溅射靶及溅射靶的制造方法技术

本申请发明专利技术的溅射靶是含有0.5～10at％的选自Ni及Al中的至少一种金属元素、及0.01～10000重量ppm的B或P，剩余部分由Si及不可避免的杂质构成的烧结体，所述烧结体的体积电阻为10Ω·cm以下，并且，理论密度比为85％～99％，抗折强度为65N/mm2以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抑制靶破裂，降低溅射时的异常放电，而且能够稳定地高速成膜，以硅(Si)为主要成分的溅射靶及其制造方法。本申请基于2014年4月17日在日本申请的专利申请2014－85233号及2015年3月19日在日本申请的专利申请2015－56107号主张优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
为了形成硅(Si)膜、硅的氮化物膜、或硅的氧化物膜，通常使用硅(Si)溅射靶。Si膜是使用Si溅射靶而直接成膜，但形成硅的氮化物膜或硅的氧化物膜时，一般使用Si溅射靶，在包含氮、氧的气氛下使用反应性溅射技术而成膜。为了形成这些膜，一般使用晶体Si溅射靶(单晶或多晶的Si溅射靶)。晶体Si溅射靶具有纯度高且容易获得等优点，但存在溅射时容易破裂，并且成膜速度非常慢等问题。因此，提出了通过晶体Si溅射靶的热处理及化学蚀刻处理而实现成膜速度、耐破裂性的提高(例如，参考专利文献1)。另一方面，提出了为了实现成膜速度、耐破裂性的提高，使用Si粉末制造Si的烧结体的方法(例如，参考专利文献2、3等)。通过该制造方法，能够得到烧结体密度为99％以上的高密度溅射靶。另外，提出了由Si、以及Mo、W、Ti、Nb、Cr、Ta的高熔点金属群的硅化物构成的溅射靶(例如，参考专利文献4)。并且，提出了通过喷镀法，利用含有原子序号为11以下的金属的金属硅形成靶材，制造降低靶材的电阻率且具有导电性的Si溅射靶的方法(例如，参考专利文献5)。<br>专利文献1：日本特开平7－268616号公报专利文献2：日本专利第3819863号公报专利文献3：日本专利第4354721号公报专利文献4：日本特开2002－173765号公报专利文献5：日本特开2012－007218号公报根据在上述专利文献2、3提出的溅射靶的制造方法，能够获得烧结体密度为99％以上的高密度溅射靶，但是在使用所获得的溅射靶的溅射成膜中，其成膜速度与晶体Si溅射靶没有差别，仍然存在溅射时容易破裂的问题。并且，根据上述专利文献4，提出了以Si为主要成分，并添加由Mo、W、Ti、Nb、Cr、Ta构成的高熔点金属群的硅化物的溅射靶，但有关该溅射靶具有以下问题。i)若依照具有从烧结至冷却的一般的制造，则其工序变得复杂，由于添加高熔点金属容易产生应力，并产生残余应力，在烧结体容易产生裂缝。并且，在高功率密度下直流(DC)溅射成膜时容易破裂。ii)为了确保溅射靶的导电性，硅只能添加至97重量％，若添加其以上，则导电性消失。因此，无法制作硅添加量为97重量％以上的溅射靶。iii)由于使用高熔点金属，因此无法适用于使用喷镀法的靶制造方法，无法制造圆筒型溅射靶等平板形状以外的溅射靶。另一方面，在上述专利文献5中，提出了通过喷镀法制造具有导电性的Si溅射靶的方法，但在此，由于未展开添加原子序号为11之后的金属元素，因此无法解决使用该Si溅射靶溅射成膜时，成膜速度慢的问题。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的在于提供一种提高溅射靶的抗折强度而抑制易破裂，降低溅射时的异常放电，而且，能够稳定地高速成膜的以Si为主要成分的溅射靶。本专利技术人等得到如下研究结果：通过在Si溅射靶添加Ni或Al、及B或P，能够轻松地实现低阻化，进而，能够提高溅射靶的强度。本专利技术中确认到通过在Si溅射靶添加Ni或Al、及B或P，溅射靶低阻化，能够适用于直流(DC)溅射、中频(MF)溅射，且能够实现溅射成膜的提高，并且溅射靶的抗折强度提高，能够制作在机械加工时，进而在溅射时耐破裂性优异的溅射靶。由此，本专利技术从上述研究结果获得，为了解决所述问题而采用了以下结构。(1)本专利技术的溅射靶，其特征在于，是含有0.5～10at％的选自Ni及Al中的至少一种金属元素、及0.01～10000重量ppm的B或P，剩余部分由Si及不可避免的杂质构成的烧结体，所述烧结体的体积电阻为10Ω·cm以下，并且，理论密度比为85％～99％，抗折强度为65N/mm2以上。