JPH11172423A - 導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法 - Google Patents

導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法

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JPH11172423A
JPH11172423A JP9339751A JP33975197A JPH11172423A JP H11172423 A JPH11172423 A JP H11172423A JP 9339751 A JP9339751 A JP 9339751A JP 33975197 A JP33975197 A JP 33975197A JP H11172423 A JPH11172423 A JP H11172423A
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JP
Japan
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powder
titanium oxide
atanase
rutile
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JP9339751A
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Kazuo Watanabe
和男 渡辺
Terushi Mishima
昭史 三島
Hitoshi Maruyama
仁 丸山
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化チタン薄膜を形成にするための導電性高
密度酸化チタンターゲットの製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化チタン原料粉末を非酸化雰囲気中で
焼結またはホットプレスすることにより導電性高密度酸
化チタンターゲットを製造する方法において、前記酸化
チタン原料粉末として、アタナーゼ型結晶構造の二酸化
チタン粉末(以下、アタナーゼ型粉末という)とルチル
結晶構造の二酸化チタン粉末(以下、ルチル型粉末とい
う)を、0.01≦(アタナーゼ型粉末)/(アタナー
ゼ型粉末+ルチル型粉末)≦1の割合に配合し混合して
得られた混合粉末を使用することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、導電性高密度酸
化チタンターゲットの製造方法、特に光触媒用酸化チタ
ン薄膜を形成するための比抵抗:0.001〜1Ω・c
m、密度比:95〜100%を有し、組成がTiO
x (x=1.800〜1.999)である導電性高密度
酸化チタンターゲットの製造方法に関するものであり、
さらに、この製造方法により製造した比抵抗:0.00
1〜1Ω・cm、密度比:95〜100%を有し、組成
がTiOx (x=1.800〜1.999)である導電
性高密度酸化チタンターゲットを用いてスパッタリング
して得られた酸化チタン薄膜、特に光触媒用酸化チタン
薄膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光触媒用酸化チタン薄膜の成膜方法とし
て、現在、塗布法、蒸着法による成膜方法が主に用いら
れているが、スパッタリングによる成膜も試みられてい
る。スパッタリングによる成膜方法として、金属チタン
による反応性スパッタリング法および導電性酸化チタン
焼結体ターゲットによる直流スパッタリング法が知られ
ている(特開平4−141577号公報、特開平7−2
33469号公報、特開平8−134638号公報参
照)。
【0003】金属チタンによる反応性スパッタリング法
では、活性なターゲットの表面の酸化反応により早い成
膜速度が得られないこと、および僅かな酸素分圧の変化
によってターゲット表面に生成する酸化物の影響により
安定した膜特性を得ることが難しいなどの問題点がある
ところから、近年、酸化チタン焼結体ターゲットを用い
たスパッタリングによる成膜が主流になりつつある。
【0004】この酸化チタン焼結体ターゲットを製造す
るには、原料粉末の酸化チタン粉末を成形して成形体を
作製し、この成形体を大気中または還元雰囲気中、温
度:1350℃、2時間保持の条件で焼結する方法、ま
たは還元雰囲気中、圧力:50〜100kg/cm2
温度:1100〜1400℃、1時間保持の条件でホッ
トプレスする方法により製造することができる。前記焼
結して得られた酸化チタン焼結体またはホットプレスし
て得られたホットプレス体を熱処理したのち所定のター
ゲット形状に加工して仕上げる。この様にして得られた
酸化チタンターゲットはTiOx (1<x<2)の組成
となることも知られている。この酸化チタンターゲット
は裏面に銅メッキを施したのち純銅製冷却板の上にろう
付けされ、スパッタリング装置内部にセットしてスパッ
タリングし、酸化チタン薄膜を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化チタンター
ゲットをスパッタリングして酸化チタン薄膜を形成する
と、異常放電回数が多く、その結果パーティクルの発生
は避けられないという課題があった
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる課題を解決すべく研究を行なった結果、(a)ア
