JP4900993B2

JP4900993B2 - スパッタリングターゲットとそれを用いたＧｅ系薄膜の製造方法

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Publication number: JP4900993B2
Application number: JP2000261374A
Authority: JP
Inventors: 光一渡邊; 幸伸鈴木; 隆石上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2020-08-30
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光ディスクの構成層としてのＧｅ層、Ｇｅ化合物層、Ｇｅ合金層などを形成する際に用いられるスパッタリングターゲットとそれを用いたＧｅ系薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録の分野では情報量の増大に伴って、大量のデータを高速にかつ高密度に記録・再生することが可能な記録装置や記録媒体が求められている。光ディスクは、このような用途に適した記録媒体ということができる。代表的な光ディスクとしては、光磁気効果を利用した光磁気記録媒体や、記録層を結晶質状態と非晶質状態との間で可逆的に相変化させ、この相変化に伴う反射率の違いを利用した相変化型光記録媒体が挙げられる。
【０００３】
相変化型光記録媒体は、レーザー光を照射することで記録層を相変化させ、これにより情報の記録・消去を行うものであり、光学系の構造が簡単であるというような特徴を有している。さらに、光磁気記録のように磁界を必要とせず、光の強度変調による重ね書き（オーバーライト）が容易で、またさらにデータ転送速度が速いというような特徴を有している。加えて、ＣＤ−ＲＯＭなどの再生専用ディスクとの互換性にも優れており、ＤＶＤ−ＲＡＭなどをはじめとする大容量タイプの書換え可能型記録媒体に適用されている。
【０００４】
相変化型光ディスクの構造としては、例えばポリカーボネート基板上などに反射層／保護層／中間層／記録層／中間層／保護層の6層を形成した構造が挙げられる。記録層にはＧｅＳｂＴｅ系合金やＩｎＳｂＴｅ系合金などのカルコゲン系合金薄膜が適用されている。また、保護層にはＺｎＳ−ＳｉＯ2が、反射層にはＡｌ−Ｍｏ、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｇなどの材料が使用されている。中間層は、記録性の向上のために設けられるようになったものであり、Ｇｅ単体、ＧｅＮのようなＧｅ化合物、Ｇｅ−ＣｒやＧｅ−ＳｉなどのＧｅ合金などで構成されている。
【０００５】
上記したような層構造を有する相変化型光ディスクは、スパッタ法で各構成層を形成して作製することが一般的である。具体的には、カセット式回転タイプのスパッタリング装置を用い、あるタクトタイムを維持しながら各構成層を連続して形成することによって、光ディスクを作製している。光ディスクの生産量は膨大であり、また製造コストの低減が求められていることから、各構成層を形成する際のスパッタリングに要するタクトタイムは短縮する方向に進んでいる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、相変化型などの光ディスクを製造するにあたっては、各構成層を形成する際のスパッタリングに要するタクトタイムを短縮し、これにより光ディスクの製造工数ならびに製造コストを低減することが進められている。このような状況下で、特に中間層を構成するＧｅやＧｅ合金は、他の構成層の材料に比べてスパッタレートが低いことから、タクトタイムの短縮を図ることが求められている。
【０００７】
スパッタ法による成膜のタクトタイムを短縮する有効な手段としては、ターゲットに印加する電力を増大させ、パワー密度を高める手法が挙げられる。しかしながら、従来のＧｅの単体ターゲットやＧｅ合金からなるターゲットを用いてスパッタリングを行った場合、ターゲットに印加されるパワー密度が大きくなると、微小異常放電（マイクロアーク）の発生数が増加し、得られる膜中に多量のダストが含まれるという問題が生じる。
【０００８】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、Ｇｅの単体膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜などをスパッタ法により成膜する際に、スパッタリングに要するタクトタイムを短縮するために、ターゲットへの投入電力を増大させた場合においても、マイクロアークの発生を有効に抑制することを可能にしたスパッタリングターゲットを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記したＧｅ単体ターゲットやＧｅ合金ターゲットを用いた際のマイクロアークの発生について、種々の検討ならびに実験を繰り返した結果、ターゲット中に不純物として含まれるＡｇ量およびＡｕ量とマイクロアークの発生数との間に相関性があることを見出した。
