溅镀靶材制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种溅镀靶材，在溅镀靶材中作为杂质的氯元素的混入得到抑制，且使用该溅镀靶材形成薄膜时能够抑制因氯所导致的异常放电的发生，而形成配向性良好的薄膜。本发明专利技术的溅镀靶材的特征在于：包含铝且还包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种，且氯的含量为100ppm以下。氯的含量为100ppm以下。氯的含量为100ppm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】溅镀靶材


[0001]本专利技术涉及一种于压电元件中用以形成压电响应性良好的金属膜或氮化膜的合适的溅镀靶材。

技术介绍

[0002]预测当今及今后社会，随着少子高龄化发展，劳动人口会减少，因此，于制造业中也致力于利用物联网(IoT：Internet Of Things)的自动化。另外，于汽车产业中也不断向制造AI(Artificial Intelligence，人工智能)等成为主体而不由人操作便能自动驾驶的汽车的社会转变。
[0003]在自动化、自动驾驶中重要的技术是基于无线的超高速通信，对于基于无线的超高速通信来说，高频滤波器不可或缺。另外，为了使无线通信高速化，预计会从以往的第4代移动通信(4G)中使用的3.4GHz频带向第5代移动通信(5G)中使用的3.7GHz、4.5GHz、28GHz频带即高频侧转变。如果进行此转变，那么高频滤波器在以往的表面声波(SAW：Surface Acoustic Wave)滤波器中技术上较为困难。因此，技术不断从表面声波滤波器向主体声波(BAW：Bulk Acoustic Wave)滤波器转变。
[0004]作为BAW滤波器或压电元件感测器的压电膜，主要使用氮化铝膜。氮化铝因被称为Q值(Quality factor，品质因数)的振幅放大系数较高而为人所知，因此被用作压电膜。但是，因为在高温下无法使用，所以为了谋求压电元件的高温化、高Q值化，包含铝元素及稀土类元素的氮化膜较有希望。
[0005]作为用以形成包含铝元素及稀土类元素的氮化膜的溅镀靶材，揭示有如下溅镀靶材，包含Al与Sc的合金，含有25原子％～50原子％的Sc，且氧含量为2000质量ppm以下，维氏硬度(Hv)的变动为20％以下(例如参照专利文献1)。记述了该溅镀靶材是经过熔解步骤，进而实施锻造步骤等塑性加工而制作(例如参照专利文献1)。另外，在专利文献1中，记载了溅镀靶材的TOP(靶材上表面)与BTM(靶材下表面)的Sc的含量变动为
±
2原子％的范围内(说明书段落0040～0041)。
[0006]另外，在包含铝与稀土类元素的合金的溅镀靶材的制造方法中，有如下技术：准备铝与稀土类元素的元素比处于满足所获得的合金靶材仅由两种金属间化合物所构成的范围内的原料，利用雾化法由该原料制作铝与稀土类元素的合金粉末，通过热压法或放电等离子体烧结法，在真空氛围下由所获得的合金粉末制作成为合金靶材的烧结体(例如参照专利文献2)。
[0007]另外，已知在Sc
x
Al1‑
x
N合金中，压电常数d
33
因Sc浓度的组成偏差而极端地变化(例如参照非专利文献1、图3)。
[0008]
技术介绍
文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：WO2017/213185号公报
[0011]专利文献2：日本专利特开2015
‑
96647号公报
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1：加纳一彦等人，Denso technical review Vol.17,2012,p202～207

