JP6361543B2 - Bi-Ge target for sputtering and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、相変化型光記録ディスクの製造などに用いられるスパッタリング用Bi−Geターゲット及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a sputtering Bi-Ge target used for manufacturing a phase change optical recording disk and the like and a manufacturing method thereof.

従来、文字情報や映像情報、或いは音楽情報を記録する媒体として、CD−RW、DVD−RW、DVD−RAM等の各種の相変化型光記録ディスク(以下、「相変化型ディスク」という)が用いられている。
これらの相変化型ディスクは、記録方式によってディスク上に形成される膜の構成が若干異なるものの、透明なプラスチック製基板上に、スパッタリング法により、誘電体層、記録層、誘電体層、及び反射層を順次積層形成することで製造される。
Conventionally, as a medium for recording character information, video information, or music information, various phase change optical recording discs (hereinafter referred to as “phase change discs”) such as CD-RW, DVD-RW, and DVD-RAM. It is used.
These phase change discs have a slightly different configuration of the film formed on the disc depending on the recording method. However, a dielectric layer, a recording layer, a dielectric layer, and a reflective layer are formed on a transparent plastic substrate by sputtering. Manufactured by sequentially laminating layers.

近年、1枚のディスクに記録可能な情報量が増加するに伴い、相変化型ディスクのデータの書き込み速度、及び消去速度の高速化が求められている。
その対応策として、誘電体層と記録層との間に、スパッタ法により、Bi−Ge層を形成することが提案されている。このように、誘電体層と記録層との間に、Bi−Ge層を配置することで、相変化型ディスクのデータの書き込み速度、及び消去速度を高速化することが可能となる。
In recent years, with the increase in the amount of information that can be recorded on one disc, it is required to increase the data writing speed and erasing speed of the phase change type disc.
As a countermeasure, it has been proposed to form a Bi—Ge layer between the dielectric layer and the recording layer by sputtering. Thus, by arranging the Bi-Ge layer between the dielectric layer and the recording layer, it becomes possible to increase the data writing speed and the erasing speed of the phase change disk.

そこで、このBi−Ge層をスパッタリング法で成膜するために、特許文献1には、20〜80at%のBiと、残部のGe及び不可避不純物からなり、Geの結晶粒径が500μm以下とされたスパッタリング用Ge−Bi合金ターゲットが開示されている。
ここで、スパッタリング用Ge−Bi合金ターゲットにおける焼結密度を高めることで、スパッタリング用Ge−Bi合金ターゲットからのパーティクルが減少すると共に、スパッタ時の異常放電も減少することになる。
Therefore, in order to form this Bi-Ge layer by sputtering, Patent Document 1 includes 20 to 80 at% Bi, the balance Ge and inevitable impurities, and the crystal grain size of Ge is 500 μm or less. Also disclosed is a Ge-Bi alloy target for sputtering.
Here, by increasing the sintering density in the sputtering Ge—Bi alloy target, particles from the sputtering Ge—Bi alloy target are reduced, and abnormal discharge during sputtering is also reduced.

この特許文献1においては、Ge粉とBi粉の混合粉を焼結する粉末冶金法では焼結密度の高いGe−Bi合金ターゲットが得られないことから、Ge−Bi合金粉末を焼結することによってスパッタリング用Ge−Bi合金ターゲットを製造している(特許文献1段落番号0008、0014等参照)。   In this patent document 1, since a Ge—Bi alloy target having a high sintering density cannot be obtained by the powder metallurgy method in which a mixed powder of Ge powder and Bi powder is sintered, the Ge—Bi alloy powder is sintered. To produce a Ge—Bi alloy target for sputtering (see paragraph numbers 0008 and 0014 of Patent Document 1).

特開2003−277923号公報JP 2003-277923 A

しかしながら、特許文献1に開示されたスパッタリング用Ge−Bi合金ターゲットでは、スパッタリング用Ge−Bi合金ターゲットに含まれるBiの組成が低い(例えば、20〜50at%の範囲内)と、高い焼結密度を得ることが困難であった(特許文献1段落番号0023、0026等参照)。   However, in the Ge—Bi alloy target for sputtering disclosed in Patent Document 1, the composition of Bi contained in the Ge—Bi alloy target for sputtering is low (for example, within a range of 20 to 50 at%), and a high sintering density. It was difficult to obtain (see Patent Document 1, paragraph numbers 0023, 0026, etc.).

また、本発明者らが検討した結果、Ge粉とBi粉の混合粉を焼結する従来の方法では、焼結密度が低いことに加えて、スパッタの初期段階においてスパッタ膜の組成が所望の組成からずれてしまうという問題が発生した。   Further, as a result of the study by the present inventors, in the conventional method of sintering the mixed powder of Ge powder and Bi powder, the composition of the sputtered film is desired in the initial stage of sputtering in addition to the low sintering density. The problem of deviating from the composition occurred.

そこで、本発明は、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成のずれを抑制可能で、かつBi組成が低い場合でも高い焼結密度を得ることの可能なスパッタリング用Bi−Geターゲット及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a sputtering Bi-Ge target that can suppress the deviation of the composition of the sputtered film while shortening the empty sputtering time, and can obtain a high sintered density even when the Bi composition is low, and its An object is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、本発明に至る事前検討として、振動ミルによりBiインゴットを砕くことで生成したBi粉末と、振動ミルによりGeインゴットを砕くことで生成したGe粉末と、を混合、焼結、機械加工することでスパッタリング用Bi−Geターゲットを作製し、該スパッタリング用Bi−Geターゲットを用いてスパッタ膜の組成の評価を行った。  As a preliminary study leading to the present invention, the inventors mixed and sintered Bi powder produced by crushing a Bi ingot with a vibration mill and Ge powder produced by crushing a Ge ingot with a vibration mill, Bi-Ge target for sputtering was produced by machining, and the composition of the sputtered film was evaluated using the Bi-Ge target for sputtering.

その結果、以下の問題があることが判った。
Geと比較してBiは延性を有するため、振動ミルのみの処理では、Ge粉末のように、Bi粉末を細かく粉砕することができない。
このため、上記Bi粉末及びGe粉末を用いて作製されたスパッタリング用Bi−Geターゲットを用いてスパッタ膜を形成すると、スパッタの初期段階においてスパッタ膜の組成が所望の組成からずれてしまうという問題が発生した。
このような問題を回避する手段として、スパッタの初期段階において、空スパッタすることで、Bi及びGeの組成を安定化させることが考えられるが、空スパッタの時間が長いとスパッタ膜形成工程における生産性が低下してしまう。
そこで、本発明者らは、製造方法によるターゲット組織への影響を詳細に検討し、本発明のスパッタリング用Bi−Geターゲットおよびその製造方法を発明するに至った。
As a result, the following problems were found.
Since Bi has ductility as compared with Ge, Bi powder cannot be finely pulverized by treatment with only a vibration mill, unlike Ge powder.
For this reason, when a sputtered film is formed using the Bi-Ge target for sputtering produced using the Bi powder and Ge powder, the composition of the sputtered film deviates from a desired composition in the initial stage of sputtering. Occurred.
As a means to avoid such a problem, it is conceivable to stabilize the composition of Bi and Ge by performing idle sputtering in the initial stage of sputtering. The nature will decline.
Therefore, the present inventors have studied in detail the influence of the manufacturing method on the target structure, and have invented the sputtering Bi-Ge target of the present invention and the manufacturing method thereof.

上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、Biを20at%以上60at%以下の範囲内で含み、残部がGe及び不可避不純物からなる組成を有し、Bi粉末とGe粉末との焼結体からなり、ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値が20μm以上200μm以下であることを特徴とするスパッタリング用Bi−Geターゲットが提供される。   In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, Bi is included in a range of 20 at% or more and 60 at% or less, and the balance is composed of Ge and unavoidable impurities. A sputtering Bi-Ge target is provided, which is made of a sintered body and has an average value of a distance between Ge phases interposed in a target material of 20 μm or more and 200 μm or less.

本発明によれば、ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値が20μm以上200μm以下の範囲内とされているので、スパッタする前の段階において、スパッタリング用Bi−Geターゲットのスパッタ面にGe組織を十分に露出させることが可能となる。言い換えれば、スパッタ面に露出されるBi組織の割合を少なくすることが可能となる。
これにより、スパッタの初期段階からGeをスパッタすることが可能となるので、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制できる。
また、スパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制可能となることで、異常放電の回数を抑制することができる。
According to the present invention, since the average value of the distance between the Ge phases intervening in the target material is in the range of 20 μm or more and 200 μm or less, the sputtering surface of the sputtering Bi-Ge target in the stage before sputtering. In addition, the Ge structure can be sufficiently exposed. In other words, it is possible to reduce the proportion of the Bi structure exposed on the sputtering surface.
Accordingly, Ge can be sputtered from the initial stage of sputtering, so that it is possible to suppress the sputter film composition from deviating from a desired composition while shortening the idle sputtering time.
Moreover, since it becomes possible to suppress the composition of the sputtered film from deviating from a desired composition, the number of abnormal discharges can be suppressed.