【００１０】
すなわち、ＡｇやＡｕはスパッタリング率が高く、またスパッタリングターゲットを構成するＧｅや合金元素よりもイオン化効率が高いことから、出力を上げてスパッタリングを実施した際に、ＡｇやＡｕが優先的に放電を引き起こすことになる。これらイオン化効率が高いＡｇおよびＡｕに基づく放電がマイクロアークの発生原因となっている。従って、Ｇｅ単体ターゲットやＧｅ合金ターゲット中のＡｇおよびＡｕの含有量を低減することによって、マイクロアークの発生回数を大幅に低減することが可能となる。
【００１１】
本発明のスパッタリングターゲットは、高純度Ｇｅの焼結体、もしくはＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＣから選ばれる少なくとも1種の元素を0.1〜50原子％の範囲で含むＧｅ合金の焼結体からなるスパッタリングターゲットであって、前記高純度ＧｅまたはＧｅ合金の焼結体は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＮａおよびＫの合計含有量（ただし、前記Ｇｅ合金がＦｅ、ＮｉおよびＭｎから選ばれる元素を含む場合は、該元素の含有量を除く）が50〜5000ｐｐｍであり、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量がそれぞれ5ppm以下であって、かつ前記ターゲット全体としての前記Ａｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキがそれぞれ30％以内であることを特徴としている。本発明の他のスパッタリングターゲットは、高純度Ｇｅの焼結体、もしくはＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＣから選ばれる少なくとも1種の元素を0.1〜50原子％の範囲で含むＧｅ合金の焼結体からなるスパッタリングターゲットであって、前記高純度ＧｅまたはＧｅ合金の焼結体は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＮａおよびＫの合計含有量（ただし、前記Ｇｅ合金がＦｅ、ＮｉおよびＭｎから選ばれる元素を含む場合は、該元素の含有量を除く）が50〜5000ｐｐｍであり、Ａｇ含有量が5ppm以下であると共に、Ａｕ含有量が9ppm以下であり、かつ前記ターゲット全体としての前記Ａｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキがそれぞれ30％以内であることを特徴としている。
【００１３】
本発明のスパッタリングターゲットにおいて、高純度Ｇｅまたは高純度Ｇｅ合金はＡｇおよびＡｕの合計含有量が8ppm以下であることがさらに好ましい。また、ＡｇおよびＡｕの合計含有量のバラツキについても、ターゲット全体として30％以内とすることが好ましい。
【００１４】
本発明のスパッタリングターゲットは、光ディスクの構成層を形成する際に用いられるものである。特に、光ディスクの中間層を構成するＧｅ層、Ｇｅ化合物層またはＧｅ合金層の形成用として好適である。
また、本発明のＧｅ系薄膜の製造方法は、本発明のスパッタリングターゲットを用いて、Ｇｅ系薄膜を成膜することを特徴としている。本発明の製造方法で成膜されるＧｅ系薄膜は、例えば光ディスクの構成層、あるいは半導体デバイス、液晶表示素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の構成膜である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１６】
本発明のスパッタリングターゲットは、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量をそれぞれ5ppm以下とした高純度ＧｅまたはＧｅ合金からなるものである。ターゲットの構成材料としてのＧｅ合金は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＣから選ばれる少なくとも1種の元素（Ｍ元素）を0.1〜50原子％の範囲で含むものである。
【００１７】
ここで、スパッタリングターゲットをＧｅ合金で構成する場合、合金元素としてのＭ元素は膜の使用目的に応じて適宜に選択される。例えば、スパッタ膜を光ディスクの中間層として使用する場合には、Ｍ元素としてＳｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｂなどを適用することが好ましい。このような場合のＭ元素の含有量は、記録層と保護層の密着力を良好にする上で、0.1〜50原子％の範囲とすることが好ましい。また、スパッタ膜をバリアメタルとして使用する場合には、Ｍ元素としてＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂなどを適用することが好ましい。このような場合のＭ元素の含有量は、抵抗率を向上させないとの理由から上記した範囲とすることが好ましい。
【００１８】
上述したようなＡｇ含有量およびＡｕ含有量をそれぞれ低減した高純度ＧｅもしくはＧｅ合金からなるターゲットによれば、大きな電力を投入してスパッタリングを実施した場合においても、ダストの発生原因となるマイクロアークの発生を有効に抑制することが可能となる。
【００１９】
すなわち、Ｇｅ単体ターゲットもしくはＧｅ合金ターゲットを用いたスパッタ成膜において、ターゲット組成の膜を形成する際にはＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガスがスパッタガスとして用いられる。また、ＧｅＮやＧｅＯなどのＧｅ化合物膜、さらにはＧｅ合金窒化膜やＧｅ合金酸化膜などを形成する場合には、リアクティブスパッタ法が適用され、希ガスと窒素もしくは酸素ガスとの混合ガスがスパッタガスとして使用される。
【００２０】
Ｇｅ膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜などのＧｅ系薄膜は、上述したようなスパッタ方式を採用したＤＣもしくはＲＦスパッタにより成膜される。このようなＧｅ系薄膜のスパッタ成膜において、ＧｅやＧｅ合金はスパッタレートが低いことから、通常のスパッタ条件では成膜時間（タクトタイム）が長くなるという欠点がある。そこで、タクトタイムを短縮するために、ターゲットに大きな電力を印加することが行われており、これによりスパッタレートを高めて成膜を実施している。ＧｅやＧｅ合金のスパッタレートの向上には、例えばＤＣスパッタでは100W以上の電力を使用することが有効となる。
【００２１】
このように、Ｇｅ単体ターゲットやＧｅ合金ターゲットに大きな電力を投入すると、ターゲットに印加されるパワー密度は非常に大きくなる。ＧｅやＧｅ合金のような半導体材料では、パワー密度が大きくなるとマイクロアーク（微小異常放電）が頻繁に発生する。マイクロアークはダスト数の増加原因となる。
【００２２】
そこで、Ｇｅ単体ターゲットやＧｅ合金ターゲットにおけるマイクロアークの発生原因について調査ならびに検討した結果、ターゲット中に含まれる不純物のうち、特にＡｇおよびＡｕがマイクロアークの発生に影響していることを見出した。すなわち、ターゲット中に不純物として含まれるＡｇ量およびＡｕ量とマイクロアークの発生数との間に相関性があることを見出した。
【００２３】
ＡｇおよびＡｕはスパッタリング率が非常に大きく、かつターゲットを構成するＧｅやＧｅ以外の合金元素（Ｍ元素）よりもイオン化効率が高いことから、パワー密度を大きくした際に、ＡｇやＡｕが優先的に放電を引き起こすことになる。このＡｇやＡｕの優先的な放電がマイクロアークの発生原因となっている。他の不純物元素については優先的な放電を引き起こすことがないため、マイクロアークに対してはほとんど影響を及ぼしていない。
【００２４】
このようなことから、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、ターゲットの構成材料である高純度Ｇｅまたは高純度Ｇｅ合金に含まれるＡｇ量およびＡｕ量をそれぞれ質量比で5ppm以下としている。すなわち、スパッタリングターゲットのＡｇ含有量およびＡｕ含有量のいずれか一方でも5ppmを超えると、ＡｇやＡｕが優先的にターゲット表面に拡散してきて、突発的にマイクロアーク（微小異常放電）を引き起こすことになる。
【００２５】
Ａｇ含有量およびＡｕ含有量をそれぞれ5ppm以下としたスパッタリングターゲットによれば、上述したようなＡｇやＡｕに起因するマイクロアーク（微小異常放電）を有効に抑制することができる。このように、スパッタリング時におけるマイクロアークの発生を抑制することによって、ダスト量の少ない健全な膜、例えばＧｅ膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜などを再現性よく形成することが可能となる。
【００２６】
本発明のスパッタリングターゲットにおいて、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量はそれぞれ3ppm以下とすることがさらに好ましく、望ましくは1ppm以下である。また、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量は、これらの合計量として8ppm以下とすることが好ましい。このようなスパッタリングターゲットによれば、マイクロアークの発生をより有効に抑制することができる。ＡｇおよびＡｕの合計含有量は5ppm以下とすることがより好ましく、さらに望ましくは3ppm以下である。
【００２７】
本発明のスパッタリングターゲットにおいて、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキは、それぞれターゲット全体に対して30％以内とすることが好ましい。このように、ターゲット全体に対するＡｇおよびＡｕの含有量のバラツキをそれぞれ低く抑えることによって、ターゲット全体としてマイクロアークの発生を有効に抑制することができる。ＡｇおよびＡｕの含有量のバラツキが大きいと、ターゲット全体としての含有量は低くても、局所的にＡｇもしくはＡｕの含有量の高い領域に基づいて、マイクロアークが発生するおそれがある。
【００２８】
Ａｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキは、それぞれターゲット全体として15％以内とすることがさらに好ましい。また、ＡｇおよびＡｕの個々のバラツキだけでなく、ＡｇとＡｕの合計含有量についてもバラツキを低く抑えることが好ましい。具体的には、ＡｇおよびＡｕの合計含有量のバラツキをターゲット全体として30％以内とすることが好ましく、さらに好ましくは15％以内である。なお、ＡｇおよびＡｕの合計含有量のバラツキとは、ターゲット各部におけるＡｇおよびＡｕの微視的な含有量の合計（合計含有量）を比較した場合のバラツキを示すものである。
【００２９】
ここで、本発明のスパッタリングターゲットにおけるＡｇおよびＡｕの含有量は、以下に示す方法により測定された値を示すものとする。すなわち、図１に示すように、例えば円板状ターゲットの中心部（位置１）と、中心部を通り円周を均等に分割した4本の直線上の外周近傍位置（位置２〜９）およびその1/2の距離の位置（位置１０〜１７）とから、それぞれ長さ10mm、幅10mmの試験片を採取する。これら17点の試験片のＡｇ量およびＡｕ量をそれぞれ測定し、これらの測定値を平均した値を、本発明のスパッタリングターゲットにおけるＡｇ含有量およびＡｕ含有量とする。また、これら元素の合計含有量は、ＡｇおよびＡｕの各元素の含有量の平均値を合計した値を示すものである。Ａｇ量およびＡｕ量はＩＣＰ−ＡＥＳ法に基づいて測定する。
【００３０】
さらに、ターゲット全体としてのＡｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキ、さらにはＡｇおよびＡｕの合計含有量のバラツキは、上記した17点の試験片から求めたＡｇ含有量、Ａｕ含有量、ＡｇおよびＡｕの合計含有量のそれぞれの最大値および最小値から、｛（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）｝×100の式に基づいて求めた値をそれぞれ示すものとする。
【００３１】
本発明のスパッタリングターゲットは、上述したように高純度ＧｅもしくはＧｅ合金中のＡｇ含有量およびＡｕ含有量を、ＡｇおよびＡｕがそれぞれマイクロアークの発生原因とならない程度に低減したことに特徴を有するものである。これらＡｇおよびＡｕの含有量を除くターゲットの構成、すなわち高純度ＧｅもしくはＧｅ合金の構成については、通常のターゲットと同程度であれば特に限定されるものではない。すなわち、高純度ＧｅもしくはＧｅ合金は、通常の高純度金属材料と同程度の不純物であれば含んでいてもよい。
【００３２】
ただし、高純度ＧｅもしくはＧｅ合金中の不純物量（ＡｇおよびＡｕを除く）があまり多いと、例えば光ディスクの中間層などとしての特性が低下するおそれがある。従って、本発明のスパッタリングターゲットは、不純物元素としてのＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋの合計含有量が5000ppm以下の高純度ＧｅもしくはＧｅ合金で構成することが好ましい。言い換えると、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋの各含有量（質量％）の合計量を100％から引いた値［100−(Ｆｅ％+Ｎｉ％+Ｍｎ％+Ｎａ％+Ｋ％)］が99.5％以上の高純度Ｇｅもしくは高純度Ｇｅ合金を用いることが好ましい。
【００３３】
本発明のスパッタリングターゲットにおいて、Ｇｅ合金により構成されたターゲットは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＣから選ばれる少なくとも1種の元素（Ｍ元素）を0.1〜50原子％の範囲で含み、残部がＧｅおよび不可避不純物からなり、かつＡｇおよびＡｕの含有量がそれぞれ5ppm以下とされたものである。
【００３４】
