JPH07316800A - スパッタリング用ターゲット及びその製造方法 - Google Patents

スパッタリング用ターゲット及びその製造方法

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JPH07316800A
JPH07316800A JP13140094A JP13140094A JPH07316800A JP H07316800 A JPH07316800 A JP H07316800A JP 13140094 A JP13140094 A JP 13140094A JP 13140094 A JP13140094 A JP 13140094A JP H07316800 A JPH07316800 A JP H07316800A
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JP
Japan
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target
cadmium telluride
purity
crystal
sputtering
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JP13140094A
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Satoshi Oraku
智 大楽
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 CdとTeとの合計量が99.99重量%以
上であり、残部が不可避不純物である高純度テルル化カ
ドミウム結晶からなるスパッタリング用ターゲット。純
度99.9999重量%以上のカドミウム原料及びテル
ル原料を、それらに含まれるCdとTeのモル比(Cd
/Te)が0.99〜0.99999となるように混合
し、溶融法によりテルル化カドミウムの結晶育成を行う
ことを特徴とする、前記スパッタリング用ターゲットの
製造方法。 【効果】 本発明のターゲットを用いてスパッタリング
を行うと、比抵抗値のばらつきが少なく、表面に微小な
凹凸のない薄膜を再現性よく形成することができる。ま
た、本発明の製造方法によれば、上記のターゲットを安
定的に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング法によ
り成膜する際に使用される、テルル化カドミウム結晶か
らなるターゲット及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ファクシミリ等の読み取り部な
どに用いられる光電変換膜としては、テルル化カドミウ
ム薄膜が使用されている。それらの薄膜は、主にスパッ
タリング法により形成されており、その際使用されるス
パッタリング用ターゲットとしてのテルル化カドミウム
結晶は粉末冶金法により製造されている。すなわち、粉
末のテルル原料とカドミウム原料とを適当な組成に混合
し、加圧成形した後、不活性ガス等の雰囲気中で加熱し
て焼結させることによって製造されている。
【0003】例えば、特開昭62−13569号公報に
は、原料粉末を冷間静水圧プレスを用いて加圧成形して
圧粉体とした後、該圧粉体を焼結することにより製造す
る方法が開示されている。また、特開平2−17096
9号公報には、原料粉末を合金化してボールミルを用い
て粉砕した後、ホットプレス法により加圧焼結すること
により製造する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような粉末冶金法により得られたテルル化カドミウムに
は、例えば、Ag、Al、B、Cu、Fe、Mg、N
i、Pb、Si、Sn、Ti等の不純物が種々の濃度で
混在していることが分光分析により確認されたが、それ
らの不純物の含有量を低減するのは粉末冶金法では極め
て困難である。そのような不純物が混在したテルル化カ
ドミウム結晶をターゲットとしてスパッタリングを行う
と、形成される薄膜中にも不純物が混在することから、
該薄膜の比抵抗値に4桁程度のばらつきが存在する。ま
た、前記薄膜の表面には、不純物によるものと考えられ
るが、微小な凹凸が発生する場合があり、歩留りが低下
するという問題もある。
【0005】従って、本発明の課題は、本発明は、不純
物の含有量が低減された高純度テルル化カドミウム結晶
からなるスパッタリング用ターゲット及びそのようなタ
ーゲットを製造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、CdとTeとの合計量が99.99重量
%以上であり、残部が不可避不純物である高純度テルル
化カドミウム結晶からなるスパッタリング用ターゲット
を提供する。
