KR20230043785A

KR20230043785A - Cr-Si-C 계 소결체

Info

Publication number: KR20230043785A
Application number: KR1020227041069A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 하라; 마사미 메스다; 아야카 마스다
Original assignee: 도소 가부시키가이샤
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-07-27
Publication date: 2023-03-31
Also published as: TW202206609A; EP4190762A1; US20230242452A1; JPWO2022025033A1; WO2022025033A1; CN115667182A

Abstract

본 발명의 목적은, 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 카본 (C) 을 포함하는 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체를 제공하는 것, 나아가서는 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체, 이것을 포함하는 스퍼터링 타깃 및 그 스퍼터링 타깃을 사용하는 막의 제조 방법 중 적어도 어느 것을 제공하는 것이다. 본 발명에 의해, 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 카본 (C) 을 포함하는 Cr-Si-C 계 소결체이고, 소결체의 상대 밀도가 90 ％ 이상 또한, 포어율이 13 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 Cr-Si-C 계 소결체를 제공할 수 있다.

Description

Cr-Si-C 계 소결체

본 발명은, 막 형성용 Cr-Si-C 계 소결체에 관한 것이다.

최근, CrSi₂ 와 같은 크롬실리사이드를 비롯한 실리사이드는, 그 특성으로부터, 반도체나 태양 전지 등 수많은 용도에서 막 (박막) 으로서 사용되고 있다. 막, 주로 박막의 제작 방법에는 공업적으로 스퍼터링법이 많이 채용되고 있다. 그러나, CrSi₂ 와 같은 실리사이드를 포함하는 조성물 (예를 들어, 소결체) 은, 일반적으로 강도가 낮기 때문에, 스퍼터링 타깃에 대한 가공시 및 성막의 방전시에 균열되거나 하는 현상이 생긴다. 그 때문에, 실리사이드를 포함하는 조성물은 스퍼터링 타깃으로서 사용하는 것은 곤란한 것이 알려져 있다. 그래서, 특허문헌 1 에서는 용사법으로 Cr 및 Si 의 결정상의 스퍼터링 타깃 (주로 Cr 상 및 Si 상으로 이루어지는 합금 타깃) 을 제작하고 있다. 그러나, 용사법으로 제작되는 스퍼터링 타깃은, Cr 의 비율이 적은 조성 영역에 있어서는 충분한 강도를 가지고 있지 않다. 동일하게, 실리사이드상의 분말을 사용하여 용사법에 의해 제작한 스퍼터링 타깃도 충분한 강도를 가지고 있지 않다.

또, 특허문헌 2 에서는 용융법에 의해, 미세한 공정 (共晶) 조직을 갖는 조성물을 제작하고 있다. 그러나, 용융법에 의해 얻어지는 조성물은, 공정 조직의 비율이 적고, 또한, 초정 (初晶) (즉, 조성물에서 차지하는 비율이 가장 높은 결정상) 의 비율이 많은 조성 영역에서는, 강도가 충분하지는 않다. 또한, 이와 같은 조성물은, 대형화를 하는 경우에, 상간 (相間) 의 냉각 속도의 차이 때문에, 결정 조직의 제어가 곤란해져, 조성물 전체로서의 강도의 불균일이 커진다.

또한, 실리사이드상이 취약한 점에서, 특허문헌 3 및 4 에서는 실리사이드를 많이 포함하는 계에 대해서는 언급이 없다.

최근, 막 (박막의) 저항률의 온도 변화 특성을 개선 (즉, 저항률의 온도 의존성의 저감) 한 Cr-Si 계의 스퍼터링 타깃으로서, Cr-Si 계 소결체 중에, 카본이나 붕소 등의 제 3 원소를 첨가한 소결체를 사용한 스퍼터링 타깃이 검토되어 있다. 그러나, 이와 같은 소결체는, 고밀도화가 곤란하다. 그 때문에, 제 3 원소를 첨가한 소결체를 스퍼터링 타깃으로서 사용하면, 대량의 파티클이 발생하여, 얻어지는 막 제품의 수율, 즉 생산성이 낮았다.

일본 공개특허공보 2017-82314호 일본 공표특허공보 2013-502368호 일본 공개특허공보 2002-173765호 일본 공개특허공보 2003-167324호

본 발명의 목적은, 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 카본 (C) 을 포함하는 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체를 제공하는 것, 나아가서는 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체, 이것을 포함하는 스퍼터링 타깃 및 그 스퍼터링 타깃을 사용하는 막의 제조 방법 중 적어도 어느 것을 제공하는 것이다. 본 발명은, 특히, 종래의 Cr-Si 계 소결체보다, 파티클 발생이 억제되는 Cr-Si-C 계 소결체, 그 제조 방법 및 이것을 포함하는 스퍼터링 타깃 및 그 스퍼터링 타깃을 사용하는 막의 제조 방법 중 적어도 어느 것을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, Cr-Si-C 계 소결체 및 그 제조 프로세스에 대해 예의 검토를 실시하였다. 그 결과, 가스 아토마이즈 분말 등의 급랭 합금 분말 (용융 금속 분말) 을 사용함으로써, 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체가 얻어지는 것, 그리고, 특정한 구조를 갖는 Cr-Si-C 계 소결체를 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우에, 파티클의 발생이 억제되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 특허 청구의 범위의 기재와 같으며, 또, 본 발명의 요지 및 양태는 이하와 같다.

(1) 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 카본 (C) 을 포함하는 Cr-Si-C 계 소결체이고, 소결체의 상대 밀도가 90 ％ 이상 또한, 포어율이 13 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 Cr-Si-C 계 소결체.

(2) 조성 범위로서 카본이 1 ∼ 20 wt％, 실리콘이 20 ∼ 70 wt％, 잔부가 크롬인 (1) 에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체.

(3) 크롬실리사이드와, 크롬카바이드, 실리콘카바이드 및 카본의 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 (1) 또는 (2) 에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체.

(4) CrSi, CrSi₂ 및 Cr₃Si 의 군에서 선택되는 1 이상을 주상으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체.

(5) 산소량이 1 wt％ 이하인 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체.

(6) 항절 강도가 100 ㎫ 이상인 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체.

(7) 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말, 그리고, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것과 카본을 포함하는 카본원을 혼합하여 합금 원료 분말을 얻는 공정, 및, 그 합금 원료 분말을 진공 분위기로, 압력 50 ㎫ 이하, 및, 소성 온도 1350 ℃ 이상 1800 ℃ 이하에서, 핫 프레스하는 소성 공정을 갖는 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체의 제조 방법.

(8) 상기 카본원은, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것을 포함하는 탄화물인 (7) 에 기재된 제조 방법.

(9) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃.

(10) (9) 에 기재된 스퍼터링 타깃을 사용하여 스퍼터링하는 막의 제조 방법.

본 발명에 의해, 크롬, 실리콘, 카본을 포함하는 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체를 제공하는 것, 나아가서는 고밀도인 Cr-Si-C 계 소결체, 이것을 포함하는 스퍼터링 타깃 및 그 스퍼터링 타깃을 사용하는 막의 제조 방법 중 적어도 어느 것을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 Cr-Si-C 계 소결체는 상대 밀도가 90 ％ 이상을 갖고 스퍼터링 타깃으로서 사용한 경우, 스퍼터링 타깃으로서 사용했을 때에 파티클이 적고, 더욱 높은 생산성을 얻는 것이 가능하다. 본 발명은, 특히, 종래의 Cr-Si 계 소결체보다, 파티클 발생이 억제되는 Cr-Si-C 계 소결체, 그 제조 방법 및 이것을 포함하는 스퍼터링 타깃 및 그 스퍼터링 타깃을 사용하는 막의 제조 방법 중 적어도 어느 것을 제공할 수 있다.

도 1 은, 포어율 측정에 제공하는 레이저 현미경 관찰도

이하, 본 발명에 대해, 그 실시형태의 일례를 나타내고, 이것을 상세하게 설명한다.

본 발명은, 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 카본 (C) 을 포함하는 Cr-Si-C 계 소결체이고, 소결체의 상대 밀도가 90 ％ 이상 또한, 포어율이 13 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 Cr-Si-C 계 소결체이다.

본 발명의 Cr-Si-C 계 소결체 (이하,「본 발명의 소결체」라고도 한다) 는, 크롬, 실리콘 및 카본을 주성분으로 하는 소결체이고, 바람직하게는 크롬, 실리콘 및 카본으로 이루어지는 소결체이다.

본 발명의 소결체는, 크롬실리사이드와, 크롬카바이드, 실리콘카바이드 및 카본의 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 소결체가 포함하는 크롬실리사이드로서, 크롬의 모노실리사이드, 디실리사이드 및 트리실리사이드의 군에서 선택되는 1 이상, 나아가서는 CrSi, CrSi₂, Cr₃Si 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 1 이상, 더욱 나아가서는 CrSi, Cr₃Si 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 1 이상을 들 수 있다. 본 발명의 소결체는, 2 이상의 크롬실리사이드를 포함하고 있어도 되고, CrSi, CrSi₂, Cr₃Si 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 2 이상을 포함하는 것이 바람직하고, CrSi, Cr₃Si 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 2 이상을 포함하는 것이 보다 바람직하며, CrSi 또는 Cr₃Si 와, Cr₅Si₃ 을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 소결체는, 크롬카바이드 (Cr₃C₂), 실리콘카바이드 (SiC) 및 카본 (C) 중 적어도 어느 것, 나아가서는 실리콘카바이드 및 카본 중 적어도 어느 것, 더욱 나아가서는 실리콘카바이드를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 소결체는, 크롬실리사이드와, 크롬카바이드, 실리콘카바이드 및 카본의 군에서 선택되는 1 이상으로 이루어지는 소결체여도 되지만, 이것들에 더하여, 실리콘 (Si) 및 크롬 (Cr) 중 적어도 어느 것, 나아가서는 실리콘을 포함하고 있어도 된다.

본 발명의 소결체는, 크롬실리사이드를 주상으로 하는 것이 바람직하고, CrSi, CrSi₂ 및 Cr₃Si 의 군에서 선택되는 1 이상을 주상으로 하는 것이 보다 바람직하고, CrSi 를 주상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 있어서의 주상이란, 소결체의 결정상에 있어서 가장 비율이 높은 결정상이고, 예를 들어, 소결체의 질량에 대한 주상의 결정상의 질량 비율이 50 wt％ 초과, 60 wt％ 이상 또는 70 wt％ 이상인 것을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 소결체에서 차지하는 크롬실리사이드의 질량 비율 (wt％) 은 70 wt％ 이상 또는 75 wt％ 이상이고, 80 wt％ 이하 또는 95 wt％ 이하인 것을 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서, 크롬실리사이드 등의 소결체에 포함되는 결정상은, 그 분말 X 선 회절 (이하,「XRD」라고도 한다) 패턴으로부터 동정 (同定) 할 수 있다. XRD 패턴은 일반적인 XRD 장치 (예를 들어, RINT Ultima III, 리가쿠사 제조) 에 의해 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서의 XRD 측정 조건으로서, 이하의 조건을 들 수 있다.

가속 전류·전압 : 40 ㎃·40 ㎸

선원 : CuKα 선 (λ ＝ 1.5405 Å)

측정 모드 : 연속 스캔

스캔 조건 : 2°/분

측정 범위 : 2θ ＝ 20°내지 80°

발산 세로 제한 슬릿 : 10 ㎜

발산/입사 슬릿 : 1/2°

수광 슬릿 : 0.3 ㎜

얻어지는 XRD 패턴과 ICDD 의 데이터 베이스를 대비함으로써, 소결체의 결정상을 동정하면 된다.

본 발명의 소결체의 상대 밀도는 90 ％ 이상인 것을 특징으로 하고, 바람직하게는 92 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 94 ％ 이상, 특히 바람직하게는 96 ％ 이상이다. 또, 상대 밀도는 100 ％ 이하 또는 99 ％ 이하인 것을 들 수 있다. 90 ％ 보다 상대 밀도가 낮은 소결체에서는, 막으로 할 때 (즉, 그 소결체를 사용하여 성막할 때) 에, 소결체의 일부가 조대한 입자로서 탈리된다 (즉, 파티클이 발생한다). 이로써, 소결체에 조대한 포어 (예를 들어, 최대 길이가 50 ㎛ 이상인 포어 ; 이하,「조대공 (粗大孔)」이라고도 한다) 가 발생한다. 동시에, 파티클이 막으로서 부착되면서 성막된다 (즉, 파티클을 포함한 막이 성막된다). 파티클을 포함한 막은 물성 및 특성이 불균일하기 때문에, 사용할 수 없다. 이와 같이, 90 ％ 보다 상대 밀도가 낮은 소결체는, 막의 생산성을 저하시킨다.

본 발명에 있어서의「상대 밀도」(％) 는, 진밀도에 대한 실측 밀도의 비율이고, (실측 밀도 [g/㎤]/진밀도 [g/㎤]) × 100 으로부터 구해지는 값이다.

실측 밀도는, JIS R 1634 에 준거하여, 아르키메데스법에 의해 측정되는 체적에 대한 건조 질량으로부터 구해지는 부피 밀도이다. 아르키메데스법에 앞서, 전처리는 자비법인 것이 바람직하고, 소결체를 수중에서 자비하면 된다.

진밀도는, 이하의 식으로부터 구해지는 밀도이다.

상기 식에 있어서, d 는 소결체의 진밀도 [g/㎤] 이고, M₁ 내지 M₈ 및 R₁ 내지 R₈ 은, 각각, 소결체에 포함되는 Si, C, Cr, SiC, CrSi, CrSi₂, Cr₃Si, Cr₃C₂ 및 Cr₅Si₃ 의 각 결정상의 진밀도 [g/㎤], 그리고, 소결체에서 차지하는 각 결정상의 질량 비율 [wt％] 이다.

각 결정상의 진밀도는, 각각의 결정상의 ICDD (Version 2.1502) 에 기재된 값을 사용하면 된다. 진밀도로서, 이하의 값을 예시할 수 있다.

또한, 각 결정상의 ICDD 의 번호는, Si 가 00-026-1481, C 가 00-026-1080, Cr 이 01-077-759, SiC 가 00-002-105, CrSi 가 03-065-3298, CrSi₂ 가 01-072-6184, Cr₃C₂ 가 01-071-2287, Cr₅Si₃ 이 01-072-0347, 및, Cr₃Si 가 01-070-301 인 것을 들 수 있다.

각 결정상의 질량 비율은, 전술한 조건으로 측정되는 XRD 패턴을 사용하여 동정된 소결체의 결정상과, 그 소결체를 구성하는 원소 (Cr, Si 및 C) 의 비율로부터 구해지는, 각 결정상의 질량 비율 [wt％] 이다. 예를 들어, 소결체의 XRD 패턴에 포함되는 결정상이 CrSi, Cr₅Si₃ 및 SiC 이고, 또한, 조성 분석으로부터 얻어지는 그 소결체의 조성이, Cr 이 X mol％, Si 가 Y mol％ 및 C 가 Z mol％ 인 경우, 이하의 식으로부터 구해지는 몰 비율 [mol％] 에, 각 결정상의 진밀도를 곱하여 얻어지는 질량 비율 [wt％] 이다.

상기 식에 있어서 M_CrSi 는 CrSi 의 몰 비율 [mol％], M_Cr5Si3 은 Cr₅Si₃ 의 몰 비율 [mol％] 및, M_SiC 는 SiC 의 몰 비율 [mol％] 이다.

또, 3 종의 결정상 (결정상 A 내지 C) 을 포함하는 본 발명의 소결체의 진밀도는, 이하의 식으로부터 구할 수 있다.

상기 식에 있어서, d 는 소결체의 진밀도 [g/㎤] 이고, a, b 및 c 는, 각각, 소결체에 포함되는 결정상 A, B 및 C 의 질량 [g] 이고, 또, Ma, Mb 및 Mc 는, 각각, 소결체에 포함되는 결정상 A, B 및 C 의 진밀도 [g/㎤] 이고, 또, Ra, Rb 및 Rc 는, 각각, 소결체에 포함되는 결정상 A, B 및 C 의 질량 비율 [wt％] 이다. 결정상 A, B 및 C 는, Si, C, Cr, SiC, CrSi, CrSi₂, Cr₃C₂ 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 3 종이고, 바람직하게는 (1) CrSi, Cr₅Si₃ 및 SiC, (2) Cr₃Si, Cr₅Si₃ 및 SiC, 혹은, (3) CrSi₂, Si 및 C 이고, 보다 바람직하게는 CrSi, Cr₅Si₃ 및 SiC 이다.

본 발명의 소결체는, 포어율이 13 ％ 이하인 것을 특징으로 한다. 포어율이 13 ％ 보다 커지면, 막으로 할 때 (즉, 그 소결체를 사용하여 막을 제조할 때) 에, 막의 생산성이 급격하게 저하된다. 안정적으로, 높은 생산성을 얻기 위해서는, 포어율은 8 ％ 이하가 바람직하고, 6 ％ 이하가 보다 바람직하며, 4 ％ 이하가 특히 바람직하다. 본 발명의 소결체는, 기공을 포함하고 있어도 되지만, 포어를 포함하지 않은 것 (즉 포어율이 0 ％) 이 바람직하고, 본 발명의 소결체의 포어율은 0 ％ 이상, 0 ％ 초과, 0.5 ％ 이상 또는 1 ％ 이상인 것을 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서「포어율」이란, 소결체의 표면의 관찰도로부터 구해지는 기공의 비율이며, 표면 조도 Ra ≤ 0.02 ㎛ 인 소결체의 표면의 관찰도를 화상 해석함으로써 측정되는 기공의 비율이다. 포어율은, 스퍼터링 전후의 어느 상 (狀) 값의 소결체의 표면의 관찰도로부터 구할 수 있지만, 스퍼터링 전후의 어느 상 값의 소결체의 표면의 관찰도로부터 구하는 것이 바람직하다. 그 관찰도에 있어서, 포어의 형상은 임의이고, 예를 들어, 대략 구상, 대략 다면체상 또는 부정 형상인 것을 들 수 있다. 그 관찰도는, 일반적인 레이저 현미경 (예를 들어, VX－250, 키엔스사 제조) 을 사용한 레이저 현미경 관찰에 의해 얻어지는 관찰도이면 된다. 레이저 현미경 관찰의 관찰 조건으로서, 이하의 조건을 들 수 있다.

