JPH06346232A - スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法Info
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- JPH06346232A JPH06346232A JP16651393A JP16651393A JPH06346232A JP H06346232 A JPH06346232 A JP H06346232A JP 16651393 A JP16651393 A JP 16651393A JP 16651393 A JP16651393 A JP 16651393A JP H06346232 A JPH06346232 A JP H06346232A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】金属基体上に、高融点物質と低融点金属との混
合造粒粉末を、プラズマ溶射することにより形成するこ
とを特徴とするスパッタリング用ターゲット。 【効果】均質で高密度で熱ショックにも強い複合系ター
ゲットであり、従来のような成形、加工、接合工程なし
に容易に短時間にスパッタリング用ターゲットの任意の
形状、構造に対応できる。
合造粒粉末を、プラズマ溶射することにより形成するこ
とを特徴とするスパッタリング用ターゲット。 【効果】均質で高密度で熱ショックにも強い複合系ター
ゲットであり、従来のような成形、加工、接合工程なし
に容易に短時間にスパッタリング用ターゲットの任意の
形状、構造に対応できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング用ター
ゲットおよびその製造方法に関するものである。
ゲットおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、スパッタリング法を用いた薄膜の
作製が盛んになっている。その薄膜の高性能化や高付加
価値化のため、ターゲットに対して２つ以上の成分から
なる複合系ターゲットが求められている。従来、ターゲ
ットを作製する方法として、溶融法、ホットプレス法、
常圧焼結法などが用いられている。しかしながら、高融
点金属やセラミックスのような融点の高い物質と、低融
点金属との複合系ターゲットを作製しようとすると、上
記従来の方法では、密度差による分離、融点の違いによ
る組成変化、低融点金属の融解による低融点金属物質の
流出などの問題のため、均一で高密度のターゲットが作
製できなかった。
作製が盛んになっている。その薄膜の高性能化や高付加
価値化のため、ターゲットに対して２つ以上の成分から
なる複合系ターゲットが求められている。従来、ターゲ
ットを作製する方法として、溶融法、ホットプレス法、
常圧焼結法などが用いられている。しかしながら、高融
点金属やセラミックスのような融点の高い物質と、低融
点金属との複合系ターゲットを作製しようとすると、上
記従来の方法では、密度差による分離、融点の違いによ
る組成変化、低融点金属の融解による低融点金属物質の
流出などの問題のため、均一で高密度のターゲットが作
製できなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
の要求に対して特願平３−１１５４６３にて、新しい加
圧成形による方法を提案した。しかしながら、最近で
は、要求されるターゲットも円筒形状のものや、ターゲ
ットの厚みを部分的に変化させたような高効率のターゲ
ットが必要とされている。前記の特願平３−１１５４６
３の方法では、高融点物質と低融点金属との混合粉末を
加圧成形してターゲットを得る方法であるため、種々の
形状、複雑な構造のターゲットの製作は困難であり、ま
た、原料混合、加圧成形、加工、ボンディングと長い工
程を通って製作されるので、大がかりな装置治具が必要
である。このため、任意の形状・構造に対応できるター
ゲットの製法が強く求められている。
の要求に対して特願平３−１１５４６３にて、新しい加
圧成形による方法を提案した。しかしながら、最近で
は、要求されるターゲットも円筒形状のものや、ターゲ
ットの厚みを部分的に変化させたような高効率のターゲ
ットが必要とされている。前記の特願平３−１１５４６
３の方法では、高融点物質と低融点金属との混合粉末を
加圧成形してターゲットを得る方法であるため、種々の
形状、複雑な構造のターゲットの製作は困難であり、ま
