JP5496078B2 - 焼結用Sb−Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット - Google Patents
焼結用Sb−Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット Download PDFInfo
- Publication number
- JP5496078B2 JP5496078B2 JP2010500647A JP2010500647A JP5496078B2 JP 5496078 B2 JP5496078 B2 JP 5496078B2 JP 2010500647 A JP2010500647 A JP 2010500647A JP 2010500647 A JP2010500647 A JP 2010500647A JP 5496078 B2 JP5496078 B2 JP 5496078B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- target
- alloy
- sintering
- oxygen content
- 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.)
- Active
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 156
- 229910001215 Te alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 56
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 95
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 58
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 34
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 23
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 claims description 5
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 45
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 238000009700 powder processing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010902 jet-milling Methods 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/547—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on sulfides or selenides or tellurides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
- C04B2235/408—Noble metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/963—Surface properties, e.g. surface roughness
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
スパッタリング法による被覆法は処理時間や供給電力等を調節することによって、安定した成膜速度でオングストローム単位の薄い膜から数十μmの厚い膜まで形成できるという特徴を有している。
このようなターゲット又はスパッタリングの際の問題は、記録媒体である薄膜の品質を低下させる大きな原因となっている。
この他にアトマイズ粉を使用してターゲットを製造する技術としては、下記特許文献4、5、6がある。
このようなことから、先に本出願人はSb−Te系スパッタリングターゲット及びそれに使用する粉末を提案した(特許文献7、8、9参照)。これらは、上記の問題を解決するためのものである。
この知見に基づき、本発明は
1)平均粒径が0.1〜200μmの粉末からなり、酸素含有量が1000wtppm以下であることを特徴とする焼結用Sb−Te系合金粉末を提供する。
上記の添加元素の選択と添加量は、元素も持つ特性に応じて添加量を調整する必要があるが、通常上記1at%未満では添加の効果がなく、また上限値である30at%を超えると本来の相変化記録用材料としての機能が失われ、ターゲットの強度が大きく低下し、ターゲット製造中または使用中にターゲット割れが発生することがあるので、Ag,Al,As,Au,B,C,Ga,Ge,In,P,Pd,Pt,S,Se,Si,Tiから選択した1種以上の元素の添加量は1〜30at%とするのが望ましいと言える。
比表面積(BET)が0.15〜0.25m2/gの粉末を用いると焼結の際に、緻密な焼結体ターゲットが製造できるので、より好ましいSb−Te系合金粉末である。
2)Sb−Te系合金からなる原料を溶解した後、これを加工して粉末とし、これにより得た粉末を還元して、酸素含有量を1000wtppm以下とし、平均粒径を0.1〜200μmの粉末とする焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法、を提供する。
また、粉末の製造工程において、還元処理としては、酸洗後の真空乾燥処理(例えば、50%硝酸水溶液×10分間の浸漬後、真空度100mTorr(13Pa)以下で6時間の乾燥処理)、不活性ガス(Ar)雰囲気中熱処理(例えば、500°C×2時間)、水素還元処理(例えば、500°C×2時間)、還元材料(Mg、Fe)を混合した仮焼処理を行うことにより、粉末を還元することが可能である。
これらの処理の選択は任意であり、また還元条件も、粉末の量、酸化の程度によって、目的とする粉末の還元が達成されるようにすれば良く、特に制限はない。これによって、本願発明は酸素含有量を、500wtppm以下、100wtppm以下、さらには300wtppm以下を達成することも可能である。本願発明は、これらを達成することができる。
さらに、比表面積(BET)を0.15〜0.25m2/gの粉末に調整した焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法を提供することができる。これは同様に、粉砕の程度等、粉末の加工方法の調整により、比表面積の調整が可能である。
さらに、本願発明は、酸素含有量が500wtppm以下、抗折力が60MPa以上、相対密度が99.5%以上であることを特徴とするSb−Te系合金からなる焼結体ターゲットを提供することができる。酸素含有量は、さらに500wtppm以下とすることができる。
焼結したSb−Te系合金スパッタリングターゲットは、ターゲットエロージョン面の表面粗さRaが0.5μm以下であることが望ましいが、本願発明はこれを達成することができ、これによって、パーティクルの発生が少なく、より均一な成膜が可能となる。
ターゲットの成分組成として、Ag,Al,As,Au,B,C,Ga,Ge,In,P,Pd,Pt,S,Se,Si,Tiから選択した1種以上の元素を1〜30at%含有させることが可能である。
これらの添加元素は、上記の通り、結晶化速度を最適にし、融点及び結晶化温度を最適にすることが容易となる。また、アモルファスと結晶との変態の繰り返し耐性を向上させ、さらに成膜の比抵抗の最適化を容易に行うことができる。
また、粉末の製造工程の中で、粉末を還元することにより、低酸素濃度及び低炭素濃度の材料が得られるという効果がある。さらに、本発明のSb−Te系スパッタリングターゲット焼結体は、抗折力が60MPa以上であり強度が高く、スパッタリング時にクラックや割れが発生せず、極めて優れた特性を有する。本願発明のSb−Te系合金の粉末を使用することにより、結晶化速度を最適にすることが可能であり、また融点及び結晶化温度を最適にすることができる。
さらに、アモルファスと結晶との変態の繰り返し耐性を向上させ、さらに成膜の比抵抗の最適化を行うことができるという優れた効果を得ることができる。
しかし、実際に製造した粉砕粉には粒度にばらつきがあり、200μm径を超える粒がある。焼結の際には、この粗大粒が起点となって、焼結体ターゲットにクラックが発生することがある。このようなターゲットを用いてスパッタリングした場合には、アーキングの起点となり易い。したがって、このようなことを避けるために、分級により粒度を揃えるのが良い。
これら条件については、Sb−Te系合金粉末の処理量及び酸素の存在(含有量)によっても、調整することが必要となるので、固定されたものではない。したがって、目的とする条件、すなわち目的とする酸素量に応じて任意に調整する。
このような平板状粒子は粒形状が大きくなり、粒子の不均一性の原因となるので焼結体には使用できず、原料歩留まりの悪化をもたらす。この意味では、球状粉が得やすいアトマイズ法は推奨される粉砕方法である。
焼結の際には、大径の粒子間に小径の粒子が入り込み、均一で緻密な焼結体を得ることも、一つの利点として挙げることが可能である。容積比率が10〜90%は、このための最適な条件を示すものである。
上記の添加元素の選択と添加量は、元素の持つ特性に応じて添加量を調整する。通常、添加量1at%未満では添加の効果がなく、また上限値を超えると本来の相変化記録用材料としての機能が失われる虞れがあるので、Ag,Al,As,Au,B,C,Ga,Ge,In,P,Pd,Pt,S,Se,Si,Tiから選択した1種以上の元素の添加量は1〜30at%とするのが望ましいと言える。このような元素の選択と添加は任意である。
また、組織微細化によりスパッタ膜も面内及びロット間の組成変動が抑えられ、相変化記録層の品質が安定するというメリットがある。そして、このようにスパッタリングの際の、パーティクルの発生、異常放電、ノジュールの発生等を効果的に抑制することができる。
さらに、本発明のSb−Te系スパッタリングターゲットは酸素含有量を1000wtppm以下としたことにより、機械的強度をさらに向上させてターゲットの亀裂又は割れの発生を低減されるとともに、パーティクルの発生や異常放電の発生をさらに低減することができる。このように、還元は重要な役割を有する。
なお、この場合、上記段落[0028]に記載した添加元素と重複する元素もあるが、その選択と調整は任意であることは、容易に理解されるべきことである。このような添加の効果を保有させるためには1at%以上が必要であるが、必要に応じて行うものであり、添加は任意である。添加する場合には30at%以下とする。この上限値を超えるとターゲットの強度が低下し、ターゲット製造中または使用中にターゲットの割れが発生するので好ましくない。
上記には、主要な構成要件を述べたが、付随的かつ付加的な要件は、必ずしも発明の主たる構成要件に組み入れられるものではないことは理解されるべきである。すなわち、ターゲットの必要とされる性質又は用途に応じて任意に採用することができる要件である。
Ge22.2Sb22.2Te55.6(at%)合金原料を、ガスアトマイズ装置を使用しアトマイズ粉を製造した。このアトマイズ粉の平均粒径は15μm、酸素含有量は1100wtppmであった。
このガスアトマイズ粉をさらに、硝酸50%水溶液に10分間浸漬し、10Paで、6時間真空中で乾燥することにより還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は550wtppmとなった。また、平均粒径は14μmであった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は30個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表1に示す。
上記実施例1のガスアトマイズ粉を、Ar雰囲気下で、500°C、2時間熱処理することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は290wtppmとなった。また、平均粒径は13μmであった。
これによって得られた粉末のSEM写真(画像)を図1に示す。図1のスケールは図内に示した通りである。
参考図として図2を示す。この図2は、ガスアトマイズ粉であり、粉末の粒径を調節していない、すなわち「でまま」の粉末である。このガスアトマイズ粉は粒径が60〜70μmの範囲のものが大半であり、本願の目的には適していない。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は25個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表1に示す。