관찰 배율 : 200 배

관찰 시야 : 5 시야 이상, 바람직하게는 5 ∼ 8 시야,

보다 바람직하게는 5 시야

도 1 에, 레이저 현미경 관찰에 의해 얻어지는 관찰도의 1 시야를 나타낸다. 도 1 에서 나타내는 바와 같이 관찰도 (100) 에 있어서, 기공은 흑색 영역 (10) 으로서 확인되고, 소결체는 백색 영역 (11) 으로서 확인된다. 각 시야의 포어율 (％) 은, 각 관찰도에 있어서의 흑색 영역 및 백색 영역의 합계 면적에 대한 흑색 영역의 비율 (％) 을 구하면 된다. 관찰한 각 시야의 포어율의 평균값을 가지고, 본 발명의 포어율로 하면 된다. 화상 해석은, 범용의 화상 해석 소프트 (예를 들어, Image-Pro, Media Cybernetics 사 제조) 에 의해, 얻어진 관찰도를 해석하면 된다. 화상 해석 조건으로서 이하의 조건을 들 수 있다. 또한, 콘트라스트비는 0 ∼ 100 중 어느 것을 취하는 값이다.

측정 시야 : 5 시야 이상, 바람직하게는 5 ∼ 8 시야,

보다 바람직하게는 5 시야

콘트라스트비 : 100

본 발명의 소결체는, 실리콘 (Si) 량이, 20 ∼ 70 wt％ 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 ∼ 65 wt％, 보다 바람직하게는 30 ∼ 60 wt％, 더욱 바람직하게는 35 ∼ 55 wt％ 이다. 실리콘량이 20 wt％ 보다 낮을 때에는 소결체 전체의 반도체상 (즉, SiC 상 및 Si 상) 의 양이 적어지기 쉬워, 저항률의 온도 변화가 커지기 쉽다. 또, 실리콘량이 70 wt％ 보다 높을 때, 나아가서는 50 wt％ 보다 높을 때에는 반도체상의 양이 많아져, 얻어지는 막의 저항률의 온도 변화가 커지기 쉽다. 본 발명의 소결체의 바람직한 실리콘량으로서, 20 wt％ 이상, 25 wt％ 이상 또는 30 wt％ 이상이고, 또, 70 wt％ 이하, 65 wt％ 이하, 50 wt％ 이하, 45 wt％ 이하 또는 40 wt％ 이하인 것을 들 수 있다.

본 발명의 소결체에 있어서의 실리콘량은, 질량 측정에 의해 얻어지는 본 발명의 소결체의 질량에 대한, 실리콘의 질량 비율 (wt％) 이다. 본 발명의 소결체에 포함되는 실리콘은, 본 기술 분야에서 사용되는 일반적인 방법으로 측정할 수 있고, 예를 들어, ICP 분석에 의해 측정하는 것을 들 수 있다.

본 발명의 소결체는, 카본 (C) 량이 1 ∼ 20 wt％ 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 15 wt％, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 10 wt％, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 10 wt％ 이다. 카본량이 1 wt％ 보다 낮을 때에는 막의 저항률의 온도 변화 특성이 개선되지 않는다 (즉, 온도 의존성이 작아지기 어렵다). 한편, 카본량이 20 wt％ 보다 많으면 소결체 중에서 절연성에 가까운 고저항률을 나타내는 SiC 상이 다량이 되기 쉽고, 그 SiC 상이 DC 방전을 하는 경우에 파티클을 발생시키는 원인이 되기 쉽다. 본 발명의 소결체의 바람직한 카본량으로서, 1 wt％ 이상, 3 wt％ 이상 또는 4 wt％ 이상이고, 또, 20 wt％ 이하, 15 wt％ 이하, 10 wt％ 이하 또는 9 wt％ 이하인 것을 들 수 있다.

본 발명의 소결체에 있어서의 탄소의 함유량은, 소결체의 질량에 대한, 탄소의 질량 비율 (wt％) 이다. 탄소는 본 기술 분야에서 사용되는 일반적인 방법으로 측정할 수 있고, 예를 들어, 일반적인 탄소·황 분석 장치 (예를 들어, LECO-CS844 탄소·황 분석 장치) 를 사용한 연소-적외선 흡수법에 의해 탄소를 측정하는 것을 예시할 수 있다.

본 발명의 소결체는, 실리콘 및 카본의 잔부가 크롬이면 되고, 본 발명의 소결체의 크롬의 함유량으로서, 10 wt％ 초과 79 wt％ 미만, 나아가서는 15 ∼ 75 wt％, 더욱 나아가서는 35 ∼ 70 wt％ 인 것을 예시할 수 있다. 또, 본 발명의 소결체의 바람직한 조성 범위로서 카본이 1 ∼ 20 wt％, 실리콘이 20 ∼ 70 wt％, 잔부가 크롬인 것을 들 수 있다.

본 발명의 소결체가 포함하는 금속 원소 (반금속 원소를 포함한다. 본 명세서에 있어서, 이하 동일.) 는, 크롬 및 실리콘인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 소결체는 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 탄소 (C) 이외에, 철 (Fe), 알루미늄 (Al) 등의 금속 불순물을 포함하고 있어도 된다. 철이나 알루미늄 등의 금속 원소는 불가피 불순물로서 포함된다. 즉, 본 발명의 소결체는, 불가피 불순물을 포함하고 있어도 되고, 불가피 불순물로서 금속 불순물 (크롬 및 실리콘 이외의 금속 원소), 나아가서는 불가피 불순물로서의 철 및 알루미늄을 포함해도 된다. 이들 금속 불순물 (크롬 및 실리콘 이외의 금속 원소) 을 총량으로서 1 wt％ 이하 포함하고 있어도 되고, 바람직하게는 0.5 wt％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 wt％ 이하 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 소결체는 금속 불순물을 포함하지 않는 것이 바람직하고, 크롬 및 실리콘 이외의 금속 원소를 총량 0 wt％ 이상, 0 wt％ 초과 또는 0.1 wt％ 이상인 것을 예시할 수 있다.

또한, 본 발명의 소결체는, 이것을 스퍼터링 타깃으로서 사용하는 경우의 특성을 저하시키지 않는 정도이면 산소를 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 소결체의 산소 (O) 량은, 적은 것이 바람직하고, 예를 들어, 1 wt％ 이하인 것이 바람직하다. 산소량이 1 wt％ 보다 많아지면, 절연성의 산화물 유래의 파티클이 성막 중에 많이 발생하기 쉬워진다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 소결체의 산소량은, 0.5 wt％ 이하, 특히 바람직하게는 0.1 wt％ 이하이다. 본 발명의 소결체는, 산소를 포함하지 않는 것 (즉, 산소량이 0 wt％ 인 것) 이 바람직하지만, 0 wt％ 초과 또는 0.01 wt％ 이상인 것을 예시할 수 있다.

본 발명의 소결체에 있어서의 산소량은, 소결체의 질량에 대한, 산소의 질량 비율 (wt％) 이다. 본 발명의 소결체에 포함되는 산소는 본 기술 분야에서 사용되는 일반적인 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 산소의 함유량은 불활성 가스 융해-적외선 흡수법에 의한 분석에 의해 측정할 수 있다. 불활성 가스 융해-적외선 흡수법에는, 일반적인 산소·질소 분석 장치 (예를 들어, LECO-ON736 산소·질소 분석 장치) 를 사용하면 된다.

본 발명의 소결체는, 목적에 따른 임의의 형상을 가지고 있으면 되고, 예를 들어, 원판상, 원주상, 판상, 직방체상, 입방체상, 다면체상 및 대략 다면체상의 군에서 선택되는 1 이상을 들 수 있다.

본 발명의 소결체는, 항절 강도가 100 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 150 ㎫ 이상이다. 항절 강도가 이 범위에 있음으로써, 본 발명의 소결체를, 300 ㎜ 를 초과하는 대형 사이즈의 소결체로서 제작한 경우라도, 가공에 의해 균열되는 리스크 등, 가공시의 결함 발생을 저감시키는 것이 가능하고, 또한 스퍼터링 타깃으로서 사용했을 때의 균열 등의 결함의 발생도 억제하기 쉬워진다. 본 발명의 소결체의 항절 강도는, 300 ㎫ 이하, 250 ㎫ 또는 200 ㎫ 이하인 것을 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서의 항절 강도는, JIS R 1601 에 준거하는 방법에 의해 측정하면 된다.

본 발명의 소결체의 바람직한 실시형태로서, 포어율이 13 ％ 이하이고, 크롬실리사이드와, 크롬카바이드, 실리콘카바이드 및 카본의 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결체를 들 수 있고, 그 포어율은 11 ％ 이하, 10 ％ 이하 또는 6 ％ 이하이고, 또한, 0 ％ 이상, 0 ％ 초과 또는 0.3 ％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 그 크롬실리사이드는, CrSi, CrSi₂, Cr₃Si 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 2 이상을 포함하는 것이 바람직하고, CrSi, CrSi₂ 및 Cr₃Si 의 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것이 보다 바람직하고, CrSi 및 Cr₃Si 와, Cr₅Si₃ 인 것이 보다 바람직하다. 또 그 소결체는, CrSi 및 Cr₃Si 와, 실리콘카바이드를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 또한 더욱, 그 소결체는 상대 밀도가 90 ％ 이상인 것, 나아가서는 93 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 바람직하다. 또한 더욱, 그 소결체는 항절 강도가 150 ㎫ 이상 250 ㎫ 이하인 것이 바람직하고, 180 ㎫ 이상 220 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 소결체의 제조 방법은, 크롬, 실리콘, 카본을 사용하여 분말 혼합하는 (1) 합금 원료 분말 조제 공정, 얻어진 합금 원료 분말을 핫 프레스로 등의 가압 소성로를 사용하여 압력 50 ㎫ 이하, 소성 온도 1200 ℃ ∼ 1800 ℃ 에서 소성하는 (2) 소성 공정을 포함하는 공정에 의해 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 소결체의 제조 방법에 대해, 공정마다 설명한다.

(1) 합금 원료 조제 공정

합금 원료 조제 공정에 제공하는 원료 (이하,「출발 원료」라고도 한다) 는, 크롬, 실리콘 및 카본이다.

크롬은, 고순도 크롬인 것이 바람직하고, 예를 들어, 3 N (순도 99.9 ％ 이상), 나아가서는 4 N (순도 99.99 ％ 이상) 의 크롬인 것을 들 수 있다.

실리콘은, 고순도 실리콘인 것이 바람직하고, 예를 들어, 각각, 3 N (순도 99.9 ％ 이상), 나아가서는 4 N (순도 99.99 ％ 이상), 더욱 나아가서는 5 N (순도 99.999 ％ 이상) 의 실리콘인 것을 들 수 있다.

카본 (카본원) 은, 탄소 (C) 및 그 화합물이면 되고, 크롬 및 규소 중 적어도 어느 탄화물인 것이 바람직하고, 크롬카바이드 (Cr₃C₂), 탄화규소 (SiC) 및 탄소 (C) 의 군에서 선택되는 1 이상, 나아가서는 크롬카바이드 및 실리콘카바이드의 적어도 어느 것을 들 수 있다. 크롬카바이드 및 실리콘카바이드는, 각각, 크롬 및 규소의 출발 원료로서도 간주할 수 있다.

출발 원료는, 예를 들어, 크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 크롬카바이드 (Cr₃C₂), 탄화규소 (SiC), 탄소 (C) 를 사용할 수 있다.

또한, 출발 원료는, 크롬 및 실리콘에 더하여, 또는, 크롬 및 실리콘 대신에, 크롬 및 실리콘의 합금을 포함하고 있어도 되고, 크롬 및 실리콘의 용융 금속 분말을 포함하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서「용융 금속 분말」이란, 용융시킨 금속이 냉각된 상태의 분말, 나아가서는 용융된 금속이 급속 냉각된 상태의 분말이며, 미세 조직을 갖는 분말이다. 용융 금속 분말로서, 예를 들어, 급랭 박대, 아크 용해, 가스 아토마이즈, 물 아토마이즈, 원심 아토마이즈 및 진공 아토마이즈의 군에서 선택되는 1 이상에 의해 얻어지는 분말, 나아가서는 급랭 박대, 아크 용해 및 가스 아토마이즈의 군에서 선택되는 1 이상에 의해 얻어지는 분말, 더욱 나아가서는 가스 아토마이즈에 의해 얻어지는 분말을 들 수 있다. 용융 금속 분말은, 분쇄 공정을 필수로 하지 않고 얻어지는 분말, 나아가서는 분쇄 공정을 거치지 않고 얻어지는 분말이기 때문에, 분쇄 공정을 거쳐 얻어지는 분말과 비교하여, 불순물량이 보다 적어지기 쉽다.

출발 원료는, 가스 아토마이즈에 의해 얻어지는 분말 (이하,「가스 아토마이즈 분말」이라고도 한다) 을 포함하는 것이 바람직하고, 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 가스 아토마이즈법에 의해 제작된 입자는 수 십 ㎛ 정도의 구상이 되고, 구상 내에 미세한 결정상을 갖는다. 가스 아토마이즈 분말은, 표면적이 작고 또한 미세한 입자로 이루어지는 분말인 점에서, 소성 후의 소결체를 저산소 또한 고강도로 하는 것, 즉 산소량이 적은 것, 및, 강도가 높은 소결체가 얻어지는 합금 원료 분말로서 제공할 수 있다.

가스 아토마이즈 분말로서, 예를 들어, 평균 입자경이 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하의 분말이고, 또, 구상 및 대략 구상의 적어도 어느 형상을 갖는 분말인 것, 또, 크롬실리사이드의 다결정 입자로 구성되는 분말, 나아가서는, 서로 결정상이 상이한 크롬실리사이드의 다결정을 포함하는 입자로 구성되는 분말인 것을 예시할 수 있다.

가스 아토마이즈 분말은, 적어도 CrSi₂ 를 결정상에 포함하는 것이 바람직하고, Si, Cr, CrSi, Cr₃C₂ 및 Cr₅Si₃ 의 군에서 선택되는 1 이상과, CrSi₂ 를 결정상에 포함하는 것이 보다 바람직하고, Si 및 CrSi 의 적어도 어느 것과, CrSi₂ 를 결정상에 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

가스 아토마이즈법의 조건은 임의이지만, 예를 들어, 크롬 및 실리콘을 용해시키는 처리 온도를, 용융 온도 ＋50 ∼ 300 ℃ 로 하는 것이 바람직하고, 용융 온도 ＋100 ∼ 250 ℃ 로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 용융 금속, 즉 액체 상태의 금속이 얻어진다.

여기서,「용융 온도」란, 크롬이나 실리콘의 원료 분말이나 플레이크 등의 전구 물질이 용융되는 온도이며, 물질 고유의 값이다. 용융 온도로서, 1300 ℃ ∼ 1500 ℃ 를 예시할 수 있다. 그 때문에, 처리 온도는 1350 ℃ 이상 1800 ℃ 이하를 예시할 수 있고, 1350 ℃ 이상, 1370 ℃ 이상 또는 1390 ℃ 이상이고, 또, 1800 ℃ 이하, 1700 ℃ 이하, 1550 ℃ 이하 또는 1470 ℃ 이하인 것을 들 수 있다. 용융 온도와 처리 온도의 차가 작은 경우 (예를 들어, 차가 50 ℃ 미만인 경우), 2 상의 결정상의 융점이 높은 편이 먼저 석출되는 등, 얻어지는 분말을 구성하는 합금 입자의 미세화가 곤란하다. 한편, 용융 온도와 처리 온도의 차가 큰 경우에는 아토마이즈 후에 입자끼리가 소결되고, 그 입자가 가스 아토마이즈 장치의 벽면에 고착되기 때문에 분말의 회수율이 나빠진다 (수율이 나빠진다).

가스 아토마이즈법에는, 출발 원료로서 제공하는 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말이 얻어지는 전구 물질을 제공하면 된다. 그 전구 물질은, 크롬 및 실리콘 그리고 그 화합물의 적어도 어느 것이면 되고, 크롬 및 실리콘의 분말, 플레이크 또는 벌크이면 되고, 크롬 및 실리콘의 플레이크인 것이 바람직하다.

크롬의 전구 물질은, 고순도 크롬의 플레이크인 것이 바람직하고, 예를 들어, 3 N (순도 99.9 ％ 이상), 나아가서는 4 N (순도 99.99 ％ 이상) 의 크롬의 플레이크인 것을 들 수 있다.

실리콘의 전구 물질은, 고순도 실리콘의 플레이크인 것이 바람직하고, 예를 들어, 각각, 3 N (순도 99.9 ％ 이상), 나아가서는 4 N (순도 99.99 ％ 이상), 더욱 나아가서는 5 N (순도 99.999 ％ 이상) 의 실리콘의 플레이크인 것을 들 수 있다.

가스 아토마이즈법에 있어서는, 가스류를 통과시키도록, 얻어진 용융 금속을 그 가스류에 적하함으로써, 가스 아토마이즈 분말이 얻어진다.

그 가스류는, 불활성 가스이면 되고, 예를 들어, 아르곤 (Ar), 질소 (N₂) 및 헬륨 (He) 의 군에서 선택되는 1 이상, 나아가서는 아르곤을 들 수 있다.