また、Biを20at%以上60at%以下の範囲内で含み、残部がGe及び不可避不純物からなる組成を有しているので、相変化型ディスクの高速化に対する効果を十分に得ることの可能なBi−Ge薄膜を成膜することができる。   In addition, Bi is contained in the range of 20 at% or more and 60 at% or less, and the balance has a composition composed of Ge and inevitable impurities, so Bi that can sufficiently achieve the effect of increasing the speed of the phase change disk can be obtained. A -Ge thin film can be formed.

上記スパッタリング用Bi−Geターゲットにおいて、前記不可避不純物である酸素濃度が2000massppm以下とされるとともに、焼結密度yが下記(1)式を満たしてもよい。
y≧0.1745×x+84.53 ・・・(1)
但し、上記(1)式において、xは、前記スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBi量(at%)である。
なお、焼結密度とは、下記(2)式によって算出された密度の値を100%とし、実測した密度の値との相対値のことをいう。
密度(100%)=100/[(Wa/Da)+(Wb/Db)] ・・・(2)
また、上記(2)式において、Waは元素Aの含有量(wt%)、Wbは元素Bの含有量(wt%)、Da=元素Aの理論密度(g/cm)、Db=元素Bの理論密度(g/cm)。
In the Bi-Ge target for sputtering, the oxygen concentration as the inevitable impurity may be 2000 mass ppm or less, and the sintered density y may satisfy the following expression (1).
y ≧ 0.1745 × x + 84.53 (1)
However, in said Formula (1), x is Bi amount (at%) contained in the said Bi-Ge target for sputtering.
The sintered density means a relative value with the actually measured density value with the density value calculated by the following equation (2) as 100%.
Density (100%) = 100 / [(Wa / Da) + (Wb / Db)] (2)
In the formula (2), Wa is the content of element A (wt%), Wb is the content of element B (wt%), Da = theoretical density of element A (g / cm 3 ), Db = element Theoretical density of B (g / cm 3 ).

このように、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれる酸素濃度を2000massppm以下とすることで、焼結密度の低下が抑制されると共に、スパッタ膜の特性の劣化を抑制できる。   As described above, by setting the oxygen concentration contained in the Bi-Ge target for sputtering to 2000 mass ppm or less, a decrease in the sintered density can be suppressed and a deterioration in the characteristics of the sputtered film can be suppressed.

さらに、上記(1)式を満たすことで、パーティクル及び異常放電の発生を抑制できる。また、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成のずれを抑制できる。   Furthermore, generation | occurrence | production of a particle and abnormal discharge can be suppressed by satisfy | filling said Formula (1). Further, it is possible to suppress the deviation of the composition of the sputtered film while shortening the idle sputtering time.

上記スパッタリング用Bi−Geターゲットにおいて、前記Bi粉末、及び前記Ge粉末は、少なくともいずれかが粉砕粉であってもよい。
このように、Bi粉末、及びGe粉末のうち、少なくともいずれかを粉砕粉とすることで、混合時の各元素間の比重差による分離を抑制することができる。
In the Bi-Ge target for sputtering, at least one of the Bi powder and the Ge powder may be a pulverized powder.
In this way, by using at least one of Bi powder and Ge powder as pulverized powder, separation due to a difference in specific gravity between elements during mixing can be suppressed.

上記課題を解決するため、本発明の他の観点によれば、振動ミルによりGeインゴットを砕くことでGe粉末を生成する工程と、振動ミルと、ボールミルと、を順次使用することで、Biインゴットを粉砕して、平均粒径が20〜50μmの範囲内とされ、かつ酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成する工程と、前記Bi粉末と、残部のGe粉末と、を混合して20〜60at%の前記Bi粉末を含む混合物を生成する工程と、前記混合物を焼結する工程と、を含むことを特徴とするスパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法が提供される。   In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a Bi ingot is formed by sequentially using a step of generating a Ge powder by crushing a Ge ingot by a vibration mill, a vibration mill, and a ball mill. And a step of producing a Bi powder having an average particle size in the range of 20 to 50 μm and an oxygen concentration of 1000 massppm or less, and the Bi powder and the remaining Ge powder are mixed. There is provided a method for producing a Bi-Ge target for sputtering, characterized by comprising a step of producing a mixture containing 20 to 60 at% of the Bi powder and a step of sintering the mixture.

本発明によれば、振動ミルと、ボールミルと、を順次使用して、Biインゴットを粉砕することで、平均粒径が20〜50μmの範囲内とされ、かつ酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成することが可能となる。
原材料としてのBi粉末の平均粒径が20〜50μmと小さいため、スパッタ面に十分なGe粉末が露出したスパッタリング用Bi−Geターゲットとなり、Ge相の相互間距離を小さくすることができる。
これにより、スパッタの初期段階からGe粉末をスパッタすることが可能となるので、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制できる。
According to the present invention, a Bi ingot is pulverized by sequentially using a vibration mill and a ball mill, so that Bi has an average particle diameter in the range of 20 to 50 μm and an oxygen concentration of 1000 massppm or less. It becomes possible to produce a powder.
Since the average particle diameter of Bi powder as a raw material is as small as 20 to 50 μm, it becomes a Bi—Ge target for sputtering with sufficient Ge powder exposed on the sputtering surface, and the distance between Ge phases can be reduced.
Thereby, Ge powder can be sputtered from the initial stage of sputtering, so that it is possible to suppress the sputter film composition from deviating from a desired composition while shortening the idle sputtering time.

さらに、酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を使用することで、焼結性が向上し、焼結密度の高いスパッタリング用Bi−Geターゲットを得ることができる。   Furthermore, by using Bi powder having an oxygen concentration of 1000 massppm or less, it is possible to obtain a Bi-Ge target for sputtering with improved sinterability and high sintering density.

上記スパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法において、前記Bi粉末を生成する工程では、前記ボールミル内に不活性ガスを封入してもよい。   In the method for producing a sputtering Bi-Ge target, an inert gas may be enclosed in the ball mill in the step of generating the Bi powder.

これにより、Bi粉末を生成する工程において、細かく粉砕されたBi粉末が酸化されることを抑制可能となるので、酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成することができる。   This makes it possible to suppress oxidation of the finely pulverized Bi powder in the step of generating Bi powder, so that Bi powder having an oxygen concentration of 1000 massppm or less can be generated.

上記スパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法において、前記混合物を生成する工程では、不活性ガス雰囲気中で前記Bi粉末と前記Ge粉末とを混合させてもよい。   In the method for producing a sputtering Bi-Ge target, in the step of generating the mixture, the Bi powder and the Ge powder may be mixed in an inert gas atmosphere.

これにより、スパッタリング用Bi−Geターゲット内に酸素が取り込まれることを抑制可能となるので、スパッタリング用Bi−Geターゲットの酸素濃度を2000massppm以下にすることができる。   Thereby, since it is possible to suppress oxygen from being taken into the sputtering Bi-Ge target, the oxygen concentration of the sputtering Bi-Ge target can be reduced to 2000 mass ppm or less.

本発明のスパッタリング用Bi−Geターゲット及びその製造方法によれば、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成のずれを抑制でき、かつBi組成が低い場合でも高い焼結密度を得ることができる。   According to the Bi-Ge target for sputtering of the present invention and the manufacturing method thereof, it is possible to suppress the deviation of the composition of the sputtered film while shortening the idle sputtering time, and to obtain a high sintered density even when the Bi composition is low. it can.

比較例1のBi粉末の粒度分布及び平均粒径の測定結果を示す図(グラフ)である。It is a figure (graph) which shows the particle size distribution of Bi powder of comparative example 1, and the measurement result of an average particle diameter. 実施例1のBi粉末の粒度分布及び平均粒径の測定結果を示す図(グラフ)である。It is a figure (graph) which shows the particle size distribution of Bi powder of Example 1, and the measurement result of an average particle diameter. 比較例1及び実施例1のスパッタリング用Bi−Geターゲットの表面の電子顕微鏡写真である。4 is an electron micrograph of the surface of a sputtering Bi—Ge target of Comparative Example 1 and Example 1. FIG.

以下、本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail.

(実施の形態)
<スパッタリング用Bi−Geターゲット>
本発明の実施の形態のスパッタリング用Bi−Geターゲットは、CD−RW、DVD−RW、DVD−RAM等の各種の相変化型光記録ディスク(以下、「相変化型ディスク」という)を構成する誘電体層と記録層との間に配置されるBi−Ge層を形成する際などに使用されるスパッタリング装置用のターゲットである。
(Embodiment)
<Bi-Ge target for sputtering>
The Bi-Ge target for sputtering according to the embodiment of the present invention constitutes various phase change optical recording disks (hereinafter referred to as “phase change disks”) such as CD-RW, DVD-RW, and DVD-RAM. This is a target for a sputtering apparatus used when forming a Bi-Ge layer disposed between a dielectric layer and a recording layer.

本実施の形態のスパッタリング用Bi−Geターゲットは、Biを20at%以上60at%以下の範囲内で含み、残部がGe及び不可避不純物からなる組成を有し、Bi粉末とGe粉末との焼結体からなり、ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値が20μm以上200μm以下とされている。
なお、上記「相互間距離の平均値」とは、隣接するGe粒子間表面の最短距離の平均値のことをいう。また、上記最短距離の平均値を算出する際の視野領域は、6.89mmとし、測定箇所は、ターゲット材の中心表面とする。
The Bi-Ge target for sputtering according to the present embodiment includes Bi in a range of 20 at% or more and 60 at% or less, and the balance is composed of Ge and inevitable impurities, and is a sintered body of Bi powder and Ge powder. The average value of the distance between Ge phases intervening in the target material is set to 20 μm or more and 200 μm or less.
The “average value of the distance between each other” refers to the average value of the shortest distances between the surfaces of adjacent Ge particles. Further, the viewing area when calculating the average value of the shortest distance, and 6.89Mm 2, measurement points, the center surface of the target material.

ここで、ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値が20μm以上200μm以下の範囲内とした理由について説明する。
Ge相の相互間距離の平均値を20μmよりも小さくするためには、微細なBi粉末を原料とする必要があるが、微細なBi粉末は表面積が大きいため酸化されやすく、ターゲットの焼結密度を低下させてしまう。
Here, the reason why the average value of the distance between Ge phases intervening in the target material is set in the range of 20 μm or more and 200 μm or less will be described.
In order to make the average value of the distance between Ge phases smaller than 20 μm, it is necessary to use fine Bi powder as a raw material. However, fine Bi powder has a large surface area and is easily oxidized, and the sintering density of the target Will be reduced.

一方、Ge相の相互間距離の平均値が200μmよりも大きいと、BiのスパッタレートとGeのスパッタレートとの差により、スパッタ処理開始直後において、スパッタ膜の組成が所望の組成からずれてしまう。
したがって、ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値を20μm以上200μm以下の範囲内とすることで、スパッタリング用Bi−Geターゲットの焼結密度を低下させることなく、スパッタ処理開始直後において、スパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制できる。
また、スパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制可能となることで、異常放電の回数を抑制することができる。
On the other hand, if the average value of the distance between the Ge phases is larger than 200 μm, the composition of the sputtered film deviates from the desired composition immediately after the start of the sputtering process due to the difference between the sputtering rate of Bi and the sputtering rate of Ge. .
Therefore, by setting the average value of the distance between Ge phases intervening in the target material within the range of 20 μm or more and 200 μm or less, immediately after the start of the sputtering process without reducing the sintered density of the Bi-Ge target for sputtering. The composition of the sputtered film can be prevented from deviating from the desired composition.
Moreover, since it becomes possible to suppress the composition of the sputtered film from deviating from a desired composition, the number of abnormal discharges can be suppressed.

次に、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBiを20at%以上60at%以下の範囲内とした理由について説明する。
スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBiが20at%よりも低いと、良好な焼結性を確保することが困難となってしまう。一方、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBiが60at%よりも高いと、相変化型ディスクの高速化に対する効果が不十分となってしまう。
Next, the reason why Bi contained in the Bi-Ge target for sputtering is set in the range of 20 at% or more and 60 at% or less will be described.
If Bi contained in the Bi-Ge target for sputtering is lower than 20 at%, it is difficult to ensure good sinterability. On the other hand, if Bi contained in the Bi-Ge target for sputtering is higher than 60 at%, the effect of increasing the speed of the phase change disk becomes insufficient.

したがって、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBiを20〜60at%の範囲内とすることにより、相変化型ディスクの高速化に対する効果を十分に得ることができると共に、良好な焼結性を確保することができる。   Therefore, by making Bi contained in the Bi-Ge target for sputtering within the range of 20 to 60 at%, it is possible to sufficiently obtain the effect of increasing the speed of the phase change disk and to ensure good sinterability. can do.

上記スパッタリング用Bi−Geターゲットにおいて、不可避不純物である酸素濃度が2000massppm以下とされるとともに、焼結密度y(%)が下記(3)式を満たすように構成してもよい。
y≧0.1745×x+84.53 ・・・(3)
但し、上記(3)式において、xは、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBi量(at%)である。
The sputtering Bi-Ge target may be configured such that the oxygen concentration, which is an inevitable impurity, is 2000 mass ppm or less, and the sintered density y (%) satisfies the following formula (3).
y ≧ 0.1745 × x + 84.53 (3)
However, in the above formula (3), x is the amount of Bi (at%) contained in the sputtering Bi-Ge target.

スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれる酸素濃度が2000massppmよりも大きいと、焼結密度が低下すると共に、スパッタ膜の膜特性が低下してしまう。よって、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれる酸素濃度が2000massppm以下とすることで、スパッタリング用Bi−Geターゲットの焼結密度の低下を抑制できると共に、スパッタ膜の膜特性の劣化を抑制することができる。   When the oxygen concentration contained in the sputtering Bi-Ge target is larger than 2000 mass ppm, the sintered density is lowered and the film characteristics of the sputtered film are lowered. Therefore, by setting the oxygen concentration contained in the sputtering Bi-Ge target to 2000 mass ppm or less, it is possible to suppress a decrease in the sintered density of the sputtering Bi-Ge target and to suppress deterioration of the film characteristics of the sputtered film. it can.

上記(3)式は、Biの含有量(at%)と焼結密度との関係を表す式である。Biの含有量が少ないと焼結密度が低下する傾向にあるが、上記(3)式を満足するスパッタリング用Bi−Geターゲットは、異常放電やパーティクルの発生を抑制でき、スパッタを安定して行う事が可能となる。   The above formula (3) is a formula representing the relationship between the Bi content (at%) and the sintered density. When the Bi content is small, the sintered density tends to decrease. However, the Bi-Ge target for sputtering that satisfies the above equation (3) can suppress abnormal discharge and generation of particles, and stably perform sputtering. Things will be possible.

焼結密度yが上記(3)式を満たすターゲットは、スパッタリング用Bi−GeターゲットにおけるBi組成が低い場合(例えば、Bi組成が20〜50at%の場合)でも、88%以上(Bi組成が20at%のときの焼結密度)の焼結密度yを得ることができる。   A target whose sintering density y satisfies the above formula (3) is 88% or more (when the Bi composition is 20 to 50 at%) even when the Bi composition in the sputtering Bi-Ge target is low (for example, when the Bi composition is 20 to 50 at%). Sintering density y) can be obtained.

次に、スパッタリング用Bi−Geターゲットを構成するGe組織について説明する。Ge組織の平均粒径は、例えば、20〜70μmの範囲内にするとよい。
Ge組織の平均粒径を20〜70μmの範囲内にすることで、スパッタ処理開始直後において、スパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制できる。
Next, the Ge structure constituting the sputtering Bi—Ge target will be described. The average particle diameter of the Ge structure is preferably in the range of 20 to 70 μm, for example.
By setting the average particle diameter of the Ge structure within the range of 20 to 70 μm, it is possible to suppress the composition of the sputtered film from deviating from a desired composition immediately after the start of the sputtering process.

焼結体を構成するBi粉末、及びGe粉末は、例えば、少なくともいずれかが粉砕粉であってもよい。
このように、Bi粉末、及びGe粉末の少なくともいずれかが粉砕粉であることにより、混合時の各元素間の比重差による分離を抑制することができる。
For example, at least one of the Bi powder and the Ge powder constituting the sintered body may be pulverized powder.
Thus, when at least one of Bi powder and Ge powder is a pulverized powder, separation due to a difference in specific gravity between elements during mixing can be suppressed.

本実施の形態のスパッタリング用Bi−Geターゲットによれば、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成のずれを抑制でき、かつBi組成が低い場合でも高い焼結密度を得ることができる。   According to the Bi-Ge target for sputtering of the present embodiment, the sputter film composition can be prevented from being shifted after shortening the idle sputtering time, and a high sintered density can be obtained even when the Bi composition is low.

<スパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法>
次に、本実施の形態のスパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法について説明する。
始めに、振動ミル内にGeインゴットを導入し、該Geインゴットを砕き(粉砕)、その後、篩による分級を行うことで、Ge粉末を生成する。
このとき、篩としては、目の粗さが90μmのものを用いることができる。また、Ge粉末の平均粒径は、例えば、20〜70μmの範囲内とすることができる。
<Manufacturing method of Bi-Ge target for sputtering>
Next, the manufacturing method of the Bi-Ge target for sputtering of this Embodiment is demonstrated.
First, a Ge ingot is introduced into a vibration mill, the Ge ingot is crushed (pulverized), and then classified by a sieve to generate Ge powder.
At this time, a sieve having a mesh size of 90 μm can be used. Moreover, the average particle diameter of Ge powder can be in the range of 20-70 micrometers, for example.

次いで、振動ミルと、不活性ガスが封入されたボールミルと、を順次使用することで、Biインゴットを粉砕し、その後、篩による分級を行うことで、平均粒径が20〜50μmの範囲内とされ、かつ酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成する。   Next, by sequentially using a vibration mill and a ball mill filled with an inert gas, the Bi ingot is pulverized and then classified by a sieve, so that the average particle diameter is in the range of 20 to 50 μm. Bi powder having an oxygen concentration of 1000 mass ppm or less is generated.

Biインゴットは、延性を有するため、振動ミルでは、平均粒径117μm程度のBi粉末しか得ることができない。
しかし、振動ミル後に、ボールミルを用いて粉砕することで、平均粒径が20〜50μmとされたBi粉末を得ることができる。ボールミルを用いた粉砕後において、Bi粉末の分級に使用する篩としては、例えば、目の粗さが90μmのものを用いることができる。
また、ボールミル内に不活性ガスを封入することで、細かく粉砕されたBi粉末が酸化されることを抑制できる。これにより、Bi粉末に含まれる酸素濃度を1000massppm以下にすることができる。
上記不活性ガスとしては、例えば、窒素や希ガス(例えば、アルゴンガス)を用いることができる。
Since a Bi ingot has ductility, only a Bi powder having an average particle size of about 117 μm can be obtained with a vibration mill.
However, Bi powder having an average particle size of 20 to 50 μm can be obtained by grinding using a ball mill after the vibration mill. As a sieve used for classification of Bi powder after pulverization using a ball mill, for example, a sieve having a coarseness of 90 μm can be used.
Moreover, it can suppress oxidizing Bi powder finely grind | pulverized by enclosing an inert gas in a ball mill. Thereby, the oxygen concentration contained in Bi powder can be 1000 massppm or less.
As the inert gas, for example, nitrogen or a rare gas (for example, argon gas) can be used.

ボールミルで使用するボールとしては、例えば、直径が5mmのZrO製のボールを用いることができる。 As a ball used in the ball mill, for example, a ZrO 2 ball having a diameter of 5 mm can be used.

次いで、Bi粉末と、Ge粉末と、を混合させることで、20〜60at%のBi粉末、及びGe粉末(残部)を含む混合物を生成する。
このとき、Bi粉末とGe粉末との混合は、ボールミルを用いて行うことができる。この場合、例えば、ボールミル内の雰囲気を上述と同様の不活性ガス雰囲気とし、該不活性ガス雰囲気中でBi粉末とGe粉末とを混合するとよい。
このように、不活性ガス雰囲気中でBi粉末とGe粉末とを混合させることで、混合物中に含まれる酸素濃度が高くなることを抑制できる。具体的には、スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれる酸素濃度を2000massppm以下にすることができる。
Next, a mixture containing 20 to 60 at% Bi powder and Ge powder (remainder) is generated by mixing Bi powder and Ge powder.
At this time, mixing of Bi powder and Ge powder can be performed using a ball mill. In this case, for example, the atmosphere in the ball mill may be an inert gas atmosphere similar to that described above, and Bi powder and Ge powder may be mixed in the inert gas atmosphere.
Thus, by mixing Bi powder and Ge powder in an inert gas atmosphere, it can suppress that the oxygen concentration contained in a mixture becomes high. Specifically, the oxygen concentration contained in the sputtering Bi-Ge target can be reduced to 2000 mass ppm or less.

次いで、上記混合物を焼結する。このとき、例えば、ホットプレス機を用いて、焼結する。焼結条件として、例えば、焼結時の最高温度が250℃、昇温スピードが600℃/時間、焼結時間が2時間、焼結室の雰囲気がアルゴン雰囲気、焼結時に印加する圧力が600kg/cmの条件を用いることができる。 Next, the mixture is sintered. At this time, for example, sintering is performed using a hot press machine. As sintering conditions, for example, the maximum temperature during sintering is 250 ° C., the heating rate is 600 ° C./hour, the sintering time is 2 hours, the atmosphere in the sintering chamber is an argon atmosphere, and the pressure applied during sintering is 600 kg. A condition of / cm 3 can be used.

次いで、焼結時に使用した炉とは別の炉内において、焼結した混合物を冷却させる。このときの冷却温度としては、例えば、室温(例えば、27℃)を用いることができる。この場合の冷却時間は、例えば、3時間とすることができる。
その後、機械加工工程と、ボンディング工程と、を順次行うことで、スパッタリング用Bi−Geターゲットが製造される。
Next, the sintered mixture is cooled in a furnace different from the furnace used for sintering. As the cooling temperature at this time, for example, room temperature (for example, 27 ° C.) can be used. The cooling time in this case can be 3 hours, for example.
Thereafter, a Bi-Ge target for sputtering is manufactured by sequentially performing a machining process and a bonding process.

本実施の形態のスパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法によれば、振動ミルと、ボールミルと、を順次使用して、Biインゴットを粉砕することで、平均粒径が20〜50μmの範囲内とされ、かつ酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成することが可能となる。   According to the manufacturing method of the sputtering Bi-Ge target of the present embodiment, the average particle diameter is in the range of 20 to 50 μm by sequentially pulverizing the Bi ingot using a vibration mill and a ball mill. Bi powder having an oxygen concentration of 1000 massppm or less can be produced.

このようなBi粉末を用いて製造されたスパッタリング用Bi−Geターゲットでは、スパッタする前の段階において、スパッタ面に十分なGe粉末を露出させることが可能となり、Ge相の相互間距離を小さくすることができる。言い換えれば、スパッタ面に露出されるBiの表面積の割合を少なくすることが可能となる。
これにより、スパッタの初期段階からGe粉末をスパッタすることが可能となるので、空スパッタ時間を短縮した上でスパッタ膜の組成が所望の組成からずれることを抑制できる。
In the Bi-Ge target for sputtering manufactured using such Bi powder, it is possible to expose sufficient Ge powder to the sputtering surface before the sputtering, and to reduce the distance between Ge phases. be able to. In other words, it is possible to reduce the ratio of the surface area of Bi exposed on the sputtering surface.
Thereby, Ge powder can be sputtered from the initial stage of sputtering, so that it is possible to suppress the sputter film composition from deviating from a desired composition while shortening the idle sputtering time.

また、Bi粉末の濃度を20〜60at%とすることにより、相変化型ディスクの高速化に対する効果を十分に得ることができると共に、良好な焼結性を確保することができる。
さらに、酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成することで、焼結密度の低下が抑制されると共に、スパッタ膜の特性が劣化することを抑制できる。
In addition, by setting the concentration of Bi powder to 20 to 60 at%, it is possible to sufficiently obtain the effect of increasing the speed of the phase change disk and to ensure good sinterability.
Furthermore, by generating Bi powder having an oxygen concentration of 1000 massppm or less, it is possible to suppress a decrease in the sintered density and to suppress deterioration of the properties of the sputtered film.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.

以下、試験例、実施例、及び比較例について説明するが、本発明は、下記実施例に限定されない。   Hereinafter, although a test example, an Example, and a comparative example are demonstrated, this invention is not limited to the following Example.

(試験例1)
<比較例1及び実施例1のBi粉末の作製及びその評価>
試験例1では、ボールミルを使用しないで粉砕されたBi粉末(以下、「Bi粉末C1」という)と、ボールミルを使用して粉砕されたBi粉末(以下、「Bi粉末D1」という)と、を作製し、Bi粉末C1及びBi粉末D1の粒径を測定し、それぞれの平均粒径を算出した。
(Test Example 1)
<Production and Evaluation of Bi Powder of Comparative Example 1 and Example 1>
In Test Example 1, Bi powder pulverized without using a ball mill (hereinafter referred to as “Bi powder C1”) and Bi powder pulverized using a ball mill (hereinafter referred to as “Bi powder D1”). It produced, the particle size of Bi powder C1 and Bi powder D1 was measured, and each average particle size was computed.

ここで、比較例1のBi粉末C1の作製方法について説明する。
始めにBiインゴットを準備する。次いで、振動ミルを用いて、Biインゴットを粉砕した。このとき、1回の処理時間を60秒とした。
次いで、目の粗さが250μmとされた篩を用いて、振動ミルで粉砕したBiインゴットを分級することで、Bi粉末C1を作製した。
Here, a method for producing the Bi powder C1 of Comparative Example 1 will be described.
First, prepare a Bi ingot. Next, the Bi ingot was pulverized using a vibration mill. At this time, one processing time was set to 60 seconds.
Subsequently, Bi powder C1 was produced by classifying the Bi ingot crushed with a vibration mill using a sieve having a coarseness of 250 μm.

次に、実施例1のBi粉末D1の作製方法について説明する。
実施例1のBi粉末D1は、先に説明したBi粉末C1の作製方法と同様な処理を行った後、ボールミルを用いて、分級したBi粉末をさらに細かく粉砕し、その後、目の粗さが90μmの篩を用いて、分級することで作製した。
このとき、ボールミルで使用するボールとしては、直径が5mmのZrO製のボールを用いた。
Next, a method for producing the Bi powder D1 of Example 1 will be described.
The Bi powder D1 of Example 1 was processed in the same manner as the Bi powder C1 manufacturing method described above, and then the classified Bi powder was further finely pulverized using a ball mill. It produced by classifying using a 90 micrometer sieve.
At this time, as a ball used in the ball mill, a ZrO 2 ball having a diameter of 5 mm was used.

次いで、日機装株式会社製の粒度分布測定器であるマイクロトラックMT3000を用いて、Bi粉末C1,D1の粒度分布を測定し、平均粒径を算出した。この結果を図1及び図2に示す。
図1は、比較例1のBi粉末の粒度分布及び平均粒径の測定結果を示す図(グラフ)である。図2は、実施例1のBi粉末の粒度分布及び平均粒径の測定結果を示す図(グラフ)である。
Subsequently, the particle size distribution of Bi powder C1 and D1 was measured using Microtrac MT3000 which is a particle size distribution measuring instrument manufactured by Nikkiso Co., Ltd., and the average particle size was calculated. The results are shown in FIGS.
FIG. 1 is a diagram (graph) showing the measurement results of the particle size distribution and average particle size of the Bi powder of Comparative Example 1. FIG. 2 is a graph (graph) showing the measurement results of the particle size distribution and average particle size of the Bi powder of Example 1.

図1及び図2を参照するに、比較例1のBi粉末C1の粒度分布の一番高いピークは、粒径が110μm付近にあるのに対して、実施例1のBi粉末D1の粒度分布のピークは、粒径が50μm付近にあることが判った。
また、比較例1のBi粉末C1の平均粒径が117.0μmであるのに対して、実施例1のBi粉末D1の平均粒径は、35.1μmであり、比較例1のBi粉末C1の平均粒径の1/3程度の値であった。
このことから、振動ミル後に、ボールミルによる粉砕処理を行うことで、より細かい粒径とされたBi粉末を生成可能なことが確認できた。
Referring to FIGS. 1 and 2, the highest peak of the particle size distribution of Bi powder C1 of Comparative Example 1 is around 110 μm in particle size distribution, whereas the particle size distribution of Bi powder D1 of Example 1 is The peak was found to have a particle size in the vicinity of 50 μm.
The average particle size of the Bi powder C1 of Comparative Example 1 is 117.0 μm, whereas the average particle size of the Bi powder D1 of Example 1 is 35.1 μm, and the Bi powder C1 of Comparative Example 1 The average particle size was about 1/3 of the average particle size.
From this, it was confirmed that Bi powder having a finer particle size can be produced by performing a grinding process with a ball mill after the vibration mill.

<比較例1及び実施例1のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
次いで、先に説明したBi粉末C1またはBi粉末D1と、振動ミルにより粉砕されたGe粉体(後述するGe粉末E)と、を用いて、比較例1のスパッタリング用Bi−Geターゲット(以下、「スパッタリング用Bi−GeターゲットS」という)と、実施例1のスパッタリング用Bi−Geターゲット(以下、「スパッタリング用Bi−GeターゲットT」という)と、を作製し、各ターゲットの表面を電子顕微鏡で観察した。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 1 and Example 1>
Next, using the Bi powder C1 or Bi powder D1 described above and Ge powder (Ge powder E described later) pulverized by a vibration mill, the Bi-Ge target for sputtering of Comparative Example 1 (hereinafter, referred to as “Powder”). a) referred to as "Bi-Ge target S 1 for sputtering", sputtering Bi-Ge target (hereinafter example 1, and referred to as "T 1 Bi-Ge target for sputtering"), to prepare the surface of each target Observed with an electron microscope.

<比較例1のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製>
ここで、比較例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットSの製造方法について説明する。
始めに、Ge粉体(以下、「Ge粉末E」という)を作製した。具体的には、Geインゴットを準備後、振動ミルを用いて、Geインゴットを粉砕した。このとき、1回の処理時間を60秒とした。
次いで、目の粗さが90μmとされた篩を用いて、振動ミルで粉砕したGeインゴットを分級することで、Ge粉末Eを作製した。
次いで、上述と同様の手法により、Ge粉末Eの粒度分布を測定し、平均粒径を算出した。その結果、Ge粉末Eの平均粒径は、45μmであった。
<Preparation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 1>
Here, a method for manufacturing the sputtering Bi-Ge target S 1 of Comparative Example 1.
First, a Ge powder (hereinafter referred to as “Ge powder E”) was prepared. Specifically, after preparing the Ge ingot, the Ge ingot was pulverized using a vibration mill. At this time, one processing time was set to 60 seconds.
Next, Ge powder E was produced by classifying the Ge ingot pulverized by a vibration mill using a sieve having a coarseness of 90 μm.
Next, the particle size distribution of the Ge powder E was measured by the same method as described above, and the average particle size was calculated. As a result, the average particle diameter of the Ge powder E was 45 μm.

次いで、ボールミル内に、スパッタリング用Bi−GeターゲットSの組成となるように、Bi粉末C1とGe粉末Eとを導入し、Bi粉末C1とGe粉末Eとを混合させて、混合物を作製した。
ボールミルで使用するボールとしては、直径が5mmのZrO製のボールを用い、混合時間は、3時間とした。
Then, in a ball mill, so that the composition of the sputtering Bi-Ge target S 1, to introduce a Bi powder C1 and Ge powder E, by mixing a Bi powder C1 and Ge powder E, a mixture was prepared .
As a ball used in the ball mill, a ZrO 2 ball having a diameter of 5 mm was used, and the mixing time was 3 hours.

次いで、ホットプレス機を用いて、上記混合物を焼結させた。
このとき、焼結時の最高温度を250℃、昇温スピードを600℃/時間、焼結時間を2時間、焼結室内の雰囲気をアルゴン雰囲気、焼結時に印加する圧力を600kg/cmとした。
Subsequently, the said mixture was sintered using the hot press machine.
At this time, the maximum temperature during sintering is 250 ° C., the temperature raising speed is 600 ° C./hour, the sintering time is 2 hours, the atmosphere in the sintering chamber is an argon atmosphere, and the pressure applied during sintering is 600 kg / cm 3 . did.

その後、焼結時に使用した炉とは別の炉内において、焼結した上記混合物を冷却し、機械加工工程と、ボンディング工程と、を順次行うことで、直径が200mm、厚さが4mmの円盤状のスパッタリング用Bi−GeターゲットS(Bi35Ge65(at%)の組成とされたターゲット)を作製した。
上記混合物の冷却温度は、室温(27℃)とした。また、冷却時間は、3時間とした。
Thereafter, in a furnace different from the furnace used for sintering, the sintered mixture is cooled, and a machining process and a bonding process are sequentially performed, so that a disk having a diameter of 200 mm and a thickness of 4 mm is obtained. Jo of sputtering Bi-Ge target S 1 a (Bi35Ge65 (targets that are a composition of at%)) was prepared.
The cooling temperature of the mixture was room temperature (27 ° C.). The cooling time was 3 hours.

<実施例1のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製>
実施例1では、Bi粉末C1に替えてBi粉末D1を用いると共に、Bi粉末D1とGe粉末Eとを混合させるボールミル内をアルゴンガス雰囲気にしたこと以外は、先に説明した比較例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットSの製造方法と同様な手法により、スパッタリング用Bi−GeターゲットT(Bi35Ge65(at%)の組成とされたターゲット)を作製した。
<Preparation of Bi-Ge target for sputtering of Example 1>
In Example 1, the Bi powder D1 was used in place of the Bi powder C1, and the sputtering of Comparative Example 1 described above was performed except that the inside of a ball mill in which the Bi powder D1 and the Ge powder E were mixed was put in an argon gas atmosphere. Bi-Ge target T 1 for sputtering (a target having a composition of Bi35Ge65 (at%)) was produced by the same method as the production method of Bi-Ge target S 1 for use.

<電子顕微鏡による比較例1及び実施例1のスパッタリング用Bi−Geターゲットの表面観察及びその結果>
次いで、比較例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットSの表面から試料片を切り出し、該試料片の表面を日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡であるJSM−6460LVを用いて観察した。このときの電子顕微鏡写真を図3に示す。
次いで、実施例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの表面から試料片を切り出し、該試料片の表面をJSM−6460LVを用いて観察した。このときの電子顕微鏡写真を図3に示す。
<Surface Observation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 1 and Example 1 by Electron Microscope and Results>
Then, cut the sample piece from a sputtering Bi-Ge target S 1 of the surface of Comparative Example 1 were observed using JSM-6460LV scanning electron microscope manufactured by the surface of the sample piece JEOL Ltd.. The electron micrograph at this time is shown in FIG.
Then, cut the sample piece from a sputtering Bi-Ge target T 1 of the surface of Example 1, the surface of the sample piece was observed using a JSM-6460LV. The electron micrograph at this time is shown in FIG.

図3は、比較例1及び実施例1のスパッタリング用Bi−Geターゲットの表面の電子顕微鏡写真である。図3に示す電子顕微鏡写真において、黒色に見える部分がGe組織であり、白色または灰色に見える部分がBi組織に相当する部分である。   3 is an electron micrograph of the surface of the sputtering Bi-Ge target of Comparative Example 1 and Example 1. FIG. In the electron micrograph shown in FIG. 3, the portion that appears black is the Ge structure, and the portion that appears white or gray is the portion corresponding to the Bi structure.

図3に示すように、Bi粉末C1よりも平均粒径の細かいBi粉末D1を用いた実施例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの表面の金属組織の方が、比較例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットSの表面の金属組織よりもかなり細かくなっていることが判った。 As shown in FIG. 3, the metal structure on the surface of the Bi—Ge target T 1 for sputtering of Example 1 using Bi powder D 1 having a finer average particle diameter than Bi powder C 1 is used for sputtering of Comparative Example 1. it has been found that considerably finer than the metal structure of the Bi-Ge target S 1 surface.

なお、上記比較例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットSと同様な手法により、Bi25Ge75(at%)、Bi30Ge70(at%)、Bi45Ge55(at%)、Bi50Ge50(at%)、Bi55Ge45(at%)の組成とされたスパッタリング用Bi−Geターゲットをそれぞれ作製し、その表面を観察したところ、図3に示す写真と同様な結果が得られた。 Incidentally, the same as the sputtering Bi-Ge target S 1 of Comparative Example 1 approach, Bi25Ge75 (at%), Bi30Ge70 (at%), Bi45Ge55 (at%), Bi50Ge50 (at%), Bi55Ge45 (at%) When the sputtering Bi-Ge target having the composition of 1 was prepared and the surface thereof was observed, the same result as the photograph shown in FIG. 3 was obtained.

また、上記実施例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットTと同様な手法により、上述の5組成とされたスパッタリング用Bi−Geターゲットをそれぞれ作製し、その表面を観察したところ、図3に示す写真と同様な結果が得られた。 Further, in the same manner as the sputtering Bi-Ge target T 1 of the first embodiment, where the above-mentioned 5 composition as has been sputtering Bi-Ge target respectively prepared, and observed the surface, shown in FIG. 3 Results similar to those in the photograph were obtained.

(試験例2)
<実施例2のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例2では、ボールミルによる処理時間を長くしたこと以外は、先に説明したBi粉末D1の生成方法と同様な手法により、Bi粉末(以下、「Bi粉末D2」という)を作製した。
その後、上述した手法により、測定した結果を表1に示す。
(Test Example 2)
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 2>
In Example 2, Bi powder (hereinafter referred to as “Bi powder D2”) was produced by the same method as the Bi powder D1 generation method described above, except that the processing time by the ball mill was increased.
Then, the result measured by the method mentioned above is shown in Table 1.

次いで、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D2と、を用いて、先に説明した実施例1のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの製造方法と同様な手法により、直径が200mm、厚さが4mmの円盤形状とされた実施例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製した。 Then, a Ge powder E as described in Test Example 1, a Bi powder D2, using, by a similar to the method for manufacturing a sputtering Bi-Ge target T 1 of the first embodiment described earlier approach, a diameter 200mm , thickness was produced sputtering Bi-Ge target T 2 of the second embodiment which is a 4mm disc-shaped.

次いで、実施例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの焼結密度を求めた。焼結密度は、上記(3)式を用いて算出した。この結果を表1に示す。
次いで、ライン分析(2000μm幅)にて測定したGe相の相互間距離の平均値を求めた。この結果を表1に示す。
Then, to determine the sintered density of the sputtering Bi-Ge target T 2 of the second embodiment. The sintered density was calculated using the above equation (3). The results are shown in Table 1.
Subsequently, the average value of the distance between Ge phases measured by line analysis (2000 μm width) was obtained. The results are shown in Table 1.

次いで、実施例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットTに含まれる酸素濃度を測定した。このとき、ターゲットの中心部10mm角をサンプリングし、株式会社堀場製作所製のガス分析装置であるEMGA−550を用いて測定した。この結果を表1に示す。
次いで、実施例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの表面粗さRaを測定した。具体的には、東京精密工業株式会社製のSURFCOM130Aを用いて、ターゲットの中心を1点測定(スキャン幅4mm)した。この結果を表1に示す。
It was then measured concentration of oxygen contained in the sputtering Bi-Ge target T 2 of the second embodiment. At this time, the center 10 mm square of the target was sampled and measured using EMGA-550, a gas analyzer manufactured by Horiba, Ltd. The results are shown in Table 1.
It was then measured surface roughness Ra of the sputtering Bi-Ge target T 2 of the second embodiment. Specifically, using the SURFCOM130A manufactured by Tokyo Seimitsu Kogyo Co., Ltd., the center of the target was measured at one point (scan width 4 mm). The results are shown in Table 1.

次いで、実施例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットTをスパッタ装置に取り付けて、5インチのガラス基板上に、厚さ500nmのスパッタ膜を成膜した。このとき、空スパッタ時間は、100秒とした。
その後、アジレント・テクノロジー株式会社製の発光分光分析装置であるVISTA−PROを用いて、上記スパッタ膜の組成を調べたところ、スパッタ膜の組成にずれは生じていなかった。この結果を表1に示す。
Then, a sputtering Bi-Ge target T 2 of the second embodiment attached to a sputtering apparatus, on a glass substrate 5 inches, were formed sputtered film having a thickness of 500 nm. At this time, the idle sputtering time was set to 100 seconds.
Then, when the composition of the said sputtered film was investigated using VISTA-PRO which is an emission spectroscopic analyzer manufactured by Agilent Technologies, no deviation occurred in the composition of the sputtered film. The results are shown in Table 1.

なお、スパッタ膜の組成のずれの有り無し判定は、下記判断基準に基づいて行った。具体的には、組成の中心からのずれ量が5at%以上の場合、スパッタ膜の組成のずれの有りと判定し、組成の中心からのずれ量が5at%未満の場合、スパッタ膜の組成のずれの無いと判定した。この結果を表1に示す。   In addition, the presence or absence of the composition deviation of the sputtered film was determined based on the following criteria. Specifically, when the deviation from the center of the composition is 5 at% or more, it is determined that there is a deviation in the composition of the sputtered film, and when the deviation from the center of the composition is less than 5 at%, the composition of the sputtered film It was determined that there was no deviation. The results are shown in Table 1.

異常放電の評価方法として、通常のマグネトロンスパッタ装置に、スパッタリング用Bi−GeターゲットTを取り付け、スパッタチャンバ内を1×10−4Paの圧力まで排気した後、Arガス圧が0.5Pa、投入電力がDC1000W、ターゲットと基板との間の距離が60mmの条件でスパッタを行うことで、スパッタ時の異常放電の回数を計測した。
異常放電回数の計測には、MKSインスツルメンツ社製DC電源であるRPDG−50aのアークカウント機能を用い、放電開始から30分間の異常放電回数を計測した。
この結果を表1に示す。なお、異常放電回数が10回未満の場合には異常放電が無いと判定し、10回以上の場合には異常放電が有りと判定した。
As an abnormal discharge evaluation method, a sputtering magnet Bi-Ge target T 2 is attached to a normal magnetron sputtering apparatus, and after the inside of the sputtering chamber is evacuated to a pressure of 1 × 10 −4 Pa, the Ar gas pressure is 0.5 Pa, Sputtering was performed under the conditions that the input power was DC 1000 W and the distance between the target and the substrate was 60 mm, thereby measuring the number of abnormal discharges during sputtering.
For the measurement of the number of abnormal discharges, the arc count function of RPDG-50a, a DC power source manufactured by MKS Instruments, was used, and the number of abnormal discharges for 30 minutes from the start of discharge was measured.
The results are shown in Table 1. When the number of abnormal discharges was less than 10, it was determined that there was no abnormal discharge, and when it was 10 times or more, it was determined that there was abnormal discharge.

<実施例3のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例3では、ボールミルの処理時間を短くしたこと以外は、先に説明したBi粉末D1の生成方法と同様な手法により、Bi粉末(以下、「Bi粉末D3」という)を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D3と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた実施例3のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 3>
In Example 3, a Bi powder (hereinafter referred to as “Bi powder D3”) was prepared by the same method as the Bi powder D1 generation method described above except that the processing time of the ball mill was shortened. The results measured by the method are shown in Table 1.
Then, prepared by the method described above, the Ge powder E as described in Test Example 1, a Bi powder D3, using the sputtering Bi-Ge target T 3 of Example 3 which is the same composition as in Example 2 Thereafter, a sputtered film was formed. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1.

<実施例4のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの作製及びその評価>
実施例4では、ボールミルの処理時間を短くしたこと以外は、先に説明したBi粉末D1の生成方法と同様な手法により、Bi粉末(以下、「Bi粉末D4」という)を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D4と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた実施例4のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Preparation and evaluation of the sputtering Bi-Ge target T 4 of Example 4>
In Example 4, Bi powder (hereinafter referred to as “Bi powder D4”) was prepared by the same method as the Bi powder D1 generation method described above except that the processing time of the ball mill was shortened. The results measured by the method are shown in Table 1.
Then, prepared by the method described above, the Ge powder E as described in Test Example 1, a Bi powder D4, using a sputtering Bi-Ge target T 4 of Example 4 which is the same composition as in Example 2 Thereafter, a sputtered film was formed. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1.

