WO2004044260A1 - スパッタリングターゲット及び同製造用粉末 - Google Patents

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Hideyuki Takahashi
Masataka Yahagi
Atsushi Nakamura
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Nikko Materials Co., Ltd.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C12/00—Alloys based on antimony or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the present invention forms a phase change recording layer made of an Sb—Te based sputtering target, particularly an Ag—In—Sb—Te alloy or a Ge—Sb—Te alloy.
  • the present invention relates to an Sb-Te-based sputtering target for sintering and a sintering powder suitable for producing the sputtering target.
  • phase-change recording materials that is, as media for recording information using phase transformation.
  • a method of forming a thin film made of this Sb—Te-based material is generally performed by a method generally called a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method.
  • a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method.
  • magnetron sputtering because of its operability and stability of the film.
  • the film is formed by the sputtering method, in which positive ions such as Ar ions are physically collided with a target placed on the cathode, and the material constituting the target is released by the collision energy to face the target. This is performed by laminating a film with almost the same composition as the target material on the substrate on the anode side.
  • the coating method by the sputtering method has the feature that by adjusting the processing time and the power supply, etc., it is possible to form a film as thin as an angstrom unit to a film as thick as several tens of meters at a stable film formation rate.
  • Particularly problematic when forming a film made of Sb—Te-based material for phase change recording film is that particles are generated during sputtering, or abnormal discharge (micro arcing) or cluster-like (agglomeration occurs). Nodules (protrusions) that cause the formation of a thin film, cracks or cracks in the target during sputtering, and a large amount in the manufacturing process of the target sintered powder. It is to absorb oxygen.
  • Ge—Sb—Te-based sputtering gate As a conventional method for manufacturing a Ge—Sb—Te-based sputtering gate, a Ge—Te alloy and a Sb—Te alloy were quenched by an inert gas atomization method to produce powders.
  • Ge / Te lZl
  • Sb / Te 0.5 to 2.0 Alloys having a ratio of 0.5 to 2.0 are uniformly mixed and then pressure-sintered.
  • Ge-Sb_Te-based sputtering A method for manufacturing an application for use is disclosed (for example, see Patent Document 1 below).
  • the powder having a tap density (relative density) of 50% or more is poured into a mold, pressurized cold or warm, and cold pressed.
  • the oxygen content of the sintered body is 700 ppm or less.
  • a raw material containing Ge, Sb, and Te was quenched by an inert gas atomizing method to produce a powder, and the powder had a specific surface area of at least 20 m and a specific surface area per unit weight of 300 mm 2.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-262652
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-988366
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 200 1-1-23 26 Disclosure of the invention
  • the present invention solves the above-mentioned problems, in particular, effectively suppresses generation of particles, abnormal discharge, generation of nodules, generation of cracks or cracks in the target, and the like during sputtering.
  • Sb—Te based sputtering target that can reduce oxygen contained in the alloy, especially phase change composed of Ag-In-Sb_Te alloy or Ge-Sb-Te alloy
  • An object of the present invention is to provide an Sb-Te based sputtering target for forming a recording layer and a sintering powder suitable for producing the sputtering target.
  • the technical means to solve the above problems is that a stable and homogeneous phase change recording layer can be obtained by devising the properties of the powder and the structure and characteristics of the evening gate. Got.
  • An Sb—Te based sputter characterized in that the particle size of the atomized powder as the raw material powder for sintering is less than 20 and the average crystal grain size of the sintered body is less than 10 im. Evening ring evening get
  • Sb—Te-based sputter powder characterized in that the atomized powder used as the raw material powder for sintering has a particle size of less than 20 / zm and the average crystal grain size of the sintered body target is 5 ⁇ m or less.
  • Ring target
  • Sb—Te based sputtering powder characterized by being a gas atomized powder having an average particle size of less than 20 m and containing primary crystal grains of an average particle size of 10 m or less.
  • the powder for producing a sputtering target according to 8 or 9 above which is a powder having a specific surface area (BET) of 12.5 m 2 / g or more.
  • the sputtering target for a phase change recording layer according to any one of 13 and
  • the Sb—Te-based sputtering target of the present invention is an Sb-containing sputtering target containing at least one element selected from Ag, In, Ge, Ga, Ti, Au, Pt, and Pd. — Applies to targets made of Te alloy.
  • the target structure is fine and the average crystal grain size is less than 20 / zm. Preferably, the average crystal grain size is 10 im or less, and more preferably, the average crystal grain size is 5 m or less.
  • Evening targets having such a fine structure can be produced by hot pressing gas atomized powder having an average particle size of less than 20 / m, in which primary crystal grains having an average particle size of 1 m or less are present.
  • the gas atomized powder having an average particle size of less than 20 m in which the primary crystal grains having an average particle size of 1 m or less are present to obtain a powder having an average particle size of 1 / m or less.
  • a hot press is used for the production of the evening target. By using such fine atomized powder, an evening target having fine crystals can be produced, and the bending resistance can be increased.
  • compositional variation in the in-plane and between the lots of the sputtering film is suppressed by the microstructural refinement, and the quality of the phase change recording layer is stabilized.
  • generation of particles, abnormal discharge, generation of nodules, and the like at the time of sputtering can be effectively suppressed.
  • the transverse rupture strength is 60 MPa or more. By significantly improving the mechanical strength in this way, it is possible to effectively prevent the occurrence of cracks or cracks in the evening get.
  • the secondary particles of the gas-atomized powder are spherical and have an oxygen content of 1,000,000 ppm or less, especially Ag-In-Sb-. In the composition of Te, the oxygen content can be set to 150 ppm or less. Such a reduction in oxygen can further reduce the generation of particles and abnormal discharge.
  • Powder grains used in the production of S b-T e based sputtering evening one rodents City of fine high intensity invention 0. 5m 2 / g or more further 0. 7m 2 / g or more specific surface area ( BET) can be used.
  • the Sb-Te sputtering target is Sb-T containing at least one element selected from Ag, In, Ge, Ga, Ti, Au, Pt, and Pd.
  • An example of an evening getter made of an e-alloy for example, a sputtering getter for a phase change recording layer made of an Ag—In—Sb—Te alloy or a Ge—Sb—Te alloy.
  • FIG. 1 is a SEM photograph (image) of gas atomized powder as a raw material for Ag-In-Sb-Te alloy.
  • FIG. 2 is an SEM photograph (image) of the additionally ground powder obtained by further grinding the gas atomized powder of Example 2 with a stamp mill and an automatic mortar.
  • FIG. 3 is a photomicrograph of a structure formed of fine crystal grains of 20 / xm or less by the hot press of Example 2.
  • Figure 4 is a SEM image of normal ground powder that does not depend on atomized powder.
  • Figure 5 is an SEM photograph (image) of gas atomized powder as a raw material for the Ge—Sb—Te alloy.
  • FIG. 6 is an SEM photograph (image) of the additionally ground powder obtained by further grinding the gas atomized powder of Example 4 with a stamp mill and an automatic mortar. Examples and comparative examples
  • Fig. 1 shows a SEM photograph (image) of this gas atomized powder.
  • the scale in Fig. 1 is as shown in the figure.
  • clean spherical atomized powder is obtained.
  • the oxygen content of this gas atomized powder was 150 ppm.
  • the average particle size was 86.98 m.
  • Atomized powder (not shown) sprayed at a lower temperature (for example, 600 ° C) was fine, but not spherical, but slightly tailed. This atomized powder was hot pressed.
  • the crystal structure was a crystal structure in which spherical atomized powder was broken, a macrostructure of 20 xm or less was seen to be thin, and fine crystal grains of less than 1 / m considered to be primary particles were mixed.
  • FIG. 2 shows a SEM photograph (image) of this additional milled powder.
  • the scale in Fig. 2 is as shown in the figure.
  • a powder of less than 1 zm, in which the spherical atomized powder is further crushed, is obtained.
  • the specific surface area (BET) value of this powder was 0.845, which was a large value.
  • a SEM image of ordinary pulverized powder not based on atomized powder is shown in FIG. Figure 4 shows many sharp, sharp-angled grains.
  • the atomized powder was hot-pressed.
  • the relative density was 97.3% and the bending strength was 75.4MPa.
  • the crystal structure was a structure composed of fine crystal grains of 20 / xm or less.
  • Figure 5 shows an SEM image of this gas atomized powder.
  • the scale of Fig. 5 is as shown in the figure. As can be seen from Fig. 5, a clean spherical atomized powder is obtained.
  • the oxygen content of this gas atomized powder was 810 ppm.
  • the average particle size was 17.54 m.
  • This atomized powder was sintered by hot pressing. As a result, the density was 6.358 g / cc and the bending strength was 66.7 MPa, and a sintered body (target) with extremely high strength was obtained. As for the crystal structure, a spherical atomized powder was broken, and crystal grains of less than 100 m considered to be primary particles were found in a macrostructure of 100 jm or less.
  • G 2 S b 2 T e 5 alloy raw material was heated at 780 ° C using a gas atomizer, a nozzle diameter of 2.0 mm *, and argon (100 kgf / cm 2 ) as the injection gas. Sprayed to produce atomized powder.
  • the gas atomized powder was further pulverized in an automatic mortar.
  • Figure 6 shows a SEM image of this additionally crushed gas atomized powder.
  • the scale in Fig. 6 is as shown in the figure.
  • the spherical atomized powder is further broken into powders of 4 m or less.
  • the oxygen content was 9 OO ppm.
  • the average particle size of the powder shown in Fig. 6 was 1.4 m.
  • This atomized powder was sintered by hot pressing. As a result, the density was 6.344 g / cc and the bending strength was 74.2 MPa, and a sintered body (target) with higher strength was obtained.
  • crystal structure As for the crystal structure, spherical atomized powder was framed, and crystal grains of less than 100 m considered as primary particles were found in the macrostructure of 100 or less as in Example 3, but the macrostructure was smaller than that of Example 3. Was less noticeable, resulting in a more uniform organization.
  • the Sb-Te-based sputtering target sintered body of the present invention has a uniform fine grain having an average crystal grain size of 20 nm or less. It had a crystal structure, a transverse rupture strength of 6 OMPa or more, and excellent properties with an oxygen content of 100 ppm or less. The invention's effect
  • the fineness of the structure of the Sb—Te based sputtering target has the effect of reducing surface irregularities due to sputter erosion and reducing the generation of particles due to peeling of the redeposition film on the target upper surface.
  • compositional variation is suppressed in-plane and between lots of the thin film to be homogenized by the microstructure refinement, and the quality of the recording layer on the phase change is stabilized. Furthermore, the generation of nodules due to the difference in sputter rate is reduced, and as a result, the generation of particles is suppressed.
  • the S-Te-based sputtered one-get sintered body has a high transverse rupture strength of 60 MPa or more, high strength, no cracks or cracks during sputtering, and has extremely excellent properties.

Abstract

平均結晶粒径が20μm以下、抗折力が60MPa以上、酸素含有量が1000ppm以下であるSb-Te系スパッタリングターゲット。スパッタリングの際の、パーティクルの発生、異常放電、ノジュールの発生、ターゲットのクラック又は割れの発生等を効果的に抑制し、さらにターゲット中に含まれる酸素を減少させることのできるSb-Te系スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに該スパッタリングターゲットを製造するために好適な焼結用粉末を提供する。

Description

スパッタリング夕一ゲット及び同製造用粉末
技術分野
この発明は、 S b— T e系スパッ夕リングターゲッ ト特に A g— I n— S b - T e合金又は G e— S b— T e合金からなる相変化記録層を形成す 明
るための S b— T e系スパッタリング夕一ゲッ ト及び該スパッタリング 夕一ゲッ トを製造するために好適な焼結用粉末に関する。
書 背景技術
近年、 相変化記録用材料として、 すなわち相変態を利用して情報を記録 する媒体として S b _ T e系材料からなる薄膜が用いられるようになって きた。 この S b—T e系材料からなる薄膜を形成する方法としては、 真空 蒸着法やスパッタリング法などの、 一般に物理蒸着法と言われている手段 によって行われるのが普通である。 特に、 操作性や皮膜の安定性からマグ ネトロンスパッタリング法を用いて形成することが多い。
スパッタリング法による膜の形成は、 陰極に設置した夕ーゲッ トに A r イオンなどの正イオンを物理的に衝突させ、 その衝突エネルギーでター ゲッ トを構成する材料を放出させて、 対面している陽極側の基板に夕一 ゲッ ト材料とほぼ同組成の膜を積層することによって行われる。
スパッタリング法による被覆法は処理時間や供給電力等を調節すること によって、 安定した成膜速度でオングストロ一ム単位の薄い膜から数十 mの厚い膜まで形成できるという特徴を有している。 相変化記録膜用 S b— T e系材料からなる膜を形成する場合に特に問題 となるのは、 スパッタリング時にパーティクルが発生したりあるいは異常 放電 （マイクロアーキング） やクラスター状 （固まりになって付着） の薄 膜形成の原因となるノジュール （突起物） の発生や、 スパッタリングの際 にターゲッ トのクラック又は割れが発生したりすること、 さらにはター ゲッ ト用焼結粉の製造工程で多量に酸素を吸収することである。
このようなターゲッ ト又はスパッタリングの際の問題は、 記録媒体であ る薄膜の品質を低下させる大きな原因となっている。
上記の問題は、 焼結用粉末の粒径又はターゲッ 卜の構造や性状によって 大きく影響を受けることが分かっている。 しかしながら、 従来は相変化記 録層を形成するための S b— T e系スパッタリング夕ーゲッ トを製造する 際に、 適度な粉末が製造することができないこと、 また焼結によって得ら れるターゲッ トが十分な特性を保有していないということもあって、 ス パッタリングの際の、 パーティクルの発生、 異常放電、 ノジュールの発生、 ターゲッ トのクラック又は割れの発生、 さらには夕ーゲッ ト中に含まれる 多量の酸素を避けることができなかった。
従来の G e— S b — T e系スパッタリング用夕一ゲッ 卜の製造方法とし て、 G e— T e合金、 S b— T e合金について不活性ガスアトマイズ法に より急冷した粉末を作製し、 G e / T e = l Z l、 S b / T e = 0 . 5〜 2 . 0なる割合をもつ合金を均一に混合した後加圧焼結を行う G e— S b _ T e系スパッタリング用夕一ゲッ 卜の製造方法が開示されている （例え ば、 下記特許文献 1参照） 。 また、 G e、 S b、 T eを含む合金粉末のうち、 タップ密度 （相対密 度） が 5 0 %以上になる粉末を型に流し込み、 冷間もしくは温間で加圧し、 冷間加圧後の密度が 9 5 %以上である成形材を A rもしくは真空雰囲気中 で熱処理を施すことにより焼結することにより、 該焼結体の含有酸素量が 7 0 0 p pm以下であることを特徴とする G e— S b— T e系スパッタリ ング夕ーゲットの製造方法及びこれらに使用する粉末をアトマイズ法によ り製造する技術の記載がある （例えば、 下記特許文献 2参照） 。
また、 G e、 S b、 T eを含む原料について不活性ガスアトマイズ方法 により急冷した粉末を作製し、 該粉末の内 2 0 m以上であり、 かつ単位 重量当たりの比表面積が 3 0 0 mm2/g以下である粒度分布を有する粉 末を使用し、 冷間もしくは温間にて加圧成形した成形体を焼結する G e— S b -T e系スパッタリングターゲッ卜材の製造方法の記載がある （例え ば、 下記特許文献 3参照） 。
しかし、 以上の特許文献については、 ターゲットの十分な強度が得られ ておらず、 また夕一ゲット組織の微細化及び均質化が達成されているとは 言い難い。 また、 許容される酸素含有量も高く、 相変化記録層を形成する ための S b -T e系スパッタリング夕ーゲットとしては、 十分とは言えな いという問題がある。
特許文献 1 特開 2 0 00— 2 6 5 26 2号公報
特許文献 2 特開 2 0 0 1— 9 8 3 6 6号公報
特許文献 3 特開 200 1— 1 2 3 2 6 6号公報 発明の開示
本発明は、 上記の諸問題点の解決、 特にスパッタリングの際の、 パー ティクルの発生、 異常放電、 ノジュールの発生、 ターゲッ トのクラック又 は割れの発生等を効果的に抑制し、 さらに夕ーゲッ ト中に含まれる酸素を 減少させることのできる S b— T e系スパッタリング夕ーゲッ ト、 特に A g - I n - S b _ T e合金又は G e - S b - T e合金からなる相変化記録 層を形成するための S b - T e系スパッタリング夕ーゲッ ト及び該スパッ 夕リングターゲッ トを製造するために好適な焼結用粉末を提供するもので ある。
上記問題点を解決するための技術的な手段は、 安定しかつ均質な相変化 記録層は、 粉末の性状並びに夕一ゲッ 卜の構造及び特性を工夫することに よって得ることができるとの知見を得た。
この知見に基づき、 本発明は
1 . 焼結原料粉となるアトマイズ粉の粒度が 2 0 未満であり、 焼結体 夕ーゲッ 卜の平均結晶粒径が 2 0 / m以下であることを特徴とする S b— T e系スパッ夕リングターゲッ ト
2 . 焼結原料粉となるアトマイズ粉の粒度が 2 0 未満であり、 焼結体 夕一ゲッ トの平均結晶粒径が 1 0 i m以下であることを特徴とする S b— T e系スパッ夕リング夕一ゲッ ト
3 . 焼結原料粉となるアトマイズ粉の粒度が 2 0 /z m未満であり、 焼結体 ターゲッ 卜の平均結晶粒径が 5 x m以下であることを特徵とする S b— T e系スパッ夕リングターゲッ ト
4 . 抗折力が 6 0 M P a以上であることを特徴とする S b—T e系スパッ 夕リング夕一ゲッ ト
5 . 抗折力が 6 0 M P a以上であることを特徴とする上記 1〜 3のいずれ かに記載の S b— T e系スパッ夕リング夕一ゲッ ト 6. 酸素含有量が 1 0 00 p pm以下であることを特徴とする上記 1〜 5 のいずれかに記載のスパッタリングターゲッ ト
7. 酸素含有量が 1 5 0 p pm以下であることを特徴とする上記 1〜 5の いずれかに記載のスパッタリング夕一ゲット
8. 平均粒径 1 0 m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 m未満 のガスアトマイズ粉であることを特徴とする S b— T e系スパッタリング 夕一ゲッ ト製造用粉末
9. 平均粒径 1 0 m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 /m未満 のガスァトマイズ粉を、 さらに粉砕した平均粒径 1 0 //m以下の粉末であ ることを特徴とする S b _T e系スパッタリングターゲット製造用粉末 1 0. 平均粒径 1 m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 m未満 のガスァトマイズ粉であることを特徴とする S b— T e系スパッタリング 夕一ゲッ ト製造用粉末
1 1. 平均粒径 1 m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 im未満 のガスアトマイズ粉を、 さらに粉砕した平均粒径 1 xm以下の粉末である ことを特徴とする S b— T e系スパッタリング夕一ゲッ ト製造用粉末
1 2. 0. 5m2/g以上の比表面積 （B ET) を持つ粉末であることを 特徴とする上記 8又は 9記載のスパッタリング夕一ゲッ ト製造用粉末
1 3. 0. 7m2/g以上の比表面積 （B ET) を持つ粉末であることを 特徴とする上記 1 2記載のスパッタリングターゲッ ト製造用粉末
14. Ag、 I n、 G e、 G a、 T i、 Au、 P t、 P dから選択した 1 種以上の元素を含有する S b— T e合金からなることを特徴とする上記 1 〜 1 3のいずれかに記載の相変化記録層用スパッタリングターゲット及び 同製造用粉末
を提供する。 発明の実施の形態
本発明の S b— T e系スパッタリングターゲッ トは、 A g、 I n、 G e、 G a、 T i 、 A u、 P t 、 P dから選択した 1種以上の元素を含有する S b — T e合金からなるターゲッ トに適用される。 ターゲッ トの組織は微細 であり、 平均結晶粒径が 2 0 /z m以下である。 好ましくは平均結晶粒径が 1 0 i m以下、 さらには平均結晶粒径が 5 m以下とする。
このような微細な組織を持つ夕ーゲッ トは、 平均粒径 1 m以下の一次 結晶粒が内在する平均粒度 2 0 / m未満のガスァトマイズ粉をホッ トプレ スすることによって製造することができる。
また、 上記平均粒径 1 m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 m未満のガスアトマイズ粉をさらに粉碎して、 平均粒径 1 / m以下の粉末 とすることが望ましい。 夕ーゲッ トの製造にはホッ トプレスを用いるが、 このような微細なアトマイズ粉の使用によって微細結晶を持つ夕ーゲッ ト を製造することができ、 かつ抗折カを高めることができる。
上記の微細な結晶構造の相変化夕一ゲッ トゲッ トは、 スパッ夕エロー ジョンによる表面凹凸が減少し、 ターゲッ ト上面へのリデポ （再付着物） 膜剥離によるパーティクル発生が抑制できる。
また組織微細化によりスパッ夕膜も面内及びロッ ト間の組成変動が抑え られ、 相変化記録層の品質が安定するというメリッ トがある。 そして、 こ のようにスパッタリ ングの際の、 パーティクルの発生、 異常放電、 ノ ジュールの発生等を効果的に抑制することができる。
また、 本発明の S b — T e系スパッタリングターゲッ トにおいて、 さら に重要なことは抗折力が 6 0 M P a以上であることである。 このように機 械的強度を著しく向上させることにより、 夕一ゲッ トのクラック又は割れ の発生を効果的に防止することができる。 さらに、 本発明の S b—T e系スパッタリングターゲッ トにおいて、 ガ スァトマイズ粉の二次粒子は球形であり、 酸素含有量を 1 00 0 p pm以 下、 特に A g - I n- S b -T eの組成では、 酸素含有量を 1 5 0 p pm 以下とすることができる。 このような酸素の低減は、 パーティクルの発生 や異常放電の発生をさらに低減することができる。
結晶粒が微細で強度が高い本発明の S b— T e系スパッタリング夕一 ゲッ トの製造に使用する粉末は、 0. 5m2/g以上さらには 0. 7m2/ g以上の比表面積 （B ET) を持つ粉末を使用することができる。
S b— T e系スパッタリング夕一ゲッ トとしては、 Ag、 I n、 G e、 G a、 T i、 Au、 P t、 P dから選択した 1種以上の元素を含有する S b - T e合金からなる夕一ゲッ 卜、 例えば A g— I n— S b— T e合金又 は G e— S b— T e合金からなる相変化記録層用スパッタリング夕一ゲッ トである。 図面の簡単な説明
図 1は、 A g— I n— S b— T e合金原料のガスァトマイズ粉の S EM 写真 （画像） である。 図 2は、 実施例 2の、 ガスアトマイズ粉をさらにス タンプミルと自動乳鉢で追加粉砕した追加粉砕粉の S EM写真 （画像） で ある。 図 3は、 実施例 2のホッ トプレスによって 2 0 /xm以下の微細結晶 粒からなる組織の顕微鏡写真である。 図 4は、 アトマイズ粉によらない通 常の粉碎粉の S EM画像である。 図 5は、 G e— S b— T e合金原料のガ スアトマイズ粉の S EM写真 （画像） である。 図 6は、 実施例 4の、 ガス アトマイズ粉をさらにスタンプミルと自動乳鉢で追加粉砕した追加粉砕粉 の S EM写真 （画像） である。 実施例及び比較例
本発明の実施例について説明する。 なお、 本実施例はあくまで一例であ り、 この例に制限されるものではない。 すなわち、 本発明の技術思想の範 囲内で、 実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。
(実施例 1)
Ag— I n— S b— T e合金原料をガスァトマイズ装置を使用し、 ノズ ル径 2. 0 0 ηιιηφ、 噴射ガスとしてアルゴン ( 5 0 k g f / c m 2 ) を 使用して 7 14° Cで噴射し、 ガスアトマイズ粉を製造した。
このガスアトマイズ粉の S EM写真 （画像） を図 1に示す。 図 1のス ケールは図内に示した通りである。 図 1ではきれいな球形のァトマイズ粉 が得られている。 このガスアトマイズ粉の酸素含有量は 1 5 0 p pmで あった。 また平均粒度は 8 6. 9 8 mであった。
より低温 （例えば 6 0 0 ° C) で噴射したアトマイズ粉 （図示せず） は， 全体に細かいが、 きれいな球形にならずやや尻尾のついた形状になった。 このァトマイズ粉をホットプレスした。
この結果、 相対密度は 9 7. 5 %、 抗折カは 8 5. I MP aとなり、 極 めて高い強度をもつ焼結体 （ターゲット） が得られた。 結晶組織は球状の アトマイズ粉が砕け、 20 xm以下のマクロ組織がうつすらと見られる中 に一次粒子と考えられる 1 /m未満の微細結晶粒が混在する結晶組織で あった。
(実施例 2 )
実施例 1と同一のガスァトマイズ粉をさらにスタンプミルと自動乳鉢で 追加粉砕した。 この追加粉砕粉の S EM写真 （画像） を図 2に示す。 図 2 のスケールはそれぞれ図中に示した通りである。 図 2では球形のアトマイ ズ粉がさらに破砕された 1 zm未満の粉が得られている。 この粉末の比表 面積 （B ET) 値は 0. 845であり大きな値を示した。 なお、 比較のた めに、 ァトマイズ粉によらない通常の粉砕粉の S EM画像を図 4に示す。 図 4では角張つた鋭角の粒が多数見られる。
次に、 上記アトマイズ粉をホットプレスした。 この結果、 相対密度は 9 7. 3 %、 抗折カは 7 5. 4MP aとなり、 極めて高い強度をもつ焼結体
(ターゲット） が得られた。 結晶組織は図 3に示すように、 2 0 /xm以下 の微細結晶粒からなる組織であった。
(実施例 3)
G e 2 S b 2T e 5合金原料をガスアトマイズ装置を使用し、 ノズル径 2. 0 0 mm 、 噴射ガスとしてアルゴン （ 1 0 0 k g f /cm2) を使用し て 7 8 0 ° Cで噴射しアトマイズ粉を製造した。
このガスァトマイズ粉の S EM像を図 5に示す。 図 5のスケールは図内 に示した通りである。 図 5を見てわかるように、 きれいな球形のアトマイ ズ粉が得られている。 このガスアトマイズ粉の酸素含有量は 8 1 0 p pm であった。 また平均粒径は 1 7. 54 mであった。
このアトマイズ粉をホットプレスにて焼結した。 この結果、 密度は 6. 3 5 8 g/ c c , 抗折カは 6 6. 7MP aとなり、 極めて高い強度をもつ 焼結体 （ターゲット） が得られた。 結晶組織は球状のアトマイズ粉が碎け, 1 0 0 j m以下のマクロ組織に一次粒子と考えられる 1 0 m未満の結晶 粒が見られた。
(実施例 4)
G e 2 S b 2T e 5合金原料をガスァトマイズ装置を使用し、 ノズル径 2. 0 0 mm*、 噴射ガスとしてアルゴン （ 1 0 0 k g f / cm2) を使用し て 7 8 0 ° Cで噴射しアトマイズ粉を製造した。
そして、 このガスアトマイズ粉をさらに自動乳鉢で追加粉砕した。 この 追加粉砕したガスァトマイズ粉の S EM像を図 6に示す。 図 6のスケール は図内に示した通りである。 図 6には球形のァトマイズ粉がさらに破碎さ れた 4 m以下の粉が見られる。 酸素含有量は 9 O O p pmであった。 ま た、 図 6で見られる粉の平均粒径は 1. 4 mであった。 このアトマイズ粉をホットプレスにて焼結した。 この結果、 密度は 6. 344 g/ c c , 抗折カは 74. 2 MP aとなり、 さらに高い強度をもつ 焼結体 （ターゲット） が得られた。 結晶組織は球状のアトマイズ粉が枠け、 実施例 3と同様に 1 00 以下のマクロ組織に一次粒子と考えられる 1 0 m未満の結晶粒が見られたが、 実施例 3に比べてマクロ組織が目立た ず、 より均一な組織となった。
(比較例 1)
実施例 3と同様の G e 2 S b 2T e 5合金原料をガスァトマイズ装置を使 用し、 ノズル径 4. 00 mmci)、 噴射ガスとしてアルゴン （ 1 0 0 k g ί /cm2) を使用して 1 0 0 0 ° Cで噴射し、 ガスアトマイズ粉を製造し た。 このガスアトマイズ粉の比表面積 （B ET) 値は 0. 2m2/g、 ま た平均粒度は 1 20 であった。
このアトマイズ粉をホットプレスした。 この結果、 密度は 4. 2 9 g/ c c、 抗折カは 50. I MP aとなり、 実施例に比べて強度が低下し、 好 ましくない結果となった。
上記実施例 1、 2、 3、 4及び比較例 1から明らかなように、 本発明の S b— T e系スパッタリング夕ーゲット焼結体は、 平均結晶粒径が 2 0 n m以下の均質な微細結晶構造を有し、 抗折力が 6 OMP a以上であり、 さ らに酸素含有量が 1 0 0 0 p pm以下である優れた特性を持つものであつ た。 発明の効果
上記のように、 S b— T e系スパッタリングターゲット組織微細化によ りスパッタエロージョンによる表面の凹凸が減少し、 ターゲット上面への リデポ膜剥離によるパーティクル発生が減少するという効果がある。
また、 組織微細化により均質化され、 作成される薄膜の面内及びロット 間の組成変動が抑えられ、 相変化上の記録層の品質が安定する効果がある, さらに、 スパッタレートの違いによるノジュールの発生が低減し、 結果 としてパーティクルの発生が抑えられる。
ガスアトマイズが真空中又は不活性ガス雰囲気中での工程であるために， 低酸素濃度の材料が得られるという著しい効果がある。 さらに、 本発明の
S - T e系スパッタリング夕一ゲッ ト焼結体は、 抗折力が 6 0 M P a以 上であり強度が高く、 スパッタリング時にクラックや割れが発生せず、 極 めて優れた特性を有する。

Claims

請 求 の 範 囲 1. 焼結原料粉となるアトマイズ粉の粒度が 2 0 im未満であり、 焼結体 夕ーゲッ トの平均結晶粒径が 2 0 m以下であることを特徴とする S b— T e系スパッタリングターゲット。
2. 焼結原料粉となるアトマイズ粉の粒度が 2 0 //m未満であり、 焼結体 ターゲットの平均結晶粒径が 1 0 以下であることを特徴とする S b— T e系スパッタリングターゲッ ト。
3. 焼結原料粉となるアトマイズ粉の粒度が 2 0 xm未満であり、 焼結体 ターゲッ トの平均結晶粒径が 5 /zm以下であることを特徴とする S b -T e系スパッ夕リングタ一ゲッ ト。
4. 抗折力が 6 0 MP a以上であることを特徴とする S b _T e系スパッ 夕リングターゲッ ト。
5. 抗折力が 6 O MP a以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜 第 3項のいずれかに記載の S b— T e系スパッタリングターゲッ ト。
6. 酸素含有量が 1 0 0 0 p pm以下であることを特徴とする請求の範囲 第 1項〜第 5項のいずれかに記載のスパッタリングターゲッ ト。
7. 酸素含有量が 1 5 0 p pm以下であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれかに記載のスパッ夕リングタ一ゲッ ト。
8. 平均粒径 1 0 / m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 xm未満 のガスァ卜マイズ粉であることを特徴とする S b— T e系スパッタリング ターゲッ ト製造用粉末。
9. 平均粒径 1 0 以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 m未満 のガスァトマイズ粉を、 さらに粉砕した平均粒径 1 0 im以下の粉末であ ることを特徴とする S b— T e系スパッタリング夕一ゲッ ト製造用粉末。
1 0. 平均粒径 1； m以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 20 m未満 のガスアトマイズ粉であることを特徴とする S b— T e系スパッタリング ターゲット製造用粉末。
1 1. 平均粒径 1 zm以下の一次結晶粒が内在する平均粒度 2 0 im未満 のガスァ卜マイズ粉を、 さらに粉砕した平均粒径 1 wm以下の粉末である ことを特徴とする S b _T e系スパッタリング夕ーゲッ ト製造用粉末。
1 2. 0. 5 m2/g以上の比表面積 （B E T) を持つ粉末であることを 特徴とする請求の範囲第 8項又は第 9項記載のスパッタリング夕ーゲッ ト 製造用粉末。
1 3. 0. 7m2/g以上の比表面積 （B ET) を持つ粉末であることを 特徴とする請求項の範囲第 1 2項記載のスパッタリングターゲット製造用 粉末。
1 4. Ag、 I n、 G e、 G a、 T i、 Au、 P t： 、 P dから選択した 1 種以上の元素を含有する S b— T e合金からなることを特徴とする請求の 範囲第 1項〜第 1 3項のいずれかに記載の相変化記録層用スパッタリング 夕一ゲット及び同製造用粉末。
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