タナーゼ型結晶構造の二酸化チタン粉末(以下、アタナ
ーゼ型粉末という)とルチル結晶構造の二酸化チタン粉
末(以下、ルチル型粉末という)を、0.01≦(アタ
ナーゼ型粉末)/(アタナーゼ型粉末+ルチル型粉末)
≦1となるように配合し混合して得られた混合粉末をプ
レス成形して成形体を作製し、得られた成形体を、非酸
化性雰囲気(真空雰囲気または還元性雰囲気)中で焼結
する方法、または(b)0.01≦(アタナーゼ型粉
末)/(アタナーゼ型粉末+ルチル型粉末)≦1となる
ように配合し混合して得られた混合粉末をホットプレス
する方法、により得られた酸化チタンターゲットは、高
密度でかつ導電性に優れ、この酸化チタンターゲットを
使用してスパッタリングすると、異常放電回数が少ない
ところからパーティクルの発生が従来よりも少なく、さ
らに成膜速度の向上も認められるという知見を得たので
ある。
【0007】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、(1)酸化チタン原料粉末をプレス成
形して成形体を作製し、得られた成形体を、非酸化性雰
囲気中で焼結することにより導電性高密度酸化チタンタ
ーゲットを製造する方法において、前記酸化チタン原料
粉末は、アタナーゼ型粉末およびルチル型粉末を0.0
1≦(アタナーゼ型粉末)/(アタナーゼ型粉末+ルチ
ル型粉末)≦1となるように配合し混合して得られた混
合粉末を使用することを特徴とする導電性高密度酸化チ
タンターゲットの製造方法、(2)酸化チタン原料粉末
を非酸化性雰囲気中でホットプレスすることにより導電
性高密度酸化チタンターゲットを製造する方法におい
て、前記酸化チタン原料粉末は、アタナーゼ型粉末およ
びルチル型粉末を、0.01≦(アタナーゼ型粉末)/
(アタナーゼ型粉末+ルチル型粉末)≦1となるように
配合し混合して得られた混合粉末を使用することを特徴
とする導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法、
に特徴を有するものである。
【0008】この発明の製造方法により得られた酸化チ
タンターゲットは、TiOx (x=1.800〜1.9
99)の組成となり、ルチル結晶構造の二酸化チタンの
真密度を4.25g/cm3 とすると、密度比が95%
以上になり、比抵抗も0.001〜1Ω・cmとなっ
て、導電性に優れかつ高密度となり、この酸化チタンタ
ーゲットを用いてスパッタリングすると、成膜速度が大
きくかつ異常放電が少ない結果パーティクルの発生が少
ないという効果がある。なお、この発明の導電性高密度
酸化チタンターゲットの製造方法で用いる酸化チタン原
料粉末は、アタナーゼ型粉末およびルチル型粉末を、
0.5≦(アタナーゼ型粉末)/(アタナーゼ型粉末+
ルチル型粉末)≦1となるように配合し混合して得られ
た混合粉末を使用することが一層好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】原料粉末として、平均粒径:0.
5μmのアタナーゼ型TiO2 粉末および平均粒径:
0.3μmのルチル型TiO2 粉末を用意し、これらア
タナーゼ型TiO2 粉末およびルチル型TiO2 粉末
を、(アタナーゼ型TiO2 粉末)/(アタナーゼ型T
iO2 粉末+ルチル型TiO2 粉末)の値が表1に示さ
れる値となるように配合し混合することにより混合粉末
A〜Jを作製した。
【0010】
【表1】 (*印は本発明外の値を示す)
【0011】実施例1 表1に示される混合粉末A〜Jを直径:160mm、厚
さ:10mmのゴム型に充填し、圧力:2ton/cm
2 で冷間静水圧プレス成形して成形体を作製した。この
成形体を50メッシュアンダーの高純度グラファイト粉
末中に埋め込み、表2および表3に示される条件で真空
焼結することにより本発明法1〜8、比較法1および従
来法1を実施した。本発明法1〜8、比較法1および従
来法1により得られた焼結体の比抵抗を直流4端子法に
より測定した後、さらにチル結晶構造の二酸化チタンの
真密度を4.25g/cm3 とするときの焼結体の密度
比を測定し、その結果を表2および表3に示した。
【0012】これら焼結体を直径:125mm、厚さ:
5mmの寸法に湿式研磨加工し、これを厚さ:10mm
の無酸素銅製バッキングプレーにIn−Sn共晶はんだ
を用いてはんだ付けしたのち、通常の直流スパッタ装置
に取り付け、下記の条件、 基板:Siウエハー(直径:100mm)、 基板温度:20℃、 基板とターゲットの距離:60mm、 雰囲気:1.3×10-2TorrのAr/O2 雰囲気
(Ar/O2 =9/1)、 直流出力:500w、 成膜時間:5分、 にてスパッタすることにより前記基板である直径:10
0mmのSiウエハ上に酸化チタン薄膜を形成し、異常
放電回数および市販のパーティクルカウンターにてSi
ウエハ上に形成された粒径:0.5μm以上のパーティ
クル数を数え、さらに成膜速度を測定し、その結果を表
2および表3に示した。
【0013】
【表2】
【0014】
【表3】
【0015】実施例2 表1に示される混合粉末A〜Jを内径が130mmのグ
ラファイト製モールドに充填し、表4に示される条件で
ホットプレスすることにより本発明法9〜16、比較法
2および従来法2を実施した。本発明法9〜16、比較
法2および従来法2により得られたホットプレス体の比
抵抗を直流4端子法により測定した後、さらにチル結晶
構造の二酸化チタンの真密度を4.25g/cm3 とす