<実施例5のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例5では、Bi粉末生成工程においてボールミル内にアルゴンガスを封入しなかったこと以外は、実施例4のBi粉末D4と同様な手法により、実施例5のBi粉末D5を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D5と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた実施例5のスパッタリング用Bi−GeターゲットT、及びスパッタ膜を作製し、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 5>
In Example 5, the Bi powder D5 of Example 5 was produced in the same manner as the Bi powder D4 of Example 4 except that argon gas was not sealed in the ball mill in the Bi powder generation step, and the above-described process was performed. The results measured by the method are shown in Table 1.
Next, the sputtering Bi-Ge target T 5 of Example 5 having the same composition as that of Example 2 using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D5 by the above-described method, and Sputtered films were prepared and evaluated by the method described above. The results are shown in Table 1.

<実施例6のスパッタリング用Bi−Geターゲットトの作製及びその評価>
実施例6では、ボールミルの処理時間を長くしたこと以外は、実施例2のBi粉末D2と同様な手法により、実施例6のBi粉末D6を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D6と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた実施例6のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 6>
In Example 6, except that the processing time of the ball mill was lengthened, Bi powder D6 of Example 6 was produced by the same method as Bi powder D2 of Example 2, and the results measured by the method described above are shown in Table 1. Shown in
Next, the Bi-Ge target T 6 for sputtering of Example 6 having the same composition as that of Example 2 was prepared by the above-described method using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D6. Thereafter, a sputtered film was formed. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1.

<実施例7のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例7では、Bi粉末生成工程においてボールミル内にアルゴンガスを封入しなかったこと以外は、実施例3のBi粉末D3と同様な手法により、実施例7のBi粉末D7を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D7と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた実施例7のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 7>
In Example 7, the Bi powder D7 of Example 7 was produced by the same method as the Bi powder D3 of Example 3 except that argon gas was not enclosed in the ball mill in the Bi powder production step, and was described above. The results measured by the method are shown in Table 1.
Then, prepared by the method described above, the Ge powder E as described in Test Example 1, a Bi powder D7, using a sputtering Bi-Ge target T 7 of Example 7 which is the same composition as in Example 2 Thereafter, a sputtered film was formed. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1.

<比較例2のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
比較例2では、ボールミルの処理時間を短くしたこと以外は、実施例2のBi粉末D2と同様な手法により、比較例2のBi粉末C2を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末C2と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた比較例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットSを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, the Bi powder C2 of Comparative Example 2 was produced by the same method as the Bi powder D2 of Example 2 except that the processing time of the ball mill was shortened, and the results measured by the above-described method are shown in Table 1. Shown in
Next, the sputtering Bi-Ge target S2 of Comparative Example 2 having the same composition as that of Example 2 was prepared by the above-described method using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder C2. Thereafter, a sputtered film was formed. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1.

<比較例3のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
比較例3では、ボールミルを用いることなく、振動ミルのみで粉砕させたこと以外は、実施例2のBi粉末D2と同様な手法により、比較例3のBi粉末C3を作製し、上述した手法により測定した結果を表1に示す。
次いで、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末C3と、を用いて、実施例2と同じ組成とされた比較例3のスパッタリング用Bi−GeターゲットSを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表1に示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, the Bi powder C3 of Comparative Example 3 was prepared by the same method as the Bi powder D2 of Example 2 except that the powder was pulverized only by the vibration mill without using a ball mill. The measured results are shown in Table 1.
Then, prepared by the method described above, the Ge powder E as described in Test Example 1, and Bi powders C3, using a sputtering Bi-Ge target S 3 of Comparative Example 3 which is the same composition as in Example 2 Thereafter, a sputtered film was formed. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1.

(試験例3)
先に説明した試験例2では、スパッタリング用Bi−GeターゲットS〜S,T,Tを作製し、これらを評価した。試験例3では、これらのターゲットよりもBiの組成の高い、Bi60Ge40(at%)の組成とされたスパッタリング用Bi−Geターゲットを作製し、これらを評価した点が試験例2とは異なる。
(Test Example 3)
In Test Example 2 described above, sputtering Bi—Ge targets S 2 to S 7 , T 2 , T 3 were produced and evaluated. Test Example 3 differs from Test Example 2 in that a Bi-Ge target for sputtering having a Bi60Ge40 (at%) composition having a higher Bi composition than these targets was prepared and evaluated.

<実施例8のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例8では、実施例2で作製したBi粉末D2を用いた。Bi粉末D2の平均粒径、ボールミル内へのアルゴンガスの封入の有無、Bi粉末D2に含まれる酸素濃度を表2に示す。
なお、表2には、実施例9〜13で使用するBi粉末、及び比較例4,5で使用するBi粉末の平均粒径、ボールミル内へのアルゴンガスの封入の有無、上記Bi粉末に含まれる酸素濃度も示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 8>
In Example 8, the Bi powder D2 produced in Example 2 was used. Table 2 shows the average particle diameter of the Bi powder D2, the presence or absence of argon gas sealed in the ball mill, and the oxygen concentration contained in the Bi powder D2.
In Table 2, the Bi powder used in Examples 9 to 13 and the average particle diameter of Bi powder used in Comparative Examples 4 and 5, whether or not argon gas was sealed in the ball mill, included in the Bi powder It also shows the oxygen concentration.

実施例8では、試験例1で説明したGe粉末Eと、Bi粉末D2と、を用いて、先に説明した実施例2のスパッタリング用Bi−GeターゲットTの製造方法と同様な手法により、実施例8のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。 In Example 8, and Ge powder E as described in Test Example 1, a Bi powder D2, using, by a similar to the method for manufacturing a sputtering Bi-Ge target T 2 of the second embodiment described above technique, to prepare a sputtering Bi-Ge target T 8 of example 8, it was then deposited sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<実施例9のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例9では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、実施例3で作製したBi粉末D3と、を用いて、実施例8と同じ組成とされた実施例9のスパッタリング用Bi−GeターゲットTを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 9>
In Example 9, the sputtering method of Example 9 having the same composition as that of Example 8 using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D3 prepared in Example 3 by the method described above. to prepare a use Bi-Ge target T 9, followed by forming a sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<実施例10のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例10では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、実施例4で作製したBi粉末D4と、を用いて、実施例5と同じ組成とされた実施例10のスパッタリング用Bi−GeターゲットT10を作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 10>
In Example 10, the sputtering of Example 10 having the same composition as Example 5 using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D4 prepared in Example 4 by the above-described method. to prepare a use Bi-Ge target T 10, then forming a sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<実施例11のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例11では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、実施例5で作製したBi粉末D5と、を用いて、実施例8と同じ組成とされた実施例11のスパッタリング用Bi−GeターゲットT11を作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 11>
In Example 11, the sputtering of Example 11 having the same composition as Example 8 using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D5 prepared in Example 5 by the above-described method. to prepare a use Bi-Ge target T 11, then forming a sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<実施例12のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例12では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、実施例6で作製したBi粉末D6と、を用いて、実施例8と同じ組成とされた実施例12のスパッタリング用Bi−GeターゲットT12を作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 12>
In Example 12, the sputtering of Example 12 having the same composition as that of Example 8 using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D6 prepared in Example 6 by the above-described method. to prepare a use Bi-Ge target T 12, then forming a sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<実施例13のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
実施例13では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、実施例7で作製したBi粉末D7と、を用いて、実施例8と同じ組成とされた実施例13のスパッタリング用Bi−GeターゲットT13を作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Preparation and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Example 13>
In Example 13, the sputtering of Example 13 having the same composition as that of Example 8 using the Ge powder E described in Test Example 1 and the Bi powder D7 prepared in Example 7 by the method described above. to prepare a use Bi-Ge target T 13, then forming a sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<比較例4のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
比較例4では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、比較例2で作製したBi粉末C2と、を用いて、実施例8と同じ組成とされた比較例4のスパッタリング用Bi−GeターゲットSを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 4>
In the comparative example 4, the sputtering of the comparative example 4 having the same composition as that of the example 8 by using the Ge powder E described in the test example 1 and the Bi powder C2 prepared in the comparative example 2 by the method described above. to prepare a use Bi-Ge target S 4, then deposited sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

<比較例5のスパッタリング用Bi−Geターゲットの作製及びその評価>
比較例5では、上述した手法により、試験例1で説明したGe粉末Eと、比較例3で作製したBi粉末C3と、を用いて、実施例8と同じ組成とされた比較例5のスパッタリング用Bi−GeターゲットSを作製し、その後、スパッタ膜を成膜した。その後、上述した手法により、これらを評価した。この結果を表2に示す。
<Production and Evaluation of Bi-Ge Target for Sputtering of Comparative Example 5>
In Comparative Example 5, sputtering of Comparative Example 5 having the same composition as Example 8 using the Ge powder E described in Test Example 1 and Bi powder C3 prepared in Comparative Example 3 by the above-described method. to prepare a use Bi-Ge target S 5, then deposited sputtered film. Then, these were evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 2.

(表1及び表2に示す試験例2,3の結果について)
表1,2を参照するに、振動ミルの処理後に、ボールミルを用いた粉砕を行うことで、Bi粉末の粒径を10μm程度まで小さく粉砕可能なことが判った。
(Regarding the results of Test Examples 2 and 3 shown in Table 1 and Table 2)
Referring to Tables 1 and 2, it was found that the particle size of Bi powder can be pulverized to about 10 μm by performing pulverization using a ball mill after the vibration mill treatment.