た、原料混合、加圧成形、加工、ボンディングと長い工
程を通って製作されるので、大がかりな装置治具が必要
である。このため、任意の形状・構造に対応できるター
ゲットの製法が強く求められている。
【０００４】本発明は、従来技術が有していた種々の問
題点を解決しようとするものであり、製作面や使用面か
らも自由度の高い高密度で有用なスパッタリング用ター
ゲットおよびその製造方法を提供することを目的するも
のである。
題点を解決しようとするものであり、製作面や使用面か
らも自由度の高い高密度で有用なスパッタリング用ター
ゲットおよびその製造方法を提供することを目的するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属基体上
に、高融点物質と低融点金属との混合造粒粉末を、プラ
ズマ溶射することにより形成することを特徴とするスパ
ッタリング用ターゲットを提供するものである。
に、高融点物質と低融点金属との混合造粒粉末を、プラ
ズマ溶射することにより形成することを特徴とするスパ
ッタリング用ターゲットを提供するものである。
【０００６】また本発明は、金属基体上にアンダコート
を形成し、次いで、高融点物質と低融点金属との混合造
粒粉末を非酸化雰囲気下の高温ガス中で半溶融状態にし
つつ、このガスにより該アンダコート上に輸送して被膜
を形成して製造することを特徴とするスパッタリング用
ターゲットの製造方法を提供するものである。
を形成し、次いで、高融点物質と低融点金属との混合造
粒粉末を非酸化雰囲気下の高温ガス中で半溶融状態にし
つつ、このガスにより該アンダコート上に輸送して被膜
を形成して製造することを特徴とするスパッタリング用
ターゲットの製造方法を提供するものである。
【０００７】本発明は、基本的に高融点物質と低融点金
属の混合造粒粉末を、プラズマ溶射装置を用いて、半溶
融状態にし、金属基体上に付着せしめ、直接スパッタリ
ング用ターゲットとなるターゲット層を形成するもので
ある。これによって成形する工程、種々の形状や複雑な
構造に加工する工程、ボンディング工程を必要としな
い。
属の混合造粒粉末を、プラズマ溶射装置を用いて、半溶
融状態にし、金属基体上に付着せしめ、直接スパッタリ
ング用ターゲットとなるターゲット層を形成するもので
ある。これによって成形する工程、種々の形状や複雑な
構造に加工する工程、ボンディング工程を必要としな
い。
【０００８】溶射粉末としては、一般に入手できるもの
を用いることができ、また、特に容易に入手できない複
雑な化合物の場合には、化学的合成あるいは固相反応を
利用して作製する。この粉末を粉砕または造粒して、さ
らに分級して溶射に適当な流動しやすい粒径に揃えるこ
とで利用できる。
を用いることができ、また、特に容易に入手できない複
雑な化合物の場合には、化学的合成あるいは固相反応を
利用して作製する。この粉末を粉砕または造粒して、さ
らに分級して溶射に適当な流動しやすい粒径に揃えるこ
とで利用できる。
【０００９】本発明における高融点物質としては、融点
が９００℃以上の物質が挙げられ、具体的には、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｎ
ｉ、およびＣｒからなる群から選ばれる少なくとも１種
の高融点金属や、あるいはその酸化物、炭化物、窒化
物、硼化物、珪化物などのうち融点が９００℃以上のも
のが挙げられる。また、本発明における低融点金属とし
ては、融点が７００℃以下の金属が挙げられ、代表的な
ものとして、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＡｌ（順に、融
点１５６℃、２３２℃、４２０℃、６６０℃）からなる
群から選ばれる少なくとも１種などが挙げられる。
が９００℃以上の物質が挙げられ、具体的には、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｎ
ｉ、およびＣｒからなる群から選ばれる少なくとも１種
の高融点金属や、あるいはその酸化物、炭化物、窒化
物、硼化物、珪化物などのうち融点が９００℃以上のも
のが挙げられる。また、本発明における低融点金属とし
ては、融点が７００℃以下の金属が挙げられ、代表的な
ものとして、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＡｌ（順に、融
点１５６℃、２３２℃、４２０℃、６６０℃）からなる
群から選ばれる少なくとも１種などが挙げられる。