本発明のスパッタリングターゲットは、焼結法により作製される。焼結法を適用する場合には、まずターゲット原料として高純度Ｇｅ粉末を用意する。高純度Ｇｅ粉末に関しては、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量を本発明の規定内とする上で、Ｈ₂雰囲気中で200〜400℃で熱処理して脱ガス処理を行うなどにより精製した粉末を使用することが好ましい。
【００３５】
また、Ｇｅ合金ターゲットを作製する場合には、合金元素としてのＭ元素粉末を用意する。Ｍ元素の種類および添加量は、目的とするスパッタ膜の種類に応じて適宜に選択される。ここで、Ｍ元素粉末としては、上記した高純度Ｇｅ粉末と混合した際に、Ａｇ量およびＡｕ量が本発明の規定内となるような純度、すなわちＡｇ含有量およびＡｕ含有量を有するものが用いられる。
【００３６】
Ｇｅ単体ターゲットを作製する場合には、上述したような高純度Ｇｅ粉末を所定のターゲット形状に合せたカーボン型などに充填し、例えばホットプレスにより加圧焼結する。また、Ｇｅ合金ターゲットを作製する場合には、上述したような高純度Ｇｅ粉末とＭ元素粉末とを所定の比率で混合した粉末を、同様にターゲットサイズに合せたカーボン型などに充填し、ホットプレスなどにより加圧焼結する。Ｇｅ粉末とＭ元素粉末との混合は、例えばボールミルを用いて12時間以上実施することが好ましい。
【００３７】
上述したような加圧焼結工程においては、焼結温度まで昇温する前に、例えば400〜600℃の温度で2時間程度保持して脱ガス処理を実施することが好ましい。これは原料粉末に付着している吸着酸素や他の不純物元素を除去するためである。このような脱ガス処理を実施した後に、例えば6.5Pa以下の真空雰囲気下で9.8MPa以上の圧力を加えつつ加熱して焼結させる。焼結温度は対象材料の状態図から得られる融点の±30℃の範囲内とすることが好ましく、そのような焼結温度での保持時間は2時間以上とすることが好ましい。
【００３８】
このような条件下で焼結させることによって、ターゲット材料（焼結体）中のＡｇおよびＡｕの均質化（バラツキの減少）を図ることができる。また、上記したような加圧焼結工程は、結晶格子の配列を整合させる役割を果たすことから、微小内部欠陥の除去などに対しても有効に作用する。
【００３９】
上述したような加圧焼結工程により得られたターゲット材料を機械加工し、これを例えばＡｌやＣｕからなるバッキングプレートと接合する。バッキングプレートとの接合には、拡散接合やろう付け接合などが適用される。拡散接合時の温度は600℃以下とすることが好ましい。また、ろう付け接合は公知のＩｎ系やＳｎ系の接合材を使用して実施する。このようにして得られたターゲット素材を所定サイズに機械加工することによって、本発明のスパッタリングターゲットが得られる。
【００４３】
本発明のスパッタリングターゲットは、記録媒体の構成層、半導体デバイスの構成膜、液晶表示素子やＰＤＰなどの構成膜など、種々の分野で用いられるＧｅ単体膜、ＧｅＮやＧｅＯなどのＧｅ化合物膜、Ｇｅ−Ｃｒ、Ｇｅ−Ｓｉ、Ｇｅ−ＷなどのＧｅ合金膜、さらにはＧｅ合金の窒化膜や酸化膜などを形成する際に用いられる。特に、本発明のスパッタリングターゲットは、相変化型光ディスクの構成層、具体的にはＧｅ単体膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜などからなる中間層の形成に好ましく用いられるものである。
【００４４】
本発明のスパッタリングターゲットによれば、ターゲットに大きな電力を投入し、ＧｅもしくはＧｅ合金のスパッタレートを高めて成膜を実施した場合においても、ＡｇやＡｕに起因するマイクロアーク（微小異常放電）の発生を有効に抑制することができる。従って、短いタクトタイムで良好なＧｅ系薄膜（Ｇｅ単体膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜など）、すなわちダスト数の少ないＧｅ系薄膜を得ることができる。これは相変化型光ディスクの製造工数や製造コストの低減に大きく寄与するものである。
【００４５】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００４６】
実施例１、比較例１
まず、ＡｇおよびＡｕの含有量、さらに不純物元素としてのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎなどの含有量を変化させた12種類のＧｅ粉末を用意した。これら各Ｇｅ粉末をカーボン型内に充填してホットプレス装置にセットし、まず6.7Pa以下の真空雰囲気中にて600℃×2hの条件で脱ガス処理をそれぞれ実施した。次いで、同様な真空雰囲気中で25MPaの圧力を加えつつ920℃まで昇温し、この圧力および温度で5時間保持することによって、それぞれターゲット材料としてのＧｅ焼結体を作製した。焼結後の冷却は雰囲気をＡｒで置換し、かつ10℃/minの冷却速度で実施した。
【００４７】