(2)本专利技术的溅射靶的制造方法，其特征在于，将含有B或P的平均粒径为150μm以下的Si粉末；及由选自Ni及Al中的至少一种金属元素构成的粉末或包含所述金属元素的硅化物粉末，调配成Ni元素及Al元素的合计成为0.5～10at％，B或P的含量成为0.01～10000重量ppm并进行混合，且进行加压烧结。(3)本专利技术的溅射靶的制造方法，其特征在于，将平均粒径为150μm以下的Si粉末；B粉末或P粉末；及由选自Ni及Al中的至少一种金属元素构成的粉末或包含所述金属元素的硅化物粉末，调配成Ni元素及Al元素的合计成为0.5～10at％，B或P的含量成为0.01～10000重量ppm并进行混合，且进行加压烧结。(4)本专利技术的溅射靶的制造方法，其特征在于，将含有B或P的平均粒径为150μm以下的Si粉末；及由选自Ni及Al中的至少一种金属元素构成的粉末或包含所述金属元素的硅化物粉末，调配成Ni元素及Al元素的合计成为0.5～10at％，B或P的含量成为0.01～10000重量ppm并进行混合，且进行喷镀烧结。(5)专利技术的溅射靶的制造方法，其特征在于，将平均粒径为150μm以下的Si粉末；B粉末或P粉末；及由选自Ni及Al中的至少一种金属元素构成的粉末或包含所述金属元素的硅化物粉末，调配成Ni元素及Al元素的合计成为0.5～10at％，B或P的含量成为0.1～20000重量ppm并进行混合，且进行喷镀烧结。如上所述，本专利技术的溅射靶的特征在于，在含有0.5～10at％的选自Ni及Al中的至少一种金属元素、及0.01～10000重量ppm的B或P，剩余部分由Si及不可避免的杂质构成的烧结体中，所述烧结体的体积电阻为10Ω·cm以下，并且，理论密度比为85％～99％，抗折强度为65N/mm2以上。通过在Si添加Ni或Al、及B或P，能够轻松地实现低阻化。而且，容易提高溅射靶的强度，即使在含有99.5at％的Si时，即，即使Si的含量较低，也能够提高溅射成膜的速度，并且，能够制作在机械加工时，进而在溅射时不破裂的溅射靶。若溅射靶的体积电阻较高，则无法适用于直流(DC)溅射、中频(MF)溅射。若溅射靶的抗折强度不足，则容易破裂。与基于现有技术的烧结型的Si溅射靶进行比较，若添加Ni或Al、及B或P，则成膜速度变快。并且，若所添加的Ni、Al元素的含量为0.5at％以下，则无法得到提高溅射靶的抗折强度并提高耐破裂性的效果。另一方面，若其含量超过10at％，则靶中大量形成添加金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射靶，其特征在于，其是含有0.5～10at％的选自Ni及Al中的至少一种金属元素及0.01～10000重量ppm的B或P，剩余部分由Si及不可避免的杂质构成的烧结体，所述烧结体的体积电阻为10Ω·cm以下，并且，理论密度比为85％～99％，抗折强度为65N/mm2以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 JP 2014-085233;2015.03.19 JP 2015-056101.一种溅射靶，其特征在于，其是含有0.5～10at％的选自Ni及Al中的至少一种
金属元素及0.01～10000重量ppm的B或P，剩余部分由Si及不可避免的杂质构成的
烧结体，
所述烧结体的体积电阻为10Ω·cm以下，并且，理论密度比为85％～99％，抗折
强度为65N/mm2以上。
2.一种溅射靶的制造方法，其特征在于，
将含有B或P的平均粒径为150μm以下的Si粉末；及由选自Ni及Al中的至少
一种金属元素构成的粉末或包含所述金属元素的硅化物粉末，调配成Ni元素及Al元
素的合计成为0.5～10at％，B或P的含量成为0.01～10000重量ppm并进行混合，且
进行加压烧结。
3.一种溅射靶的制造方法，其特征在于，
将平均粒径为150μm以下的Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：张守斌，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP