at%を超えるとその効果を十分に発揮することができない。したがって、その範囲を10〜98.5at%とした。
のスパッタリングターゲット材である。
また、Mn相は、大きさが2μm以上の相が3000平方μm当たり1個以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のスパッタリングターゲット材である。
また、Mn相は、上記条件範囲で靱性のあるスパッタリングターゲット材を得ることができる。しかし、大きさが2μm未満、個数が3000μm2当たり1個未満、面積率が10%未満では十分な靱性のあるスパッタリングターゲット材を得ることができない。
スパッタリングターゲット材として用いるには抗折強度100MPa以上であることが必要である。しかし抗折強度100MPa未満では脆く使用するには十分でない。したがって、抗折強度を100MPa以上とした。望ましくは120〜400MPaとした。また、スパッタリングターゲット材として用いるには相対密度が90%以上である焼結体を得ることが必要である。望ましくは95%以上、さらに望ましくは98%以上である。
m1〜miはそれぞれスパッタリングターゲット材の構成物質の含有量(重量%)を示し、ρ〜ρiはm1〜miに対応する各構成物質の密度(g/cm3 )を示す)。
スパッタリングターゲット材の組織の組成比が請求項に示す範囲にあるかはエネルギー分散型蛍光X線分析装置(EDX)にて調査し、表中の組成比とした。拡散により表1〜4中の組成比欄に示す以外の元素も検出したが、その量は20at%以下であることを確認した。
三点曲げ強度(MPa)=(3×応力(N)×支点間距離(mm)/(2×試験片の幅(mm)×(試験片厚さ(mm)2 )
表1〜4のNo.1〜No.54については、表中に示す原料粉末を表1〜4のNo.1〜No.48のスパッタリングターゲット材組成に示す組成になるよう配合し、V型混合器で30分まぜることで、表1〜4のNo.1〜No.48に示すスパッタリングターゲット材組成とした後、外径220mm、内径210mm、長さ200mmのSC製の缶に脱気装入した。なお原料粉末は溶解原料を秤量し、減圧Arガス雰囲気あるいは真空雰囲気の耐火物坩堝内で誘導加熱溶解した後、坩堝下部の直径8mmのノズルより出湯し、Arガスによりアトマイズした。このガスアトマイズ粉末の500μm以上の成形に向かない粗粉を除去したものを原料粉末としている。
特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
Claims (5)
- Mnを含む粉末焼結体において、A群としてGa,Zn,Sn,Ge,Al,Coの1種または2種以上を合計で1.5〜75at%、B群としてFe,Ni,Cu,Ti,V,Cr,Si,Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,In,Ta,W,Re,Ir,Pt,Au,Bi,La,Ce,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Hoの1種または2種以上を合計で0〜62at%、Mnを10〜98.5at%含有し、残部が不可避不純物である焼結体からなることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
- Mn相は、MnとA群の原子量比がMn:Ga=98:2〜73:27、Mn:Zn=
98:2〜65:35、Mn:Sn=98.5:1.5〜76:24、Mn:Ge=98.5:1.5〜79:21、Mn:Al=98:2〜49:51、Mn:Co=96:4〜51:49のいずれか少なくとも1種を満足する比でA群の元素を含有し、かつ上記のMnとの原子比にある1種以外のA群の元素(ただしこの元素は上記のMnとの原子比を満たす元素か満たさない元素かを問わない)の小計、およびB群の元素が1種または2種以上の小計との合計が20at%以下含有する相であることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリングターゲット材。 - Mn相は、面積率で10%以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載
のスパッタリングターゲット材。 - Mn相は、大きさが2μm以上の相が3000平方μm当たり1個以上であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のスパッタリングターゲット材。 - 抗折強度100MPa以上、相対密度90%以上である焼結体からなることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれか1に記載のスパッタリングターゲット材。
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