るときのホットプレス体の密度比を測定し、その結果を
表4に示した。
【0016】これらホットプレス体を直径:125m
m、厚さ:5mmの寸法に湿式研磨加工し、これを厚
さ:10mmの無酸素銅製バッキングプレーにIn−S
n共晶はんだを用いてはんだ付けしたのち、高周波を重
畳した直流スパッタ装置に取り付け、下記の条件、 基板:Siウエハー(直径:100mm)、 基板温度:20℃、 基板とターゲットの距離:60mm、 雰囲気:1.3×10-2TorrのAr/O2 雰囲気
(Ar/O2 =9/1)、 直流出力:500w、 成膜時間:5分、 にてスパッタすることにより前記基板である直径:10
0mmのSiウエハ上に酸化チタン薄膜を形成し、異常
放電回数および市販のパーティクルカウンターにてSi
ウエハ上に形成された粒径:1μm以上のパーティクル
数を数え、さらに成膜速度を測定し、その結果を表4に
示した。
【0017】
【表4】
【0018】
【発明の効果】表1〜表4に示される結果から、(アタ
ナーゼ型TiO2 粉末)/(アタナーゼ型TiO2 粉末
+ルチル型TiO2 粉末)の割合が0.01〜1となる
ように配合し混合して得られた混合粉末を用いる本発明
法1〜16により作られたターゲットは、比抵抗が0.
001〜1Ω・cmで導電性に優れかつ密度比が95%以
上の高密度を有するターゲットを製造することができ、
このターゲットはスパッタリングに際して異常放電回数
が少ない結果パーティクル発生が少なく、成膜速度が大
きいことが分かる。しかし、(アタナーゼ型TiO2
末)/(アタナーゼ型TiO2 粉末+ルチル型TiO2
粉末)の割合が0.01未満の混合粉末を用いる比較法
1〜2および従来法1〜2で得られたターゲットは密度
が低い結果、パーティクル発生が極めて多く成膜速度も
低いことが分かる。
【0019】上述のように、この発明は、光触媒用酸化
チタン薄膜を効率よく形成するための導電性高密度ター
ゲットの製造方法を提供することができ、産業の発展に
大いに貢献し得るものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化チタン原料粉末をプレス成形して成
    形体を作製し、得られた成形体を、非酸化雰囲気中で焼
    結することにより導電性高密度酸化チタンターゲットを
    製造する方法において、 前記酸化チタン原料粉末は、アタナーゼ型結晶構造の二
    酸化チタン粉末(以下、アタナーゼ型粉末という)とル
    チル結晶構造の二酸化チタン粉末(以下、ルチル型粉末
    という)を、0.01≦(アタナーゼ型粉末)/(アタ
    ナーゼ型粉末+ルチル型粉末)≦1となるように配合し
    混合して得られた混合粉末を使用することを特徴とする
    導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法。
  2. 【請求項2】 酸化チタン原料粉末を非酸化雰囲気中で
    ホットプレスすることにより導電性高密度酸化チタンタ
    ーゲットを製造する方法において、 前記酸化チタン原料粉末は、アタナーゼ型結晶構造の二
    酸化チタン粉末(以下、アタナーゼ型粉末という)とル
    チル結晶構造の二酸化チタン粉末(以下、ルチル型粉末
    という)を、0.01≦(アタナーゼ型粉末)/(アタ
    ナーゼ型粉末+ルチル型粉末)≦1となるように配合し
    混合して得られた混合粉末を使用することを特徴とする
    導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の方法で製造した
    ことを特徴とする比抵抗:0.001〜1Ω・cm、密
    度比:95〜100%を有し、組成がTiO x (x=
    1.800〜1.999)である導電性高密度酸化チタ
    ンターゲット。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の導電性高密度酸化チタン
    ターゲットを用いてスパッタリングして得られた光触媒
    用酸化チタン膜。
JP9339751A 1997-12-10 1997-12-10 導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法 Pending JPH11172423A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004346357A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Mitsubishi Materials Corp 強度および耐スパッタ割れ性に優れた酸化チタンターゲットの製造方法
WO2005024091A1 (ja) * 2003-09-03 2005-03-17 Nikko Materials Co., Ltd. スパッタリング用ターゲット
JP2009227513A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Mitsubishi Materials Corp 高密度および低比抵抗を有する酸化チタンターゲットの製造方法
CN116143512A (zh) * 2023-02-15 2023-05-23 先导薄膜材料(广东)有限公司 一种高纯二氧化钛平面靶材及其制备方法

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Effective date: 20040824