【００１０】本発明で用いる高融点物質と低融点金属の
混合造粒粉末は、次の方法で作製することができる。例
えば、高融点物質として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ等の炭化物、窒
化物、硼化物、珪化物などの非酸化物を得る場合には、
必要に応じて、酸化物を還元するためのカーボン粉末や
Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等の粉末を混合したものを化学的合
成、あるいは固相反応を利用した高温雰囲気炉中で熱処
理することにより、塊状の単一系あるいは複合系の粉末
が得られる。
混合造粒粉末は、次の方法で作製することができる。例
えば、高融点物質として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ等の炭化物、窒
化物、硼化物、珪化物などの非酸化物を得る場合には、
必要に応じて、酸化物を還元するためのカーボン粉末や
Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等の粉末を混合したものを化学的合
成、あるいは固相反応を利用した高温雰囲気炉中で熱処
理することにより、塊状の単一系あるいは複合系の粉末
が得られる。
【００１１】この粉末を粉砕して、１０μｍ以下の粒度
とする。この粉末に１０μｍ以下の粒度の低融点金属粉
末を均一に混合する。その後、エタノール等の有機溶媒
を用いて、スプレイドライヤーにて２０〜１００μｍ程
度の粒径に揃えることにより溶射に適した粉末を得る。
１００μｍより大きいと高温プラズマガス中で半溶融状
態にしにくく、また、２０μｍより小さいと、溶射時
に、高温プラズマガス中に分散してしまい、金属基体上
に付着しにくくなる。
とする。この粉末に１０μｍ以下の粒度の低融点金属粉
末を均一に混合する。その後、エタノール等の有機溶媒
を用いて、スプレイドライヤーにて２０〜１００μｍ程
度の粒径に揃えることにより溶射に適した粉末を得る。
１００μｍより大きいと高温プラズマガス中で半溶融状
態にしにくく、また、２０μｍより小さいと、溶射時
に、高温プラズマガス中に分散してしまい、金属基体上
に付着しにくくなる。
【００１２】金属基体としては、ステンレスや銅など種
々の金属の平板あるいは、円筒状の形状のものが使用で
きる。ターゲット材料となる高融点物質と低融点金属と
の混合造粒粉末のプラズマ溶射に先だって、密着性向上
のため、その金属基体の表面をＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＣの砥
粒を用いてサンドブラストするなどして、基体表面を荒
しておくことが好ましい。あるいはまた、これらの金属
基体の表面をＶ溝状やネジ状に加工した後、Ａｌ2 Ｏ3
やＳｉＣ砥粒を用いて、サンドブラストにより定着性を
向上させることも好ましい。
々の金属の平板あるいは、円筒状の形状のものが使用で
きる。ターゲット材料となる高融点物質と低融点金属と
の混合造粒粉末のプラズマ溶射に先だって、密着性向上
のため、その金属基体の表面をＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＣの砥
粒を用いてサンドブラストするなどして、基体表面を荒
しておくことが好ましい。あるいはまた、これらの金属
基体の表面をＶ溝状やネジ状に加工した後、Ａｌ2 Ｏ3
やＳｉＣ砥粒を用いて、サンドブラストにより定着性を
向上させることも好ましい。
【００１３】また、本発明においては、前記金属基体
と、高融点物質と低融点金属との混合造粒粉末をプラズ
マ溶射することにより金属基体上に形成される被膜との
間にアンダコートを有することができる。
と、高融点物質と低融点金属との混合造粒粉末をプラズ
マ溶射することにより金属基体上に形成される被膜との
間にアンダコートを有することができる。
【００１４】金属基体表面を荒した後に、アンダコート
層を形成することにより、溶射するターゲット材料と金
属基体との熱膨脹差を緩和し、また機械的、熱的な衝撃
による剥離にも耐えるよう密着力を高めるためことがで
きる。
層を形成することにより、溶射するターゲット材料と金
属基体との熱膨脹差を緩和し、また機械的、熱的な衝撃
による剥離にも耐えるよう密着力を高めるためことがで
きる。
【００１５】かかるアンドコートとしては、金属基体と
ターゲットとなる材料との中間の熱膨脹係数を有する金