【0007】また、本発明は、純度99.9999重量
%以上のカドミウム原料及びテルル原料を、それらに含
まれるCdとTeのモル比(Cd/Te)が0.99〜
0.99999となるように混合し、溶融法によりテル
ル化カドミウムの結晶育成を行うことを特徴とする、上
記の高純度テルル化カドミウム結晶からなるスパッタリ
ング用ターゲットの製造方法を提供する。
【0008】本発明のターゲットは、CdとTeとが合
計99.99重量%以上含まれ、残部が不可避不純物か
らなる高純度のテルル化カドミウム結晶からなる。Cd
及びTeは、例えば、公知の湿式分析法により測定され
る。特に、本発明のターゲットは、発光分光分析法によ
り測定される表1に示す各不可避不純物の含有量がそれ
ぞれ表1に示す許容値未満である結晶からなる。
【0009】
【表1】
【0010】また、粉末冶金法により得られる焼結テル
ル化カドミウムには、Ag,Al,B,Cu,Fe,M
g,Ni,Pb,Si,Sn及びTiの不純物元素が含
有されているが、本発明のターゲットは、それらの不純
物元素の総和は20ppm以下である。
【0011】本発明のターゲットに用いられるテルル化
カドミウム結晶は、純度99.9999重量%以上のカ
ドミウム原料と、純度99.9999重量%以上のテル
ル原料を、それらに含まれるCdとTeのモル比(Cd
/Te)が0.99〜0.99999となるように混合
し、溶融法によりテルル化カドミウムの結晶育成を行う
ことにより製造することができる。(Cd/Te)<
0.99の場合、結晶中のTeが過剰となるためCdと
化合しないTeが多量に析出し、結晶に部分的に組成変
動が生じるという不都合がある。また、(Cd/Te)
>0.99999の場合、若干の組成変動により未反応
のCdが生じ、その結果、溶融法により結晶を育成する
際にCdの蒸気圧が上昇しアンプルを破損してしまうこ
とがあり、安定的に結晶を得ることが困難である。
【0012】溶融法には、ブリッジマン法、グラディエ
ント・フリーズ法、チョクラルスキー法、トラベリング
・ヒーター法等があるが、その中でも、大型の結晶を安
定的に製造することができることからブリッジマン法及
びグラディエント・フリーズ法が好ましい。
【0013】ブリッジマン法とは、原料を真空封入した
アンプルを適当な温度勾配をもつ炉中に設置し、原料を
溶融した後、アンプルを高温部(溶融温度)から低温部
にゆっくりと移動させることにより結晶成長を行う方法
をいう。
【0014】また、グラディエント・フリーズ法とは、
原料を真空封入したアンプルを適当な温度勾配をもつ炉
中に設置し、原料を溶融した後、アンプルを固定したま
ま炉全体の温度を前記温度勾配を維持したままでゆっく
りと降温することにより結晶成長を行う方法をいう。
【0015】ブリッジマン法やクラディエント・フリー
ズ法によるテルル化カドミウムの結晶育成は、従来公知
の方法により行うことができる。
【0016】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳
細に説明する。尚、以下の各表において*印を付けたタ
ーゲットNo. 及び実験No. は比較例であり、それ以外の
ターゲットNo. 及び実験No. は本発明の実施例である。ターゲットAの製造 純度99.9999重量%のカドミウム1342.0g
と純度99.9999重量%のテルル1525.0g
を、内径100mmの石英容器に真空封入(1.0×10
-6Torr以下)した。次に、前記石英容器を電気炉に
設置し、グラディエント・フリーズ法により結晶育成を
行った。すなわち、前記石英容器内の原料を、1100
℃の温度で10時間を溶融し、その後、電気炉の温度を
0.3℃/時間の割合で1050℃まで冷却して結晶化
を行った後、60℃/時間の割合で室温まで冷却し、結
晶を取り出した。
【0017】スライサーを用いて、上記で得られた結晶
から外形100φ、厚さ3mmの円板状の結晶片を切り出
して、スパッタリング用ターゲットAとした。
【0018】このターゲットAの不純物含有量を発光分
光分析装置(島津製作所製、型式GE−170)を用い
て測定した。その結果を表2に示す。
【0019】また、ターゲットAのCd及びTeの含有
量をそれぞれ下記に示すキレート滴定法及び酸化還元滴
定法により測定し、CdとTeの合計含有量及びCd/
Teモル比を求めた。その結果を表2に示す。
【0020】キレート滴定法 硝酸200cc中に0.4〜0.5gのターゲットAを
入れ、加熱して溶解した。得られた硝酸溶液を放冷し、
純粋50ccを加えて混合した。次に、得られた溶液か
ら50ccを分取して、そこにエチレンジアミン四酢酸
二ナトリウム(EDTA)を50cc加え、パラニトロ
フェノール(PNP)を1〜2滴加えた。得られた溶液
を水酸化ナトリウムで中和した後、pH調整液でpHを5.
