JP7394781B2 - ターゲット及びターゲットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の物理気相成長のためのターゲットは、上述の化学組成の理論密度の90%超、好ましくは95%超の密度を有している。
また、本発明の物理気相成長のためのターゲットにおいて、二ホウ化タンタル(TaB 2 )及び/又はホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )及び/又は二ホウ化タンタル(TaB 2 )とホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )との混合相からの前記混合物の粒子の平均粒径は、10マイクロメートル未満、好ましくは3マイクロメートル未満である。
-二ホウ化タンタル(TaB2)及びホウ化タングステン(WB2及び/又はW2B5)からなる混合物95モル%~100モル%と、
-必要に応じて炭素(C)0.01モル%~5モル%と
からなる。
本発明のターゲットにおいて、二ホウ化タンタル(TaB 2 )及び/又はホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )及び/又は二ホウ化タンタル(TaB 2 )とホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )との混合相からの前記混合物における、タンタル(Ta)対タングステン(W)のモル比が、1:99~99:1の範囲があることが好ましく、10:90~90:10の範囲にあることがより好ましい。
-粒径d50値が2.5μmのTaB2
-粒径d50値が9.4μmのWB2及び/又はW2B5
-粒径が6μm未満の黒鉛粉末。
本発明のターゲットにおいて、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ホウ素(B)及び炭素(C)以外の必要に応じて存在する化学元素が、二ホウ化タンタル(TaB 2 )及び/又はホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )及び/又は二ホウ化タンタル(TaB 2 )とホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )との混合相からの前記混合物の組織中に溶解しており、X線撮影で別個の相として検出され得ないことが好ましい。
本発明によれば、物理気相成長用のターゲットの製造方法であって、
-粉末形態で存在する二ホウ化タンタル(TaB 2 )、粉末形態で存在するホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )並びに
-必要に応じて粉末状の炭素(炭素が不純物として存在していない場合)
が、混合され、必要に応じて機械的に粉砕され、そのようにして作られた粉末バッチが、成形金型内で熱間プレス又はスパークプラズマ焼結(SPS)により圧縮される、
製造方法において、
前記粉末バッチが、
-二ホウ化タンタル(TaB 2 )及びホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )からの混合物95モル%~100モル%、及び
-必要に応じて、炭素(C)0.01モル%~5モル%
からなること、ここで、金属純度について、二ホウ化タンタル(TaB 2 )及びホウ化タングステン(WB 2 及び/又はW 2 B 5 )からなる前記混合物並びに炭素(C)からの合計が、少なくとも99.8モル%であること、
並びに
前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結(SPS)が、少なくとも1,750℃、好ましくは少なくとも1,850℃、特に好ましくは少なくとも1,950℃、の温度で行なわれること、を
特徴とする、製造方法が提供される。
Claims (15)
- 物理気相成長用のターゲットであって、
以下の化学組成:
-以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方))との混合相]のうちの少なくとも2つからなる混合物95モル%~99.99モル%、並びに
-炭素(C)0.01モル%~5モル%
を有し、
ここで、金属純度について、以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のうちの少なくとも2つからなる前記混合物、並びに炭素(C)からの合計が、99.8モル%~100モル%であり、
且つ以下の物理的特性を有する、
物理気相成長用のターゲット。
-密度が、先に定義した化学組成の理論密度の90%超であり、
-以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のうちの少なくとも2つからなる前記混合物の粒子の平均粒径が、10マイクロメートル未満である。 - 以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]以外のホウ化物の含有量が0.01モル%未満である請求項1に記載のターゲット。
- 以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のうちの少なくとも2つからなる前記混合物における、タンタル(Ta)対タングステン(W)のモル比が、1:99~99:1の範囲にある請求項1又は2に記載のターゲット。
- 炭素(C)が黒鉛の形態で存在する、請求項1~3のいずれか1項に記載のターゲット。
- 以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のみがX線撮影で識別可能な相の形態で存在する、請求項1~4のいずれか1項に記載のターゲット。
- 以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のうちの1つ以上が、前記ターゲット中に均質に存在しており、そのため、それぞれ少なくとも1mm2のサイズの正方形又は円形の異なる測定領域を少なくとも5つ選んだ場合、前記それぞれの測定領域の表面で決定される平均化学組成が、選ばれた全測定領域から計算される平均化学組成から、20%よりも多くは逸脱していない、請求項1~5のいずれか1項に記載のターゲット。
- 前記ターゲットのX線撮影検査において、優先的な結晶学的粒子配向を有しない等方性構造が確認でき、その際、以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のうちの少なくとも1つの化合物の粒子のアスペクト比が、1.5未満である、請求項1~6のいずれか1項に記載のターゲット。
- タンタル(Ta)、タングステン(W)、ホウ素(B)及び炭素(C)以外の化学元素が、以下の化合物(1)~(3)[(1)二ホウ化タンタル(TaB2)、(2)ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)、及び(3)二ホウ化タンタル(TaB2)とホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)との混合相]のうちの少なくとも2つからなる前記混合物の組織中に溶解しており、X線撮影で別個の相として検出され得ない、
請求項1~7のいずれか1項に記載のターゲット。 - 前記ターゲットのHV30ビッカース硬さが、1800HV30超である、請求項1~8のいずれか1項に記載のターゲット。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の物理気相成長用のターゲットの製造方法であって、
-粉末形態で存在する二ホウ化タンタル(TaB2)及び粉末形態で存在するホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)が、混合され、そのようにして作られた粉末バッチが、成形金型内で熱間プレス又はスパークプラズマ焼結(SPS)により圧縮される、
製造方法において、
前記粉末バッチが、
-二ホウ化タンタル(TaB2)及びホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)からの混合物95モル%~99.99モル%、並びに
-炭素(C)0.01モル%~5モル%
からなること、ここで、金属純度について、二ホウ化タンタル(TaB2)及びホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)からなる前記混合物並びに炭素(C)からの合計が、99.8モル%~100モル%であること、
及び
前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結(SPS)が、少なくとも1,750℃の温度で行なわれることを
特徴とする、製造方法。 - 炭素が、二ホウ化タンタル(TaB2)の相又はホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)の相のうちの一方又は双方の不純物の形態で、存在していない場合、粉末形態で存在する二ホウ化タンタル(TaB2)及び粉末形態で存在するホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)に粉末状の炭素が混合される請求項10に記載の製造方法。
- 二ホウ化タンタル(TaB2)、ホウ化タングステン(二ホウ化タングステン(WB2)及び五ホウ化二タングステン(W2B5)のいずれか一方又は両方)及び炭素の混合物が機械的に粉砕されて前記粉末バッチが作られる請求項10又は11の製造方法。
- 前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結(SPS)が、少なくとも20MPaの圧力で行なわれる、請求項10~12のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結(SPS)が、真空中又は不活性保護ガス雰囲気中で行なわれる、請求項10~13のいずれか1項に記載の製造方法。
- 基材上に薄層を堆積するための物理気相成長法(PVD)における、請求項1~9のいずれか1項に記載のターゲットの使用。
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