技术实现思路

[0014][专利技术要解决的问题][0015]在铝合金的制造中，铝的熔点低至660℃，与此相对，添加到铝的元素的熔点温度非常高，钪的情况下为1541℃，钇的情况下为1522℃，钛的情况下为1668℃，锆的情况下为1855℃，铪的情况下为2233℃，因为铝与所添加的元素的熔点差成为800℃以上，所以几乎不存在铝与所添加的元素完全固溶的范围。
[0016]因此，如果如专利文献1，相对于铝，增加钪的添加量，那么也存在熔点成为1400℃以上的组成，因熔解后的凝固时的温度不均而导致金属间化合物的生长产生差异，因此难以制作在溅镀靶材的面内方向及厚度方向上具有均匀组成的溅镀靶材。
[0017]另外，如果如专利文献1，使用熔解法且仅由金属间化合物构成，那么成为非常硬且脆的溅镀靶材，即使通过熔解而形成锭，进行锻造等塑性加工时溅镀靶材也容易发生破裂等。
[0018]另外，如果如专利文献1，利用熔解法进行制作，那么析出相生长较大，在溅镀靶材的面内方向及厚度方向上产生组成不均，因此，即使溅镀而形成薄膜，所获得的合金薄膜的组成分布也变得不稳定。
[0019]在专利文献1中，记载了溅镀靶材的TOP与BTM的Sc的含量变动为
±
2原子％的范围内，但为了获得所形成的膜的均质性，不仅需要抑制厚度方向的不均，也需要抑制面内方向的不均。
[0020]尤其是如非专利文献1的图3中所指出，也存在因组成偏差而观察到特性极端变化的情况，因此，重要的是在面内方向及厚度方向上保持均匀的组成。
[0021]为了解决利用熔解法制作时的问题，想到如专利文献2，通过以下等方式减少塑性加工等：在粉末的时间点消除铝与稀土类的组成偏差；或者于烧结时，以与制品的最终形状接近的形状进行最后加工。但是，如果过度地混入氯、氟、氧等杂质，那么溅镀靶材中的氯、氟、氧因成膜时的加热而被释出，容易发生异常放电，使所获得的膜的配向性变差，或者产生颗粒而使膜的良率下降。
[0022]因此，本专利技术的目的在于提供一种溅镀靶材，在溅镀靶材中作为杂质的氯元素的混入得到抑制，且使用该溅镀靶材形成薄膜时能够抑制因氯所导致的异常放电的发生，而形成配向性良好的薄膜。
[0023][解决问题的技术手段][0024]本专利技术者等人为了解决所述课题而进行了锐意研究，结果发现，通过将溅镀靶材中作为杂质的氯元素的浓度设为指定值以下，能够抑制氯元素混入的问题，从而完成本专利技术。也就是说，本专利技术的溅镀靶材的特征在于：包含铝且还包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种，且氯的含量为100ppm以下。使用溅镀靶材形成薄膜时能够抑制因氯所导致的异常放电的发生，而形成配向性更良好的薄膜。另外，通过抑制因氯所导致的异常放电的发生，能够抑制颗粒的产生，并且良率良好地形成薄膜。
[0025]在本专利技术的溅镀靶材中，优选氟的含量为100ppm以下。使用溅镀靶材形成薄膜时
能够抑制因氟所导致的异常放电的发生，而形成配向性更良好的薄膜。另外，通过抑制因氟所导致的异常放电的发生，能够抑制颗粒的产生，并且良率良好地形成薄膜。
[0026]在本专利技术的溅镀靶材中，优选氧的含量为500ppm以下。使用所述溅镀靶材形成薄膜时能够抑制因氧所导致的异常放电的发生，而形成配向性更良好的薄膜。另外，通过抑制因氧所导致的异常放电的发生，能够抑制颗粒的产生，并且良率良好地形成薄膜。
[0027]在本专利技术的溅镀靶材中，优选在所述溅镀靶材中存在包含选自铝、稀土类元素及钛族元素中的至少2种元素的金属间化合物。通过减少单质的铝、单质的稀土类元素、单质的钛族元素的部位，能够抑制组成的不均。如果在靶材中存在金属间化合物，那么金属元素间的溅镀速率的差异得到缓和，所获得的膜的组成不均变小。
[0028]在本专利技术的溅镀靶材中，也可在所述溅镀靶材中存在1种、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种溅镀靶材，其特征在于：包含铝且还包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种，且氯的含量为100ppm以下。2.根据权利要求1所述的溅镀靶材，其特征在于：氟的含量为100ppm以下。3.根据权利要求1或2所述的溅镀靶材，其特征在于：氧的含量为500ppm以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的溅镀靶材，其特征在于：在所述溅镀靶材中存在包含选自铝、稀土类元素及钛族元素中的至少2种元素的金属间化合物。5.根据权利要求4所述的溅镀靶材，其特征在于：在所述溅镀靶材中存在1种、2种、3种或4种所述金属间化合物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的溅镀靶材，其特征在于：在所述溅镀靶材中存在1种以上的选自铝、稀土类元...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸子智弘，鈴木雄，大友将平，中村紘暢，
申请(专利权)人：株式会社古屋金属，
类型：发明
国别省市：