가스류의 압력 (이하,「가스압」이라고도 한다) 은, 1 ㎫ 이상, 4 ㎫ 이상 또는 6 ㎫ 이상이고, 또, 10 ㎫ 이하 나아가서는 9 ㎫ 이하이면 된다.

가스 아토마이즈법은, 도가니식 및 전극식의 적어도 어느 방식이면 되고, 도가니식인 것이 바람직하다. 도가니식에 의한 가스 아토마이즈법에서 사용하는 도가니는, 예를 들어, 카본, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 지르코니아 및 질화붕소의 군에서 선택되는 1 이상으로 이루어지는 도가니, 혹은, 카본, 알루미나, 마그네시아 및 지르코니아의 군에서 선택되는 1 이상으로 이루어지는 본체에, 질화붕소 및 탄화규소의 적어도 어느 것을 코팅한 도가니인 것이 바람직하다.

가스 아토마이즈 후의 분말 (가스 아토마이즈 분말) 은 진공 분위기 중, 또는 질소, 아르곤 등의 불활성 분위기 중에서 관리 (보관) 하는 것이 바람직하고, 이어서 실시되는 소성 공정에 제공하기 전에 산화 분위기에 노출되지 않는 것이 바람직하다. 대기하에 분말을 놓아 두는 등, 산화 분위기에 노출되면 아토마이즈 분말의 표면에서 산화가 일어나, 그 분말의 산소량이 많아진다.

또한, 용융 금속 분말의 사용 대신에, 분말 혼합법에 의해 크롬 및 실리콘을 혼합하여 얻어지는 혼합 분말을 소결체의 출발 원료로서 사용하는 것이 종래부터 알려져 있다. 예를 들어, 미세 분말 혼합 (미세한 분말의 물리 혼합) 에 있어서도 고강도인 소결체는 제작 가능하다. 그러나, 당해 방법에서 얻어지는 분말을 소성하여 얻어지는 소결체는 산소량이 많아진다. 반대로, 조립 (粗粒) 의 혼합 (조립을 포함하는 분말의 물리 혼합) 에 의해, 얻어지는 소결체의 저산소화는 가능하지만, 그 강도가 낮아진다. 다른 원료 (용융 금속 분말) 의 제작 방법으로는 급랭 박대, 아크 용해 등 급속 냉각의 방법을 들 수 있다.

출발 원료의 산소량은 적은 것이 바람직하다. 출발 원료 중의 산소량이 많으면 본 발명의 소결체를 사용하는 스퍼터링 타깃 중의 산소량이 많아진다. 이와 같은 다대한 산소량은 파티클의 발생의 원인이 되기 쉽다. 출발 원료는, 각각, 산소량이 0.5 wt％ 이하, 나아가서는 0.1 wt％ 이하인 것이 바람직하고, 또, 0 wt％ 이상, 0 wt％ 초과 또는 0.01 wt％ 이상인 것을 예시할 수 있다.

합금 원료 조제 공정에 제공하는, 특히 바람직한 출발 원료로서, 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말, 그리고, 크롬 및 실리콘의 탄화물, 나아가서는 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말, 그리고, 크롬카바이드를 들 수 있다.

출발 원료의 형상은 임의이지만, 분말인 것을 들 수 있다.

분말 (출발 원료) 의 혼합 방법으로는, 출발 원료가 균일하게 혼합되는 방법이면 되고, 또, V 형 혼합, 믹서 등 모든 혼합기를 사용하는 것이 가능하다. 혼합 방법은, 건식 혼합 및 습식 혼합 중 적어도 어느 것이면 되고, 건식 혼합인 것이 바람직하고, V 형 혼합기를 사용한 건식 혼합인 것이 보다 바람직하다. 이로써 합금 원료 분말이 얻어진다.

혼합 분위기는, 출발 원료가 산화되기 어려운 분위기인 것이 바람직하고, 진공 분위기 및 불활성 분위기 중 적어도 어느 것, 나아가서는 질소 분위기 및 아르곤 분위기 중 적어도 어느 것, 나아가서는 아르곤 분위기를 들 수 있다.

혼합기의 회전 속도나 교반 속도 등, 혼합 속도는 10 rpm 이상 200 rpm 이하, 나아가서는 50 rpm 이상 100 rpm 이하인 것을 들 수 있다. 또, 혼합 시간은, 30 분 이상 5 시간 이하, 나아가서는 45 분 이상 3 시간 이하인 것을 들 수 있다.

합금 원료 조제 공정에 의해 얻어지는 원료 (합금 원료 분말) 의 순도는 99 ％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다. 원료 합금 분말에 불순물이 많이 포함되면 (즉 순도가 낮아지면), 그 불순물이 소성 공정에 있어서의 이상 입자 성장의 원인이 되기 쉽다. 또, 그 이상 성장 입자는, 성막시에 파티클의 발생원이 되기 쉽다.

바람직한 합금 원료 조제 공정으로서, 크롬 및 실리콘의 용융 금속 분말 (크롬실리콘의 용융 합금 분말), 그리고, 카본원을 포함하는 출발 원료를, 진공 분위기 및 불활성 분위기 중 적어도 어느 것 혼합하고, 합금 원료 분말을 얻는 공정을 들 수 있다. 그 용융 금속 분말은 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말인 것이 바람직하다. 그 카본원이 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것을 포함하는 탄화물을 포함하는 것이 바람직하고, 크롬카바이드 (Cr₃C₂) 및 탄화규소 (SiC) 의 적어도 어느 것인 것이 보다 바람직하고, 크롬카바이드인 것이 더욱 바람직하다.

(2) 소성 공정

소성 공정에서는, 얻어진 합금 원료 분말을 핫 프레스로 등의 가압 소성로를 사용하여 압력 50 ㎫ 이하, 소성 온도 1200 ℃ ∼ 1800 ℃ 에서 소성한다. 소성에는, 핫 프레스로 등의 가압 소성로를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘의 확산 계수가 낮은 점에서 무가압로에서는, 얻어지는 소결체를 고밀도화하는 것이 곤란하다.

소성 공정에서는, 가압 소성에 의해 합금 원료 분말을 소성한다. 그 공정에 있어서의 가압 소성으로서, 핫 프레스 및 열간 정수압 프레스 중 적어도 어느 것, 바람직하게는 핫 프레스를 들 수 있다.

소성시의 핫 프레스 압력 (이하, 간단히「압력」이라고도 한다) 은 50 ㎫ 이하로 하는 것이 바람직하다. 50 ㎫ 를 초과하면, 가압 가능한 핫 프레스의 형 (型) (프레스 다이) 의 준비가 곤란하다 (범용의 형을 사용하기 어렵다). 범용의 형으로서 카본제의 형을 예시할 수 있다.

대형의 소결체를 제작함에 있어서, 핫 프레스 압력은 바람직하게는 5 ∼ 45 ㎫, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 40 ㎫, 특히 바람직하게는 15 ∼ 40 ㎫ 이다. 본 공정에 있어서, 바람직한 핫 프레스 압력은, 5 ㎫ 이상, 10 ㎫ 이상 또는 15 ㎫ 이상이고, 또한, 50 ㎫ 이하, 45 ㎫ 이하 또는 40 ㎫ 이하인 것을 들 수 있다.

소성 온도는, 1350 ℃ ∼ 1800 ℃ 로 한다. 1350 ℃ 미만에서는, 얻어지는 소결체의 밀도가 충분히 높아지지 않는다. 한편, 소성 온도가 1800 ℃ 를 초과하면, 소성 중에서의 재료 (소결체) 를 용해할 가능성이 있다. 특히 바람직한 소성 온도로서 1300 ℃ 이상, 1325 ℃ 이상 또는 1350 ℃ 이상이고, 또한, 1800 ℃ 이하, 1600 ℃ 이하 또는 1400 ℃ 이하를 들 수 있다.

승온 속도 및 강온 속도는 특별히 한정되지 않고, 소성로의 용적, 소결체의 사이즈 및 형상, 균열 용이성 등을 고려하여 적절히 결정할 수 있다. 승온 속도로서, 예를 들어, 100 ℃/시간 이상 또는 150 ℃/시간 이상이고, 또, 300 ℃/시간 이하 또는 250 ℃/시간 이하인 것을 들 수 있다.

소성시의 유지 시간은 1 ∼ 5 시간으로 하는 것, 나아가서는 1.5 시간 이상 3.5 시간 이하로 하는 것을 예시할 수 있다. 1 시간 이상으로 함으로써 소성로 내 및 핫 프레스의 형 (프레스 다이) 중의 온도 불균일이 억제되어, 균일한 조직을 갖는 소결체가 얻어지기 쉬워진다. 유지 시간이 5 시간 이하임으로써 공업적인 생산성에서의 소결이 가능해진다.