このようにして作製した各Ｇｅ焼結体を所望のターゲット寸法（直径180mm×厚さ6mm）に機械加工した後、Ｃｕ製バッキングプレートにろう付け接合することによって、12種類のＧｅスパッタリングターゲットをそれぞれ得た。各ターゲットの元素含有量については、ＩＣＰ−ＡＥＳ装置（発光分光分析装置：セイコーインスツルメンツ社製・SPQ9000）によって分析した。
【００４８】
得られた12種類のＧｅターゲットをそれぞれ用いて、スパッタ方式：回転成膜、基板−ターゲット間距離：120mm、スパッタガス：Ａｒ（0.5Pa）、背圧：1×10-5Pa、出力ＤＣ：1kW、スパッタ時間：5min、の条件下で、直径120mmのポリカーボネート基板上にＧｅ膜を成膜した。この成膜工程におけるマイクロアークの発生回数（/5min）を、ランドアークテクノロジー社製ＭＡＮ−ＧＥＮＥＳＩＳ装置のカウント数として調べた。さらに、得られたＧｅ膜中のダスト数（0.2μm以上）をダストカウンタで測定した。これらの結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】

表１から明らかなように、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量を低減した本発明のＧｅスパッタリングターゲットは、マイクロアークの発生数が少なく、それに伴ってスパッタ膜中のダスト数も低減されていることが分かる。
【００５０】
実施例２、比較例２
まず、ＡｇおよびＡｕの含有量、さらに不純物元素としてのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎなどの含有量を変化させた12種類のＧｅ粉末を用意した。これら各Ｇｅ粉末に、Ｇｅ−20at％Ｃｒの組成となるように、それぞれ所定量のＣｒ粉末を添加した後、ボールミルで24時間混合した。ボールミルによる混合はＡｒ雰囲気中で実施した。
【００５１】
上記した各混合粉末をそれぞれカーボン型内に充填してホットプレス装置にセットし、まず6.7Pa以下の真空雰囲気中にて600℃×2hの条件で脱ガス処理をそれぞれ実施した。次いで、同様な真空雰囲気中で25MPaの圧力を加えつつ880℃まで昇温し、この圧力および温度で5時間保持することによって、それぞれターゲット材料としてのＧｅ−Ｃｒ合金焼結体を作製した。焼結後の冷却は雰囲気をＡｒで置換し、かつ10℃/minの冷却速度で実施した。
【００５２】
このようにして作製した各Ｇｅ−Ｃｒ合金焼結体を所望のターゲット寸法（直径180mm×厚さ6mm）に機械加工した後、Ｃｕ製バッキングプレートにろう付け接合することによって、12種類のＧｅ−Ｃｒ合金スパッタリングターゲットをそれぞれ得た。各ターゲットの元素含有量は実施例１と同様にして分析した。
【００５３】
得られた12種類のＧｅ−Ｃｒ合金ターゲットをそれぞれ用いて、実施例１と同一条件で直径120mmのポリカーボネート基板上にＧｅ−Ｃｒ合金膜を成膜した。この成膜工程におけるマイクロアークの発生回数（/5min）を、実施例１と同様にして調べた。さらに、得られたＧｅ−Ｃｒ合金膜中のダスト数についても同様にして測定した。これらの結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】

表２から明らかなように、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量を低減した本発明のＧｅ合金スパッタリングターゲットは、マイクロアークの発生数が少なく、それに伴ってスパッタ膜中のダスト数も低減されていることが分かる。
【００５５】
実施例３、比較例３
まず、ＡｇおよびＡｕの含有量、さらに不純物元素としてのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎなどの含有量を変化させた12種類のＧｅ粉末を用意した。これら各Ｇｅ粉末に、Ｇｅ−15at％Ｗの組成となるように、それぞれ所定量のＷ粉末を添加した後、ボールミルで24時間混合した。ボールミルによる混合はＡｒ雰囲気中で実施した。
【００５６】
上記した各混合粉末をそれぞれカーボン型内に充填してホットプレス装置にセットし、まず6.7Pa以下の真空雰囲気中にて600℃×2hの条件で脱ガス処理をそれぞれ実施した。次いで、同様な真空雰囲気中で25MPaの圧力を加えつつ930℃まで昇温し、この圧力および温度で5時間保持することによって、それぞれターゲット材料としてのＧｅ−Ｗ合金焼結体を作製した。焼結後の冷却は雰囲気をＡｒで置換し、かつ10℃/minの冷却速度で実施した。
【００５７】
このようにして作製した各Ｇｅ−Ｗ合金焼結体を所望のターゲット寸法（直径180mm×厚さ6mm）に機械加工した後、Ｃｕ製バッキングプレートにろう付け接合することによって、12種類のＧｅ−Ｗ合金スパッタリングターゲットをそれぞれ得た。各ターゲットの元素含有量は実施例１と同様にして分析した。
【００５８】