比較例2〜5の結果から、Ge相の相互間距離の平均値が210〜380μmの範囲内であると、スパッタ膜の組成にずれが生じることが確認できた。一方、実施例2〜13の結果から、Ge相の相互間距離の平均値が65〜135μmの範囲内であるとスパッタ膜の組成にずれが生じないことが確認できた。
つまり、ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値が135μm以下では、スパッタ膜の組成のずれが無く、Ge相の相互間距離の平均値が210μm以上でスパッタ膜の組成のずれがあることが判った。
From the results of Comparative Examples 2 to 5, it was confirmed that the composition of the sputtered film was shifted when the average value of the distance between Ge phases was in the range of 210 to 380 μm. On the other hand, from the results of Examples 2 to 13, it was confirmed that there was no deviation in the composition of the sputtered film when the average value of the distance between Ge phases was in the range of 65 to 135 μm.
That is, when the average value of the distance between the Ge phases intervening in the target material is 135 μm or less, there is no deviation in the composition of the sputtered film, and when the average value of the distance between the Ge phases is 210 μm or more, the composition of the sputtered film changes. It turns out that there is.

実施例2〜4,8〜10の結果から、原料となるBi粉末の平均粒径が小さくなると、Bi粉末に含まれる酸素濃度が高くなることが判った。これは、平均粒径が小さくなることで、Bi粉末の表面積が増加して、Bi粉末が酸化されやすくなるためと推測される。   From the results of Examples 2 to 4 and 8 to 10, it was found that the oxygen concentration contained in the Bi powder increases as the average particle size of the Bi powder as the raw material decreases. This is presumably because the surface area of the Bi powder is increased and the Bi powder is easily oxidized by decreasing the average particle size.

実施例4,5の結果から、Bi粉末生成工程において、ボールミル内にアルゴンガスを封入しないと、Bi粉末が酸化されやすいことが判った。実施例4及び比較例2の場合、Bi粉末生成工程において、ボールミル内にアルゴンガスを封入しないと、4倍程度酸化されやすくなることが判った。
特に、実施例7,13に示すように、Bi粉末の平均粒径が小さい場合(この場合、35μm)において、ボールミル内にアルゴンガスを封入しないと、Bi粉末に含まれる酸素濃度が非常に高くなることが判った。
From the results of Examples 4 and 5, it was found that the Bi powder was easily oxidized unless argon gas was enclosed in the ball mill in the Bi powder production process. In the case of Example 4 and Comparative Example 2, it was found that in the Bi powder production process, it was likely to be oxidized about 4 times unless argon gas was enclosed in the ball mill.
In particular, as shown in Examples 7 and 13, when the average particle diameter of the Bi powder is small (in this case, 35 μm), the oxygen concentration contained in the Bi powder is very high unless argon gas is enclosed in the ball mill. I found out that

実施例2〜4,8〜10で使用したBi粉末に含まれる酸素濃度は、最も高いもので800massppmであり、1000massppm以下に抑えられていることが確認できた。   It was confirmed that the oxygen concentration contained in the Bi powders used in Examples 2 to 4 and 8 to 10 was 800 mass ppm at the highest, and was suppressed to 1000 mass ppm or less.

実施例2〜4のスパッタリング用Bi−GeターゲットT〜Tは、Bi組成の低い(35at%)ターゲットであるが、90%以上(最低で94.5%)の焼結密度を実現できることを確認できた。 Bi-Ge targets T 2 to T 4 for sputtering in Examples 2 to 4 are targets with a low Bi composition (35 at%), but can realize a sintered density of 90% or more (at least 94.5%). Was confirmed.

Bi組成が60at%とされた実施例8〜10のスパッタリング用Bi−GeターゲットT〜T10では、95%以上(最低で97.8%)の焼結密度を実現できることを確認できた。
スパッタリング用Bi−GeターゲットT〜T10とBiの組成が同じである実施例11〜13及び比較例4,5のスパッタリング用Bi−GeターゲットT11〜T13,S,Sの焼結密度は、最高で92.5%であった。
上記結果から、実施例のスパッタリング用Bi−Geターゲットによれば、Bi組成が低い場合でも、高い焼結密度を得ることができるということが確認できた。
In sputtering Bi-Ge target T 8 through T 10 of Examples 8 to 10 in which Bi composition is a 60at%, it was confirmed to be able to realize a sintered density of 95% or more (97.8% at a minimum).
Bi-Ge targets T 8 to T 10 for sputtering and Bi-Ge targets T 11 to T 13 , S 4 , and S 5 for sputtering in Examples 11 to 13 and Comparative Examples 4 and 5 having the same composition of Bi The maximum density was 92.5%.
From the said result, according to the Bi-Ge target for sputtering of an Example, even if Bi composition was low, it has confirmed that a high sintered density could be obtained.

また、原料となるBi粉末の酸素濃度が高いと、ターゲットに含まれる酸素濃度が高くなり、原料となるBi粉末の酸素濃度が低いと、ターゲットに含まれる酸素濃度が低くなることが確認できた。
さらに、ターゲットの焼結密度が高いと、ターゲットの表面粗さが小さくなり、ターゲットの焼結密度が低いと、ターゲットの表面粗さが大きくなることが確認できた。
Further, it was confirmed that when the oxygen concentration of the Bi powder as a raw material was high, the oxygen concentration contained in the target was high, and when the oxygen concentration of the Bi powder as a raw material was low, the oxygen concentration contained in the target was low. .
Furthermore, it was confirmed that the surface roughness of the target was reduced when the sintering density of the target was high, and the surface roughness of the target was increased when the sintering density of the target was low.

Claims (6)

Biを20at%以上60at%以下の範囲内で含み、残部がGe及び不可避不純物からなる組成を有し、Bi粉末とGe粉末との焼結体からなり、
ターゲット材に介在するGe相の相互間距離の平均値が20μm以上200μm以下であることを特徴とするスパッタリング用Bi−Geターゲット。
Bi is included in the range of 20 at% or more and 60 at% or less, and the balance is composed of Ge and inevitable impurities, and is composed of a sintered body of Bi powder and Ge powder,
A Bi-Ge target for sputtering, wherein the average value of the distance between Ge phases intervening in the target material is 20 µm or more and 200 µm or less.
前記不可避不純物である酸素濃度が2000massppm以下とされるとともに、焼結密度yが下記(1)式を満たすことを特徴とする請求項1記載のスパッタリング用Bi−Geターゲット。
y≧0.1745×x+84.53 ・・・(1)
但し、上記(1)式において、xは、前記スパッタリング用Bi−Geターゲットに含まれるBi量(at%)である。
2. The Bi—Ge target for sputtering according to claim 1, wherein an oxygen concentration as the inevitable impurity is set to 2000 mass ppm or less and a sintering density y satisfies the following expression (1).
y ≧ 0.1745 × x + 84.53 (1)
However, in said Formula (1), x is Bi amount (at%) contained in the said Bi-Ge target for sputtering.
前記Bi粉末、及び前記Ge粉末は、少なくともいずれかが粉砕粉であることを特徴とする請求項1または2記載のスパッタリング用Bi−Geターゲット。   The Bi-Ge target for sputtering according to claim 1 or 2, wherein at least one of the Bi powder and the Ge powder is a pulverized powder. 振動ミルによりGeインゴットを砕くことでGe粉末を生成する工程と、
振動ミルと、ボールミルと、を順次使用することで、Biインゴットを粉砕して、平均粒径が20〜50μmの範囲内とされ、かつ酸素濃度が1000massppm以下とされたBi粉末を生成する工程と、
前記Bi粉末と、残部のGe粉末と、を混合して20〜60at%の前記Bi粉末を含む混合物を生成する工程と、
前記混合物を焼結する工程と、
を含むことを特徴とするスパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法。
Generating Ge powder by crushing the Ge ingot by a vibration mill;
A step of pulverizing a Bi ingot by sequentially using a vibration mill and a ball mill to produce Bi powder having an average particle diameter in the range of 20 to 50 μm and an oxygen concentration of 1000 massppm or less. ,
Mixing the Bi powder and the remaining Ge powder to produce a mixture containing 20 to 60 at% of the Bi powder;
Sintering the mixture;
The manufacturing method of the Bi-Ge target for sputtering characterized by including this.
前記Bi粉末を生成する工程では、前記ボールミル内に不活性ガスを封入することを特徴とする請求項4記載のスパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法。   5. The method for producing a Bi—Ge target for sputtering according to claim 4, wherein in the step of generating the Bi powder, an inert gas is sealed in the ball mill. 前記混合物を生成する工程では、不活性ガス雰囲気中で前記Bi粉末と前記Ge粉末とを混合させることを特徴とする請求項4または5記載のスパッタリング用Bi−Geターゲットの製造方法。   The method for producing a Bi-Ge target for sputtering according to claim 4 or 5, wherein, in the step of generating the mixture, the Bi powder and the Ge powder are mixed in an inert gas atmosphere.
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