上記実施例1のガスアトマイズ粉を、水素雰囲気下で、500°C、2時間熱処理することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は90wtppmとなった。また、平均粒径は13μmであった。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は80MPaとなり、極めて高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は全く認められなかった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は19個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表1に示す。
上記実施例1のガスアトマイズ粉をさらに、予め還元処理した鉄粉と混合し、300°Cで24時間仮焼し、その後鉄粉を除去することにより還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は600wtppmとなった。また、平均粒径は14μmであった。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は60MPaとなり、極めて高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は全く認められなかった。そして、このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。
この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は35個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表1に示す。
上記実施例1のガスアトマイズ粉を、Ar雰囲気下で、500°C、5時間熱処理することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素がさらに低減し、酸素含有量は200wtppmとなった。
また、この還元処理後の平均粒径は13μmであった。他の粉末の特性は、特に変化ないが、抗折力は72MPaとなり、実施例2に比較して、さらに高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は全く認められなかった。
以上から、還元処理は酸素を低減し、かつ抗折力の増加に大きく貢献することが確認できた。これは、実施例には特に示さないが、Ge22.2Sb22.2Te55.6(at%)合金材料に限らず、本願発明の焼結用Sb−Te系合金粉末の全てにおいて、同様の傾向があることが確認できた。
Ge22.2Sb22.2Te55.6(at%)合金原料を、機械粉砕用の機器である振動ボールミルに導入し、雰囲気ガスとしてArの不活性ガスを用いて機械粉砕を行った。機械粉砕時間は20分である。その結果、平均粒径20μmの粉末を得た。この粉砕粉の200μmを超える粉末については、分級により取り除いた。粉砕粉の酸素含有量は2500wtppmであった。
この粉砕粉をさらに、硝酸50%水溶液に10分間浸漬し、10Paで、6時間真空中で乾燥することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は700wtppmとなった。また、この還元処理後の平均粒径は19μmであった。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は65MPaとなり、高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は認められなかった。そして、このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。
この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は25個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.9μmであり、良好な結果となった。以上の結果を、表1に示す。
Ge22.2Sb22.2Te55.6(at%)合金原料を、ジェットミル粉砕し平均粒径2μmの粉末を得た。この粉砕粉の酸素含有量は6000wtppmであった。この粉砕粉をさらに、水素雰囲気下で、500°C、12時間熱処理することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は900wtppmとなった。また、この還元処理後の平均粒径は2μmであった。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は90MPaとなり、高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は認められなかった。そして、このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。
この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は25個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.1μmであり、良好な結果となった。以上の結果を、表1に示す。
Ge22.2Sb22.2Te55.6(at%)合金原料を、機械粉砕用の機器である振動ボールミルに導入し、雰囲気ガスとしてArの不活性ガスを用いて機械粉砕を行った。機械粉砕時間は20分である。この機械粉砕後の酸素含有量は1500wtppmであった。また、最大粒径は300μmと非常に大きくなった。
これを分級し、平均粒径30μmの粉末を得た。そして、この粉末をホットプレスした。この結果、相対密度は97%、抗折力は50MPaとなり、抗折力が低い焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生が認められた。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生があり、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は140個と増加した。また、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.9μmであった。以上の結果を、表1に示す。
以上に示すように、酸素含有量の増加は、パーティクルが大量に発生することが確認できた。
Ge22.2Sb22.2Te55.6(at%)合金原料を、ガスアトマイズ装置を使用しアトマイズ粉を製造した。このアトマイズ粉の平均粒径は15μm、酸素含有量は1100wtppmであった。