属または合金からなる層（以下Ａ層という）およびター
ゲットとなる材料に近い熱膨張係数を有する金属または
合金からなる層（以下Ｂ層という）からなる群から選ば
れる少なくとも１層を形成するのが好ましい。特に両方
の層を形成し、金属基体／Ａ層／Ｂ層／ターゲット材料
被膜層という構成とするのが最適である。
ターゲットとなる材料との中間の熱膨脹係数を有する金
属または合金からなる層（以下Ａ層という）およびター
ゲットとなる材料に近い熱膨張係数を有する金属または
合金からなる層（以下Ｂ層という）からなる群から選ば
れる少なくとも１層を形成するのが好ましい。特に両方
の層を形成し、金属基体／Ａ層／Ｂ層／ターゲット材料
被膜層という構成とするのが最適である。
【００１６】アンダコート層がＡ層あるいはＢ層だけで
あっても、金属や合金は弾性が高く脆さが小さいので、
ターゲットとなる被膜層の金属基体への密着力を高める
ことができる。Ｂ層の熱膨脹係数は、ターゲットとなる
被膜層の熱膨脹係数±２×１０-6／℃の範囲内であるこ
とが最適である。
あっても、金属や合金は弾性が高く脆さが小さいので、
ターゲットとなる被膜層の金属基体への密着力を高める
ことができる。Ｂ層の熱膨脹係数は、ターゲットとなる
被膜層の熱膨脹係数±２×１０-6／℃の範囲内であるこ
とが最適である。
【００１７】アンダコートの材料としては、Ｍｏ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ、Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙなどの導電性粉末を用いることができ
る。アンダコートの膜厚は、それぞれ３０〜１００μｍ
程度が好ましい。
ｉ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ、Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙなどの導電性粉末を用いることができ
る。アンダコートの膜厚は、それぞれ３０〜１００μｍ
程度が好ましい。
【００１８】前述の高融点物質と低融点金属との混合造
粒粉末を、高温プラズマガス中、好ましくはＡｒ、Ａｒ
＋Ｈ2 、Ｎ2 などの非酸化雰囲気下での高温プラズマガ
ス中で、半溶融状態にしつつこのガスにより上記アンダ
コート上に輸送して付着させ、スパッタすべきターゲッ
トとなる被膜層を形成する。特にこれは、高温プラズマ
ガス中、好ましくは非酸化雰囲気下での高温プラズマ中
で行うプラズマ溶射法により形成するのが好ましい。上
記アンダコートを挿入することにより、膜厚が２〜５ｍ
ｍ以上の安定なターゲット被膜層を形成することができ
る。
粒粉末を、高温プラズマガス中、好ましくはＡｒ、Ａｒ
＋Ｈ2 、Ｎ2 などの非酸化雰囲気下での高温プラズマガ
ス中で、半溶融状態にしつつこのガスにより上記アンダ
コート上に輸送して付着させ、スパッタすべきターゲッ
トとなる被膜層を形成する。特にこれは、高温プラズマ
ガス中、好ましくは非酸化雰囲気下での高温プラズマ中
で行うプラズマ溶射法により形成するのが好ましい。上
記アンダコートを挿入することにより、膜厚が２〜５ｍ
ｍ以上の安定なターゲット被膜層を形成することができ
る。
【００１９】また前述のアンダコートを形成する際も、
高温プラズマガス中、好ましくは非酸化雰囲気下での高
温プラズマ中においてプラズマ溶射法により形成するの
が好ましい。ターゲットとなる被膜層を非酸化雰囲気下
での高温ガス中で、半溶融状態にしつつアンダコート上
に付着させて、ターゲット被膜層を形成する場合には、
ターゲット被膜層形成中のターゲット粉末の酸化が少な
く、化学組成、鉱物組成の変動も少なく均質で高密度
な、ターゲット被膜層を形成することができる。
高温プラズマガス中、好ましくは非酸化雰囲気下での高
温プラズマ中においてプラズマ溶射法により形成するの
が好ましい。ターゲットとなる被膜層を非酸化雰囲気下
での高温ガス中で、半溶融状態にしつつアンダコート上
に付着させて、ターゲット被膜層を形成する場合には、
ターゲット被膜層形成中のターゲット粉末の酸化が少な
く、化学組成、鉱物組成の変動も少なく均質で高密度
な、ターゲット被膜層を形成することができる。
【００２０】
【作用】このようにして作製したスパッタリング用ター
ゲットは、ターゲット物質からターゲット金属基体、さ
らにはカソード電極への熱伝導もよく、また強固にター
ゲット金属基体上に密着しているので、成膜速度を上げ
るための高いスパッタパワーをかけた場合でも、冷却が
十分に行われ、急激な熱ショックによるターゲット層の
剥離、割れもなく、単位面積当りに大きな電力を投入す
ることが可能である。
ゲットは、ターゲット物質からターゲット金属基体、さ
らにはカソード電極への熱伝導もよく、また強固にター
ゲット金属基体上に密着しているので、成膜速度を上げ
るための高いスパッタパワーをかけた場合でも、冷却が
十分に行われ、急激な熱ショックによるターゲット層の
剥離、割れもなく、単位面積当りに大きな電力を投入す
ることが可能である。
【００２１】またターゲット被膜層の侵食ゾーンが薄く
なっても、これらの薄くなった部分に、同じ物質のター
ゲット被膜層を溶射することにより、元の状態に容易に
再生することもできる。さらにターゲット層の厚みに場
所による分布をもたせることも容易に可能であり、それ
によってターゲット表面での磁界の強さや温度分布をも
たせて生成する薄膜の厚み分布をコントロールすること
もできる。さらに、本発明のスパッタリング用ターゲッ
トは、マグネトロンスパッタにてＤＣ、ＲＦの両者のス
パッタリング装置を用いることが可能であり、高速成
膜、ターゲット使用効率も大であり、安定して成膜でき
る。
なっても、これらの薄くなった部分に、同じ物質のター
ゲット被膜層を溶射することにより、元の状態に容易に
再生することもできる。さらにターゲット層の厚みに場
所による分布をもたせることも容易に可能であり、それ
によってターゲット表面での磁界の強さや温度分布をも
たせて生成する薄膜の厚み分布をコントロールすること
もできる。さらに、本発明のスパッタリング用ターゲッ
トは、マグネトロンスパッタにてＤＣ、ＲＦの両者のス
パッタリング装置を用いることが可能であり、高速成
膜、ターゲット使用効率も大であり、安定して成膜でき
る。
【００２２】
実施例１ 高融点物質として、Ｓｉ粉末（平均粒径２μｍ、平均粒
径とは累積頻度分布が５０％となる粒径のことをいう。
以下同じ）と、低融点金属としてＳｎ粉末（平均粒径２
μｍ）を、５０ｖｏｌ％（全量５ｋｇ）となるように、
エタノールを媒体にしてポットミルで湿式混合し、これ
を防曝式スプレイドライヤーを用いて造粒し、２０〜１
００μｍの粒径のＳｉ−Ｓｎ粉末を得た。
径とは累積頻度分布が５０％となる粒径のことをいう。
以下同じ）と、低融点金属としてＳｎ粉末（平均粒径２
μｍ）を、５０ｖｏｌ％（全量５ｋｇ）となるように、
エタノールを媒体にしてポットミルで湿式混合し、これ
を防曝式スプレイドライヤーを用いて造粒し、２０〜１
００μｍの粒径のＳｉ−Ｓｎ粉末を得た。
【００２３】内径５０．５ｍｍφ×外径６７．５ｍｍφ
×長さ４０６ｍｍの銅製円筒状ターゲットホルダーを旋
盤に取付け、その外表面をＡｌ2 Ｏ3 砥粒を用いてサン
ドブラストにより表面を荒し粗面の状態にした。次にア
ンダコートとして、Ｎｉ−Ａｌ（８：２）の合金粉末
を、非酸化雰囲気下でプラズマ溶射（メコト溶射機を使
用）し、膜厚５０μｍの被膜を施した。この非酸化雰囲
気下のプラズマ溶射は、溶射ガンと円筒状ターゲットホ
ルダーを金属製のシールドボックスにより囲い、その中
にＡｒガスをスパイラル状にフローさせた雰囲気下で行
った。プラズマガスにはＡｒ−Ｈ2 ガスを用い、毎分４
２．５リットルの流量とし、また、７００Ａ、３５ｋＶ
のパワーで印加を行い、１００００〜２００００℃のＡ
ｒ−Ｈ2 ガスプラズマにより、Ｎｉ−Ａｌ（８：２、重
量比）の合金粉末を瞬時的に加熱し、ガスと共にターゲ
ットホルダーに輸送し、そこで凝集させて行った。ター
ゲットホルダーを旋盤にて回転させながらプラズマ溶射
ガンを左右に動かす操作を何度も繰返してアンダコート
を形成した。
×長さ４０６ｍｍの銅製円筒状ターゲットホルダーを旋
盤に取付け、その外表面をＡｌ2 Ｏ3 砥粒を用いてサン
ドブラストにより表面を荒し粗面の状態にした。次にア
ンダコートとして、Ｎｉ−Ａｌ（８：２）の合金粉末
を、非酸化雰囲気下でプラズマ溶射（メコト溶射機を使
用）し、膜厚５０μｍの被膜を施した。この非酸化雰囲
気下のプラズマ溶射は、溶射ガンと円筒状ターゲットホ
ルダーを金属製のシールドボックスにより囲い、その中
にＡｒガスをスパイラル状にフローさせた雰囲気下で行
った。プラズマガスにはＡｒ−Ｈ2 ガスを用い、毎分４
２．５リットルの流量とし、また、７００Ａ、３５ｋＶ
のパワーで印加を行い、１００００〜２００００℃のＡ
ｒ−Ｈ2 ガスプラズマにより、Ｎｉ−Ａｌ（８：２、重
量比）の合金粉末を瞬時的に加熱し、ガスと共にターゲ
ットホルダーに輸送し、そこで凝集させて行った。ター
ゲットホルダーを旋盤にて回転させながらプラズマ溶射
ガンを左右に動かす操作を何度も繰返してアンダコート
を形成した。
【００２４】次に、上述のＳｉ−Ｓｎ粉末を用いて、同
様のプラズマ溶射法によって最終厚み３ｍｍのＳｉ−Ｓ
ｎで被覆した回転カソードターゲットを得た。このター
ゲット層の相対密度は９３％となっていた。また、ター
ゲット層中のＯ2 含有量は０．８ｗｔ％であった。
様のプラズマ溶射法によって最終厚み３ｍｍのＳｉ−Ｓ
ｎで被覆した回転カソードターゲットを得た。このター
ゲット層の相対密度は９３％となっていた。また、ター
ゲット層中のＯ2 含有量は０．８ｗｔ％であった。
【００２５】このようにして得られたＳｉ−Ｓｎ系の回
転カソードターゲットをマグネトロンスパッタ装置に装
填し、ガラス基板上にＳｉ−Ｓｎ複合酸化物薄膜を作成
した。形成条件は、Ａｒ＋Ｏ2 の混合雰囲気中で１×１
０-3〜１×１０-2Ｔｏｒｒ程度の真空中でスパッタし、
１０００Åの透明な非晶質酸化物膜を得た。この非晶質
膜の化学組成Ｓｉ／Ｓｎ比は、ターゲット層の化学組成
Ｓｉ／Ｓｎ比と同一であった。スパッター中は異常放電
もなく、ターゲットの破損も認められなかった。
転カソードターゲットをマグネトロンスパッタ装置に装
填し、ガラス基板上にＳｉ−Ｓｎ複合酸化物薄膜を作成
した。形成条件は、Ａｒ＋Ｏ2 の混合雰囲気中で１×１
０-3〜１×１０-2Ｔｏｒｒ程度の真空中でスパッタし、
１０００Åの透明な非晶質酸化物膜を得た。この非晶質
膜の化学組成Ｓｉ／Ｓｎ比は、ターゲット層の化学組成
Ｓｉ／Ｓｎ比と同一であった。スパッター中は異常放電
もなく、ターゲットの破損も認められなかった。
【００２６】実施例２ 高融点物質としてＣｒ粉末（平均粒径２μｍ）と低融点
金属としてＡｌ粉末（平均粒径２μｍ）を７０ｖｏｌ％
となるようにエタノールを媒体として、ポットミルで湿
式混合し、これを防曝式スプレイドライヤーを用いて造
粒し、２０〜１００μｍの粒径のＣｒ−Ａｌ粉末を得
た。
金属としてＡｌ粉末（平均粒径２μｍ）を７０ｖｏｌ％
となるようにエタノールを媒体として、ポットミルで湿
式混合し、これを防曝式スプレイドライヤーを用いて造
粒し、２０〜１００μｍの粒径のＣｒ−Ａｌ粉末を得
た。
【００２７】以下実施例１と同様にして、プラズマ溶射
し、回転カソードターゲットを得た。このＣｒ−Ａｌ系
のターゲット層の相対密度は９１．５％で、Ｏ2 含有量
は１．０ｗｔ％であった。そしてこの回転ターゲットを
用い、スパッタ装置で成膜した。その結果、１０００Å
の厚さのＣｒ−Ａｌ複合酸化物薄膜を得た。この薄膜の
化学組成Ｃｒ／Ａｌ比は、ターゲット層の化学組成Ｃｒ
／Ａｌ比と同一組成であり、異常放電もなく、安定して
成膜でき、パワーアップしても何ら破損は認められなか
った。
し、回転カソードターゲットを得た。このＣｒ−Ａｌ系
のターゲット層の相対密度は９１．５％で、Ｏ2 含有量
は１．０ｗｔ％であった。そしてこの回転ターゲットを
用い、スパッタ装置で成膜した。その結果、１０００Å
の厚さのＣｒ−Ａｌ複合酸化物薄膜を得た。この薄膜の
化学組成Ｃｒ／Ａｌ比は、ターゲット層の化学組成Ｃｒ
／Ａｌ比と同一組成であり、異常放電もなく、安定して
成膜でき、パワーアップしても何ら破損は認められなか
った。
【００２８】実施例３ 高融点物質としてＳｉ粉末（平均粒径２μｍ）と低融点
金属としてＺｎ粉末（平均粒径２μｍ）を５ｖｏｌ％と
なるようにエタノールを媒体としポットミルで湿式混合
し、これを防曝式スプレイドライヤーを用いて造粒し２
０〜１００μｍの粒径のＳｉ−Ｚｎ粉末を得た。
金属としてＺｎ粉末（平均粒径２μｍ）を５ｖｏｌ％と
なるようにエタノールを媒体としポットミルで湿式混合
し、これを防曝式スプレイドライヤーを用いて造粒し２
０〜１００μｍの粒径のＳｉ−Ｚｎ粉末を得た。
【００２９】ターゲットホルダーとして直径６インチの
プレーナーターゲットホルダーを用い実施例１と同様に
してプラズマ溶射して５ｍｍ厚みのＳｉ−Ｚｎ系被膜を
得た。ただし、アンダコートとして第１層には、Ｎｉ−
Ａｌ（８：２）の合金粉末と第２層のアンダコートとし
てＭｏ金属粉末をそれぞれ５０μｍ厚みの被膜を施し
た。このターゲット層の相対密度は９０％でＯ2 含有量
は０．９ｗｔ％であった。
プレーナーターゲットホルダーを用い実施例１と同様に
してプラズマ溶射して５ｍｍ厚みのＳｉ−Ｚｎ系被膜を
得た。ただし、アンダコートとして第１層には、Ｎｉ−
Ａｌ（８：２）の合金粉末と第２層のアンダコートとし
てＭｏ金属粉末をそれぞれ５０μｍ厚みの被膜を施し
た。このターゲット層の相対密度は９０％でＯ2 含有量
は０．９ｗｔ％であった。
【００３０】そして実施例１と同様にして、マグネトロ
ンスパッタ装置で成膜し、１０００ÅのＳｉ−Ｚｎの複
合酸化物薄膜を得た。この薄膜の化学組成はターゲット
層の化学組成と同一であった。スパッタ中はアーキング
も発生せず安定して成膜でき、パワーアップしても何ら
破損や剥離は認められなかった。
ンスパッタ装置で成膜し、１０００ÅのＳｉ−Ｚｎの複
合酸化物薄膜を得た。この薄膜の化学組成はターゲット
層の化学組成と同一であった。スパッタ中はアーキング
も発生せず安定して成膜でき、パワーアップしても何ら
破損や剥離は認められなかった。
【００３１】
【発明の効果】本発明による高融点物質と低融点金属と
からなるスパッタリング用ターゲットは、均質で高密度
で熱ショックにも強い複合系ターゲットであり、従来の
ような成形加工、接合などの製造設備を必要とせず成
形、加工、接合工程なしに容易に短時間にスパッタリン
グ用ターゲットの任意の形状、構造に対応できる。本発
明のスパッタリング用ターゲットを用いることにより、
非反応性、または反応性スパッタリングにより合金薄
膜、複合酸化物、複合窒化物や複合炭化物などの複合系
薄膜を容易に成膜できる。
からなるスパッタリング用ターゲットは、均質で高密度
で熱ショックにも強い複合系ターゲットであり、従来の
ような成形加工、接合などの製造設備を必要とせず成
形、加工、接合工程なしに容易に短時間にスパッタリン
グ用ターゲットの任意の形状、構造に対応できる。本発
明のスパッタリング用ターゲットを用いることにより、
非反応性、または反応性スパッタリングにより合金薄
膜、複合酸化物、複合窒化物や複合炭化物などの複合系
薄膜を容易に成膜できる。
【００３２】また、本発明のスパッタリングターゲット
は、使用後、消費した部分に、同組成の新しいターゲッ
ト物質の溶射粉末を溶射することによりターゲットを再
生することができ、経済的にも有用である。本発明のス
パッタリングターゲットを用いれば、スパッタ時の冷却
効率も高く、スパッタパワーを高くしてもターゲットの
亀裂や破損がないため、低温で安定して高速成膜が可能
となり、建築用や自動車用の大面積ガラス等の生産性が
著しく向上し、ターゲット使用効率も高くなるなど工業
的価値は多大である。
は、使用後、消費した部分に、同組成の新しいターゲッ
ト物質の溶射粉末を溶射することによりターゲットを再
生することができ、経済的にも有用である。本発明のス
パッタリングターゲットを用いれば、スパッタ時の冷却
効率も高く、スパッタパワーを高くしてもターゲットの
亀裂や破損がないため、低温で安定して高速成膜が可能
となり、建築用や自動車用の大面積ガラス等の生産性が
著しく向上し、ターゲット使用効率も高くなるなど工業
的価値は多大である。
Claims (8)
- 【請求項１】金属基体上に、高融点物質と低融点金属と
の混合造粒粉末を、プラズマ溶射することにより形成す
ることを特徴とするスパッタリング用ターゲット。 - 【請求項２】前記高融点物質が、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈ
ｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｎｉ、およびＣｒか
らなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいはその酸
化物、炭化物、窒化物、硼化物、珪化物であり、かつ、
前記低融点金属が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＡｌから
なる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴と
する請求項１記載のスパッタリング用ターゲット。 - 【請求項３】前記金属基体と、高融点物質と低融点金属
との混合造粒粉末をプラズマ溶射することにより金属基
体上に形成される被膜との間にアンダコートを有するこ
とを特徴とする請求項１または２記載のスパッタリング
用ターゲット。 - 【請求項４】前記アンダコートが、前記金属基体の熱膨
張係数と、前記高融点物質と低融点金属との混合物の熱
膨張係数との中間の熱膨張係数を有する層、および該混