得られた12種類のＧｅ−Ｗ合金ターゲットをそれぞれ用いて、実施例１と同一条件で直径120mmのポリカーボネート基板上にＧｅ−Ｃｒ合金膜を成膜した。この成膜工程におけるマイクロアークの発生回数（/5min）を、実施例１と同様にして調べた。さらに、得られたＧｅ−Ｗ合金膜中のダスト数についても同様にして測定した。これらの結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】

表３から明らかなように、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量を低減した本発明のＧｅ合金スパッタリングターゲットは、マイクロアークの発生数が少なく、それに伴ってスパッタ膜中のダスト数も低減されていることが分かる。
【００６０】
実施例４、参考例１、比較例４
まず、ＡｇおよびＡｕの含有量を変化させた7種類のＧｅ粉末を用意した。実施例４のターゲット（試料No1）と参考例１の各ターゲット（試料No2〜3）については、各Ｇｅ粉末をカーボン型内に充填してホットプレス装置にセットし、まず6.7Pa以下の真空雰囲気中にて600℃×2hの条件で脱ガス処理をそれぞれ実施した。次いで、同様な真空雰囲気中で25MPaの圧力を加えつつ930℃まで昇温し、この圧力および温度で5時間保持することによって、それぞれターゲット材料としてのＧｅ焼結体を作製した。焼結後の冷却は雰囲気をＡｒで置換し、かつ10℃/minの冷却速度で実施した。
【００６１】
また、比較例４のターゲットのうち、試料No4，5の各ターゲットについては、焼結条件のうち、脱ガス処理温度を700℃とすると共に、処理時間を10時間に変更してＧｅ焼結体を作製した。比較例４のターゲットのうち、試料No6，7の各ターゲットについては、実施例４と同一条件で焼結工程を実施してそれぞれＧｅ焼結体を作製した。
【００６２】
このようにして作製した各Ｇｅ焼結体を所望のターゲット寸法（直径180mm×厚さ6mm）に機械加工した後、Ｃｕ製バッキングプレートにろう付け接合することによって、7種類のＧｅスパッタリングターゲットをそれぞれ得た。各ターゲットの元素含有量は実施例１と同様にして分析した。さらに、各ターゲット中のＡｇ含有量のバラツキ、Ａｕ含有量のバラツキ、ＡｇとＡｕの合金含有量のバラツキを、それぞれ前述した方法にしたがって測定、評価した。
【００６３】
得られた7種類のＧｅターゲットをそれぞれ用いて、実施例１と同一条件で直径120mmのポリカーボネート基板上にＧｅ膜を成膜した。この成膜工程におけるマイクロアークの発生回数（/5min）を、実施例１と同様にして調べた。さらに、得られたＧｅ膜中のダスト数についても同様にして測定した。これらの結果を表４に示す。
【００６４】
【表４】

【００６５】
実施例５、参考例２、比較例５
まず、ＡｇおよびＡｕの含有量を変化させた7種類のＧｅ粉末を用意し、これらにＧｅ−10at％Ｔａの組成となるように、それぞれ所定量のＴａ粉末を添加した後、ボールミルで24時間混合した。ボールミルによる混合はＡｒ雰囲気中で実施した。
【００６６】
実施例５のターゲット（試料No1）と参考例２の各ターゲット（試料No2〜3）については、各混合粉末をカーボン型内に充填してホットプレス装置にセットし、まず6.7Pa以下の真空雰囲気中にて600℃×2hの条件で脱ガス処理をそれぞれ実施した。次いで、同様な真空雰囲気中で25MPaの圧力を加えつつ880℃まで昇温し、この圧力および温度で5時間保持することによって、それぞれターゲット材料としてのＧｅ−Ｔａ合金焼結体を作製した。焼結後の冷却は雰囲気をＡｒで置換し、かつ10℃/minの冷却速度で実施した。
【００６７】
また、比較例５のターゲットのうち、試料No4，5の各ターゲットについては、焼結条件のうち、脱ガス処理温度を700℃とすると共に、処理時間を10時間に変更してＧｅ−Ｔａ合金焼結体を作製した。比較例５のターゲットのうち、試料No6，7の各ターゲットについては、実施例５と同一条件で焼結工程を実施してそれぞれＧｅ−Ｔａ合金焼結体を作製した。
【００６８】
このようにして作製した各Ｇｅ−Ｔａ合金焼結体を所望のターゲット寸法（直径180mm×厚さ6mm）に機械加工した後、Ｃｕ製バッキングプレートにろう付け接合することによって、7種類のＧｅ−Ｔａ合金ターゲットをそれぞれ得た。各ターゲットの元素含有量は実施例１と同様にして分析した。さらに、各ターゲット中のＡｇ含有量のバラツキ、Ａｕ含有量のバラツキ、ＡｇとＡｕの合金含有量のバラツキを、それぞれ前述した方法にしたがって測定、評価した。
【００６９】
得られた7種類のＧｅ−Ｔａ合金ターゲットをそれぞれ用いて、実施例１と同一条件で直径120mmのポリカーボネート基板上にＧｅ膜を成膜した。この成膜工程におけるマイクロアークの発生回数（/5min）を、実施例１と同様にして調べた。さらに、得られたＧｅ−Ｔａ合金膜中のダスト数についても同様にして測定した。これらの結果を表５に示す。
【００７０】
【表５】

【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスパッタリングターゲットによれば、Ｇｅ単体膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜などを成膜する際に、ターゲットへの投入電力を増大させた場合においてもマイクロアークの発生を有効に抑制することができる。従って、短いタクトタイムで良好なＧｅ単体膜、Ｇｅ化合物膜、Ｇｅ合金膜などを再現性よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパッタリングターゲットにおけるＡｇおよびＡｕの含有量の測定方法を説明するための図である。

Claims

高純度Ｇｅの焼結体、もしくはＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＣから選ばれる少なくとも1種の元素を0.1〜50原子％の範囲で含むＧｅ合金の焼結体からなるスパッタリングターゲットであって、
前記高純度ＧｅまたはＧｅ合金の焼結体は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＮａおよびＫの合計含有量（ただし、前記Ｇｅ合金がＦｅ、ＮｉおよびＭｎから選ばれる元素を含む場合は、該元素の含有量を除く）が50〜5000ｐｐｍであり、Ａｇ含有量およびＡｕ含有量がそれぞれ5ppm以下であって、かつ前記ターゲット全体としての前記Ａｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキがそれぞれ30％以内であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記高純度ＧｅまたはＧｅ合金の焼結体は、前記ＡｇおよびＡｕの合計含有量が8ppm以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項２記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記ターゲット全体としての前記ＡｇおよびＡｕの合計含有量のバラツキが30％以内であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
高純度Ｇｅの焼結体、もしくはＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＣから選ばれる少なくとも1種の元素を0.1〜50原子％の範囲で含むＧｅ合金の焼結体からなるスパッタリングターゲットであって、
前記高純度ＧｅまたはＧｅ合金の焼結体は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＮａおよびＫの合計含有量（ただし、前記Ｇｅ合金がＦｅ、ＮｉおよびＭｎから選ばれる元素を含む場合は、該元素の含有量を除く）が50〜5000ｐｐｍであり、Ａｇ含有量が5ppm以下であると共に、Ａｕ含有量が9ppm以下であり、かつ前記ターゲット全体としての前記Ａｇ含有量およびＡｕ含有量のバラツキがそれぞれ30％以内であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記ターゲットはバッキングプレートと接合されていることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記ターゲットは光ディスクの構成層を形成する際に用いられることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットにおいて、
前記ターゲットは光ディスクの中間層を構成するＧｅ層、Ｇｅ化合物層またはＧｅ合金層を形成する際に用いられることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットを用いて、Ｇｅ系薄膜を成膜することを特徴とするＧｅ系薄膜の製造方法。
請求項８記載のＧｅ系薄膜の製造方法において、
前記スパッタリングターゲットに100W以上の電力を投入し、ＤＣスパッタにより前記Ｇｅ系薄膜を成膜することを特徴とするＧｅ系薄膜の製造方法。
請求項８または請求項９記載のＧｅ系薄膜の製造方法において、
前記Ｇｅ系薄膜はＧｅ単体膜、Ｇｅ化合物膜またはＧｅ合金膜であることを特徴とするＧｅ系薄膜の製造方法。
請求項８ないし請求項１０のいずれか１項記載のＧｅ系薄膜の製造方法において、
前記Ｇｅ系薄膜は光ディスクの構成層であることを特徴とするＧｅ系薄膜の製造方法。
請求項８ないし請求項１０のいずれか１項記載のＧｅ系薄膜の製造方法において、
前記Ｇｅ系薄膜は半導体デバイス、液晶表示素子またはプラズマディスプレイパネルの構成膜であることを特徴とするＧｅ系薄膜の製造方法。