この粉末をホットプレスした。この結果、相対密度は97%、抗折力は52MPaとなり、抗折力が低い焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生が認められた。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生があり、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は90個であった。また、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.5μmであった。以上の結果を、表1に示す。
以上に示すように、酸素含有量の増加は、パーティクルが大量に発生することが確認できた。
比較例2のガスアトマイズ粉を分級し平均粒径7μmとした。この場合、酸素含有量は1500wtppmであった。
この粉末をホットプレスした。この結果、相対密度は97%、抗折力は55MPaとなり、抗折力が低い焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生が認められた。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生があり、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は70個であった。また、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表2に示す。
以上に示すように、酸素含有量の増加は、パーティクルが大量に発生することが確認できた。
上記比較例1に示す機械粉砕粉を分級して平均粒径30μmとし、これを水素還元して平均粒径26μm、酸素濃度550ppmとした。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は65MPaとなり、高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は認められなかった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は20個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.9μmであり、良好な結果となった。以上の結果を、表1に示す。
Ag5.0In5.0Sb70.0Te20.0(at%)合金原料を、ガスアトマイズ装置を使用しアトマイズ粉を製造した。このアトマイズ粉の平均粒径は15μm、酸素含有量は90wtppmであった。
このガスアトマイズ粉を水素雰囲気下で、500°C、2時間熱処理することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は350wtppmとなった。また、平均粒径は13μmであった。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は80MPaとなり、極めて高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は全く認められなかった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は19個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表1に示す。
Ge21.1Sb21.1Te52.8B5.0(at%)合金原料を、ガスアトマイズ装置を使用しアトマイズ粉を製造した。これにより、平均粒径15μmの粉末を得た。この粉砕粉の酸素含有量は1600wtppmであった。この粉砕粉にホウ素(B)を5at%となるように加え、水素雰囲気下で、500°C、2時間熱処理することにより、還元処理を行った。この還元処理により、酸素含有量は85wtppmとなった。また、平均粒径は13μmであった。
このようにして得た粉末をホットプレスにより、相対密度100%の高密度ターゲットとした。このターゲットの抗折力は80MPaとなり、極めて高い強度をもつ焼結体(ターゲット)が得られた。そして、クラックの発生は全く認められなかった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、10kW・hr後の平均パーティクル発生数は19個であり、スパッタリングを実施した後のエロージョン面の表面粗さRaが0.4μmであった。以上の結果を、表1に示す。
したがって、焼結用Sb−Te系合金粉末、例えばAg−In−Sb−Te合金又はGe−Sb−Te合金からなる相変化記録層を形成するためのSb−Te系合金スパッタリングターゲット、そのための焼結用Sb−Te系合金粉末及び焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法として極めて有用である。
Claims (12)
- 粉末がガスアトマイズ粉であり、平均粒径が10〜50μmの大径の球状粉末と平均粒径が0.1〜10(但し、10を除く)μmの小径の球状粉末の容積比率がそれぞれ10〜90%の範囲の粉末混合体からなり、酸素含有量が1000wtppm以下であることを特徴とする焼結用Sb−Te系合金粉末。
- 粉末がガスアトマイズ粉であり、平均粒径が10〜20μmの大径の球状粉末と平均粒径が0.1〜10(但し、10を除く)μmの小径の球状粉末の容積比率がそれぞれ10〜90%の範囲の粉末混合体からなることを特徴とする請求項1に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末。
- 酸素含有量が500wtppm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末。
- 酸素含有量が100wtppm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末。
- Sb−Te系合金からなる原料をガスアトマイズにより原料粉末とし、これにより得られた粉末を、さらに還元して酸素含有量を1000wtppm以下とし、平均粒径が10〜50μmの大径の球状粉末と平均粒径が0.1〜10(但し、10を除く)μmの小径の球状粉末の容積比率がそれぞれ10〜90%の範囲の混合粉末とすることを特徴とする焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法。
- 平均粒径が10〜20μmの大径の球状ガスアトマイズ粉末と平均粒径が0.1〜10(但し、10を除く)μmの小径の球状ガスアトマイズ粉末の容積比率がそれぞれ10〜90%の範囲の粉末混合体からなることを特徴とする請求項5に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法。