合物に近似した熱膨張係数を有する層からなる群から選
ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項１
〜３いずれか１項記載のスパッタリング用ターゲット。 - 【請求項５】金属基体上にアンダコートを形成し、次い
で、高融点物質と低融点金属との混合造粒粉末を非酸化
雰囲気下の高温ガス中で半溶融状態にしつつ、このガス
により該アンダコート上に輸送して被膜を形成して製造
することを特徴とするスパッタリング用ターゲットの製
造方法。 - 【請求項６】前記高融点物質が、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈ
ｆ、Ｍｏ、Ｗ、ＮＰ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｎｉ、およびＣｒか
らなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいはその酸
化物、炭化物、窒化物、硼化物、珪化物であり、かつ、
前記低融点金属が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＡｌから
なる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴と
する請求項５記載のスパッタリング用ターゲットの製造
方法。 - 【請求項７】前記アンダコートが、前記金属基体の熱膨
張係数と、前記高融点物質と低融点金属との混合物の熱
膨張係数との中間の熱膨張係数を有する層、および該混
合物に近似した熱膨張係数を有する層からなる群から選
ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項５
または６記載のスパッタリング用ターゲットの製造方
法。 - 【請求項８】前記アンダコートが、プラズマ溶射法によ
り形成されることを特徴とする請求項５〜７いずれか１
項記載のスパッタリング用ターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651393A JPH06346232A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651393A JPH06346232A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346232A true JPH06346232A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15832727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16651393A Pending JPH06346232A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06346232A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003264307A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
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| WO2006117145A2 (en) | 2005-05-05 | 2006-11-09 | H.C. Starck Gmbh | Coating process for manufacture or reprocessing of sputter targets and x-ray anodes |
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| KR20200029109A (ko) * | 2018-09-08 | 2020-03-18 | 바짐테크놀로지 주식회사 | 박막 증착용 스퍼터링 타겟 조성물 및 이의 제조방법 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP16651393A patent/JPH06346232A/ja active Pending
Cited By (26)
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