5にした。pH調整後、溶液を70〜80℃に加熱した
後、放冷し、Zn(NO3 2 を添加して過剰のEDT
Aと反応させることにより滴定を行った。EDTAの量
とZn(NO3 2 の量からCdの濃度を算出した。
【0021】酸化還元滴定法 硝酸200cc中に0.4〜0.5gのターゲットAを
入れ、加熱して溶解した。50ccを分取後、10℃に
冷却した。次に、KIを5〜7g添加し、I2を抽出さ
せた。I2 にNa2 2 3 を添加して可溶性デンプン
を指示薬として用い、添加したNa2 2 3 の量から
Teの濃度を算出した。
【0022】ターゲットBの製造 ターゲットAと同様の方法で結晶を製造し、結晶片を切
り出してターゲットBとした。ターゲットBについて、
ターゲットAと同様の方法で不純物含有量を測定した。
その結果を表2に示す。また、ターゲットAと同様の方
法でCdとTeの含有量を測定し、合計含有量及びCd
/Teモル比を求めた。その結果を表2に示す。
【0023】ターゲットCの製造 ターゲットAと同様の方法で結晶を製造し、結晶片を2
個切り出してターゲットC−1、C−2とした。ターゲ
ットC−1、C−2について、ターゲットAと同様の方
法で不純物含有量を測定した。その結果を表2に示す。
また、ターゲットAと同様の方法でCdとTeの含有量
を測定し、合計含有量及びCd/Teモル比を求めた。
その結果を表2に示す。
【0024】ターゲットD フルウチ化学株式会社から市販されている 粉末冶金法に
より製造されたターゲット用テルル化カドミウム結晶か
ら、ターゲットAと同様の方法で結晶片を2個切り出し
てそれぞれターゲットD−1、D−2とした。ターゲッ
トD−1、D−2についてターゲットAと同様の方法で
不純物含有量を測定した。その結果を表2に示す。ま
た、ターゲットAと同様の方法でCdとTeの含有量を
測定し、合計含有量及びCd/Teモル比を求めた。そ
の結果を表2に示す。
【0025】ターゲットE フルウチ化学株式会社から市販されている粉末冶金法に
より製造されたターゲット用テルル化カドミウム結晶で
あって、上記のターゲットDとは種類の異なるものか
ら、ターゲットAと同様の方法で結晶片を4個切り出し
てそれぞれターゲットE−1、E−2、E−3、E−4
とした。ターゲットE−1、E−2、E−3、E−4に
ついてターゲットAと同様の方法で不純物含有量を測定
した。その結果を表2に示す。また、ターゲットAと同
様の方法でCdとTeの含有量を測定し、合計含有量及
びCd/Teモル比を求めた。その結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】As,Au,Ba,Be,Bi,Ca,C
o,Cr,Ga,Ge,Hg,In,K,Mn,Mo,
Na,P,Pd,Pt,Ru,Sb,St,Tl,V,
Zn及びZrの元素に関してはすべての試料において検
出限界以下であったが、ターゲットD−1及びD−2、
並びにターゲットE−1、E−2、E−3及びE−4に
おいては、Ag,Al,B,Cu,Fe,Mg,Ni,
Pb,Si,Sn,Tiの不純物が検出される。また、
同じ結晶から切り出されたターゲットD−1とD−2、
E−1〜E−4においても不純物の含有量にばらつきが
みられる。
【0028】実施例1 実験No.101〜107 各実験において、表3に示すターゲットを用いて、以下
のようにしてスパッタリングを行った。スパッタ装置に
ターゲット及び薄膜形成用のスライドガラス基板を設置
した。ターゲットと基板の距離は、145mmとし、装置
内には約1×10-3TorrのArガスを導入した。ま
た、スパッタリング電力は50Wとしてスパッタリング
を行った。スパッタリングにより得られた薄膜の表面状
態を微分干渉顕微鏡を用いて観察した結果を表3に示
す。また、得られた薄膜に電圧を印加して比抵抗値を測
定した結果を表3に示す。
【0029】
【表3】
【0030】本発明の実施例であるターゲットA、B、
C−1及びC−2を用いて得られた薄膜は、凹凸がなく
表面状態が良好である。しかも、各薄膜の比抵抗値もほ
ぼ均一であり、ばらつきが少ない。一方、比較例である
ターゲットB−1、B−2及びC−1を用いて得られた