- 酸素含有量を500wtppm以下とすることを特徴とする請求項5又は6に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法。
- 酸素含有量を100wtppm以下とすることを特徴とする請求項5又は6に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法。
- ガスアトマイズ粉を真空乾燥するか又はAr雰囲気中で熱処理することにより、還元処理を行うことを特徴とする請求項5〜8のいずれか一項に記載の焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法。
- 酸素含有量が1000wtppm以下、抗折力が50MPa以上、相対密度が99%以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のSb−Te系合金粉末を用いたSb−Te系合金からなる焼結体ターゲット。
- 酸素含有量が500wtppm以下、抗折力が60MPa以上、相対密度が99.5%以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のSb−Te系合金粉末を用いたSb−Te系合金からなる焼結体ターゲット。
- ターゲットのエロージョン面の表面粗さRaが0.5μm以下であることを特徴とする請求項10又は11のいずれか一項に記載のSb−Te系合金焼結体ターゲット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010500647A JP5496078B2 (ja) | 2008-02-26 | 2009-02-16 | 焼結用Sb−Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008044405 | 2008-02-26 | ||
JP2008044405 | 2008-02-26 | ||
JP2010500647A JP5496078B2 (ja) | 2008-02-26 | 2009-02-16 | 焼結用Sb−Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット |
PCT/JP2009/052511 WO2009107498A1 (ja) | 2008-02-26 | 2009-02-16 | 焼結用Sb-Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2009107498A1 JPWO2009107498A1 (ja) | 2011-06-30 |
JP5496078B2 true JP5496078B2 (ja) | 2014-05-21 |
Family
ID=41015898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010500647A Active JP5496078B2 (ja) | 2008-02-26 | 2009-02-16 | 焼結用Sb−Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5496078B2 (ja) |
KR (2) | KR101475133B1 (ja) |
TW (1) | TWI481725B (ja) |
WO (1) | WO2009107498A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10854435B2 (en) | 2014-03-25 | 2020-12-01 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Sputtering target of sintered Sb—Te-based alloy |
CN112808994A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-18 | 南京理工大学 | 锑纳米片的制备方法 |
CN112719278A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 锗锑碲合金粉体的制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63293102A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-30 | Mitsubishi Metal Corp | 高強度および高靭性を有するFe系焼結合金部材の製造法 |
JPH059509A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | Koji Hayashi | 高合金工具鋼焼結体及びその製造方法 |
JPH11106905A (ja) * | 1997-08-08 | 1999-04-20 | Hitachi Metals Ltd | Ni−Al系金属間化合物ターゲットおよびその製造方法ならびに磁気記録媒体 |
JP2004162109A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Nikko Materials Co Ltd | スパッタリングターゲット及び同製造用粉末 |
JP2006193826A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-07-27 | Hitachi Metals Ltd | 高融点金属系粉末の製造方法およびターゲット材の製造方法 |
WO2006077692A1 (ja) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 焼結用Sb-Te系合金粉末及びこの粉末を焼結して得た焼結体スパッタリングターゲット並びに焼結用Sb-Te系合金粉末の製造方法 |
JP2007046165A (ja) * | 2002-02-25 | 2007-02-22 | Nikko Kinzoku Kk | 相変化型メモリー用スパッタリングターゲットの製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6213569A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-22 | Mitsubishi Metal Corp | TeまたはTe合金製スパツタリング用焼結タ−ゲツト |
JPH0570937A (ja) * | 1991-04-08 | 1993-03-23 | Mitsubishi Materials Corp | 光デイスク用スパツタリングタ−ゲツト及びその製造方法 |
JP2003264318A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Kyocera Corp | 熱電変換素子の製造方法 |
-
2009
- 2009-02-16 JP JP2010500647A patent/JP5496078B2/ja active Active
- 2009-02-16 KR KR1020127034295A patent/KR101475133B1/ko active IP Right Grant
- 2009-02-16 KR KR1020097023902A patent/KR20090130315A/ko active Search and Examination
- 2009-02-16 WO PCT/JP2009/052511 patent/WO2009107498A1/ja active Application Filing
- 2009-02-20 TW TW098105386A patent/TWI481725B/zh active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63293102A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-30 | Mitsubishi Metal Corp | 高強度および高靭性を有するFe系焼結合金部材の製造法 |
JPH059509A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | Koji Hayashi | 高合金工具鋼焼結体及びその製造方法 |
JPH11106905A (ja) * | 1997-08-08 | 1999-04-20 | Hitachi Metals Ltd | Ni−Al系金属間化合物ターゲットおよびその製造方法ならびに磁気記録媒体 |
JP2007046165A (ja) * | 2002-02-25 | 2007-02-22 | Nikko Kinzoku Kk | 相変化型メモリー用スパッタリングターゲットの製造方法 |
JP2004162109A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Nikko Materials Co Ltd | スパッタリングターゲット及び同製造用粉末 |
JP2006193826A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-07-27 | Hitachi Metals Ltd | 高融点金属系粉末の製造方法およびターゲット材の製造方法 |
WO2006077692A1 (ja) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 焼結用Sb-Te系合金粉末及びこの粉末を焼結して得た焼結体スパッタリングターゲット並びに焼結用Sb-Te系合金粉末の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2009107498A1 (ja) | 2011-06-30 |
KR101475133B1 (ko) | 2014-12-22 |
KR20130007676A (ko) | 2013-01-18 |
WO2009107498A1 (ja) | 2009-09-03 |
TW200946692A (en) | 2009-11-16 |
TWI481725B (zh) | 2015-04-21 |
KR20090130315A (ko) | 2009-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4965579B2 (ja) | Sb−Te基合金焼結体スパッタリングターゲット | |
JP4615527B2 (ja) | 焼結用Sb−Te系合金粉末及びこの粉末を焼結して得た焼結体スパッタリングターゲット並びに焼結用Sb−Te系合金粉末の製造方法 | |
JP5364202B2 (ja) | Sb−Te基合金焼結体スパッタリングターゲット | |
US20210237153A1 (en) | Sintered compact target and method of producing sintered compact | |
JP4708361B2 (ja) | Sb−Te系合金焼結体スパッタリングターゲット | |
JP6037421B2 (ja) | Sb−Te基合金焼結体スパッタリングターゲット | |
JP4642780B2 (ja) | Sb−Te系合金焼結体ターゲット及びその製造方法 | |
WO2011010529A1 (ja) | Cu-Ga合金焼結体スパッタリングターゲット、同ターゲットの製造方法、Cu-Ga合金焼結体ターゲットから作製された光吸収層及び同光吸収層を用いたCIGS系太陽電池 | |
JP3973857B2 (ja) | マンガン合金スパッタリングターゲットの製造方法 | |
WO2012002337A1 (ja) | Cu、In、GaおよびSeの元素を含有する粉末、焼結体およびスパッタリングターゲット、並びに上記粉末の製造方法 | |
JP2004162109A (ja) | スパッタリングターゲット及び同製造用粉末 | |
JP5496078B2 (ja) | 焼結用Sb−Te系合金粉末及び同粉末の製造方法並びに焼結体ターゲット | |
JP5457609B2 (ja) | Cu−Te合金系焼結体スパッタリングターゲットの製造方法 | |
JP4685059B2 (ja) | マンガン合金スパッタリングターゲット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130509 |
|
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: 20140225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140304 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5496078 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |