JP7203064B2 - sputtering target - Google Patents

sputtering target Download PDF

Info

Publication number
JP7203064B2
JP7203064B2 JP2020105165A JP2020105165A JP7203064B2 JP 7203064 B2 JP7203064 B2 JP 7203064B2 JP 2020105165 A JP2020105165 A JP 2020105165A JP 2020105165 A JP2020105165 A JP 2020105165A JP 7203064 B2 JP7203064 B2 JP 7203064B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
aluminum
sputtering target
target
rare earth
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
Application number
JP2020105165A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021107572A (en
Inventor
智弘 丸子
雄 鈴木
将平 大友
紘暢 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furuya Metal Co Ltd
Original Assignee
Furuya Metal Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furuya Metal Co Ltd filed Critical Furuya Metal Co Ltd
Priority to EP20846815.7A priority Critical patent/EP4006196A4/en
Priority to EP20847766.1A priority patent/EP4006197A4/en
Priority to CN202080050074.XA priority patent/CN114127330A/en
Priority to KR1020227000283A priority patent/KR20220016977A/en
Priority to PCT/JP2020/025279 priority patent/WO2021019991A1/en
Priority to KR1020227000278A priority patent/KR20220018547A/en
Priority to KR1020227000279A priority patent/KR20220018548A/en
Priority to CN202080050071.6A priority patent/CN114127329A/en
Priority to US17/625,399 priority patent/US20240043986A1/en
Priority to PCT/JP2020/025281 priority patent/WO2021019992A1/en
Priority to EP20848288.5A priority patent/EP4006198A4/en
Priority to PCT/JP2020/025277 priority patent/WO2021019990A1/en
Priority to CN202080049429.3A priority patent/CN114127328A/en
Priority to US17/623,943 priority patent/US20220356558A1/en
Priority to US17/623,354 priority patent/US20220275499A1/en
Priority to TW109123918A priority patent/TWI837398B/en
Priority to TW109123919A priority patent/TW202108794A/en
Priority to TW109123920A priority patent/TW202113096A/en
Publication of JP2021107572A publication Critical patent/JP2021107572A/en
Publication of JP7203064B2 publication Critical patent/JP7203064B2/en
Application granted granted Critical
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

本開示は、圧電素子において、圧電応答性の良い金属膜あるいは窒化膜を形成するための好適なスパッタリングターゲットに関する。 The present disclosure relates to a suitable sputtering target for forming a metal film or nitride film with good piezoelectric response in a piezoelectric element.

現代及び今後の社会において少子高齢化が進むにつれて労働人口が減少していくことが予測されるため、製造業においてもモノのインターネット(IoT:Internet Of Things)を利用した自動化が取り組まれている。また、自動車産業においてもAIなどが主体となって人が操作せずに自動運転が可能な自動車が製造される社会へ移行しつつある。 In modern and future society, the working population is expected to decrease as the birth rate declines and the population ages, so automation using the Internet of Things (IoT) is also being pursued in the manufacturing industry. In addition, the automobile industry is also transitioning to a society in which AI and the like are the main players in the production of automobiles that can operate automatically without human operation.

自動化・自動運転において重要な技術が無線による超高速通信であり、無線による超高速通信には高周波フィルターが欠かせない。また、無線通信が高速化するために、従来の第4世代移動通信(4G)で使用される周波数3.4GHz帯から第5世代移動通信(5G)で使用される周波数3.7GHz、4.5GHz、28GHz帯へと高周波側に移行が予定されている。この移行が行なわれると、高周波フィルターも従来の弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)フィルターでは技術上困難となる。そこで弾性表面波フィルターからバルク弾性波(BAW:Bulk Acoustic Wave)フィルターへと技術が変わりつつある。 Wireless ultra-high-speed communication is an important technology for automation and autonomous driving, and high-frequency filters are indispensable for ultra-high-speed wireless communication. Also, in order to increase the speed of wireless communication, the frequency band used in the conventional fourth generation mobile communication (4G) has been changed from the 3.4 GHz band to the frequency 3.7 GHz used in the fifth generation mobile communication (5G). It is planned to shift to the high frequency side to 5 GHz and 28 GHz bands. When this transition is made, high frequency filtering also becomes technically difficult with conventional Surface Acoustic Wave (SAW) filters. Therefore, technology is changing from surface acoustic wave filters to bulk acoustic wave (BAW) filters.

BAWフィルターや圧電素子センサーの圧電膜としては主に窒化アルミニウム膜が用いられる。窒化アルミニウムはQ値(Quality factor)と呼ばれる振幅増大係数が高いことで知られているため圧電膜として用いられている。しかし、高温では使用できないため、圧電素子の高温化、高Q値化を図るために、アルミニウム元素と希土類元素を含む窒化膜が有望である。 Aluminum nitride films are mainly used as piezoelectric films for BAW filters and piezoelectric element sensors. Aluminum nitride is used as a piezoelectric film because it is known to have a high amplitude enhancement factor called Q value (Quality factor). However, since it cannot be used at high temperatures, a nitride film containing aluminum and rare earth elements is promising in order to increase the temperature and Q value of the piezoelectric element.

アルミニウム元素と希土類元素を含む窒化膜を形成するためのスパッタリングターゲットとして、AlとScとの合金からなり、Scを25原子%~50原子%で含有するスパッタリングターゲットであって、酸素の含有量が2000質量ppm以下であり、ビッカース硬さ(Hv)のばらつきが20%以下であるスパッタリングターゲットの開示がある(例えば特許文献1を参照。)。このスパッタリングターゲットは溶解工程を経て、さらに鍛造工程などの塑性加工を施して作製されることが述べられている(例えば特許文献1を参照。)。また、特許文献1ではスパッタリングターゲットのTOP(ターゲット上面)とBTM(ターゲット下面)とのScの含有量のばらつきは±2原子%の範囲内であったことが記載されている(明細書段落0040-0041)。 As a sputtering target for forming a nitride film containing an aluminum element and a rare earth element, a sputtering target made of an alloy of Al and Sc and containing 25 atomic % to 50 atomic % of Sc, wherein the oxygen content is There is a disclosure of a sputtering target having a Vickers hardness (Hv) variation of 20% or less, with a content of 2000 ppm by mass or less (see Patent Document 1, for example). It is stated that this sputtering target is manufactured through a melting process and then plastic working such as a forging process (see, for example, Patent Document 1). In addition, Patent Document 1 describes that the variation in the Sc content between the TOP (top surface of the target) and the BTM (bottom surface of the target) of the sputtering target was within the range of ±2 atomic% (paragraph 0040 of the specification). -0041).

また、アルミニウムと希土類元素との合金からなるスパッタリングターゲットの製造方法において、アルミニウムと希土類元素との元素比が、得られる合金ターゲットが二種の金属間化合物のみで構成されることを満たす範囲にある原料を準備し、この原料から、アトマイズ法でアルミニウムと希土類元素との合金粉末を作製し、得られた合金粉末からホットプレス法又は放電プラズマ焼結法によって真空雰囲気下で合金ターゲットとなる焼結体を作製する技術がある(例えば、特許文献2を参照。)。 Further, in the method for producing a sputtering target made of an alloy of aluminum and a rare earth element, the element ratio of aluminum to the rare earth element is within a range that satisfies that the obtained alloy target is composed of only two kinds of intermetallic compounds. A raw material is prepared, an alloy powder of aluminum and a rare earth element is produced from this raw material by an atomizing method, and the obtained alloy powder is sintered into an alloy target in a vacuum atmosphere by a hot press method or a discharge plasma sintering method. There is a technique for producing a body (see Patent Document 2, for example).

また、ScAl1-xN合金において、圧電定数d33がSc濃度の組成ズレによって極端に変化することが知られている(例えば非特許文献1、図3を参照。)。 In addition, it is known that the piezoelectric constant d33 of the Sc x Al 1-x N alloy changes drastically due to the compositional deviation of the Sc concentration (for example, see Non-Patent Document 1 and FIG. 3).

WO2017/213185号公報WO2017/213185 特開2015-96647号公報JP 2015-96647 A

加納一彦 他,デンソーテクニカルレビュー Vol.17, 2012,p202~207Kazuhiko Kano et al., Denso Technical Review Vol. 17, 2012, p202-207

アルミニウム合金の製造において、アルミニウムの融点が660℃と低いのに対し、アルミニウムに添加する元素の融点がスカンジウムの場合は1541℃、イットリウムの場合は1522℃、チタンの場合は1668℃、ジルコニウムの場合は1855℃、ハフニウムの場合は2233℃と非常に高温であり、アルミニウムと添加する元素との融点差が800℃以上となるため、アルミニウムと添加する元素が完全に固溶する範囲が殆どない。 In the production of aluminum alloys, while the melting point of aluminum is as low as 660°C, the melting points of elements added to aluminum are 1541°C for scandium, 1522°C for yttrium, 1668°C for titanium, and 1668°C for zirconium. is 1855° C., and hafnium is 2233° C., which is a very high temperature, and the melting point difference between aluminum and the added element is 800° C. or more.

そのため、特許文献1のようにアルミニウムに対してスカンジウムの添加量を多くすると融点が1400℃以上となる組成もあり、溶解後の凝固時の温度ムラにより金属間化合物の成長に差が生じてしまうため、スパッタリングターゲットの面内方向及び厚さ方向において均一な組成を有するスパッタリングターゲットの作製が困難である。 Therefore, as in Patent Document 1, if the amount of scandium added to aluminum is increased, there are compositions with a melting point of 1400 ° C. or higher, and differences in growth of intermetallic compounds occur due to temperature unevenness during solidification after melting. Therefore, it is difficult to produce a sputtering target having a uniform composition in the in-plane direction and the thickness direction of the sputtering target.

また、特許文献1のように溶解法を用いて金属間化合物のみで構成すると、非常に硬くて脆いスパッタリングターゲットとなり、溶解でインゴットを形成したとしても、鍛造などの塑性加工を行ったときにスパッタリングターゲットに割れなどが発生しやすい。 In addition, if the sputtering target is composed only of an intermetallic compound by using a melting method as in Patent Document 1, the sputtering target becomes very hard and brittle. Cracks are likely to occur in the target.

また、特許文献1のように溶解法で作製すると析出相が大きく成長し、スパッタリングターゲットの面内方向及び厚さ方向において組成ムラが発生するため、スパッタリングして薄膜を形成したとしても得られた合金薄膜の組成分布が不安定となる。 In addition, when it is produced by a dissolution method as in Patent Document 1, the precipitation phase grows large, and composition unevenness occurs in the in-plane direction and thickness direction of the sputtering target. The composition distribution of the alloy thin film becomes unstable.

特許文献1では、スパッタリングターゲットのTOPとBTMとのScの含有量のばらつきは±2原子%の範囲内であったことが記載されているが、成膜された膜の均質性を得るためにも厚さ方向だけでなく面内方向のバラツキを抑制することも必要である。 Patent Document 1 describes that the variation in the Sc content between the TOP and BTM of the sputtering target was within a range of ±2 atomic %. It is also necessary to suppress variations not only in the thickness direction but also in the in-plane direction.

特に非特許文献1の図3で指摘されているように、組成ズレによって極端に特性の変化がみられることもあるため、面内方向及び厚さ方向において均一な組成を保つことは重要である。 In particular, as pointed out in FIG. 3 of Non-Patent Document 1, it is important to maintain a uniform composition in the in-plane direction and the thickness direction because the compositional deviation may cause extreme changes in the characteristics. .

溶解法で作製したときの問題を解決するために、特許文献2のように粉末の時点でアルミニウムと希土類との組成ずれを解消しておくことや、焼結するときに製品の最終形状に近い形で仕上げることなどで塑性加工を減らすことなどが考えられる。しかし、塩素、フッ素、酸素などの不純物を混入し過ぎると、スパッタリングターゲット中の塩素、フッ素、酸素が成膜時における加熱によって放出されてしまい、異常放電が発生しやすく、得られた膜の配向性を悪化させたり、パーティクルが発生して膜の歩留まりを低下させてしまう。 In order to solve the problem when it is produced by the melting method, it is necessary to eliminate the compositional deviation between aluminum and rare earth at the time of powder as in Patent Document 2, and to close the final shape of the product when sintering. It is conceivable to reduce plastic working by finishing in shape. However, if impurities such as chlorine, fluorine, and oxygen are mixed in too much, the chlorine, fluorine, and oxygen in the sputtering target will be released by heating during film formation, and abnormal discharge will easily occur, resulting in poor orientation of the resulting film. Otherwise, the properties of the film may be deteriorated, or particles may be generated to reduce the yield of the film.

そこで本開示の目的は、スパッタリングターゲット中において不純物である塩素元素の混入を抑制したスパッタリングターゲットであって、当該スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに塩素による異常放電の発生を抑制し、配向性の良い薄膜を形成することができるスパッタリングターゲットを提供することである。 Therefore, the object of the present disclosure is to provide a sputtering target that suppresses the contamination of the impurity chlorine element in the sputtering target, and suppresses the occurrence of abnormal discharge due to chlorine when a thin film is formed using the sputtering target, and the orientation To provide a sputtering target capable of forming a thin film having excellent properties.

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、スパッタリングターゲット中において不純物である塩素元素の濃度を所定以下とすることによって塩素元素混入の問題を抑制できることをみいだし、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含むスパッタリングターゲットであって、塩素の含有量が100ppm以下であり、前記希土類元素は、スカンジウム及びイットリウムのうち、少なくともいずれか一種であり、前記チタン族元素は、ジルコニウム及びハフニウムのうち、少なくともいずれか一種であり、前記スパッタリングターゲットは、前記希土類元素及び前記チタン族元素から選ばれた少なくとも1種の元素を10~75原子%含有することを特徴とする。スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに塩素による異常放電の発生を抑制し、配向性のより良い薄膜を形成することができる。また、塩素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, the present inventors found that the problem of chlorine element contamination can be suppressed by reducing the concentration of elemental chlorine, which is an impurity, in the sputtering target to a predetermined level or less. completed. That is, the sputtering target according to the present invention is a sputtering target containing aluminum and further containing one or both of a rare earth element and a titanium group element, wherein the chlorine content is 100 ppm or less, and the rare earth element The element is at least one of scandium and yttrium, the titanium group element is at least one of zirconium and hafnium, and the sputtering target is selected from the rare earth elements and the titanium group elements. It is characterized by containing 10 to 75 atomic % of at least one element . When a thin film is formed using a sputtering target, the occurrence of abnormal discharge due to chlorine can be suppressed, and a thin film with better orientation can be formed. In addition, by suppressing the occurrence of abnormal discharge due to chlorine, it is possible to form a thin film with good yield while suppressing the generation of particles.

本発明に係るスパッタリングターゲットでは、フッ素の含有量が100ppm以下であることが好ましい。スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときにフッ素による異常放電の発生を抑制し、配向性のより良い薄膜を形成することができる。また、フッ素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。 The sputtering target according to the present invention preferably has a fluorine content of 100 ppm or less. When a thin film is formed using a sputtering target, the occurrence of abnormal discharge due to fluorine can be suppressed, and a thin film with better orientation can be formed. In addition, by suppressing the occurrence of abnormal discharge due to fluorine, it is possible to form a thin film with good yield while suppressing the generation of particles.

本発明に係るスパッタリングターゲットでは、酸素の含有量が500ppm以下であることが好ましい。前記スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに酸素による異常放電の発生を抑制し、配向性のより良い薄膜を形成することができる。また、酸素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。 The sputtering target according to the present invention preferably has an oxygen content of 500 ppm or less. When a thin film is formed using the sputtering target, the occurrence of abnormal discharge due to oxygen can be suppressed, and a thin film with better orientation can be formed. In addition, by suppressing the occurrence of abnormal discharge due to oxygen, it is possible to form a thin film with good yield while suppressing the generation of particles.

本発明に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも2種の元素からなる金属間化合物が存在していることが好ましい。単体のアルミニウム、単体の希土類元素、単体のチタン族元素の箇所を少なくすることにより組成のバラツキを抑制することができる。ターゲットに金属間化合物が存在していると金属元素間のスパッタレートの差異が緩和され、得られる膜の組成ムラが小さくなる。 In the sputtering target according to the present invention, an intermetallic compound composed of at least two elements selected from aluminum, rare earth elements and titanium group elements is preferably present in the sputtering target. Variation in composition can be suppressed by reducing the number of portions containing aluminum as an element, a rare earth element as an element, or a titanium group element as an element. When an intermetallic compound is present in the target, the difference in sputtering rate between metal elements is reduced, and the uneven composition of the obtained film is reduced.

本発明に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、前記金属間化合物が1種、2種、3種又は4種存在していてもよい。単体のアルミニウム、単体の希土類元素、単体のチタン族元素の箇所を少なくすることにより組成のバラツキを抑制することができる。金属間化合物が1種類又は複数種類存在することで、金属元素間のスパッタレートの差異がより緩和され、得られる膜の組成ムラがより小さくなる。 In the sputtering target according to the present invention, one, two, three or four types of intermetallic compounds may be present in the sputtering target. Variation in composition can be suppressed by reducing the number of portions containing aluminum as an element, a rare earth element as an element, or a titanium group element as an element. The presence of one or more types of intermetallic compounds further reduces the difference in sputtering rate between the metal elements, and the compositional unevenness of the obtained film is further reduced.

本発明に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも1種の元素の窒化物が1種類以上存在していてもよい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Q値化することができる。 In the sputtering target according to the present invention, one or more nitrides of at least one element selected from aluminum, rare earth elements and titanium group elements may be present in the sputtering target. When the nitride film of the piezoelectric element is formed, it is possible to cope with an increase in temperature of the piezoelectric element and to increase the Q value.

本発明に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか1種が存在している組織を有するか、又は、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている組織を有することが好ましい。導電性を向上させたスパッタリングターゲットであって、例えば、DCスパッタリング装置を用いて成膜するときの生産性を向上させるスパッタリングターゲットを提供することができる。 The sputtering target according to the present invention includes at least one of a material containing aluminum and a rare earth element, a material containing aluminum and a titanium group element, and a material containing aluminum, a rare earth element and a titanium group element in an aluminum matrix. Either having a structure in which species are present, or at least a phase containing only rare earth elements and inevitable impurities as metal species and a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species in the aluminum matrix phase It is preferable to have a tissue composed of multiple phases containing one or both. It is possible to provide a sputtering target with improved electrical conductivity, which improves productivity when forming a film using, for example, a DC sputtering apparatus.

本開示のスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット中において不純物である塩素元素の混入が抑制されており、当該スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに塩素による異常放電の発生を抑制し、配向性の良い薄膜を形成することができる。また、塩素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。 The sputtering target of the present disclosure suppresses the contamination of chlorine elements, which are impurities, in the sputtering target, suppresses the occurrence of abnormal discharge due to chlorine when a thin film is formed using the sputtering target, and has good orientation. A thin film can be formed. In addition, by suppressing the occurrence of abnormal discharge due to chlorine, it is possible to form a thin film with good yield while suppressing the generation of particles.

円板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing measurement points for composition analysis in the in-plane direction of sputtering of a disk-shaped target. B‐B断面で示される円板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing measurement points for composition analysis in the target thickness direction of a disk-shaped target shown in the BB cross section. 正方形の板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing measurement points for composition analysis in the in-plane direction of sputtering of a square plate-shaped target. C‐C断面で示される正方形の板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。It is a schematic diagram showing the measurement points of the composition analysis in the target thickness direction of the square plate-shaped target shown in the CC cross section. 円筒形状のターゲットの組成分析の測定箇所を説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining measurement points for composition analysis of a cylindrical target. アルミニウム母相の概念を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a concept of an aluminum matrix. 実施例1におけるAl-Scターゲットの表面を電子顕微鏡で観察したときの画像である。4 is an image of the surface of the Al—Sc target in Example 1 observed with an electron microscope. 比較例4におけるAl-Scターゲットの表面を電子顕微鏡で観察したときの画像である。4 is an image of the surface of the Al—Sc target in Comparative Example 4 observed with an electron microscope. 実施例4におけるAl-ScNターゲットの表面をマイクロスコープで観察したときの画像である。4 is an image of the surface of the Al—ScN target in Example 4 observed with a microscope.

以降、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by showing embodiments, but the present invention is not interpreted as being limited to these descriptions. Various modifications may be made to the embodiments as long as the effects of the present invention are achieved.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含むスパッタリングターゲットであって、塩素の含有量が100ppm以下であり、50ppm以下であることが好ましく、30ppm以下であることがより好ましい。塩素の含有量が100ppmを超えると、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されることにより、スパッタリングターゲットに印加する電圧が安定することがなく異常放電を引き起こしてしまい、パーティクルの発生、形成された薄膜の歩留まりの低下、配向性の悪い薄膜の形成の原因となるため、スパッタリングターゲット中の塩素の含有量を100ppm以下とする必要がある。 The sputtering target according to the present embodiment contains aluminum and further contains either one or both of a rare earth element and a titanium group element, and has a chlorine content of 100 ppm or less and 50 ppm or less. is preferred, and 30 ppm or less is more preferred. If the chlorine content exceeds 100 ppm, the chlorine in the sputtering target is released by heating during film formation, causing abnormal discharge without stabilizing the voltage applied to the sputtering target, resulting in particle generation. In addition, the chlorine content in the sputtering target must be 100 ppm or less because it causes a decrease in the yield of the formed thin film and the formation of a thin film with poor orientation.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、フッ素の含有量が100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましく、30ppm以下であることがさらに好ましい。フッ素の含有量が100ppmを超えると、スパッタリングターゲット中のフッ素が成膜時における加熱によって放出されることにより、スパッタリングターゲットに印加する電圧が安定することがなく異常放電を引き起こしてしまい、パーティクルの発生、形成された薄膜の歩留まりの低下、配向性の悪い薄膜の形成の原因となるため、スパッタリングターゲット中のフッ素の含有量を100ppm以下に調整することが好ましい。 In the sputtering target according to the present embodiment, the fluorine content is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and even more preferably 30 ppm or less. If the fluorine content exceeds 100 ppm, the fluorine in the sputtering target is released by heating during film formation, and the voltage applied to the sputtering target is not stabilized, causing abnormal discharge and particle generation. It is preferable to adjust the fluorine content in the sputtering target to 100 ppm or less.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、酸素の含有量が500ppm以下であることが好ましく、300ppm以下であることがより好ましく、100ppm以下であることがさらに好ましい。酸素の含有量が500ppmを超えると、スパッタリングターゲット中の酸素が成膜時における加熱によって放出されることにより、スパッタリングターゲットに印加する電圧が安定することがなく異常放電を引き起こしてしまい、パーティクルの発生、形成された薄膜の歩留まりの低下、配向性の悪い薄膜の形成の原因となるため、スパッタリングターゲット中の酸素の含有量を500ppm以下に調整することが好ましい。 In the sputtering target according to the present embodiment, the oxygen content is preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, and even more preferably 100 ppm or less. If the oxygen content exceeds 500 ppm, the oxygen in the sputtering target is released by heating during film formation, and the voltage applied to the sputtering target is not stabilized, causing abnormal discharge and particle generation. It is preferable to adjust the oxygen content in the sputtering target to 500 ppm or less because it causes a decrease in the yield of the formed thin film and the formation of a thin film with poor orientation.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、カーボンの含有量が200ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましく、50ppm以下であることがさらに好ましい。カーボンの含有量が200ppmを超えると、スパッタリング時に膜中にカーボンが取り込まれ、結晶性が悪化した薄膜が形成されてしまう。また、ターゲット表面で強固な化合物を形成すると、導電性を損ない異常放電によるパーティクルが発生し膜の歩留まりが低下するため、スパッタリングターゲット中のカーボンの含有量を200ppm以下に調整することが好ましい。 In the sputtering target according to the present embodiment, the carbon content is preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and even more preferably 50 ppm or less. If the carbon content exceeds 200 ppm, carbon is taken into the film during sputtering, resulting in the formation of a thin film with deteriorated crystallinity. In addition, if a strong compound is formed on the target surface, the conductivity is impaired and particles are generated due to abnormal discharge, which reduces the yield of the film. Therefore, it is preferable to adjust the carbon content in the sputtering target to 200 ppm or less.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、シリコンの含有量が200ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましく、50ppm以下であることがさらに好ましい。シリコンの含有量が200ppmを超えると、スパッタリング時にシリコンの酸化物や窒化物を形成し、これを起点として異常放電を引き起こし、パーティクルを発生させ、形成された薄膜の歩留まりが低下するため、スパッタリングターゲット中のシリコンの含有量を200ppm以下に調整することが好ましい。 In the sputtering target according to the present embodiment, the silicon content is preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and even more preferably 50 ppm or less. If the silicon content exceeds 200 ppm, oxides and nitrides of silicon are formed during sputtering, and abnormal discharge is caused from these as starting points, particles are generated, and the yield of the formed thin film is reduced. It is preferable to adjust the content of silicon therein to 200 ppm or less.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、(条件1)又は(条件2)における前記スパッタリングターゲットのスパッタ面内方向及びターゲット厚さ方向の組成が、いずれも基準となる組成に対して差が±3%以内であり、±2%以下であることが好ましく、±1%以下であることがより好ましい。ここで基準となる組成は(条件1)又は(条件2)に従って測定した総合計18箇所の組成の平均値である。基準となる組成に対して差が±3%を超えると、スパッタリングターゲットの成膜時にスパッタレートが異なることがあり、圧電素子の圧電膜などを形成したときに、基板毎に圧電膜の圧電特性が異なり、また、同一基板でも圧電膜の箇所によって組成が異なることにより圧電特性が異なることが生じる場合がある。このため、圧電素子の歩留り悪化を抑制するために、スパッタリングターゲットのスパッタ面内方向及びターゲット厚さ方向の組成を基準となる組成に対して差が±3%以内に制御することが好ましい。面内方向及び厚さ方向において均一な組成を有していると、圧電素子などに用いる薄膜を形成したときに組成ずれによる圧電応答性などの特性の変化による歩留りの低下を抑制することができる。 In the sputtering target according to the present embodiment, the composition of the sputtering target in the sputtering in-plane direction and the target thickness direction in (Condition 1) or (Condition 2) has a difference of ± 3% with respect to the reference composition. within ±2%, preferably ±1% or less. Here, the reference composition is the average value of the total 18 compositions measured according to (Condition 1) or (Condition 2). If the difference exceeds ±3% from the standard composition, the sputtering rate may differ when the sputtering target is formed. Also, even if the substrate is the same, the piezoelectric characteristics may differ due to different compositions depending on the location of the piezoelectric film. Therefore, in order to suppress the deterioration of the yield of the piezoelectric element, it is preferable to control the difference in the composition of the sputtering target in the sputtering plane direction and the target thickness direction within ±3% with respect to the reference composition. If it has a uniform composition in the in-plane direction and the thickness direction, it is possible to suppress a decrease in yield due to changes in characteristics such as piezoelectric response due to compositional deviation when forming a thin film used for a piezoelectric element or the like. .

(条件1)
スパッタ面内方向:前記スパッタリングターゲットが、中心O、半径rの円板状ターゲットであり、かつ、組成分析の測定箇所を、中心Oを交点として直交する仮想十字線上であって、中心Oの1箇所、中心Oから0.45r離れた合計4箇所、及び、中心Oから0.9r離れた合計4箇所、の総合計9箇所とする。
ターゲット厚さ方向:仮想十字線のうち、いずれか一つの線を通る断面を形成し、該断面が縦t(すなわちターゲットの厚さがt)、横2rの長方形であり、かつ、組成分析の測定箇所を、中心Oを通る垂直横断線上の中心X及び中心Xから上下に0.45t離れた合計3箇所(a地点、X地点、b地点という。)、前記断面上であってa地点から左右の側辺に向って0.9r離れた合計2箇所、X地点から左右の側辺に向って0.9r離れた合計2箇所、及び、b地点から左右の側辺に向って0.9r離れた合計2箇所、の総合計9箇所を測定地点とする。
(条件2)
スパッタ面内方向:前記スパッタリングターゲットが、縦の長さがL1であり、横の長さがL2である長方形(但し、L1とL2とが等しい正方形を含む。或いは、長方形には長さJ、周長Kの円筒形の側面を展開した長方形が含まれ、この形態において、L2が長さJに対応し、L1が周長Kに対応し、長さJと周長KにはJ>K、J=K又はJ<Kの関係が成立する。)であり、かつ、組成分析の測定箇所を、重心Oを交点として直交する仮想十字線であって、仮想十字線が長方形の辺に直交するとき、重心Oの1箇所、仮想十字線上であって重心Oから縦方向に0.25L1の距離を離れた合計2箇所、重心Oから横方向に0.25L2の距離を離れた合計2箇所、重心Oから縦方向に0.45L1の距離を離れた合計2箇所、及び、重心Oから横方向に0.45L2の距離を離れた合計2箇所、の総合計9箇所とする。
ターゲット厚さ方向:仮想十字線のうち、縦L1と横L2のいずれか一方の辺と平行な線を通る断面を形成し、一方の辺が横L2の場合、該断面が縦t(すなわち前記ターゲットの厚さがt)、横L2の長方形であり、かつ、組成分析の測定箇所を、重心Oを通る垂直横断線上の中心X及び中心Xから上下に0.45t離れた合計3箇所(a地点、X地点、b地点という。)、前記断面上であってa地点から左右の側辺に向って0.45L2離れた合計2箇所、X地点から左右の側辺に向って0.45L2離れた合計2箇所、及び、b地点から左右の側辺に向って0.45L2離れた合計2箇所、の総合計9箇所を測定地点とする。
(Condition 1)
Sputtering in-plane direction: The sputtering target is a disk-shaped target with a center O and a radius r, and the composition analysis measurement point is on a virtual cross line orthogonal to the center O as an intersection point, and is 1 of the center O. A total of 9 locations: 4 locations 0.45r away from the center O and 4 locations 0.9r away from the center O.
Target thickness direction: A cross section passing through any one of the virtual crosshairs is formed, and the cross section is a rectangle with length t (that is, the thickness of the target is t) and width 2r, and composition analysis The measurement points are the center X on the vertical transverse line passing through the center O and a total of three points 0.45 t apart from the center X (referred to as point a, point X, and point b), from point a on the cross section A total of 2 locations 0.9r apart from the left and right sides, a total of 2 locations 0.9r apart from the point X toward the left and right sides, and 0.9r from the point b toward the left and right sides A total of 9 measurement points, including 2 separate points, are used as measurement points.
(Condition 2)
Sputtering in-plane direction: the sputtering target is a rectangle having a vertical length of L1 and a horizontal length of L2 (including a square where L1 and L2 are equal; alternatively, the rectangle has a length of J, A cylinder side developed rectangle of perimeter K is included, in which L2 corresponds to length J, L1 corresponds to perimeter K, and J>K for length J and perimeter K. , J=K or J<K), and the measurement point of the composition analysis is a virtual cross line that intersects the center of gravity O as an intersection, and the virtual cross line is orthogonal to the sides of the rectangle. Then, one point at the center of gravity O, a total of two points on the virtual crosshairs that are 0.25L1 apart in the vertical direction from the center of gravity O, and a total of two points that are 0.25L2 in the horizontal direction from the center of gravity O. , a total of 2 locations separated from the center of gravity O by a distance of 0.45L1 in the vertical direction, and a total of 2 locations separated from the center of gravity O by a distance of 0.45L2 in the horizontal direction.
Target thickness direction: Of the virtual crosshairs, a cross section passing through a line parallel to either one of the vertical L1 and horizontal L2 sides is formed. The target has a thickness of t) and a rectangle with a width of L2, and the measurement points for composition analysis are a total of three points (a Point, X point, and b point.), a total of two points on the cross section, 0.45L2 away from point a toward the left and right sides, and 0.45L2 away from point X toward the left and right sides. A total of 9 measurement points, ie, 2 points in total and 2 points in total 0.45L2 away from point b toward the left and right sides are used as measurement points.

図1は、円板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所(以降、省略して、測定箇所ともいう。)を示す概略図であり、図1を参照して(条件1)のスパッタリングターゲットのスパッタ面内方向における測定箇所について説明する。円板状ターゲットである場合、半径は25~225mmであることが好ましく、50~200mmであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、1~30mmであることが好ましく、3~26mmであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。 FIG. 1 is a schematic diagram showing measurement locations for composition analysis in the sputtering in-plane direction of a disk-shaped target (hereinafter also referred to as measurement locations). A measurement point in the sputtering plane direction of the sputtering target will be described. In the case of a disk-shaped target, the radius is preferably 25-225 mm, more preferably 50-200 mm. The thickness of the target is preferably 1-30 mm, more preferably 3-26 mm. In the present embodiment, a greater effect can be expected for large targets.

図1において、スパッタリングターゲット200は、中心O、半径rの円板状ターゲットである。測定箇所は、中心Oを交点として直交する仮想十字線(L)上であって、中心Oの1箇所(S1)、中心Oから0.45r離れた合計4箇所(S3、S5、S6及びS8)、及び、中心Oから0.9r離れた合計4箇所(S2、S4、S7及びS9)、の総合計9箇所とする。 In FIG. 1, the sputtering target 200 is a disc-shaped target with a center O and a radius r. The measurement points are on a virtual cross line (L) orthogonal to the center O as an intersection point, one point (S1) at the center O, and four points in total (S3, S5, S6 and S8 ), and a total of four locations (S2, S4, S7 and S9) 0.9r away from the center O, totaling nine locations.

図2は、図1のB‐B断面で示される円板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図であり、図2を参照して(条件1)のスパッタリングターゲットのターゲット厚さ方向における測定箇所について説明する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the measurement points of the composition analysis in the target thickness direction of the disk-shaped target shown in the BB cross section of FIG. Measurement points in the thickness direction of the target will be described.

図2において図1のB-B断面は縦t(すなわちターゲットの厚さがt)、横2rの長方形である。そして、測定箇所を、中心Oを通る垂直横断線上の中心X(C1)及び中心Xから上下に0.45t離れた合計3箇所(a地点(C4)、X地点(C1)、b地点(C5)という。)、前記断面上であってa地点から左右の側辺に向って0.9r離れた合計2箇所(C6,C7)、X地点から左右の側辺に向って0.9r離れた合計2箇所(C2,C3)、及び、b地点から左右の側辺に向って0.9r離れた合計2箇所(C8,C9)、の総合計9箇所を測定地点とする。 In FIG. 2, the BB cross section of FIG. 1 is a rectangle with length t (that is, the thickness of the target is t) and width 2r. Then, the measurement points are the center X (C1) on the vertical transverse line passing through the center O and a total of three points (a point (C4), X point (C1), b point (C5 ) on the cross section, a total of two points (C6, C7) 0.9r away from the point a toward the left and right sides, and 0.9r away from the point X toward the left and right sides Two points (C2, C3) in total and two points (C8, C9) separated by 0.9r from the point b toward the left and right sides are taken as nine measurement points in total.

図3は、正方形の板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所を示す概略図であり、図3を参照して(条件2)のスパッタリングターゲットのスパッタ面内方向における測定箇所について説明する。長方形又は正方形のターゲットである場合、縦の長さ及び横の長さは50~450mmであることが好ましく、100~400mmであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、1~30mmであることが好ましく、3~26mmであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the measurement points of the composition analysis in the sputtering plane direction of the square plate-shaped target, and the measurement points of the sputtering target in the sputtering plane direction of (Condition 2) will be described with reference to FIG. do. For a rectangular or square target, the vertical and horizontal lengths are preferably 50-450 mm, more preferably 100-400 mm. The thickness of the target is preferably 1-30 mm, more preferably 3-26 mm. In the present embodiment, a greater effect can be expected for large targets.

スパッタリングターゲット300は縦の長さがL1であり、横の長さがL2である長方形(但し、L1とL2とが等しい正方形を含む。)のターゲットであり、図3ではスパッタリングターゲット300がL1=L2である形態を示している。測定箇所は、重心Oを交点として直交する仮想十字線(Q)であって、仮想十字線が長方形(又は正方形)の辺に直交するとき、重心Oの1箇所(P1)、仮想十字線上であって重心Oから縦方向に0.25L1の距離を離れた合計2箇所(P6,P8)、重心Oから横方向に0.25L2の距離を離れた合計2箇所(P3,P5)、重心Oから縦方向に0.45L1の距離を離れた合計2箇所(P7,P9)、及び、重心Oから横方向に0.45L2の距離を離れた合計2箇所(P2,P4)、の総合計9箇所とする。なお、スパッタリングターゲットが長方形の場合、辺の長さに関係なくL1、L2を適宜選択できる。 The sputtering target 300 is a rectangular target with a vertical length of L1 and a horizontal length of L2 (including squares where L1 and L2 are equal). A form that is L2 is shown. The measurement point is a virtual cross line (Q) that intersects perpendicularly with the center of gravity O as a point of intersection. A total of 2 locations (P6, P8) at a distance of 0.25L1 in the vertical direction from the center of gravity O, a total of 2 locations (P3, P5) at a distance of 0.25L2 in the horizontal direction from the center of gravity O, the center of gravity O A total of 2 locations (P7, P9) at a distance of 0.45L1 in the vertical direction from the center of gravity O, and a total of 2 locations (P2, P4) at a distance of 0.45L2 in the horizontal direction from the center of gravity O, total 9 Let it be a place. Note that when the sputtering target is rectangular, L1 and L2 can be appropriately selected regardless of the length of the sides.

図4は、図3のC‐C断面で示される正方形の板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図であり、図4を参照して(条件2)のスパッタリングターゲットのターゲット厚さ方向における測定箇所について説明する。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the measurement points of the composition analysis in the target thickness direction of the square plate-shaped target shown in the CC cross section of FIG. The measurement points in the thickness direction of the target will be described.

図4において図3のC‐C断面は横辺と平行な線を通る断面を形成し、該断面が縦t(すなわち前記ターゲットの厚さがt)、横L2の長方形であり、かつ、測定箇所を、重心Oを通る垂直横断線上の中心X及び中心Xから上下に0.45t離れた合計3箇所(a地点(D4)、X地点(D1)、b地点(D5)という。)、前記断面上であってa地点から左右の側辺に向って0.45L2離れた合計2箇所(D6、D7)、X地点から左右の側辺に向って0.45L2離れた合計2箇所(D2、D3)、及び、b地点から左右の側辺に向って0.45L2離れた合計2箇所(D8、D9)、の総合計9箇所を測定地点とする。 In FIG. 4, section C-C of FIG. 3 forms a section through a line parallel to the horizontal side, the section is a rectangle of length t (i.e., the thickness of the target is t) and width L2, and the measurement The points are the center X on the vertical transverse line passing through the center of gravity O and a total of three points separated by 0.45 t vertically from the center X (referred to as point a (D4), point X (D1), and point b (D5)). On the cross section, a total of two locations (D6, D7) 0.45L2 apart from point a toward the left and right sides, and a total of two locations (D2, D3) and a total of 2 points (D8, D9) separated by 0.45L2 from point b toward the left and right sides are used as measurement points.

(円筒形状のスパッタリングターゲット)
図5は円筒形状のターゲットの測定箇所を説明するための概念図である。スパッタリングターゲットが円筒形状の場合は、円筒の側面がスパッタ面であり、展開図は長方形又は正方形となることから、(条件2)について図3及び図4の場合と同様に考えることができる。図5においてスパッタリングターゲット400が、高さ(長さ)J、胴の周長がKの円筒形状の場合、E‐E断面と、当該断面が両端になるようにD-D展開面とを考える。まず、ターゲット厚さ方向の組成分析の測定箇所は、E-E断面において、図4と同様に考える。すなわち、円筒材の高さJが図4のL2に対応し、円筒材の厚さが図4の厚さtに対応すると考えて、測定箇所とする。また、スパッタ面内方向の測定箇所は、D-D展開面において、図3と同様に考える。すなわち、円筒材の高さJが図3のL2に対応し、円筒材の胴の周長Kが図3のL1に対応すると考えて、測定箇所とする。長さJと周長KにはJ>K、J=K又はJ<Kの関係が成立する。円筒形状のターゲットである場合、円筒の胴周の長さは100~350mmであることが好ましく、150~300mmであることがより好ましい。円筒の長さは300~3000mmであることが好ましく、500~2000mmであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、1~30mmであることが好ましく、3~26mmであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。
(cylindrical sputtering target)
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining measurement points of a cylindrical target. When the sputtering target has a cylindrical shape, the side surface of the cylinder is the sputtering surface, and the developed view is a rectangle or a square. In FIG. 5, when the sputtering target 400 has a cylindrical shape with a height (length) J and a cylinder circumference K, consider an EE cross section and a DD developed plane so that the cross section is at both ends. . First, the measurement points for composition analysis in the target thickness direction are considered in the same manner as in FIG. 4 on the EE cross section. That is, the height J of the cylindrical member corresponds to L2 in FIG. 4, and the thickness of the cylindrical member corresponds to the thickness t in FIG. Also, the measurement points in the in-plane direction of the sputtering plane are considered in the same manner as in FIG. 3 on the DD developed plane. That is, the height J of the cylindrical member corresponds to L2 in FIG. 3, and the circumferential length K of the barrel of the cylindrical member corresponds to L1 in FIG. The relationship J>K, J=K, or J<K is established between the length J and the circumference K. In the case of a cylindrical target, the circumference of the cylinder is preferably 100 to 350 mm, more preferably 150 to 300 mm. The length of the cylinder is preferably 300-3000 mm, more preferably 500-2000 mm. The thickness of the target is preferably 1-30 mm, more preferably 3-26 mm. In the present embodiment, a greater effect can be expected for large targets.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか1種が存在している組織を有するか、又は、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相、金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相、及び金属種として希土類元素、チタン族元素及び不可避不純物のみを含む相を、いずれか一種を含む複合相で構成されている組織を有することが好ましい。導電性を向上させたスパッタリングターゲットであって、例えば、DCスパッタリング装置を用いて成膜するときの生産性を向上させるスパッタリングターゲットを提供することである。 The sputtering target according to the present embodiment includes at least one of a material containing aluminum and a rare earth element, a material containing aluminum and a titanium group element, and a material containing aluminum, a rare earth element and a titanium group element in the aluminum matrix. or at least a phase containing only rare earth elements and inevitable impurities as metal species, a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species, and It is preferable to have a structure composed of a composite phase containing any one of phases containing only rare earth elements, titanium group elements and inevitable impurities as metal species. An object of the present invention is to provide a sputtering target with improved electrical conductivity, which improves productivity in film formation using, for example, a DC sputtering apparatus.

次に、本実施形態について、スパッタリングターゲットの具体的な微細組織について説明する。スパッタリングターゲットの具体的な微細組織は、例えば、第一の組織~第五の組織とそれらの変形例に分類される。ここで、アルミニウム母相を有する形態は、第二の組織と、第五の組織と、それらの変形例であり、特に、第二の組織とその変形例である第二の組織‐2、及び、第五の組織とその変形例である第五の組織‐2である。 Next, a specific microstructure of the sputtering target will be described for this embodiment. Specific microstructures of the sputtering target are classified into, for example, first to fifth structures and modifications thereof. Here, the form having an aluminum matrix is the second structure, the fifth structure, and their modifications, particularly the second structure and its modification, the second structure-2, and , the fifth organization and the fifth organization-2 which is its modification.

[第一の組織]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムと希土類元素(以降、REとも表記する。)とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素(以降、TIとも表記する。)とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか1種で構成されている第一の組織を有する。すなわち、第一の組織には、AlとREを含む材料A、AlとTIを含む材料B又はAlとREとTIを含む材料Cが存在する形態、及び、材料Aと材料Bの共存、材料Aと材料Cの共存、材料Bと材料Cの共存又は材料Aと材料Bと材料Cの共存の形態の7通りの材料の組み合わせがある。
[First organization]
The sputtering target according to the present embodiment includes a material containing aluminum and a rare earth element (hereinafter also referred to as RE), a material containing aluminum and a titanium group element (hereinafter also referred to as TI), and aluminum and a rare earth element and a titanium group element. That is, in the first structure, material A containing Al and RE, material B containing Al and TI, or material C containing Al, RE, and TI exist, and the coexistence of material A and material B, material There are seven combinations of materials in the form of coexistence of material A and material C, coexistence of material B and material C, or coexistence of material A, material B and material C.

本実施形態において、「材料」という用語は、スパッタリングターゲットを構成する材質を意味し、例えば、合金又は窒化物が含まれる。さらに合金には、例えば、固溶体、共晶、金属間化合物が含まれる。なお、窒化物が金属様であると、合金に含むこととしてもよい。 In this embodiment, the term "material" means the material that constitutes the sputtering target, and includes, for example, alloys or nitrides. Further, alloys include, for example, solid solutions, eutectics, and intermetallics. In addition, if the nitride is metal-like, it may be included in the alloy.

[第二の組織]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか1種が存在している第二の組織を有する。すなわち、第二の組織には、アルミニウム母相中に、第一の組織で挙げた7通りの材料の組み合わせが存在している。すなわち、第二の組織には、アルミニウム母相中に、材料A、材料B又は材料Cが存在する形態、及び、アルミニウム母相中に、材料Aと材料Bの共存、材料Aと材料Cの共存、材料Bと材料Cの共存又は材料Aと材料Bと材料Cの共存がみられる形態の組み合わせがある。
[Second organization]
The sputtering target according to the present embodiment includes at least one of a material containing aluminum and a rare earth element, a material containing aluminum and a titanium group element, and a material containing aluminum, a rare earth element and a titanium group element in the aluminum matrix. One species has a second tissue present. That is, in the second structure, the seven combinations of materials mentioned in the first structure are present in the aluminum matrix. That is, the second structure includes a form in which material A, material B, or material C exists in the aluminum matrix, and coexistence of material A and material B, material A and material C in the aluminum matrix. There are combinations of forms in which coexistence, coexistence of material B and material C, or coexistence of material A, material B, and material C are observed.

本実施形態において、「アルミニウム母相」という用語は、アルミニウムマトリックスともいうことができる。図6では、第二の組織を例にして、アルミニウム母相の概念を説明している。スパッタリングターゲット100において、その微細構造は、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、具体的には、Al-RE合金が存在している。すなわち、複数のAl-RE合金粒子1をAl母相3がつなぎあわせている。Al-RE合金粒子1は、Al-RE合金の結晶粒2の集合体である。Al-RE合金の結晶粒2aと隣り合うAl-RE合金の結晶粒2bとの境界は、粒界である。Al母相3は、アルミニウム結晶粒4の集合体である。アルミニウム結晶粒4aと隣り合うアルミニウム結晶粒4bとの境界は、粒界である。このように本実施形態において、「母相」という用語は、複数の金属粒子若しくは合金粒子若しくは窒化物粒子をつなぎ合わせている相を意味し、つなぎ合わせている相自体も結晶粒の集合体である概念である。一般的に、金属間化合物又は窒化物は、金属の特性である電気伝導性や塑性加工性(展延性)が乏しいという特徴がある。スパッタリングターゲットのAl-RE合金が金属間化合物のみ若しくは窒化物のみ若しくは金属間化合物と窒化物で構成された場合、スパッタリングターゲットの電気伝導性が低下する傾向がある。しかし、アルミニウム(母)相が存在することでスパッタリングターゲット全体としての電気伝導性の低下を防ぐことができる。また、スパッタリングターゲットのAl-RE合金が金属間化合物のみ若しくは窒化物のみ若しくは金属間化合物と窒化物で構成された場合、スパッタリングターゲットは非常に脆くなる傾向がある。しかし、アルミニウム(母)相が存在することでターゲットの脆さを緩和することができる。 In this embodiment, the term "aluminum matrix" can also be referred to as an aluminum matrix. FIG. 6 illustrates the concept of the aluminum matrix using the second structure as an example. The microstructure of the sputtering target 100 is such that a material containing aluminum and a rare earth element, specifically an Al-RE alloy, exists in the aluminum matrix. That is, the Al matrix 3 connects a plurality of Al--RE alloy particles 1 together. The Al--RE alloy particles 1 are aggregates of crystal grains 2 of Al--RE alloy. The boundaries between the Al--RE alloy grains 2a and the adjacent Al--RE alloy grains 2b are grain boundaries. The Al matrix 3 is an aggregate of aluminum crystal grains 4 . The boundaries between the aluminum crystal grains 4a and the adjacent aluminum crystal grains 4b are grain boundaries. Thus, in the present embodiment, the term "mother phase" means a phase that joins together a plurality of metal particles, alloy particles, or nitride particles, and the joining phase itself is an aggregate of crystal grains. It is a concept. In general, intermetallic compounds or nitrides are characterized by poor electrical conductivity and plastic workability (ductility), which are characteristics of metals. If the Al--RE alloy of the sputtering target consists of only an intermetallic compound, only a nitride, or an intermetallic compound and a nitride, the electrical conductivity of the sputtering target tends to decrease. However, the presence of the aluminum (mother) phase can prevent a decrease in the electrical conductivity of the sputtering target as a whole. Also, if the Al--RE alloy of the sputtering target is composed of intermetallics only, nitrides only, or intermetallics and nitrides, the sputtering targets tend to be very brittle. However, the presence of the aluminum (mother) phase can alleviate the brittleness of the target.

[第三の組織]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相と、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方と、を含む複合相で構成されている第三の組織を有する。すなわち、第三の組織には、金属種としてアルミニウムを含む相と金属種として希土類元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態、金属種としてアルミニウムを含む相と金属種としてチタン族元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態、又は金属種としてアルミニウムを含む相と金属種として希土類元素を含む相と金属種としてチタン族元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態の3通りの組み合わせがある。
[Third organization]
The sputtering target according to the present embodiment includes a phase containing only aluminum and inevitable impurities as metal species, a phase containing only rare earth elements and inevitable impurities as metal species, and a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species. a third structure composed of a composite phase containing either or both; That is, the third structure includes a form composed of a composite phase containing a phase containing aluminum as a metal species and a phase containing a rare earth element as a metal species, a phase containing aluminum as a metal species and a titanium group as a metal species. A mode composed of a composite phase containing a phase containing an element, or a composite phase containing a phase containing aluminum as a metal species, a phase containing a rare earth element as a metal species, and a phase containing a titanium group element as a metal species There are three combinations of the forms shown.

不可避不純物としては、例えば、Fe、Niなどがあり、不可避不純物の原子%濃度は、例えば、200ppm以下が好ましく、100ppm以下がより好ましい。 Inevitable impurities include, for example, Fe and Ni, and the atomic % concentration of the inevitable impurities is preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less.

本実施形態において、「相」という用語は、固相で、同一組成毎に一纏まりにした集合体、例えば、同一組成の粒子の集合体の概念である。 In the present embodiment, the term "phase" is a solid phase, and is a concept of an aggregate united by the same composition, for example, an aggregate of particles of the same composition.

本実施形態において、「複合相」という用語は、「相」が2種以上存在していることの概念である。これらの相は種類ごとに組成が互いに異なる。 In this embodiment, the term "composite phase" is a concept that two or more "phases" are present. These phases differ from each other in composition for each type.

[第四の組織]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含む相と、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相の少なくともいずれか1つの相と、を含む複合相で構成されている第四の組織を有する。すなわち、第四の組織には、次の21通りの相の組み合わせが存在している。ここで、アルミニウムと希土類元素とを含む相を相D、アルミニウムとチタン族元素とを含む相を相E、アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む相を相Fとする。また、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相を相G、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相を相H、金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相を相Iとする。第四の組織は、次の複合相、すなわち、相Dと相G、相Dと相H、相Dと相I、相Dと相Gと相H、相Dと相Gと相I、相Dと相Hと相I、相Dと相Gと相Hと相I、相Eと相G、相Eと相H、相Eと相I、相Eと相Gと相H、相Eと相Gと相I、相Eと相Hと相I、相Eと相Gと相Hと相I、相Fと相G、相Fと相H、相Fと相I、相Fと相Gと相H、相Fと相Gと相I、相Fと相Hと相I、又は相Fと相Gと相Hと相Iで構成されている。
[Fourth organization]
The sputtering target according to the present embodiment includes a phase containing aluminum and further containing either or both of a rare earth element and a titanium group element, a phase containing only aluminum and inevitable impurities as a metal species, and a rare earth element as a metal species. and at least one of a phase containing only inevitable impurities and a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species. That is, the fourth structure has the following 21 combinations of phases. Here, a phase containing aluminum and a rare earth element is called phase D, a phase containing aluminum and a titanium group element is called phase E, and a phase containing aluminum, a rare earth element and a titanium group element is called phase F. Phase G is a phase containing only aluminum and inevitable impurities as metal species, phase H is a phase containing only rare earth elements and inevitable impurities as metal species, and phase I is a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species. do. The fourth structure consists of the following composite phases: phase D and phase G, phase D and phase H, phase D and phase I, phase D and phase G and phase H, phase D and phase G and phase I, phase Phase D and Phase H and Phase I, Phase D and Phase G and Phase H and Phase I, Phase E and Phase G, Phase E and Phase H, Phase E and Phase I, Phase E and Phase G and Phase H, Phase E and Phase E Phase G to Phase I, Phase E to Phase H to Phase I, Phase E to Phase G, Phase H to Phase I, Phase F to Phase G, Phase F to Phase H, Phase F to Phase I, Phase F to Phase G and phase H, phase F, phase G and phase I, phase F, phase H and phase I, or phase F, phase G, phase H and phase I.

[第五の組織]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている第五の組織を有する。第五の組織は、アルミニウム母相中に、次の3通りの相が存在する複合相で構成されている。すなわち、第五の組織は、アルミニウム母相中に相Hが存在する複合相、アルミニウム母相中に相Iが存在する複合相、又は、アルミニウム母相中に相Hと相Iとが存在する複合相で構成されている。
[Fifth organization]
The sputtering target according to the present embodiment includes at least one or both of a phase containing only rare earth elements and inevitable impurities as metal species and a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species in the aluminum matrix. It has a fifth structure composed of a composite phase containing: The fifth structure is composed of a composite phase in which the following three phases are present in the aluminum matrix. That is, the fifth structure is a composite phase in which phase H exists in the aluminum matrix, a composite phase in which phase I exists in the aluminum matrix, or a phase H and phase I in the aluminum matrix. Composed of composite phases.

本実施形態においても、「アルミニウム母相」という用語は、アルミニウムマトリックスともいうことができる。第五の組織では、スパッタリングターゲットにおいて、その微細構造は、アルミニウム母相中に、相H、相I、又は、相Hと相Iの両方が存在して、複合相をなしている。アルミニウム母相は、アルミニウム結晶粒の集合体であり、アルミニウム結晶粒と隣り合うアルミニウム結晶粒との境界は、粒界である。相Hは、例えば、同一組成の粒子の集合体の概念である。相Iも同様である。相Hと相Iの両方が存在する場合には、アルミニウム母相中に、2つの組成の異なる相が存在していることとなる。 Also in this embodiment, the term "aluminum matrix" can also be referred to as an aluminum matrix. In the fifth structure, the microstructure of the sputtering target is such that phase H, phase I, or both phase H and phase I exist in the aluminum matrix to form a composite phase. The aluminum matrix is an aggregate of aluminum crystal grains, and the boundaries between aluminum crystal grains and adjacent aluminum crystal grains are grain boundaries. Phase H is, for example, the concept of aggregates of particles of the same composition. Phase I is similar. When both phase H and phase I are present, two phases with different compositions are present in the aluminum matrix.

[第五の組織の変形例]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、第五の組織において、前記複合相がさらに金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相を含んでいる形態を含む。
第五の組織は、アルミニウム母相中に、次の3通りの相が存在する複合相で構成されている。すなわち、この複合相は、アルミニウム母相中に相Hと相Gとが存在する複合相、アルミニウム母相中に相Iと相Gとが存在する複合相、又はアルミニウム母相中に相Hと相Iと相Gとが存在する複合相である。
[Modified example of the fifth organization]
The sputtering target according to this embodiment includes a form in which the composite phase further includes a phase containing only aluminum and inevitable impurities as metal species in the fifth structure.
The fifth structure is composed of a composite phase in which the following three phases are present in the aluminum matrix. That is, this composite phase is a composite phase in which phase H and phase G exist in an aluminum matrix, a composite phase in which phase I and phase G exist in an aluminum matrix, or a composite phase in which phase H and phase H exist in an aluminum matrix. It is a composite phase in which Phase I and Phase G are present.

第一の組織~第五の組織及び第五の組織の変形例は、次の形態をさらに包含する。 Modifications of the first structure to the fifth structure and the fifth structure further include the following forms.

[第一の組織‐2]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第一の組織を有し、かつ前記材料が合金である、第一の組織を有し、かつ前記材料が窒化物である、又は第一の組織を有し、かつ前記材料が合金と窒化物の組み合わせである、の形態が例示される。ここで、材料とは、AlとREを含む材料A、AlとTIを含む材料B又はAlとREとTIを含む材料Cが存在する形態、及び、材料Aと材料Bの共存、材料Aと材料Cの共存、材料Bと材料Cの共存又は材料Aと材料Bと材料Cの共存の形態の7通りの材料の組み合わせがある。
[First Organization-2]
The sputtering target according to this embodiment has a first structure and the material is an alloy, has a first structure and the material is a nitride, or has a first structure , and the material is a combination of an alloy and a nitride. Here, the material refers to a form in which material A containing Al and RE, material B containing Al and TI, or material C containing Al, RE, and TI exists, coexistence of material A and material B, material A and There are seven combinations of materials in the form of material C coexistence, material B and material C coexistence, or material A, material B and material C coexistence.

[第二の組織‐2]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第二の組織を有し、かつ前記材料が合金である、第二の組織を有し、かつ前記材料が窒化物である、又は、第二の組織を有し、かつ前記材料が合金と窒化物の組み合わせである、の形態が例示される。ここで、材料とは、[第一の組織]で列挙した7通りの材料の組み合わせである。
[Second Organization-2]
The sputtering target according to this embodiment has a second structure and the material is an alloy, has a second structure and the material is a nitride, or has a second structure and the material is a combination of an alloy and a nitride. Here, the material is a combination of the seven materials listed in [First structure].

[第三の組織‐2]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第三の組織を有し、かつ前記複合相が金属相の複合である、第三の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相の複合である、又は、第三の組織を有し、かつ前記複合相が金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで「複合相が金属相の複合である」とは、Al相とRE相とを含む複合相、Al相とTI相とを含む複合相、又はAl相とRE相とTI相とを含む複合相を意味する。「複合相が窒化物相の複合である」とは、AlN相とREN相とを含む複合相、AlN相とTIN相とを含む複合相、又はAlN相とREN相とTIN相とを含む複合相を意味する。また、「複合相が金属相と窒化物相との複合である」とは、例えば、Al相とREN相とを含む複合相、AlN相とRE相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とを含む複合相、Al相とAlN相とREN相とを含む複合相、Al相とRE相とREN相とを含む複合相、AlN相とRE相とREN相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とREN相とを含む複合相、Al相とTIN相とを含む複合相、AlN相とTI相とを含む複合相、Al相とAlN相とTI相とを含む複合相、Al相とAlN相とTIN相とを含む複合相、Al相とTI相とTIN相とを含む複合相、AlN相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al相とAlN相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とTI相とを含む複合相、Al相とAlN相とREN相とTI相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とTIN相とを含む複合相、Al相とAlN相とREN相とTIN相とを含む複合相、Al相とRE相とREN相とTI相とを含む複合相、AlN相とRE相とREN相とTI相とを含む複合相、Al相とRE相とREN相とTIN相とを含む複合相、AlN相とRE相とREN相とTIN相とを含む複合相、Al相とRE相とTI相とTIN相とを含む複合相、AlN相とRE相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、AlN相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とREN相とTI相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とREN相とTIN相とを含む複合相、Al相とAlN相とRE相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al相とAlN相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al相とRE相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、AlN相とRE相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、又は、Al相とAlN相とRE相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相を意味する。なお、価数の表記は省略した。
[Third Organization-2]
The sputtering target according to the present embodiment has a third structure, and the composite phase is a composite of metal phases, and has a third structure, and the composite phase is a composite of nitride phases. Alternatively, a form of having a third structure and the composite phase being a composite of a metal phase and a nitride phase is exemplified. Here, "the composite phase is a composite of metal phases" means a composite phase containing an Al phase and an RE phase, a composite phase containing an Al phase and a TI phase, or an Al phase, an RE phase, and a TI phase. Composite phase is meant. "The composite phase is a composite of nitride phases" means a composite phase containing an AlN phase and a REN phase, a composite phase containing an AlN phase and a TIN phase, or a composite phase containing an AlN phase, a REN phase and a TIN phase. means phase. Further, "the composite phase is a composite of a metal phase and a nitride phase" means, for example, a composite phase containing an Al phase and a REN phase, a composite phase containing an AlN phase and an RE phase, an Al phase and an AlN phase and RE phase, composite phase containing Al phase, AlN phase and REN phase, composite phase containing Al phase, RE phase and REN phase, composite phase containing AlN phase, RE phase and REN phase , a composite phase containing an Al phase, an AlN phase, an RE phase and a REN phase, a composite phase containing an Al phase and a TIN phase, a composite phase containing an AlN phase and a TI phase, an Al phase, an AlN phase and a TI phase composite phase containing Al phase, AlN phase and TIN phase, composite phase containing Al phase, TI phase and TIN phase, composite phase containing AlN phase, TI phase and TIN phase, Al phase and AlN A composite phase containing a phase, a TI phase, and a TIN phase, a composite phase containing an Al phase, an AlN phase, an RE phase, and a TI phase, a composite phase containing an Al phase, an AlN phase, a REN phase, and a TI phase, and an Al phase Composite phase containing AlN phase, RE phase and TIN phase Composite phase containing Al phase, AlN phase, REN phase and TIN phase Composite phase containing Al phase, RE phase, REN phase and TI phase, AlN phase and RE phase, REN phase and TI phase, composite phase containing Al phase, RE phase, REN phase and TIN phase, composite phase containing AlN phase, RE phase, REN phase and TIN phase, Al A composite phase containing a phase, an RE phase, a TI phase, and a TIN phase, a composite phase containing an AlN phase, an RE phase, a TI phase, and a TIN phase, a composite phase containing an Al phase, a REN phase, a TI phase, and a TIN phase, Composite phase containing AlN phase, REN phase, TI phase and TIN phase Composite phase containing Al phase, AlN phase, RE phase, REN phase and TI phase Al phase, AlN phase, RE phase, REN phase and TIN phase, composite phase containing Al phase, AlN phase, RE phase, TI phase and TIN phase, composite phase containing Al phase, AlN phase, REN phase, TI phase and TIN phase, Al phase and Composite phase containing RE phase, REN phase, TI phase and TIN phase, composite phase containing AlN phase, RE phase, REN phase, TI phase and TIN phase, or Al phase, AlN phase, RE phase and REN phase , a TI phase and a TIN phase. Note that the notation of the valence is omitted.

本実施形態において、「金属相」という用語は、単一金属元素からなる相の概念である。 In this embodiment, the term "metallic phase" is a concept of a phase consisting of a single metallic element.

本実施形態において、「窒化物相」という用語は、窒化物からなる相の概念である。 In this embodiment, the term "nitride phase" is a concept of a phase composed of nitrides.

[第四の組織‐2]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と金属相との複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と窒化物相の複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相と金属相の複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相と別の窒化物相の複合である、又は、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで、金属相とは、相G、相H及び相Iがそれぞれ窒化又は酸化されずに金属の状態の相である場合であり、合金相とは、相D、相E及び相Fがそれぞれ窒化又は酸化されずに合金の状態の相である場合であり、窒化物相とは、相G、相H、相I、相D、相E及び相Fがそれぞれ窒化された相である場合である。また、金属相、合金相及び窒化物相は、それぞれターゲット中に1種類存在する場合と、2種類以上存在する場合があり、さらに金属相、合金相及び窒化物相が複数組み合わさって存在する場合がある。これら形態の例としては、例えば、相Dの合金相若しくは相Dの窒化物相の少なくとも1つの相に相Gの金属相、相Gの窒化物相、相Hの金属相、相Hの窒化物相、相Iの金属相、相Iの窒化物相の少なくとも1つを含む形態、相Eの合金相若しくは相Eの窒化物相の少なくとも1つの相に相Gの金属相、相Gの窒化物相、相Hの金属相、相Hの窒化物相、相Iの金属相、相Iの窒化物相の少なくとも1つを含む形態、相Fの合金相若しくは相Fの窒化物相の少なくとも1つの相に相Gの金属相、相Gの窒化物相、相Hの金属相、相Hの窒化物相、相Iの金属相、相Iの窒化物相の少なくとも1つを含む形態がある。
[Fourth Organization-2]
The sputtering target according to the present embodiment has a fourth structure, and the composite phase is a composite of an alloy phase and a metal phase, and the composite phase has an alloy phase and nitriding It has a fourth structure, which is a composite of a physical phase, and the composite phase is a composite of a nitride phase and a metal phase, and the composite phase is different from the nitride phase. Examples include a form of a composite of a nitride phase, or having a fourth structure and the composite phase being a composite of an alloy phase, a metal phase and a nitride phase. Here, the metallic phase is the phase G, the phase H and the phase I which are in the state of metal without being nitrided or oxidized, and the alloy phase is the phase D, the phase E and the phase F respectively. A phase in the state of an alloy without being nitrided or oxidized, and a nitride phase is a phase in which phase G, phase H, phase I, phase D, phase E, and phase F are each nitrided. be. In addition, the metal phase, alloy phase, and nitride phase may each exist in one type or two or more types in the target, and more than one metal phase, alloy phase, and nitride phase may exist in combination. Sometimes. Examples of these morphologies include, for example, at least one phase of a phase D alloy phase or a phase D nitride phase, a phase G metallic phase, a phase G nitride phase, a phase H metallic phase, a phase H nitriding phase. a phase comprising at least one of a physical phase, a phase I metal phase, a phase I nitride phase, a phase G metal phase in at least one phase of a phase E alloy phase or a phase E nitride phase; a morphology comprising at least one of a nitride phase, a phase H metallic phase, a phase H nitride phase, a phase I metallic phase, a phase I nitride phase, a phase F alloy phase or a phase F nitride phase; A form in which at least one phase includes at least one of a phase G metallic phase, a phase G nitride phase, a phase H metallic phase, a phase H nitride phase, a phase I metallic phase, and a phase I nitride phase There is

本実施形態において、「合金相」という用語は、合金からなる相の概念である。 In this embodiment, the term "alloy phase" is a concept of a phase composed of an alloy.

[第五の組織‐2]
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第五の組織を有し、かつ前記複合相が、アルミニウム母相と、少なくとも1種の金属相との複合である、第五の組織を有し、かつ前記複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも1つの窒化物相との複合である、又は、第五の組織を有し、かつ前記複合相が金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで「少なくとも1種の金属相」とは、相Hのみ、相Iのみ、又は相H及び相Iの両方を意味する。「複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも1つの窒化物相との複合である」とは、例えば、Al母相とREN相とを含む複合相、Al母相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とREN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とTIN相とを含む複合相、Al母相とREN相とTIN相とを含む複合相、又は、Al母相とAlN相とREN相とTIN相とを含む複合相、を意味する。「複合相が金属相と窒化物相との複合である」とは、例えば、Al母相とRE相とTIN相とを含む複合相、Al母相とREN相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とREN相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とTIN相とを含む複合相、Al母相とRE相とREN相とTI相とを含む複合相、Al母相とRE相とREN相とTIN相とを含む複合相、Al母相とRE相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al母相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とREN相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とREN相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al母相とRE相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、又は、Al母相とAlN相とRE相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、を意味する。なお、Nは窒素元素を意味し、例えば「AlN相」は窒化アルミニウム相を意味する。また、窒化物を価数の表記は省略した。
[Fifth Organization-2]
The sputtering target according to the present embodiment has a fifth structure, and the composite phase has a fifth structure that is a composite of an aluminum matrix and at least one metal phase, and The composite phase is a composite of an aluminum matrix and at least one nitride phase selected from an aluminum nitride phase, a rare earth element nitride phase, and a titanium group element nitride phase, or has a fifth structure. and the composite phase is a composite of a metal phase and a nitride phase. By "at least one metallic phase" herein is meant phase H only, phase I only, or both phase H and phase I. "The composite phase is a composite of an aluminum matrix and at least one nitride phase out of an aluminum nitride phase, a rare earth element nitride phase, and a titanium group element nitride phase" means, for example, an Al matrix and REN phase, composite phase containing Al matrix phase and TIN phase, composite phase containing Al matrix phase, AlN phase and REN phase, composite phase containing Al matrix phase, AlN phase and TIN phase , a composite phase containing an Al matrix phase, a REN phase and a TIN phase, or a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, a REN phase and a TIN phase. "The composite phase is a composite of a metal phase and a nitride phase" means, for example, a composite phase containing an Al matrix phase, an RE phase and a TIN phase, a composite phase containing an Al matrix phase, a REN phase and a TI phase , a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, and a TI phase, a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, a REN phase, and a TI phase, an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, and a TIN phase a composite phase containing an Al matrix phase, an RE phase, a REN phase, and a TI phase, a composite phase containing an Al matrix phase, an RE phase, a REN phase, and a TIN phase, an Al matrix phase, an RE phase, and a TI phase and TIN phase, composite phase containing Al matrix phase, REN phase, TI phase and TIN phase, composite phase containing Al matrix phase, AlN phase, RE phase, REN phase and TI phase, Al matrix A composite phase containing a phase, an AlN phase, an RE phase, a REN phase, and a TIN phase, a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, a TI phase, and a TIN phase, an Al matrix phase, an AlN phase, and a REN phase A composite phase containing a TI phase and a TIN phase, a composite phase containing an Al matrix phase, an RE phase, a REN phase, a TI phase, and a TIN phase, or an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, a REN phase, and a TI phase A composite phase comprising a TIN phase. In addition, N means a nitrogen element, and for example, "AlN phase" means an aluminum nitride phase. In addition, the notation of the valence of the nitride is omitted.

第五の組織‐2において、前記複合相がさらに窒化アルミニウム相を含む窒化物相の複合である形態が包含される。すなわち、第五の組織‐2における複合相は、第五の組織において列挙した形態例のそれぞれにおいて、さらにAlN相が追加された複合相である。具体的には、第五の組織‐2のうち、本実施形態として、特に、
(1)「複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも1つの窒化物相との複合である」が、Al母相とAlN相とREN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とTIN相とを含む複合相、又は、Al母相とAlN相とREN相とTIN相とを含む複合相、である場合と、
(2)「複合相が金属相と窒化物相との複合である」が、Al母相とAlN相とRE相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とREN相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とREN相とTI相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とREN相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とRE相とTI相とTIN相とを含む複合相、Al母相とAlN相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、又は、Al母相とAlN相とRE相とREN相とTI相とTIN相とを含む複合相、である場合とが包含される。
In the fifth structure-2, a mode is included in which the composite phase is a composite of a nitride phase further containing an aluminum nitride phase. That is, the composite phase in the fifth structure-2 is a composite phase to which the AlN phase is added in each of the morphological examples listed in the fifth structure. Specifically, among the fifth organization-2, as this embodiment, in particular,
(1) "The composite phase is a composite of an aluminum matrix and at least one nitride phase among an aluminum nitride phase, a rare earth element nitride phase, and a titanium group element nitride phase" is an Al matrix and an AlN phase and a REN phase, a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase and a TIN phase, or a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, a REN phase and a TIN phase, When,
(2) "The composite phase is a composite of a metal phase and a nitride phase" is a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase and a TI phase, an Al matrix phase, an AlN phase, a REN phase and a TI a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, and a TIN phase, a composite phase containing an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, a REN phase, and a TI phase, and an Al matrix phase Composite phase containing AlN phase, RE phase, REN phase and TIN phase Composite phase containing Al matrix phase, AlN phase, RE phase, TI phase and TIN phase, Al matrix phase, AlN phase, REN phase and TI phase and a TIN phase, or a composite phase including an Al matrix phase, an AlN phase, an RE phase, a REN phase, a TI phase, and a TIN phase.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも2種の元素からなる金属間化合物が存在していることが好ましい。例えば、第一の組織又は第二の組織において、スパッタリングターゲット中に、このような金属間化合物が存在する。また、第四の組織において合金相が存在する場合には、合金相に金属間化合物が存在する。単体のアルミニウム、単体の希土類元素、単体のチタン族元素の箇所を少なくすることにより組成のバラツキを抑制することができる。また、ターゲットが金属単体の組み合わせから構成されている場合、スパッタの際には単体毎のスパッタレートが適用され、差が顕著に出るため、均質な膜が得られにくいところ、ターゲットに金属間化合物が存在していると金属元素間のスパッタレートの差異が緩和され、得られる膜の組成ムラが小さくなる。 In the sputtering target according to the present embodiment, an intermetallic compound composed of at least two elements selected from aluminum, rare earth elements and titanium group elements is preferably present in the sputtering target. For example, such intermetallic compounds are present in the sputtering target in the first texture or the second texture. Further, when an alloy phase exists in the fourth structure, an intermetallic compound exists in the alloy phase. Variation in composition can be suppressed by reducing the number of portions containing aluminum as an element, a rare earth element as an element, or a titanium group element as an element. In addition, when the target is composed of a combination of single metals, the sputtering rate for each single metal is applied during sputtering, resulting in a significant difference, making it difficult to obtain a uniform film. If there is, the difference in sputtering rate between the metal elements is reduced, and the compositional unevenness of the obtained film is reduced.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、前記金属間化合物が1種、2種、3種又は4種存在していてもよい。例えば、第一の組織、第二の組織又は第四の組織において合金相が存在する場合において、スパッタリングターゲット中に、金属種の種類の数に応じて1種、2種、3種又は4種の金属間化合物が存在する。ターゲットが金属単体の組み合わせから構成されている場合、スパッタの際には単体毎のスパッタレートが適用され、差が顕著に出るため、均質な膜が得られにくいところ、金属間化合物が1種類又は複数種類存在することで、金属元素間のスパッタレートの差異がより緩和され、得られる膜の組成ムラがより小さくなる。 In the sputtering target according to this embodiment, one, two, three, or four types of intermetallic compounds may be present in the sputtering target. For example, when an alloy phase exists in the first structure, the second structure, or the fourth structure, one, two, three, or four types of metals are included in the sputtering target according to the number of types of metal species. of intermetallic compounds are present. When the target is composed of a combination of metal simple substances, the sputtering rate for each single metal is applied during sputtering, and the difference is remarkable, so it is difficult to obtain a homogeneous film. The presence of a plurality of types of metal elements further reduces the difference in sputtering rate between the metal elements, and the compositional unevenness of the obtained film is further reduced.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも1種の元素の窒化物が1種類以上存在していてもよい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Q値化することができる。例えば、第一の組織~第五の組織において、いずれも、窒素元素を導入することによって、窒化物が存在する。窒化物の種類は、金属種の種類の数に応じて1種、2種、3種又は4種、又はそれ以上の数が存在する。 In the sputtering target according to the present embodiment, one or more nitrides of at least one element selected from aluminum, rare earth elements and titanium group elements may be present in the sputtering target. When the nitride film of the piezoelectric element is formed, it is possible to cope with an increase in temperature of the piezoelectric element and to increase the Q value. For example, nitrides are present in any of the first structure to the fifth structure by introducing a nitrogen element. There are 1, 2, 3, 4, or more types of nitrides depending on the number of types of metal species.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記希土類元素は、スカンジウム及びイットリウムのうち、少なくともいずれか一種であることが好ましい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Q値化することができる。希土類元素として、スカンジウムのみ、イットリウムのみ、又は、スカンジウムとイットリウムの両方の組み合わせが存在する。希土類元素としてスカンジウムとイットリウムの両方を含むとき、例えば、Al-Sc-Y材料又はAl-Sc-Y相が存在する形態のほか、Al-Sc材料、Al-Y材料及びAl-Sc-Y材料の少なくとも2種の材料が同時に存在する形態、又は、Al-Sc相、Al-Y相及びAl-Sc-Y相の少なくとも2種の相が同時に存在する形態がある。 In the sputtering target according to this embodiment, the rare earth element is preferably at least one of scandium and yttrium. When the nitride film of the piezoelectric element is formed, it is possible to cope with an increase in temperature of the piezoelectric element and to increase the Q value. As rare earth elements there are scandium only, yttrium only, or a combination of both scandium and yttrium. When both scandium and yttrium are included as rare earth elements, for example, Al-Sc-Y materials or Al-Sc-Y phases, as well as Al-Sc materials, Al-Y materials and Al-Sc-Y materials or a form in which at least two phases of an Al--Sc phase, an Al--Y phase and an Al--Sc--Y phase exist simultaneously.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記チタン族元素は、チタン、ジルコニウム及びハフニウムのうち、少なくともいずれか一種であることが好ましい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Q値化することができる。チタン族元素としては、チタンのみ、ジルコニウムのみ、ハフニウムのみ、チタンとジルコニウム、チタンとハフニウム、ジルコニウムとハフニウム、又は、チタンとジルコニウムとハフニウム、の場合が存在する。チタン族元素として、例えば、チタンとジルコニウムの両方を含むとき、例えば、Al-Ti-Zr材料又はAl-Ti-Zr相が存在する形態のほか、Al-Ti材料、Al-Zr材料及びAl-Ti-Zr材料の少なくとも2種の材料が同時に存在する形態、又は、Al-Ti相、Al-Zr相及びAl-Ti-Zr相の少なくとも2種の相が同時に存在する形態がある。また、チタンとハフニウムの両方を含むとき、例えば、Al-Ti-Hf材料又はAl-Ti-Hf相が存在する形態のほか、Al-Ti材料、Al-Hf材料及びAl-Ti-Hf材料の少なくとも2種の材料が同時に存在する形態、又は、Al-Ti相、Al-Hf相及びAl-Ti-Hf相の少なくとも2種の相が同時に存在する形態がある。また、ジルコニウムとハフニウムの両方を含むとき、例えば、Al-Zr-Hf材料又はAl-Zr-Hf相が存在する形態のほか、Al-Zr材料、Al-Hf材料及びAl-Zr-Hf材料の少なくとも2種の材料が同時に存在する形態、又は、Al-Zr相、Al-Hf相及びAl-Zr-Hf相の少なくとも2種の相が同時に存在する形態がある。チタンとジルコニウムとハフニウムを含むとき、例えば、Al-Ti-Zr‐Hf材料又はAl-Ti-Zr‐Hf相が存在する形態のほか、Al-Ti材料、Al-Zr材料、Al-Hf材料、Al-Ti-Zr材料、Al-Ti-Hf材料、Al-Zr-Hf材料及びAl-Ti-Zr-Hf材料の少なくとも2種の材料が同時に存在する形態、又は、Al-Ti相、Al-Zr相、Al-Hf相、Al-Ti-Zr相、Al-Ti-Hf相、Al-Zr-Hf相及びAl-Ti-Zr-Hf相の少なくとも2種の相が同時に存在する形態、さらに、上記の形態において、AlのほかTi、Zr及びHfのうち2種を含む材料若しくは相がさらに加わった形態、AlのほかTi、Zr及びHfのうち1種を含む材料若しくは相がさらに加わった形態、がある。 In the sputtering target according to this embodiment, the titanium group element is preferably at least one of titanium, zirconium and hafnium. When the nitride film of the piezoelectric element is formed, it is possible to cope with an increase in temperature of the piezoelectric element and to increase the Q value. Titanium group elements include titanium only, zirconium only, hafnium only, titanium and zirconium, titanium and hafnium, zirconium and hafnium, or titanium, zirconium and hafnium. As a titanium group element, for example, when both titanium and zirconium are included, for example, Al--Ti--Zr materials or Al--Ti--Zr phases, as well as Al--Ti materials, Al--Zr materials and Al-- There is a form in which at least two kinds of Ti--Zr materials exist simultaneously, or a form in which at least two phases of Al--Ti phase, Al--Zr phase and Al--Ti--Zr phase exist simultaneously. Further, when both titanium and hafnium are included, for example, in addition to Al-Ti-Hf materials or forms in which Al-Ti-Hf phases are present, Al-Ti materials, Al-Hf materials and Al-Ti-Hf materials There is a form in which at least two kinds of materials exist simultaneously, or a form in which at least two kinds of phases of an Al--Ti phase, an Al--Hf phase and an Al--Ti--Hf phase exist simultaneously. In addition, when both zirconium and hafnium are included, for example, in addition to Al-Zr-Hf materials or forms in which Al-Zr-Hf phases exist, Al-Zr materials, Al-Hf materials and Al-Zr-Hf materials There is a form in which at least two kinds of materials exist simultaneously, or a form in which at least two phases of an Al--Zr phase, an Al--Hf phase and an Al--Zr--Hf phase exist simultaneously. When titanium, zirconium and hafnium are included, for example, Al-Ti-Zr-Hf material or a form in which Al-Ti-Zr-Hf phase exists, Al-Ti material, Al-Zr material, Al-Hf material, Al--Ti--Zr material, Al--Ti--Hf material, Al--Zr--Hf material and Al--Ti--Zr--Hf material, or Al--Ti phase, Al-- A form in which at least two phases of a Zr phase, an Al--Hf phase, an Al--Ti--Zr phase, an Al--Ti--Hf phase, an Al--Zr--Hf phase and an Al--Ti--Zr--Hf phase are present at the same time, and further , a form in which a material or phase containing two of Ti, Zr and Hf in addition to Al is added to the above forms, and a material or phase containing one of Ti, Zr and Hf in addition to Al is further added There is a form.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムに含有する希土類元素としてスカンジウム、イットリウムなどが挙げられ、アルミニウムに含有するチタン族元素としてチタン、ジルコニウム、ハフニウムなどが挙げられる。ターゲット中のスカンジウムの含有量は、5~75原子%が好ましい。より好ましくは、10~50原子%である。ターゲット中のイットリウムの含有量は、5~75原子%が好ましい。より好ましくは、10~50原子%である。ターゲット中のチタンの含有量は、5~75原子%が好ましい。より好ましくは、10~50原子%である。ターゲット中のジルコニウムの含有量は、5~75原子%が好ましい。より好ましくは、10~50原子%である。ターゲット中のハフニウムの含有量は、5~75原子%が好ましい。より好ましくは、10~50原子%である。本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムとともに、上記各元素が上記含有量を満たすように、少なくとも1種類以上、含有される。 In the sputtering target according to the present embodiment, rare earth elements contained in aluminum include scandium and yttrium, and titanium group elements contained in aluminum include titanium, zirconium, and hafnium. The content of scandium in the target is preferably 5 to 75 atomic %. More preferably, it is 10 to 50 atomic %. The yttrium content in the target is preferably 5 to 75 atomic %. More preferably, it is 10 to 50 atomic %. The content of titanium in the target is preferably 5 to 75 atomic %. More preferably, it is 10 to 50 atomic %. The zirconium content in the target is preferably 5 to 75 atomic %. More preferably, it is 10 to 50 atomic %. The hafnium content in the target is preferably 5 to 75 atomic %. More preferably, it is 10 to 50 atomic %. The sputtering target according to the present embodiment contains at least one kind of each of the above elements together with aluminum so as to satisfy the above contents.

アルミニウムに希土類元素、チタン族元素を含有する合金を形成する場合は、まず、前記の組成範囲においてアルミニウム-スカンジウム合金、アルミニウム-イットリウム合金などのアルミニウム-希土類元素合金を形成する。次に、前記の組成範囲においてアルミニウム-チタン合金、アルミニウム-ジルコニウム合金、アルミニウム-ハフニウム合金などのアルミニウム-チタン族元素の合金を形成する。その後、前記アルミニウム-希土類元素の合金と前記アルミニウム-チタン族元素の合金のそれぞれの含有量を調整しながら混合することによりアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金を形成する。また、前記のように2元合金を混合して3元合金を形成せずに、アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金を直接形成してもよい。スパッタリングターゲットにおける金属間化合物の形成やスパッタリング時の窒化膜の形成によって高温においても高Q値が得られる圧電膜を形成することができる。 When forming an alloy containing a rare earth element and a titanium group element in aluminum, first, an aluminum-rare earth element alloy such as an aluminum-scandium alloy or an aluminum-yttrium alloy is formed within the above composition range. Next, an alloy of an aluminum-titanium group element such as an aluminum-titanium alloy, an aluminum-zirconium alloy, an aluminum-hafnium alloy, etc. is formed within the above composition range. Thereafter, the aluminum-rare earth element alloy and the aluminum-titanium group element alloy are mixed while adjusting the respective contents to form an aluminum-rare earth element-titanium group element alloy. Alternatively, instead of mixing binary alloys to form a ternary alloy as described above, an aluminum-rare earth element-titanium group element alloy may be directly formed. By forming an intermetallic compound in the sputtering target and forming a nitride film during sputtering, it is possible to form a piezoelectric film having a high Q value even at high temperatures.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法は、(1)アルミニウムと希土類元素とからなる原料、(2)アルミニウムとチタン族元素とからなる原料、又は、(3)アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とからなる原料と、を製造する第1工程と、前記第1工程で製造された原料から(1)アルミニウムと希土類元素との合金粉末(アルミニウム-希土類元素)、(2)アルミニウムとチタン族元素との合金粉末(アルミニウム-チタン族元素)、又は、(3)アルミニウムと希土類元素とチタン族元素との合金粉末(アルミニウム-希土類元素-チタン族元素)を製造する第2工程と、前記第2工程で得た粉末から(1)アルミニウム-希土類元素の焼結体、(2)アルミニウム-チタン族元素の焼結体、(3)アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の焼結体を得る第3工程と、を有する。また、アルミニウム母相を含むスパッタリングターゲットを製造する場合には、スパッタリングターゲットの製造方法は、主として母相となる予定のアルミニウム原料と、主として母相中に存在する材料又は相となる予定の原料として(1)アルミニウムと希土類元素とからなる原料、(2)アルミニウムとチタン族元素とからなる原料、又は、(3)アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とからなる原料と、を製造する第1工程と、前記第1工程で製造された原料から主として母相となる予定のアルミニウム粉末と、主として母相中に存在する材料又は相となる予定の合金粉末として(1)アルミニウムと希土類元素との合金粉末(アルミニウム-希土類元素)、(2)アルミニウムとチタン族元素との合金粉末(アルミニウム-チタン族元素)、又は、(3)アルミニウムと希土類元素とチタン族元素との合金粉末(アルミニウム-希土類元素-チタン族元素)と、を製造する第2工程と、前記第2工程で得た粉末から(1)アルミニウムとアルミニウム-希土類元素の焼結体、(2)アルミニウムとアルミニウム-チタン族元素の焼結体、又は、(3)アルミニウムとアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の焼結体、を得る第3工程と、を有する。 A method for manufacturing a sputtering target according to this embodiment will be described. The method for producing a sputtering target according to the present embodiment includes (1) a raw material composed of aluminum and a rare earth element, (2) a raw material composed of aluminum and a titanium group element, or (3) aluminum, a rare earth element, and a titanium group element. and from the raw material produced in the first step, (1) an alloy powder of aluminum and a rare earth element (aluminum-rare earth element), (2) aluminum and a titanium group element A second step of producing an alloy powder (aluminum-titanium group element) of (3) aluminum, a rare earth element and a titanium group element (aluminum-rare earth element-titanium group element), and the second (1) aluminum-rare earth element sintered body, (2) aluminum-titanium group element sintered body, and (3) aluminum-rare earth element-titanium group element sintered body are obtained from the powder obtained in the process. and In the case of manufacturing a sputtering target containing an aluminum matrix, the method of manufacturing the sputtering target is to use an aluminum raw material that is mainly to be the matrix and a material that is mainly present in the matrix or a raw material that is to be the phase. A first step of producing (1) a raw material composed of aluminum and a rare earth element, (2) a raw material composed of aluminum and a titanium group element, or (3) a raw material composed of aluminum, a rare earth element, and a titanium group element and an aluminum powder that is mainly to be the matrix phase from the raw material produced in the first step, and an alloy powder that is mainly to be the material or phase that is present in the matrix phase (1) an alloy of aluminum and a rare earth element powder (aluminum-rare earth element), (2) alloy powder of aluminum and titanium group element (aluminum-titanium group element), or (3) alloy powder of aluminum, rare earth element and titanium group element (aluminum-rare earth element -Titanium group element), and from the powder obtained in the second step, (1) aluminum and aluminum-rare earth element sintered body, (2) aluminum and aluminum-titanium group element sintered or (3) a third step of obtaining a sintered body of aluminum and aluminum-rare earth element-titanium group element.

[第1工程]
この工程は、第2工程でアルミニウム-希土類元素の合金粉末、アルミニウム-チタン族元素の合金粉末若しくはアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金粉末を製造するときに使用する原料を作製する工程である。第1工程において作製する、粉末を製造するための原料(以降、単に「原料」ともいう。)は、(1A)出発原材料として合金ターゲットの構成元素の単金属をそれぞれ準備し、これを混合して原料とする形態、(2A)出発原材料として合金ターゲットと同じ組成の合金を準備してこれを原料とする形態、又は(3A)出発原材料として合金ターゲットと構成元素は同じ又は一部欠落していて、組成比が所望の組成比とはずれている合金と、所望の組成に調整するために配合される単金属とを準備してこれらを混合して原料とする形態、が例示される。出発原材料として、アルミニウムと希土類元素、アルミニウムとチタン族元素、又はアルミニウムと希土類元素とチタン族元素のいずれかを溶解装置に投入し、溶解して、アルミニウム-希土類元素の合金の原料、アルミニウム-チタン族元素の合金の原料、又は、アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金の原料を作製する。溶解した後に、アルミニウム-希土類元素の合金の原料、アルミニウム-チタン族元素の合金の原料、又はアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金の原料の中に不純物が多量に混入しないように溶解装置に使用する装置や容器の材質も不純物が少ないものを用いることが好ましい。溶解法としては、以下の溶解温度に対応可能な方法を選択する。溶解温度としては、1300~1800℃でアルミニウム-希土類元素の合金、1300~1800℃でアルミニウム-チタン族元素の合金、又は1300~1800℃でアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金を加熱する。溶解装置内の雰囲気としては真空度が1×10‐2Pa以下の真空雰囲気、水素ガスを4vol%以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを4vol%以下含有する不活性ガス雰囲気などとする。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウムの原料を製造する場合には、700~900℃でアルミニウムを加熱し、溶解装置に投入して他の原料と同様に製造する。
[First step]
This step is a step of producing the raw material used in the second step to produce the aluminum-rare earth element alloy powder, the aluminum-titanium group element alloy powder, or the aluminum-rare earth element-titanium group element alloy powder. . The raw material for producing the powder (hereinafter also simply referred to as "raw material") to be produced in the first step is (1A) preparing single metals of the constituent elements of the alloy target as starting raw materials, and mixing them. (2A) A form in which an alloy having the same composition as the alloy target is prepared as a starting raw material and this is used as a raw material, or (3A) As a starting raw material, the alloy target has the same or partially missing constituent elements. An example is a form in which an alloy having a composition ratio different from the desired composition ratio and a single metal blended to adjust the composition to the desired composition are prepared and mixed to form a raw material. As starting raw materials, aluminum and rare earth elements, aluminum and titanium group elements, or aluminum and rare earth elements and titanium group elements are put into a melting apparatus and melted to obtain aluminum-rare earth element alloy raw materials, aluminum-titanium. A raw material for an alloy of group elements or a raw material for an aluminum-rare earth element-titanium group element alloy is prepared. After melting, the melting apparatus is designed so that a large amount of impurities are not mixed into the raw material of the aluminum-rare earth element alloy, the raw material of the aluminum-titanium group element alloy, or the raw material of the aluminum-rare earth element-titanium group element alloy. It is preferable to use materials containing few impurities for the equipment and container to be used. As the dissolution method, a method that can correspond to the following dissolution temperature is selected. As the melting temperature, an aluminum-rare earth element alloy is heated at 1,300 to 1,800.degree. C., an aluminum-titanium group element alloy is heated at 1,300 to 1,800.degree. The atmosphere in the melting apparatus may be a vacuum atmosphere with a degree of vacuum of 1×10 −2 Pa or less, a nitrogen gas atmosphere containing 4 vol % or less of hydrogen gas, or an inert gas atmosphere containing 4 vol % or less of hydrogen gas. When producing an aluminum raw material, such as when an aluminum mother phase is included in a target, aluminum is heated at 700 to 900° C. and charged into a melting apparatus to produce the same as other raw materials.

合金粉末の原料の形態は、前記(1A)(2A)(3A)で記載した3つの原料形態のほか、合金粒又は合金塊であっても良く、或いは粉末、粒、塊の組合せであってもよい。粉末、粒、塊は、粒径の違いを表現したものであるが、いずれであっても、第2工程による粉末製造装置で使用できれば特に粒径の制限はない。具体的には、第2工程の粉末製造装置内で原料を溶解するため、粉末製造装置に供給可能な原料の大きさであれば特に制限はない。 In addition to the three raw material forms described in (1A), (2A), and (3A) above, the raw material form of the alloy powder may be alloy grains or alloy lumps, or a combination of powder, grains, and lumps. good too. Powder, granules, and lumps express differences in particle size, but any of them is not particularly limited as long as it can be used in the powder manufacturing apparatus in the second step. Specifically, since the raw material is melted in the powder manufacturing apparatus in the second step, there is no particular limitation as long as the size of the raw material can be supplied to the powder manufacturing apparatus.

[第2工程]
この工程は、アルミニウム-希土類元素の合金粉末、アルミニウム-チタン族元素の合金粉末、又はアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金粉末を製造する工程である。第1工程で製造したアルミニウム-希土類元素の合金の原料、アルミニウム-チタン族元素の合金の原料、又は、アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金の原料のうち少なくとも一種の原料を粉末製造装置に投入し、溶解して溶湯とした後、溶湯にガスや水などを吹き付け、溶湯を飛散させて急冷凝固して粉末を作製する。溶解した後にアルミニウム-希土類元素の合金の粉末、アルミニウム-チタン族元素の合金の粉末、又はアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金の粉末の中に不純物が多量に混入しないように粉末製造装置に使用する装置や容器の材質も不純物が少ないものを用いることが好ましい。溶解法としては、以下の溶解温度に対応可能な方法を選択する。溶解温度としては、1300~1800℃でアルミニウム-希土類元素の合金の原料、1300~1800℃でアルミニウム-チタン族元素の合金の原料、又は、1300~1800℃でアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金の原料を加熱する。粉末製造装置内の雰囲気としては真空度が1×10‐2Pa以下の真空雰囲気、水素ガスを4vol%以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを4vol%以下含有する不活性ガス雰囲気などで行う。吹き付けを行うときの溶湯の温度としては、「アルミニウム-希土類元素の合金、アルミニウム-チタン族元素の合金、又は、アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金のそれぞれの融点+100℃以上」で行うことが好ましく、「アルミニウム-希土類元素の合金、アルミニウム-チタン族元素の合金、又はアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金のそれぞれの融点+150~250℃」で行うことがより好ましい。温度が高すぎると造粒中の冷却が十分に行われず、粉末となりにくく、生産の効率が良くないためである。また、温度が低すぎると、噴射時のノズル詰まりが発生しやすくなる問題が生じやすい。吹き付けを行うときのガスは窒素、アルゴンなどを用いるがこれに限定されない。合金粉末の場合、急冷凝固することによって合金粉末の金属間化合物の析出が溶解法のときと比較して抑えられ、海島構造の島に相当する析出粒子径が小さくなることがあり、合金粉体の段階において既にその状態が得られ、焼結した後やターゲットを形成したときにおいても維持される。急冷された粉末は、第1工程で準備したアルミニウムと希土類元素、アルミニウムとチタン族元素、又は、アルミニウムと希土類元素とチタン族元素の元素比となる。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウムの粉末を製造する場合には、700~900℃でアルミニウムを加熱し、溶解装置に投入して他の粉末と同様に製造する。
[Second step]
This step is a step of producing aluminum-rare earth element alloy powder, aluminum-titanium group element alloy powder, or aluminum-rare earth element-titanium group element alloy powder. At least one of the raw materials for the aluminum-rare earth element alloy, the raw material for the aluminum-titanium group element alloy, or the raw material for the aluminum-rare earth element-titanium group element alloy produced in the first step is supplied to the powder production apparatus. After the material is put in and melted to form a molten metal, gas or water is sprayed onto the molten metal to scatter the molten metal and rapidly solidify to produce a powder. A powder manufacturing apparatus is provided so that a large amount of impurities are not mixed into the aluminum-rare earth element alloy powder, the aluminum-titanium group element alloy powder, or the aluminum-rare earth element-titanium group element alloy powder after melting. It is preferable to use materials containing few impurities for the equipment and container to be used. As the dissolution method, a method that can correspond to the following dissolution temperature is selected. The melting temperature is 1,300 to 1,800° C. for an aluminum-rare earth element alloy raw material, 1,300 to 1,800° C. for an aluminum-titanium group element alloy, or 1,300 to 1,800° C. for an aluminum-rare earth element-titanium group element alloy. Heat the raw materials for the alloy. The atmosphere in the powder manufacturing apparatus is a vacuum atmosphere with a degree of vacuum of 1×10 −2 Pa or less, a nitrogen gas atmosphere containing 4 vol % or less of hydrogen gas, or an inert gas atmosphere containing 4 vol % or less of hydrogen gas. The temperature of the molten metal when spraying should be "the melting point of aluminum-rare earth element alloy, aluminum-titanium group element alloy, or aluminum-rare earth element-titanium group element alloy + 100 ° C or higher". is preferred, and it is more preferred to carry out at "the melting point of aluminum-rare earth element alloy, aluminum-titanium group element alloy, or aluminum-rare earth element-titanium group element alloy +150 to 250° C.". This is because if the temperature is too high, cooling during granulation is not sufficiently performed, making it difficult to form a powder, resulting in poor production efficiency. On the other hand, if the temperature is too low, the problem of nozzle clogging during injection tends to occur. Nitrogen, argon, or the like is used as a gas for blowing, but is not limited thereto. In the case of alloy powder, precipitation of intermetallic compounds in the alloy powder is suppressed by rapid solidification compared to the dissolution method. This state is already obtained at the stage of , and is maintained even after sintering and when the target is formed. The quenched powder has the element ratio of aluminum and rare earth element, aluminum and titanium group element, or aluminum, rare earth element and titanium group element prepared in the first step. When aluminum powder is to be produced, for example, when an aluminum matrix is included in a target, aluminum is heated at 700 to 900° C. and charged into a melting apparatus to be produced in the same manner as other powders.

[第3工程]
この工程は、第2工程で得た粉末からターゲットとなる焼結体を得る工程である。焼結法としては、ホットプレス法(以下、HPともいう。)、放電プラズマ焼結法(以下、SPSともいう。)、又は熱間等方圧焼結法(以下、HIPともいう)によって焼結を行う。第2工程で得たアルミニウム-希土類元素の合金粉末、アルミニウム-チタン族元素の合金粉末、又はアルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金粉末を用いて焼結する。焼結するときに用いる粉末は以下のケースである。
(1B)アルミニウム-希土類元素の合金の場合はアルミニウム-希土類元素の合金粉末を用いる。
(2B)アルミニウム-チタン族元素の合金の場合はアルミニウム-チタン族元素の合金粉末を用いる。
(3B)アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金の場合は、例えば、アルミニウム-希土類元素-チタン族元素の合金粉末を用いるか、アルミニウム-希土類元素の合金粉末とアルミニウム-チタン族元素の合金粉末の2種類を混合した混合粉末を用いる。
前記(1B)~(3B)で示したいずれかの粉末を型に詰め、10~30MPaの予備加圧で粉末を型とパンチ等で密閉してから焼結することが好ましい。このとき、焼結温度を700~1300℃とすることが好ましく、加圧力は、40~196MPaとすることが好ましい。焼結装置内の雰囲気としては真空度が1×10‐2Pa以下の真空雰囲気、水素ガスを4vol%以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを4vol%以下含有する不活性ガス雰囲気などで行う。水素ガスは0.1vol%以上は含まれていることが好ましい。保持時間(焼結温度の最高温度の保持時間)は、2時間以下が好ましく、より好ましくは1時間以下、さらに好ましくは保持時間なしが好ましい。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウム粉末を上記(1B)、(2B)又は(3B)の合金粉末に混合させる場合には、焼結温度を500~600℃とする以外は同様の条件で焼結することが好ましい。
[Third step]
This step is a step of obtaining a sintered body as a target from the powder obtained in the second step. As the sintering method, sintering is performed by a hot press method (hereinafter also referred to as HP), a spark plasma sintering method (hereinafter also referred to as SPS), or a hot isostatic sintering method (hereinafter also referred to as HIP). knot. The aluminum-rare earth element alloy powder, the aluminum-titanium group element alloy powder, or the aluminum-rare earth element-titanium group element alloy powder obtained in the second step is sintered. The powder used for sintering is the following case.
(1B) In the case of an aluminum-rare earth element alloy, an aluminum-rare earth element alloy powder is used.
(2B) In the case of an aluminum-titanium group element alloy, an aluminum-titanium group element alloy powder is used.
(3B) In the case of an aluminum-rare earth element-titanium group element alloy, for example, an aluminum-rare earth element-titanium group element alloy powder is used, or an aluminum-rare earth element alloy powder and an aluminum-titanium group element alloy powder are used. A mixed powder obtained by mixing two types of is used.
It is preferable to pack any one of the powders shown in (1B) to (3B) above into a mold, pre-pressurize the mold to 10 to 30 MPa, seal the powder with a punch or the like, and then sinter. At this time, the sintering temperature is preferably 700 to 1300° C., and the applied pressure is preferably 40 to 196 MPa. The atmosphere in the sintering apparatus is a vacuum atmosphere with a degree of vacuum of 1×10 −2 Pa or less, a nitrogen gas atmosphere containing 4 vol % or less of hydrogen gas, or an inert gas atmosphere containing 4 vol % or less of hydrogen gas. Hydrogen gas is preferably contained in an amount of 0.1 vol % or more. The holding time (holding time at the highest sintering temperature) is preferably 2 hours or less, more preferably 1 hour or less, and still more preferably no holding time. When aluminum powder is mixed with the alloy powder of (1B), (2B) or (3B) in the case where the aluminum mother phase is included in the target, etc., the sintering temperature is set to 500 to 600 ° C. Sintering under similar conditions is preferred.

少なくとも第1工程から第3工程を経ることにより、スパッタリングターゲットの面内方向及び厚さ方向の組成ずれを抑え、薄膜形成時に影響を及ぼす不純物の含有量が少ないスパッタリングターゲットを作製することができる。さらに、塩素の含有量の少ないスパッタリングターゲットを作製することができる。 By performing at least the first step to the third step, it is possible to suppress the composition deviation in the in-plane direction and the thickness direction of the sputtering target, and to manufacture a sputtering target with a low content of impurities that affect thin film formation. Furthermore, a sputtering target with a low chlorine content can be produced.

本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法では、次のような変形例も包含される。すなわち第1工程において、主として母相となる予定のアルミニウム原料と、主として母相中に存在する材料又は相となる予定の原料として(1)希土類元素原料、(2)チタン族元素原料、又は、(3)希土類元素とチタン族元素とからなる原料と、を製造してもよい。第2工程において、前記第1工程で製造された原料をそれぞれアトマイズ粉末としてもよい。第3工程では、第1工程で得られた原料又は第2工程で得られた粉末から(1)アルミニウムと希土類元素の焼結体、(2)アルミニウムとチタン族元素の焼結体、又は、(3)アルミニウムと希土類元素-チタン族元素の焼結体、を得る。 The method for manufacturing a sputtering target according to this embodiment also includes the following modifications. That is, in the first step, an aluminum raw material to be mainly used as a matrix phase and a material or phase mainly present in the matrix phase as (1) a rare earth element raw material, (2) a titanium group element raw material, or (3) You may manufacture the raw material which consists of a rare earth element and a titanium group element. In the second step, each raw material produced in the first step may be atomized powder. In the third step, from the raw material obtained in the first step or the powder obtained in the second step, (1) a sintered body of aluminum and a rare earth element, (2) a sintered body of aluminum and a titanium group element, or (3) Obtaining a sintered body of aluminum and a rare earth element-titanium group element.

本実施形態において、(条件1)及び(条件2)における組成分析の方法は、エネルギー分散型X線分光法(EDS)、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP)、蛍光X線分析法(XRF)などがあるが、EDSによる組成分析が好ましい。 In this embodiment, the method of composition analysis in (Condition 1) and (Condition 2) is energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), high frequency inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP), fluorescent X-ray analysis ( XRF), etc., but composition analysis by EDS is preferred.

以下、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention should not be construed as being limited to the examples.

(実施例1)
純度4NのAl原料と純度3NのSc原料を粉末製造装置に投入し、次に、粉末製造装置内を5×10-3Pa以下の真空雰囲気に調整して、溶解温度1700℃でAl原料とSc原料を溶解して溶湯とし、次に、アルゴンガスを溶湯に吹き付け、溶湯を飛散させて急冷凝固して、粒子径が150μm以下のAl-40原子%Sc粉末(この場合、Alは60原子%Alであるが、Alの原子百分率の記載を省略している。以降も同様。)を作製した。その後、Al-40原子%Sc粉末を放電プラズマ焼結(以降、SPS焼結ともいう。)用のカーボン型に充填した。次に10MPaの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をSPS装置(型番:SPS-825、SPSシンテックス社製)に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を550℃、加圧力30MPa、焼結装置内の雰囲気を8×10-3Pa以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を0時間、の条件で焼結を実施した。Al-40原子%Sc焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、実施例1のΦ50.8mm×5mmtのAl-40原子%Scターゲットを作製した。次に、Al-40原子%Scターゲットの断面を、電子顕微鏡を用いて倍率500倍で観察した。観察した電子顕微鏡の画像を図7に示す。図7の画像の横辺の長さは250μmである。図7の結果、コントラストに濃淡が小さく、金属間化合物が微細であるとともに均一に分散されていることが確認できた。また、図7の電子顕微鏡の画像の結果、ターゲットは、AlScとAlScの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットについて、質量分析装置(型番:Element GD、Thermo Fisher Scientific社製)を用いて塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は5.6ppmであった。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットを用い、スパッタ装置(型番MPS-6000-C4、ULVAC社製)を用いてΦ76.2mm×5mmtの単結晶Si基板上に成膜した。成膜条件は、スパッタ装置内を真空引きして成膜前到達真空度が5×10-5Pa以下に到達後、Arガスを用いてスパッタ装置内の圧力を0.13Paに調整した。その後、単結晶Si基板を300℃に加熱しながらAl-40原子%Scターゲットのスパッタ電力を150Wに調整し、単結晶Si基板上にAl-40原子%Sc膜を厚さ1μmで形成した。このときAl-40原子%Scターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
(Example 1)
An Al raw material with a purity of 4N and an Sc raw material with a purity of 3N are put into a powder production apparatus, then the inside of the powder production apparatus is adjusted to a vacuum atmosphere of 5 × 10 -3 Pa or less, and the Al raw material and the Al raw material are melted at a melting temperature of 1700 ° C. The Sc raw material is melted to form a molten metal, then argon gas is blown onto the molten metal, the molten metal is scattered and rapidly solidified to obtain Al-40 atomic % Sc powder with a particle size of 150 μm or less (in this case, Al is 60 atoms % Al, but the description of the atomic percentage of Al is omitted. After that, the Al-40 atomic % Sc powder was filled in a carbon mold for spark plasma sintering (hereinafter also referred to as SPS sintering). Next, the powder mixture was sealed with a punch or the like under a pre-pressurization of 10 MPa, and the mold filled with the powder mixture was placed in an SPS apparatus (model number: SPS-825, manufactured by SPS Syntex). As sintering conditions, the sintering temperature is 550° C., the pressure is 30 MPa, the atmosphere in the sintering apparatus is a vacuum atmosphere of 8×10 −3 Pa or less, and the maximum sintering temperature is held for 0 hours. Sintering was carried out at The Al-40 atomic % Sc sintered body was processed using a grinding machine, a lathe, etc. to prepare an Al-40 atomic % Sc target of Example 1 of Φ50.8 mm×5 mmt. Next, a cross section of the Al-40 atomic % Sc target was observed with an electron microscope at a magnification of 500 times. FIG. 7 shows the observed electron microscope image. The length of the horizontal side of the image in FIG. 7 is 250 μm. As a result of FIG. 7, it was confirmed that the contrast was small and the intermetallic compound was fine and uniformly dispersed. Further, as a result of the electron microscope image in FIG. 7, the target was composed of two kinds of intermetallic compounds, Al 2 Sc and AlSc, and had the first structure. Next, the chlorine content of the Al-40 atomic % Sc target of Example 1 was measured using a mass spectrometer (model number: Element GD, manufactured by Thermo Fisher Scientific). The chlorine content was 5.6 ppm. Next, using the Al-40 atomic % Sc target of Example 1, a film was formed on a single-crystal Si substrate of φ76.2 mm×5 mmt using a sputtering device (model number MPS-6000-C4, manufactured by ULVAC). The film formation conditions were such that the interior of the sputtering device was evacuated to reach a degree of vacuum of 5×10 −5 Pa or less before film formation, and then the pressure within the sputtering device was adjusted to 0.13 Pa using Ar gas. Thereafter, while heating the single crystal Si substrate to 300° C., the sputtering power of the Al-40 atomic % Sc target was adjusted to 150 W to form an Al-40 atomic % Sc film with a thickness of 1 μm on the single crystal Si substrate. At this time, the state of sputtering of the Al-40 atomic % Sc target was observed, and the voltage was stable, and the film could be formed without confirming abnormal discharge.

(実施例2)
実施例1において、Al-40原子%Sc粉末の代わりに粒子径が150μm以下のAl-30原子%Sc粉末を製造し、実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりにΦ50.8mm×5mmtのAl-30原子%Scターゲットを製造した以外は、同様にして、実施例2のAl-30原子%Scターゲットを得た。次に、実施例2のAl-30原子%Scターゲットについて実施例1と同様にして塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は3.7ppmであった。ターゲットは、AlScとAlScの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりに実施例2のAl-30原子%Scターゲットを用いた以外は実施例1と同様にして、単結晶Si基板上にAl-30原子%Sc膜を厚さ1μmで形成した。このときAl-30原子%Scターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
(Example 2)
In Example 1, instead of the Al-40 atomic% Sc powder, Al-30 atomic% Sc powder with a particle size of 150 μm or less was produced, and instead of the Al-40 atomic% Sc target of Example 1, Φ50.8 mm × An Al-30 atomic % Sc target of Example 2 was obtained in the same manner, except that a 5 mmt Al-30 atomic % Sc target was produced. Next, the chlorine content of the Al-30 atomic % Sc target of Example 2 was measured in the same manner as in Example 1. The chlorine content was 3.7 ppm. The target consisted of two types of intermetallic compounds, Al 2 Sc and AlSc, and had a first texture. Next, in the same manner as in Example 1 except that the Al-30 atomic % Sc target of Example 2 was used instead of the Al-40 atomic % Sc target of Example 1, Al-30 was deposited on the single crystal Si substrate. An atomic % Sc film was formed with a thickness of 1 μm. At this time, the state of sputtering of the Al-30 atomic % Sc target was observed, and the voltage was stable, and the film could be formed without confirming abnormal discharge or the like.

参考例3)
実施例1において、純度4NのAl原料と純度3NのSc原料を用いる代わりに純度4NのAl原料と純度3NのTi原料を用いた以外は同様にして、粒子径が150μm以下のAl-40原子%Ti粉末を作製した。次に実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりにΦ50.8mm×5mmtのAl-40原子%Tiターゲットを製造した以外は、実施例1と同様にして、参考例3のAl-40原子%Tiターゲットを得た。次に、参考例3のAl-40原子%Tiターゲットについて実施例1と同様にして塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は4.0ppmであった。ターゲットは、AlTiとAlTiの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりに参考例3のAl-40原子%Tiターゲットを用いた以外は実施例1と同様にして、単結晶Si基板上にAl-40原子%Ti膜を厚さ1μmで形成した。このときAl-40原子%Tiターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
( Reference example 3)
Al-40 atoms with a particle size of 150 μm or less in the same manner as in Example 1, except that instead of using the Al raw material with a purity of 4N and the Sc raw material with a purity of 3N, an Al raw material with a purity of 4N and a Ti raw material with a purity of 3N were used. %Ti powder was prepared. Next, in the same manner as in Example 1, except that an Al-40 atomic% Ti target of Φ50.8 mm × 5 mmt was produced instead of the Al-40 atomic% Sc target of Example 1. Al-40 of Reference Example 3 An atomic % Ti target was obtained. Next, the chlorine content of the Al-40 atomic % Ti target of Reference Example 3 was measured in the same manner as in Example 1. The chlorine content was 4.0 ppm. The target consisted of two types of intermetallic compounds, Al 2 Ti and AlTi, and had a first texture. Next, in the same manner as in Example 1, except that the Al-40 atomic % Ti target of Reference Example 3 was used instead of the Al-40 atomic % Sc target of Example 1, Al-40 was deposited on the single crystal Si substrate. An atomic % Ti film was formed with a thickness of 1 μm. At this time, the state of the sputtering of the Al-40 atomic % Ti target was observed, and the voltage was stable, and the film could be formed without confirming abnormal discharge or the like.

(比較例1)
粒子径が150μm以下、純度3Nの純Al粉末と粒子径が150μm以下、純度2NのSc粉末とを用いてAl-40原子%Scとなるように各粉末の量を調整の上、混合を行った。その後、Al-40原子%Sc混合粉末をSPS焼結用のカーボン型に充填した。次に10MPaの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をSPS装置(型番:SPS-825、SPSシンテックス社製)に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を550℃、加圧力30MPa、焼結装置内の雰囲気を8×10-3Pa以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を0時間、の条件で焼結を実施した。焼結後のAl-40原子%Sc焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、比較例1のΦ50.8mm×5mmtのAl-40原子%Scターゲットを作製した。次に、比較例1のAl-40原子%Scターゲットについて実施例1と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は146ppmであった。ターゲットは、AlScとAlScの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりに比較例1のAl-40原子%Scターゲットを用いた以外は実施例1と同様にして、単結晶Si基板上にAl-40原子%Sc膜を厚さ1μmで形成した。このとき比較例1のAl-40原子%Scターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。実施例1と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
(Comparative example 1)
A pure Al powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 3N and a Sc powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 2N are used, and the amounts of each powder are adjusted so that Al-40 atomic % Sc is obtained, and mixed. rice field. After that, the Al-40 atomic % Sc mixed powder was filled into a carbon mold for SPS sintering. Next, the powder mixture was sealed with a punch or the like under a pre-pressurization of 10 MPa, and the mold filled with the powder mixture was placed in an SPS apparatus (model number: SPS-825, manufactured by SPS Syntex). As sintering conditions, the sintering temperature is 550° C., the pressure is 30 MPa, the atmosphere in the sintering apparatus is a vacuum atmosphere of 8×10 −3 Pa or less, and the maximum sintering temperature is held for 0 hours. Sintering was carried out at The Al-40 atomic % Sc sintered body after sintering was processed using a grinder, a lathe, etc., and an Al-40 atomic % Sc target of Φ50.8 mm×5 mmt of Comparative Example 1 was produced. Next, the chlorine content of the Al-40 atomic % Sc target of Comparative Example 1 was measured in the same manner as in Example 1. The chlorine content was 146 ppm. The target consisted of two types of intermetallic compounds, Al 2 Sc and AlSc, and had a first texture. Next, in the same manner as in Example 1 except that the Al-40 atomic % Sc target of Comparative Example 1 was used instead of the Al-40 atomic % Sc target of Example 1, Al-40 was deposited on the single crystal Si substrate. An atomic % Sc film was formed with a thickness of 1 μm. At this time, when the state of sputtering of the Al-40 atomic % Sc target of Comparative Example 1 was observed, the voltage was not stable and abnormal discharge was confirmed. A possible cause of the abnormal discharge compared to Example 1 is that chlorine in the sputtering target was released by heating during film formation.

(比較例2)
比較例1において、Al-40原子%Scの代わりにAl-30原子%Scとなるように各粉末の量を調整した以外は同様にして、比較例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりに、比較例2のΦ50.8mm×5mmtのAl-30原子%Scターゲットを作製した。次に、比較例2のAl-30原子%Scターゲットについて実施例1と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は180ppmであった。ターゲットは、AlScとAlScの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりに比較例2のAl-30原子%Scターゲットを用いた以外は実施例1と同様にして、単結晶Si基板上にAl-30原子%Sc膜を厚さ1μmで形成した。このとき比較例2のAl-30原子%Scターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。実施例2と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
(Comparative example 2)
In Comparative Example 1, in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of each powder was adjusted so that Al-30 atomic% Sc instead of Al-40 atomic% Sc. In addition, an Al-30 atomic % Sc target of Φ50.8 mm×5 mmt of Comparative Example 2 was produced. Next, the chlorine content of the Al-30 atomic % Sc target of Comparative Example 2 was measured in the same manner as in Example 1. The chlorine content was 180 ppm. The target consisted of two types of intermetallic compounds, Al 2 Sc and AlSc, and had a first texture. Next, in the same manner as in Example 1 except that the Al-30 atomic % Sc target of Comparative Example 2 was used instead of the Al-40 atomic % Sc target of Example 1, Al-30 was deposited on the single crystal Si substrate. An atomic % Sc film was formed with a thickness of 1 μm. At this time, when the state of sputtering of the Al-30 atomic % Sc target of Comparative Example 2 was observed, the voltage was not stable and abnormal discharge was confirmed. A possible cause of the abnormal discharge compared to Example 2 is that chlorine in the sputtering target was released by heating during film formation.

(比較例3)
比較例1において、粒子径が150μm以下、純度3Nの純Al粉末と粒子径が150μm以下、純度2NのSc粉末とを用いてAl-40原子%Scとなるように各粉末の量を調整する代わりに、粒子径が150μm以下、純度3Nの純Al粉末と粒子径が150μm以下、純度2NのTi粉末とを用いてAl-40原子%Tiとなるように各粉末の量を調整した以外は同様にして、比較例3のΦ50.8mm×5mmtのAl-40原子%Tiターゲットを作製した。次に、比較例3のAl-40原子%Tiターゲットについて実施例1と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は216ppmであった。ターゲットは、AlTiとAlTiの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例1のAl-40原子%Scターゲットの代わりに比較例3のAl-40原子%Tiターゲットを用いた以外は実施例1と同様にして、単結晶Si基板上にAl-40原子%Ti膜を厚さ1μmで形成した。このとき比較例3のAl-40原子%Tiターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。参考例3と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 1, pure Al powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 3N and Sc powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 2N are used, and the amount of each powder is adjusted so that Al-40 atomic % Sc. Instead, a pure Al powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 3N and a Ti powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 2N were used so that the amount of each powder was adjusted to Al-40 atomic % Ti. Similarly, an Al-40 atomic % Ti target of Φ50.8 mm×5 mmt of Comparative Example 3 was produced. Next, the chlorine content of the Al-40 atomic % Ti target of Comparative Example 3 was measured in the same manner as in Example 1. The chlorine content was 216 ppm. The target consisted of two types of intermetallic compounds, Al 2 Ti and AlTi, and had a first texture. Next, in the same manner as in Example 1 except that the Al-40 atomic % Ti target of Comparative Example 3 was used instead of the Al-40 atomic % Sc target of Example 1, Al-40 was deposited on the single crystal Si substrate. An atomic % Ti film was formed with a thickness of 1 μm. At this time, when the state of sputtering of the Al-40 atomic % Ti target of Comparative Example 3 was observed, the voltage was not stable and abnormal discharge was confirmed. A possible cause of the abnormal discharge compared to Reference Example 3 is that chlorine in the sputtering target was released by heating during film formation.

(比較例4)
純度4NのAl原料と純度3NのSc原料をAl-40原子%Scとなるように秤量し、アーク溶解装置(ULVAC社製 AME-300型)にて溶解し、60mm角×6mm程度の溶解した板を得た。次にこの板を機械加工してΦ50.8mm×5mmtのスパッタリングターゲットを作製しようと試みたが、研削加工では板の外周に欠けが発生し、ワイヤー放電加工による切断加工では板にクラックが発生し、スパッタリングターゲットを作製することができなかった。クラックが発生した原因を確認するために、Al-40原子%Scターゲットの断面を、電子顕微鏡を用いて倍率500倍で観察した。観察した電子顕微鏡の画像を図8に示す。図8の画像の横辺の長さは250μmである。図8の結果、上端の不連続な表面がターゲット加工面であるが、金属間化合物の内部に割れが確認できた。そのため、粗大化した金属間化合物の粒子を起点にクラックが入りやすく、加工性が悪くなったものと考えられる。
(Comparative Example 4)
An Al raw material with a purity of 4N and a Sc raw material with a purity of 3N were weighed so as to be Al-40 atomic % Sc, melted with an arc melting apparatus (AME-300 type manufactured by ULVAC), and melted to about 60 mm square × 6 mm. got a board Next, we tried to machine this plate to produce a sputtering target of Φ50.8 mm × 5 mmt, but chipping occurred on the outer periphery of the plate during grinding, and cracks occurred in the plate during cutting by wire electric discharge machining. , could not produce a sputtering target. In order to confirm the cause of crack generation, the cross section of the Al-40 atomic % Sc target was observed with an electron microscope at a magnification of 500 times. FIG. 8 shows the observed electron microscope image. The length of the horizontal side of the image in FIG. 8 is 250 μm. As a result of FIG. 8, although the discontinuous surface at the upper end is the processing surface of the target, cracks were confirmed inside the intermetallic compound. For this reason, it is considered that cracks tend to occur starting from coarsened intermetallic compound particles, resulting in poor workability.