薄膜は、多少凹凸ができる場合があり、各薄膜の比抵抗
値を比較すると、かなり大きなばらつきが見られる。
【0031】実施例2 実験No.201〜206 各実験において、Cd/Teモル比の影響について調べ
た。各実験において、表4に示すCd/Teモル比で、
表4に示す結晶育成法により純度99.9999重量%
のカドミウム及び純度99.9999重量%のテルルを
用いてテルル化カドミウム結晶の育成を行った。尚、ブ
リッジマン法による結晶育成法は、以下のようにして行
った。
【0032】ブリッジマン法 純度99.9999重量%のカドミウム1314.5g
と、純度99.9999重量%のテルル1494.2g
を、内径100mmの石英容器に真空封入(1.0×10
-6torr以下)した。次に、前記石英容器を電気炉に
設置し、ブリッジマン法により結晶育成を行った。すな
わち、電気炉の温度を1100℃に昇温し、石英容器内
の原料を溶融した後、前記石英容器を電気炉の高温部か
ら低温部へ2.5mm/時間の速度で移動させることによ
り結晶化を行った後、60℃/時間の割合で室温まで冷
却し、結晶を取り出した。
【0033】実験No.201〜204 においてはいずれも良好
な結晶が得られた。実験No.205において得られた結晶を
赤外顕微鏡で観察したところ、多量のTeの析出がみら
れ、また結晶表面にも未反応なTeが析出しているのが
肉眼で確認でき、健全なテルル化カドミウム結晶が得ら
れなかった。また、実験No.206においては、未反応なC
dの蒸気圧の影響で石英容器の内圧が上昇したため、結
晶育成中に石英容器が破裂してしまい、結晶を得ること
ができなかった。
【0034】
【表4】
【0035】
【発明の効果】本発明のターゲットは、高純度のテルル
化カドミウム結晶からなる。従って、本発明のターゲッ
トを用いてスパッタリングを行うと、比抵抗値のばらつ
きが少なく、表面に微小な凹凸のない薄膜を再現性よく
形成することができる。従って、本発明のターゲット
は、例えば、ファクシミリ等の読み取り部に用いられる
ような光電変換膜等をスパッタリングにより形成するの
に有用である。また、本発明の製造方法によれば、上記
のターゲットを安定的に製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CdとTeとの合計量が99.99重量
    %以上であり、残部が不可避不純物である高純度テルル
    化カドミウム結晶からなるスパッタリング用ターゲッ
    ト。
  2. 【請求項2】 請求項1のターゲットであって、Ag、
    Al、B、Cu、Fe、Mg、Ni、Pb、Si、Sn
    及びTiからなる不可避不純物の総和が20ppm以下
    であるターゲット。
  3. 【請求項3】 純度99.9999重量%以上のカドミ
    ウム原料及びテルル原料を、それらに含まれるCdとT
    eのモル比(Cd/Te)が0.99〜0.99999
    となるように混合し、溶融法によりテルル化カドミウム
    の結晶育成を行うことを特徴とする、請求項1又は2に
    記載の高純度テルル化カドミウム結晶からなるスパッタ
    リング用ターゲットの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の高純度テルル化カドミ
    ウムからなるスパッタリング用ターゲット材の製造方法
    であって、前記溶融法がグラディエント・フリーズ法又
    はブリッジマン法である方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003402A (ja) * 2002-02-25 2010-01-07 Nippon Mining & Metals Co Ltd 相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び同ターゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜並びに同ターゲットの製造方法

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