소성 분위기는, 진공 분위기, 진공 감압 분위기, 또는 아르곤 등의 불활성 분위기가 바람직하고, 아르곤 분위기 또는 진공 분위기가 보다 바람직하며, 진공 분위기가 더욱 바람직하다. 진공 분위기로 소성함으로써, 원료 합금 분말과 동등한 조성을 갖는 소결체가 얻어지기 쉬워진다. 또한, 본 발명에 있어서, 진공 분위기와 진공 감압 분위기는 호환적으로 사용하고 있다.

특히 바람직한 소성 공정으로서, 합금 원료 분말을, 진공 분위기로, 압력 50 ㎫ 이하, 및, 소성 온도 1350 ℃ 이상 1800 ℃ 이하에서, 가압 소성하는 공정을 들 수 있다. 그 가압 소성은 핫 프레스 처리인 것이 바람직하고, 또, 그 합금 원료 분말은 크롬 및 실리콘의 용융 금속 분말을 포함하는 것이 바람직하고, 크롬 및 실리콘의 용융 금속 분말과, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 탄화물을 포함하는 분말 조성물인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 소결체의 특히 바람직한 제조 방법으로서, 크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말, 그리고, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것과 카본을 포함하는 카본원을 혼합하여 합금 원료 분말을 얻는 공정, 및, 그 합금 원료 분말을 진공 분위기로, 압력 50 ㎫ 이하, 및, 소성 온도 1350 ℃ 이상 1800 ℃ 이하에서, 핫 프레스하는 소성 공정을 갖는 제조 방법을 들 수 있다. 그 카본원은, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것을 포함하는 탄화물인 것이 바람직하고, 크롬카바이드인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 소결체는, 평면 연삭반, 원통 연삭반, 선반, 절단기, 머시닝 센터 등의 기계 가공기를 사용하여, 판상 형상으로 연삭 가공할 수 있다. 이로써, 목적에 따른 임의의 형상으로 하면 된다.

본 발명의 소결체는, 구조 재료, 전극 재료나 반도체 재료 등의 공지된 실리사이드의 용도로 사용할 수 있고, 특히 스퍼터링 타깃 (이하, 간단히「타깃」이라고도 한다) 으로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃으로 할 수 있다.

스퍼터링 타깃의 제조 방법은 임의이고, 본 발명의 소결체를 그대로 스퍼터링 타깃으로 해도 된다. 또, 필요에 따라, 무산소동이나 티탄 등으로 이루어지는 배킹 플레이트, 및, 배킹 튜브에 인듐 땜납 등을 사용하여, 본 발명의 소결체와 배킹 플레이트를 접합 (본딩) 함으로써, 본 발명의 소결체를 스퍼터링 타깃으로 할 수 있다.

또, 얻어진 스퍼터링 타깃을 사용하여 스퍼터링함으로써 막 (박막) 을 제조할 수도 있다. 즉, 본 발명의 소결체는, 본 발명의 소결체, 배킹 플레이트 및 배킹 튜브를 구비한 스퍼터링 타깃으로 할 수 있고, 또, 그 스퍼터링 타깃을 사용하여 스퍼터링하는, 막의 제조 방법에 사용할 수 있다.

스퍼터링의 조건은 임의이지만, 예를 들어, 이하의 조건을 들 수 있다.

성막 전력 : 100 W 이상 800 W 이하,

바람직하게는 150 W 이상 300 W 이하

가스압 : 0.2 Pa 이상 1.0 Pa 이하,

바람직하게는 0.3 Pa 이상 0.7 Pa 이하

가스 분위기 : 불활성 분위기, 바람직하게는 아르곤 분위기

성막 시간 : 0.5 시간 이상 3 시간 이하,

바람직하게는 0.5 시간 이상 1.5 시간 이하

저항률의 온도 의존성을 저감시키기 위해, 스퍼터링 후의 막은 열처리 (어닐 처리) 를 하는 것이 바람직하다. 어닐 처리의 조건으로서 이하의 조건을 들 수 있다.

어닐 분위기 : 진공 분위기

어닐 시간 : 1 시간

어닐 온도 : 200 ℃ ∼ 600 ℃ 의 임의의 온도

본 발명의 소결체를 사용하여 얻어지는 막 (이하,「본 발명의 막」이라고도 한다) 은, 임의의 두께를 갖고 있으면 되고, 예를 들어, 막 두께가 5 ㎚ 이상 또는 10 ㎚ 이상이고, 또, 1 ㎛ 이하 또는 500 ㎚ 이하인 것을 들 수 있다.

본 발명의 막은, Si-Cr-C 계의 막으로, 크롬실리사이드와, 크롬카바이드, 실리콘카바이드 및 카본의 군에서 선택되는 1 이상의 비정질막이고, 바람직하게는, 크롬실리사이드와, 실리콘카바이드 또는 카본의 비정질막이다.

본 발명의 막은 기재 상에 존재하는 막, 즉 기재 상에 형성된 상태의 막이고, 특히 스퍼터막이다. 따라서, 본 발명의 막은 자립된 막과는 상이하고, 본 발명의 막과 기재가 적층된 적층체로 간주할 수도 있다. 그 기재는, 목적에 따른 임의의 재질로 이루어지는 기재이면 되고, 금속, 반금속, 세라믹스, 유리 및 고분자의 군에서 선택되는 1 이상으로 이루어지는 기재, 나아가서는 금속, 반금속 및 유리의 군에서 선택되는 1 이상으로 이루어지는 기재, 더욱 나아가서는 유리로 이루어지는 기재를 들 수 있다.

본 발명의 막은, 막의 온도가 1 ℃ 변화되었을 때의 저항률의 변화 비율, 이른바 저항 온도 계수 (Temperature Coefficient of Resistance ; 이하,「TCR」이라고도 한다) 가 작은 것이 바람직하고, 측정 온도 40 ℃ ∼ 150 ℃ 에 있어서의 TCR 의 최대값 (이하,「최대 TCR」이라고도 한다) 이 100 ppm/℃ 이하 또는 98 ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다.

또, 측정 온도 40 ℃ ∼ 150 ℃ 에 있어서의 TCR 의 최소값 (이하,「최소 TCR」이라고도 한다) 이 －25 ppm/℃ 이상 또는 0 ppm/℃ 이상인 것을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, TCR 은, 일반적인 저항률 측정 장치 (예를 들어, 8403 형 AC/DC 홀 측정 시스템, 토요 테크니카사 제조) 를 사용하여 측정되는 막의 저항률의 값을 사용하여, 이하의 식으로부터 구할 수 있다.

상기 식에 있어서, TCR 은 저항 온도 계수 [ppm/℃], R 은 측정 온도에 있어서의 저항률 [Ω·㎝], R₃₀ 은 30 ℃ 에 있어서의 저항률 [Ω·㎝], 및, T 는 측정 온도 [℃] 이다.

본 발명의 막은, 측정 온도 40 ℃ ∼ 150 ℃ 에 있어서의 TCR 의 평균값 (이하,「평균 TCR」이라고도 한다) 이 100 ppm/℃ 이하, 50 ppm/℃ 이하 또는 15 ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다. 평균 TCR 은 0 ppm/℃ 이상, 1 ppm/℃ 이상 또는 10 ppm/℃ 이상인 것을 들 수 있다.

평균 TCR 은, 측정 온도 40 ℃ ∼ 150 ℃ 에 있어서, 10 ℃ 간격으로 측정되는 TCR 의 절대값의 평균이며, 이하의 식으로부터 구할 수 있다.

상기 식에 있어서, TCR₄₀ 은 측정 온도 40 ℃ 에 있어서의 TCR 의 절대값 [ppm/℃], TCR₅₀ 은 측정 온도 50 ℃ 에 있어서의 TCR 의 절대값 [ppm/℃] 등, 10 ℃ 간격으로 측정되는 각 측정 온도에 있어서의 TCR 의 절대값 [ppm/℃] 이다.

본 발명의 막은, 30 ℃ ∼ 150 ℃ 의 온도 범위를 10 ℃ 간격으로 측정되는 TCR 의 플롯 13 점에서 얻어지는 1 차 근사식 (직선 근사) 의 직선의 기울기 (이하,「TCR 기울기」라고도 한다) 가 ±0.7 ppm/℃² 인 것이 바람직하고, ±0.5 ppm/℃², ±0.3 ppm/℃², ±0.2 ppm/℃², ±0.1 ppm/℃² 또는 0 (제로) ppm/℃² 인 것이 바람직하다. TCR 기울기가 이 범위임으로써, 차재 센서 등의 온도 변화가 큰 환경에서 사용되는 센서 용도에 있어서의 검출 감도가 안정된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에 있어서의 각 측정은 이하와 같이 실시하였다.

(1) 소결체의 결정상

소결체의 결정상은, 상기 서술한 조건으로, XRD 패턴을 측정 및 동정하였다.

(2) 소결체의 상대 밀도

소결체의 상대 밀도는, 진밀도에 대한 실측 밀도의 비율 (％) 로서 구하였다. 먼저, JIS R 1634 에 준거하여, 아르키메데스법에 의해 측정되는 체적에 대한 건조 질량에 의해 가질 수 있는 부피 밀도를 측정하고, 이것을 실측 밀도로 하였다.

진밀도는 이하의 식으로부터 구하였다.

상기 식에 있어서, d 는 소결체의 진밀도 [g/㎤] 이고, M₁ 내지 M₉, 및, R₁ 내지 R₉ 는, 각각, 소결체에 포함되는 Si, C, Cr, SiC, CrSi, CrSi₂, Cr₃Si, Cr₃C₂ 및 Cr₅Si₃ 의 진밀도 [g/㎤] 그리고 질량 비율 [wt％] 이다.

소결체에 포함되는 결정상은 상기 서술한 조건에 의해 측정된 XRD 패턴을 동정하고, 또, 소결체의 조성은 ICP 분석에 의해 실시하였다. 측정된 원소를, 얻어진 결정상으로부터, 각 결정상의 질량 비율을 구하였다.

또, 삼상 (三相) 으로 이루어지는 소결체의 경우에 있어서의 소결체의 진밀도는, 결정상 A 의 질량 a [g], 결정상 B 의 질량 b [g], 결정상 C 의 질량 c [g] 와, 각각의 진밀도 Ma [g/㎤], Mb [g/㎤], Mc [g/㎤] 를 사용하여, 하기 식으로부터 산출하였다.

(3) 소결체의 포어율

경면 연마하고, 레이저 현미경으로 관찰하여, 얻어진 소결체 조직 화상으로부터 화상 해석에 의해 측정하였다. 경면 연마는, DP-현탁액 1 ㎛ (마루모토 스토리얼사 제조) 를 사용하여, 표면 조도 Ra ≤ 2 ㎛ 가 되도록 실시하였다. 적어도 임의의 5 시야를 관찰하고, 화상 해석으로부터 포어의 면적을 산출하고, 포어율을 5 회 (즉, 각 시야에 대해 1 회씩) 측정하고, 각 시야의 포어율의 측정 결과의 평균값을 포어율로 하였다.

측정 시야 (관찰 배율) : 200 배

각 시야의 포어율 (％) ＝ (화상 해석에 의해 산출한 포어의 면적/측정 면적) × 100

(4) 조대공의 수

소결체의 임의의 장소로부터 직경 10.16 ㎝ 의 소결체를 잘라내고, In 본딩을 실시하여, 스퍼터링 타깃으로 하였다. 하기 조건에 의해, 스퍼터링 시험을 실시하여, 스퍼터링 후의 타깃의 최대 길이가 50 ㎛ 이상인 구멍의 수를 레이저 현미경에 의해 세고, 조대공으로 하였다.

(5) 산소량

소결체의 표면을 1 ㎜ 이상 연삭한 후, 소결체의 임의의 부분으로부터 잘라내진 샘플 (세로 3 ㎜ × 가로 20 ㎜ × 두께 4 ㎜ 의 각형 형상) 중의 산소의 함유량을 용융-적외선 흡수법에 의해 측정하였다.

측정 수법 : 임펄스로 용융-적외선 흡수법

장치 : LECO ON736 산소·질소 분석 장치

(6) 항절 강도

소결체의 항절 강도는, JIS R 1601 에 준거하는 방법에 의해 측정하였다.

시험 방법 : 3 점 굽힘 시험

지점간 거리 : 30 ㎜

시료 사이즈 : 3 × 4 × 40 ㎜

헤드 속도 : 0.5 ㎜/분.

(실시예 1)

전구 물질로서 Cr 플레이크 (4 N) : 33 wt％, 및, Si 플레이크 (5 N) : 67 wt％ 를 사용하였다. 카본 도가니 내에서 처리 온도를 1650 ℃ 로 하고 Cr 플레이크 및 Si 플레이크를 용융하여 크롬 및 실리콘의 용융 금속을 얻었다. 그 후, 가스압 7 ㎫ 의 아르곤 가스류를 통과시키도록 그 용융 금속을 적하하는 가스 아토마이즈법에 의해 분말 (가스 아토마이즈 분말) 을 제작하고, 이것을 크롬 및 실리콘의 출발 원료로 하였다. 당해 가스 아토마이즈 가루는, CrSi₂ 와 Si 로 이루어지는 결정상을 가지고 있었다. 그 후, 가스 아토마이즈 분말이 62 wt％, Cr₃C₂ 분말이 38 wt％ 가 되도록, 가스 아토마이즈 분말과 Cr₃C₂ 분말 (제품명 : Chromium Carbide, PPM 사 제조) 을 아르곤 분위기하에서 V 형 혼합기를 사용하여 60 rpm 으로 1 시간 건식 혼합에 의해 혼합하여, Cr 이 55 wt％, Si 가 39 wt％, C 가 6 wt％ 인 합금 원료 분말로 하였다.

다음으로, 이 합금 원료 분말을 카본제의 형 (프레스 다이 : 직경 15.2 ㎝) 에 넣고, 핫 프레스법에 의해 소성하여, 본 실시예의 소결체를 얻었다. 소성 조건을 이하에 나타낸다.

소성로 : 핫 프레스로

승온 속도 : 200 ℃/시간

승온 분위기 : 진공 감압 분위기 (진공 분위기)

소성 분위기 : 진공 감압 분위기 (진공 분위기)

소성 온도 : 1350 ℃

압력 : 40 ㎫

소성 시간 : 3 시간

이로써, 소결체 사이즈가 직경 15.2 ㎝ × 두께 7 ㎜ 인, 마이크로 크랙이 없는 원판상의 소결체가 얻어졌다.

XRD 측정의 결과로부터, 본 실시예의 소결체는 CrSi, Cr₅Si₃ 및 SiC 로 이루어지는 Cr-Si-C 계 소결체인 것을 확인할 수 있었다. 당해 XRD 의 측정 결과로부터, 본 실시예의 소결체의 상대 밀도는, 결정상 A : CrSi (진밀도 5.36 [g/㎤]) 가 52 wt％, 결정상 B : Cr₅Si₃ (진밀도 5.87 [g/㎤]) 이 27 wt％, 및, 결정상 C : SiC (진밀도 3.21 [g/㎤]) 가 21 wt％ 로서 산출한 진밀도를 사용하여 산출하였다.

(실시예 2 ∼ 7)

소성 조건을 표 1 에 나타내는 조건으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 소결체 (Cr-Si-C 계 소결체) 를 제작하였다. 얻어진 소결체는, 모두 CrSi, Cr₅Si₃ 및 SiC 로 이루어지는 Cr-Si-C 계 소결체였다.

(실시예 8)

전구 물질로서, Cr 플레이크 (4 N) : 59 wt％, 및, Si 플레이크 (5 N) : 41 wt％ 를 사용하였다. 카본 도가니 내에서, 처리 온도를 1650 ℃ 로 하고 이것들을 용해하여 용융 금속을 얻었다. 가스압 7 ㎫ 의 아르곤 가스류를 통과시키도록 그 용융 금속을 적하함으로써 가스 아토마이즈법에 의해 가스 아토마이즈 분말을 제작하였다. 당해 가스 아토마이즈 가루는, CrSi₂ 와 CrSi 로 이루어지는 결정상을 가지고 있었다. 그 후, 상기 가스 아토마이즈 가루가 62 wt％, Cr₃C₂ 분말이 36 wt％ 가 되도록 Cr₃C₂ 분말과 가스 아토마이즈 분말을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 혼합하여, Cr 이 69 wt％, Si 가 26 wt％, 및, C 가 5 wt％ 인 본 실시예의 합금 원료 분말로 하였다.

당해 합금 원료 분말을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 소성하여, Cr-Si-C 계 소결체를 얻고, 이것을 본 실시예의 소결체로 하였다. XRD 측정의 결과로부터, 소결체의 상대 밀도는, 결정상 A : Cr₅Si₃ (진밀도 5.87 [g/㎤]) 이 23 wt％, 결정상 B : Cr₃Si (진밀도 6.46 [g/㎤]) 가 61 wt％, 및, 결정상 C : SiC (진밀도 3.21 [g/㎤]) 가 16 wt％ 로서 산출한 진밀도를 사용하여 산출하였다.

(실시예 9)

전구 물질로서, Cr 플레이크 (4 N) : 42 wt％, 및, Si 플레이크 (5 N) : 58 wt％ 를 사용하였다. 카본 도가니 내에서, 처리 온도를 1650 ℃ 로 하고 이것들을 용해하여 용융 금속을 얻었다. 가스압 7 ㎫ 의 아르곤 가스류를 통과시키도록, 그 용융 금속을 적하함으로써 가스 아토마이즈법에 의해 가스 아토마이즈 분말을 제작하였다. 당해 가스 아토마이즈 가루는, CrSi₂ 와 Si 로 이루어지는 결정상을 가지고 있었다. 그 후, 상기 가스 아토마이즈 가루가 95 wt％, C 분말이 5 wt％ 가 되도록 C 분말과 가스 아토마이즈 분말을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 혼합하여, Cr 이 40 wt％, Si 가 55 wt％, 및, C 가 5 wt％ 인 본 실시예의 합금 원료 분말로 하였다.

당해 합금 원료 분말을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 소성하여, 소결체 사이즈가 직경 15.2 ㎝ × 두께 7 ㎜ 인, 마이크로 크랙이 없는 원판상의 소결체를 얻고, 이것을 본 실시예의 소결체로 하였다.

XRD 측정의 결과로부터, 본 실시예의 소결체는 CrSi₂, Si 및 C 로 이루어지는 Cr-Si-C 계 소결체인 것을 확인할 수 있었다. 당해 XRD 의 측정 결과의 결과로부터, 본 실시예의 소결체의 상대 밀도는, CrSi₂ 가 83 wt％, Si 가 12 wt％, 및, C 가 5 wt％ 로서 산출한 진밀도를 사용하여 산출하였다.

(실시예 10)

C 분말이 15 wt％ 가 되도록 C 분말과 가스 아토마이즈 분말을 혼합한 것 이외에는 실시예 9 와 동일한 방법으로, Cr 이 36 wt％, Si 가 49 wt％, 및, C 가 15 wt％ 인 본 실시예의 합금 원료 분말로 하였다.

당해 합금 원료 분말을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 소성하여, 소결체 사이즈가 직경 15.2 ㎝ × 두께 7 ㎜ 인, 마이크로 크랙이 없는 원판상의 소결체를 얻었다.

XRD 측정의 결과로부터, 본 실시예의 소결체는 CrSi₂, Si 및 C 로 이루어지는 Cr-Si-C 계 소결체인 것을 확인할 수 있었다. 당해 XRD 의 측정 결과의 결과로부터, 본 실시예의 소결체의 상대 밀도는, CrSi₂ 가 74 wt％, Si 가 11 wt％, 및, C 가 15 wt％ 로서 산출한 진밀도를 사용하여 산출하였다.

(비교예 1)

Cr 분말 : 31 wt％, CrSi₂ 분말 : 48 wt％, SiC 분말 : 21 wt％ 로서, V 형 혼합기에 의해 분말 혼합을 사용하여 합금 원료 분말을 얻은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로, CrSi, Cr₅Si₃ 및 SiC 의 결정상으로 이루어지는 소결체를 얻었다.

(비교예 2)

실시예 9 와 동일한 방법으로, Cr 이 42 wt％ 및 Si 가 58 wt％ 이고, CrSi₂ 와 Si 로 이루어지는 결정상을 갖는 가스 아토마이즈 분말을 얻었다.

당해 가스 아토마이즈 분말을 사용한 것, 소성 온도를 1250 ℃ 로 한 것, 및, 압력을 15 ㎫ 로 한 것 이외에는 비교예 1 과 동일한 방법으로 소결체를 제작하였다.

XRD 측정의 결과로부터, 본 실시예의 소결체는 CrSi₂ 및 Si 로 이루어지는 Cr-Si 계 소결체 (크롬실리사이드의 소결체) 인 것을 동정할 수 있었다. 당해 XRD 의 측정 결과 및 ICP 에 의한 조성 분석의 결과로부터, 본 비교예의 소결체의 상대 밀도는, CrSi₂ 가 87 wt％ 및 Si 가 13 wt％ 로서 산출한 진밀도를 사용하여 산출하였다.

실시예 1 내지 10, 그리고, 비교예 1 및 2 의 제조 조건을 표 1 에, 얻어진 소결체의 평가 결과를 표 2 에 나타냈다.

＜조대공의 확인＞

실시예 1 및 8, 그리고, 비교예 1 의 소결체를, 각각, 선반 가공하여, 그 소결체로부터 직경 10.16 ㎜, 두께 5 ㎜ 의 원판상의 소결체를 잘라냈다. 얻어진 소결체를 배킹 플레이트에 본딩함으로써 스퍼터링 타깃으로 하고, 이하의 조건으로 유리 기판 (제품명 : 무알칼리 유리 C, 미츠루 공학 연구소사 제조) 상에 대한 성막 (스퍼터링) 을 실시하였다.

성막 전력 : 800 W

가스압 : 0.5 Pa

가스 분위기 : Ar 만 (아르곤 분위기)

성막 시간 : 1 시간

성막 후의 타깃을 레이저 현미경에 의해 표면 관찰을 실시하였다. 그 결과, 실시예의 타깃에서는, 기공경 50 ㎛ 이상의 구멍 (조대공) 이 발생하고 있지 않은 것을 확인하였다.

＜성막＞

실시예 7, 9 및 10, 그리고, 비교예 2 의 소결체를 사용한 것, 및, 이하의 조건을 적용한 것 이외에는, ＜조대공의 확인＞ 과 동일한 방법으로 스퍼터링을 실시하여, 성막하였다.

성막 전력 : 200 W

가스압 : 0.5 Pa

가스 분위기 : 아르곤 분위기

성막 시간 : 1 시간

성막은 복수 회 실시하여, 복수의 막 (스퍼터링막) 을 얻었다. 얻어진 막 (스퍼터링막) 은, 각각, 진공 분위기, 1 시간, 및, 200 ℃ ∼ 600 ℃ 범위에 있어서 10 ℃ 간격의 어느 온도에서 어닐 처리하였다. 이로써, 각각의 실시예에 대해, 막 두께가 100 ㎚ 인 스퍼터링막을 복수 장 얻었다. 어닐 처리 후의 막을 이하의 조건으로 평가하였다.

(저항률)

막의 저항률은, 8403 형 AC/DC 홀 측정 시스템 (토요 테크니카 제조) 을 사용하여, 30 ℃ 에서 측정하였다. 측정은, 스퍼터링막을 구비한 유리 기판을 가로세로 1 ㎝ 로 날라낸 것에 대해 실시하였다.

(TCR)

30 ℃ 에서 150 ℃ 까지 10 ℃ 간격으로 막의 저항률을 측정하고, 이하의 식으로부터 각 온도에 있어서의 TCR 을 구하였다.

40 ℃ ∼ 150 ℃ 에서 측정된 TCR 에 있어서의, 최대값을 최대 TCR, 최소값을 최소 TCR, 및, TCR 의 절대값의 평균을 평균 TCR 로 하였다.

(TCR 기울기)

TCR 의 측정에 의해 얻어진 40 ℃ ∼ 150 ℃ 의 TCR 의 값을 온도－TCR 로 플롯하고, 그 플롯으로부터 얻어지는 1 차 직선 근사식을 구하였다. 그 1 차 직선 근사식의 기울기의 값을 TCR 기울기로 하였다.

평균 TCR 의 값이 가장 작아진 어닐 온도, 및, 당해 어닐 온도에서 어닐 처리 후의 막의 평가 결과를 하기 표에 나타낸다.

상기 표로부터, 실시예와 비교하여, 비교예 2 는 상대 밀도가 높고, 또한, 포어율이 낮음에도 불구하고, 얻어지는 막은 TCR 기울기가 크고, 온도 변화에 있어서의 저항률의 변화가 큰 것을 알 수 있다.

2020년 7월 31일에 출원된 일본 특허출원 2020-129947호, 및, 2021년 4월 5일에 출원된 일본 특허출원 특원 2021-63955호의 명세서, 특허 청구의 범위 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 개시의 명세서의 개시로서 도입한다.

100 : 관찰도
10 : 흑색 영역 (포어)
11 : 백색 영역 (소결체)

Claims

크롬 (Cr), 실리콘 (Si), 카본 (C) 을 포함하는 Cr-Si-C 계 소결체이고, 소결체의 상대 밀도가 90 ％ 이상 또한, 포어율이 13 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 Cr-Si-C 계 소결체.
제 1 항에 있어서,
조성 범위로서 카본이 1 ∼ 20 wt％, 실리콘이 20 ∼ 70 wt％, 잔부가 크롬인 Cr-Si-C 계 소결체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
크롬실리사이드와, 크롬카바이드, 실리콘카바이드 및 카본의 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 Cr-Si-C 계 소결체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
CrSi, CrSi₂ 및 Cr₃Si 의 군에서 선택되는 1 이상을 주상으로 하는 Cr-Si-C 계 소결체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
산소량이 1 wt％ 이하인 Cr-Si-C 계 소결체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
항절 강도가 100 ㎫ 이상인 Cr-Si-C 계 소결체.
크롬 및 실리콘의 가스 아토마이즈 분말, 그리고, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것과 카본을 포함하는 카본원을 혼합하여 합금 원료 분말을 얻는 공정, 및, 그 합금 원료 분말을 진공 분위기로, 압력 50 ㎫ 이하, 및, 소성 온도 1350 ℃ 이상 1800 ℃ 이하에서, 핫 프레스하는 소성 공정을 갖는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 카본원은, 크롬 및 실리콘 중 적어도 어느 것을 포함하는 탄화물인 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 Cr-Si-C 계 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃.
제 9 항에 기재된 스퍼터링 타깃을 사용하여 스퍼터링하는 막의 제조 방법.