表1に実施例1、2、参考例3及び比較例1~3について、Alに対して添加された元素の種類、添加元素の添加量及び塩素の含有量を示した。実施例1と比較例1、実施例2と比較例2、参考例3と比較例3をそれぞれ比較することによって、上記の通り、Alに対する添加元素の種類及び添加量が同じであっても、塩素の含有量が所定値(100ppm以下)でなければ、成膜時において異常放電が発生することがわかった。 Table 1 shows the types of elements added to Al, the amount of added elements, and the content of chlorine for Examples 1 and 2, Reference Example 3, and Comparative Examples 1 to 3. By comparing Example 1 with Comparative Example 1, Example 2 with Comparative Example 2, and Reference Example 3 with Comparative Example 3, as described above, even if the types and amounts of additive elements to Al are the same, It has been found that abnormal discharge occurs during film formation unless the chlorine content is a predetermined value (100 ppm or less).

比較例4では、溶解法のみで板を作製したので、得られた板は金属間化合物が粗大化した組織を有していた。そのため金属間化合物は脆くなり、この脆い金属間化合物を起点に加工途中の欠けやクラックが発生したものと考えられる。それに対し、実施例1では溶解、急冷凝固による造粒を行うことによって金属間化合物が粗大化した組織になることが抑制され、その後、焼結というプロセスを経てスパッタリングターゲットが作製されるために微細な組織が維持され、欠けやクラックが抑止され、加工性が向上しているものと考えられる。実施例1のスパッタリングターゲットでは、微細な組織が維持されることによってターゲット内の場所による組成ズレが小さい。組成ズレを確認するため、(条件1)におけるスパッタリングターゲットのスパッタ面内方向及びターゲット厚さ方向の組成を確認した。組成はEDS(日本電子製)を用いて測定した。その結果、いずれも基準となる組成に対して差が±1%以内であり、組成ズレが小さいことが確認できた。それに対して比較例4では、測定個所によっては、基準となる組成に対して差が±3%以内に入らない箇所があり、実施例1と比較して、組成ズレが大きいことが分かった。 In Comparative Example 4, the plate was produced only by the dissolution method, so the obtained plate had a structure in which the intermetallic compound was coarsened. As a result, the intermetallic compound became brittle, and chipping and cracking occurred from the brittle intermetallic compound during processing. On the other hand, in Example 1, by performing granulation by melting and rapid solidification, the intermetallic compound was suppressed from becoming a coarse structure. This is thought to be due to the fact that a fine structure is maintained, chipping and cracking are suppressed, and workability is improved. In the sputtering target of Example 1, the fine structure is maintained, so that the composition deviation depending on the location in the target is small. In order to confirm the composition deviation, the composition of the sputtering target in the sputtering in-plane direction and the target thickness direction under (Condition 1) was confirmed. The composition was measured using EDS (manufactured by JEOL Ltd.). As a result, it was confirmed that the difference in each composition was within ±1% with respect to the reference composition, and the composition deviation was small. On the other hand, in Comparative Example 4, depending on the measurement points, there were places where the difference from the reference composition did not fall within ±3%.

Figure 0007203064000001
Figure 0007203064000001

実施例1において、質量分析装置(型番:Element GD、Thermo Fisher Scientific社製)を用いてフッ素の含有量を測定した。フッ素の含有量は5.5ppmであった。また、比較例1において、同様にフッ素の含有量を測定した。フッ素の含有量は130ppmであった。 In Example 1, the fluorine content was measured using a mass spectrometer (model number: Element GD, manufactured by Thermo Fisher Scientific). The fluorine content was 5.5 ppm. Also, in Comparative Example 1, the fluorine content was measured in the same manner. The fluorine content was 130 ppm.

実施例1において、質量分析装置(型番:ON836、LECO社製)を用いて酸素の含有量を測定した。酸素の含有量は424ppmであった。また、比較例1において、同様に酸素の含有量を測定した。酸素の含有量は2993ppmであった。 In Example 1, the oxygen content was measured using a mass spectrometer (model number: ON836, manufactured by LECO). The oxygen content was 424 ppm. Also, in Comparative Example 1, the oxygen content was measured in the same manner. The oxygen content was 2993 ppm.

(実施例4)
粒子径が150μm以下、純度4Nの純Al粉末と粒子径が150μm以下、純度3NのScN粉末とを用いてAl-10mol%ScNとなるように各粉末の量を調整の上、混合を行った。その後、Al-10mol%ScN混合粉末を放電プラズマ焼結(以降、SPS焼結ともいう。)用のカーボン型に充填した。次に10MPaの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をSPS装置(型番:SPS-825、SPSシンテックス社製)に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を550℃、加圧力30MPa、焼結装置内の雰囲気を8×10-3Pa以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を0時間、の条件で焼結を実施した。焼結後のAl-10mol%ScN焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、Φ50mm×6mmtのAl-10mol%ScNターゲットを作製した。ターゲットの作製時において、加工性は良好で、ターゲット形状に成型可能であった。作製したターゲットの表面をマイクロスコープで観察した。観察した画像を図9に示す。図9の画像の横辺の長さは650μmである。図9からScNに対してAlが大部分を占めていることが確認でき、繋がったAlの存在によりアルミニウム母相が存在すると考えられる。その結果、ターゲット作製時の加工性が得られたものと考えられる。このとき、ターゲットはAlとScNの二種類の相からなり、第五の組織‐2を有していた。
(Example 4)
A pure Al powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 4N and an ScN powder with a particle size of 150 μm or less and a purity of 3N were used, and the amounts of each powder were adjusted so that Al-10 mol % ScN was obtained, followed by mixing. . After that, the Al-10 mol % ScN mixed powder was filled in a carbon mold for spark plasma sintering (hereinafter also referred to as SPS sintering). Next, the powder mixture was sealed with a punch or the like under a pre-pressurization of 10 MPa, and the mold filled with the powder mixture was placed in an SPS apparatus (model number: SPS-825, manufactured by SPS Syntex). As sintering conditions, the sintering temperature is 550° C., the pressure is 30 MPa, the atmosphere in the sintering apparatus is a vacuum atmosphere of 8×10 −3 Pa or less, and the maximum sintering temperature is held for 0 hours. Sintering was carried out at The Al-10mol%ScN sintered body after sintering was processed using a grinding machine, a lathe, etc. to prepare an Al-10mol%ScN target of Φ50mm×6mmt. When the target was produced, the workability was good and it was possible to mold it into the shape of the target. The surface of the produced target was observed with a microscope. The observed image is shown in FIG. The length of the horizontal side of the image in FIG. 9 is 650 μm. From FIG. 9, it can be confirmed that Al occupies the majority of ScN, and it is considered that the aluminum matrix exists due to the presence of connected Al. As a result, it is considered that the workability at the time of target production was obtained. At this time, the target consisted of two types of phases, Al and ScN, and had the fifth texture-2.

次に、実施例4のAl-10mol%ScNターゲットについて、質量分析装置(型番:Element GD、Thermo Fisher Scientific社製)を用いて塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は35.4ppmであった。 Next, the chlorine content of the Al-10 mol % ScN target of Example 4 was measured using a mass spectrometer (model number: Element GD, manufactured by Thermo Fisher Scientific). The chlorine content was 35.4 ppm.

次に、実施例4のAl-10mol%ScNターゲットを用い、スパッタ装置(型番MPS-6000-C4、ULVAC社製)を用いてΦ76.2mm×5mmtの単結晶Si基板上に成膜した。成膜条件は、スパッタ装置内を真空引きして成膜前到達真空度が5×10-5Pa以下に到達後、Arガスを用いてスパッタ装置内の圧力を0.13Paに調整した。その後、単結晶Si基板を300℃に加熱しながらAl-10mol%ScNターゲットのスパッタ電力を150Wに調整し、単結晶Si基板上にAl-10mol%ScN膜を厚さ1μmで形成した。このとき、Al-10mol%ScNターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。 Next, using the Al-10 mol % ScN target of Example 4, a film was formed on a single-crystal Si substrate of φ76.2 mm×5 mmt using a sputtering device (model number MPS-6000-C4, manufactured by ULVAC). The film formation conditions were such that the interior of the sputtering device was evacuated to reach a degree of vacuum of 5×10 −5 Pa or less before film formation, and then the pressure within the sputtering device was adjusted to 0.13 Pa using Ar gas. Thereafter, while heating the single crystal Si substrate to 300° C., the sputtering power of the Al-10 mol % ScN target was adjusted to 150 W to form an Al-10 mol % ScN film with a thickness of 1 μm on the single crystal Si substrate. At this time, the state of sputtering of the Al-10 mol % ScN target was observed, and the voltage was stable, and the film could be formed without confirming abnormal discharge or the like.

100,200,300,400 スパッタリングターゲット
O 中心
L,Q 仮想十字線
S1~S9 スパッタ面の測定箇所
C1~C9 断面の測定箇所
P1~P9 スパッタ面の測定箇所
D1~D9 断面の測定箇所
1 Al-RE合金粒子
3 Al母相
2,2a,2b Al-RE合金の結晶粒
4,4a,4b アルミニウム結晶粒
100, 200, 300, 400 Sputtering target O Center L, Q Virtual crosshairs S1 to S9 Measurement points C1 to C9 on the sputtering surface Measurement points P1 to P9 on the cross section Measurement points D1 to D9 on the sputtering surface Measurement points 1 on the cross section Al- RE alloy particles 3 Al matrix phases 2, 2a, 2b Al-RE alloy crystal grains 4, 4a, 4b Aluminum crystal grains

Claims (7)

アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含むスパッタリングターゲットであって、
塩素の含有量が100ppm以下であり、
前記希土類元素は、スカンジウム及びイットリウムのうち、少なくともいずれか一種であり、
前記チタン族元素は、ジルコニウム及びハフニウムのうち、少なくともいずれか一種であり、
前記スパッタリングターゲットは、前記希土類元素及び前記チタン族元素から選ばれた少なくとも1種の元素を10~75原子%含有することを特徴とするスパッタリングターゲット。
A sputtering target containing aluminum and further containing either one or both of a rare earth element and a titanium group element,
The chlorine content is 100 ppm or less ,
The rare earth element is at least one of scandium and yttrium,
The titanium group element is at least one of zirconium and hafnium,
A sputtering target, wherein the sputtering target contains 10 to 75 atomic percent of at least one element selected from the rare earth elements and the titanium group elements .
フッ素の含有量が100ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリングターゲット。 2. The sputtering target according to claim 1, wherein the fluorine content is 100 ppm or less. 酸素の含有量が500ppm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスパッタリングターゲット。 3. The sputtering target according to claim 1, wherein the oxygen content is 500 ppm or less. 前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも2種の元素からなる金属間化合物が存在していることを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 4. The sputtering target according to any one of claims 1 to 3, wherein an intermetallic compound composed of at least two elements selected from aluminum, rare earth elements and titanium group elements is present in the sputtering target. sputtering target. 前記スパッタリングターゲット中に、前記金属間化合物が1種、2種、3種又は4種存在していることを特徴とする請求項4に記載のスパッタリングターゲット。 5. The sputtering target according to claim 4, wherein one, two, three or four types of said intermetallic compounds are present in said sputtering target. 前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも1種の元素の窒化物が1種類以上存在していることを特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。 6. The sputtering target according to any one of claims 1 to 5, wherein one or more nitrides of at least one element selected from aluminum, rare earth elements and titanium group elements are present in the sputtering target. The described sputtering target. アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか1種が存在している組織を有するか、又は、
アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている組織を有することを特徴とする請求項1~のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
A structure in which at least one of a material containing aluminum and a rare earth element, a material containing aluminum and a titanium group element, and a material containing aluminum, a rare earth element and a titanium group element is present in the aluminum matrix. have or
A structure composed of a composite phase containing at least one or both of a phase containing only rare earth elements and inevitable impurities as metal species and a phase containing only titanium group elements and inevitable impurities as metal species in the aluminum matrix phase The sputtering target according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that it has
JP2020105165A 2019-07-31 2020-06-18 sputtering target Active JP7203064B2 (en)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/025277 WO2021019990A1 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
EP20848288.5A EP4006198A4 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
KR1020227000283A KR20220016977A (en) 2019-07-31 2020-06-26 sputtering target
PCT/JP2020/025279 WO2021019991A1 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
KR1020227000278A KR20220018547A (en) 2019-07-31 2020-06-26 sputtering target
KR1020227000279A KR20220018548A (en) 2019-07-31 2020-06-26 sputtering target
EP20847766.1A EP4006197A4 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
US17/625,399 US20240043986A1 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
CN202080049429.3A CN114127328A (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
CN202080050074.XA CN114127330A (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
EP20846815.7A EP4006196A4 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
PCT/JP2020/025281 WO2021019992A1 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
US17/623,943 US20220356558A1 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
US17/623,354 US20220275499A1 (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
CN202080050071.6A CN114127329A (en) 2019-07-31 2020-06-26 Sputtering target
TW109123918A TWI837398B (en) 2019-07-31 2020-07-15 sputtering target
TW109123919A TW202108794A (en) 2019-07-31 2020-07-15 Sputtering target
TW109123920A TW202113096A (en) 2019-07-31 2020-07-15 Sputtering target

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019237867 2019-12-27
JP2019237867 2019-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021107572A JP2021107572A (en) 2021-07-29
JP7203064B2 true JP7203064B2 (en) 2023-01-12

Family

ID=76967759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020105165A Active JP7203064B2 (en) 2019-07-31 2020-06-18 sputtering target

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7203064B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028348A (en) 1999-07-15 2001-01-30 Kobe Steel Ltd Alumina alloy thin film for semiconductor device electrodes and sputtering target for forming the same
JP2003166052A (en) 2001-11-30 2003-06-13 Tdk Corp Sputtering target
JP2015096647A (en) 2013-10-08 2015-05-21 株式会社フルヤ金属 Alloy target of aluminum and rare earth element and manufacturing method of the same
JP2015183244A (en) 2014-03-25 2015-10-22 Jx日鉱日石金属株式会社 Sputtering target and production method thereof
CN107841639A (en) 2017-12-11 2018-03-27 基迈克材料科技(苏州)有限公司 Aluminium-scandium alloy target blankss and preparation method and application
WO2018169998A1 (en) 2017-03-13 2018-09-20 Materion Corporation Aluminum-scandium alloys with high uniformity and elemental content and articles thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2901049B2 (en) * 1994-11-15 1999-06-02 株式会社神戸製鋼所 Al-Ti alloy target material for arc ion plating
JP5888689B2 (en) * 2010-07-01 2016-03-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Method for producing scandium aluminum nitride film

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028348A (en) 1999-07-15 2001-01-30 Kobe Steel Ltd Alumina alloy thin film for semiconductor device electrodes and sputtering target for forming the same
JP2003166052A (en) 2001-11-30 2003-06-13 Tdk Corp Sputtering target
JP2015096647A (en) 2013-10-08 2015-05-21 株式会社フルヤ金属 Alloy target of aluminum and rare earth element and manufacturing method of the same
JP2015183244A (en) 2014-03-25 2015-10-22 Jx日鉱日石金属株式会社 Sputtering target and production method thereof
WO2018169998A1 (en) 2017-03-13 2018-09-20 Materion Corporation Aluminum-scandium alloys with high uniformity and elemental content and articles thereof
CN107841639A (en) 2017-12-11 2018-03-27 基迈克材料科技(苏州)有限公司 Aluminium-scandium alloy target blankss and preparation method and application

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021107572A (en) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6869237B2 (en) Sputtering target and its manufacturing method
JP6461543B2 (en) Alloy target of aluminum and rare earth element and method for producing the same
KR102646469B1 (en) Cr-Si based sintered body
KR102152586B1 (en) Magnetic-material sputtering target and method for producing same
WO2021019992A1 (en) Sputtering target
JP7203064B2 (en) sputtering target
JP7203065B2 (en) sputtering target
TW201736319A (en) Oxide sintered body, sputtering target, and methods for making same
JP2022044768A (en) Sputtering target
JP7096291B2 (en) Sputtering target
JP2021152203A (en) Sputtering target
TWI837398B (en) sputtering target
TW202113096A (en) Sputtering target
KR20220157951A (en) Manufacturing method of Cr-Si-based sintered body, sputtering target, and thin film
JP2021025129A (en) Sputtering target
WO2021241522A1 (en) METAL-Si BASED POWDER, METHOD FOR PRODUCING SAME, METAL-Si BASED SINTERED BODY, SPUTTERING TARGET, AND METAL-Si BASED THIN FILM MANUFACTURING METHOD
WO2022004354A1 (en) Sputtering target and method for manufacturing same
EP3170916A1 (en) SPUTTERRING TARGET COMPRISING Al-Te-Cu-Zr-BASED ALLOY AND METHOD OF MANUFACTURING SAME

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220517

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220916

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: 20221213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7203064

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150