溅镀靶材制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种导电性得到提高，例如在使用DC溅镀装置成膜时使生产性提高的溅镀靶材。本发明专利技术的溅镀靶材的特征在于：在铝母相中以10～70mol％的含量存在以下材料或相，即，(1)包含铝且还包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种的材料或相、或者(2)包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种的材料或相。相。相。

【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含量变动为
±
2原子％的范围内(说明书段落0040～0041)。
[0006]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)。
[0007]
技术介绍
文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：WO2017/213185号公报
[0010]非专利文献
[0011]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

[0012][专利技术要解决的问题][0013]在专利文献1中，溅镀靶材包含Al与Sc的合金，但金属间化合物的导电性与金属的
导电性相比较低，因此，例如存在DC(direct current，直流)溅镀装置中的成膜的生产性较低的问题。
[0014]另外，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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]在专利文献1中，记载了溅镀靶材的TOP与BTM的Sc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。
[0019]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。
[0020]因此，本专利技术的目的在于提供一种导电性得到提高，例如在使用DC溅镀装置成膜时使生产性提高的溅镀靶材。
[0021][解决问题的技术手段][0022]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，通过利用铝填充金属间化合物或氮化物的间隙使溅镀靶材的导电性提高，而解决所述课题，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：在铝母相中以10～70mol％的含量存在以下材料或相，即，(1)包含铝且还包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种的材料或相、或者(2)包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种的材料或相。
[0023]在本专利技术的溅镀靶材中，优选(条件1)或(条件2)中的所述溅镀靶材的溅镀面内方向及靶材厚度方向的组成与基准组成的差均在
±
3％以内，且所述基准组成为按照(条件1)或(条件2)测得的总计18处组成的平均值。
[0024](条件1)
[0025]溅镀面内方向：所述溅镀靶材是中心为O、半径为r的圆板状靶材，且使组成分析的测定部位处于以中心O为交点而正交的假想十字线上，设为中心O为1处，与中心O距离0.45r合计4处，及与中心O距离0.9r合计4处的总计9处。
[0026]靶材厚度方向：形成穿过假想十字线中任一条线的截面，该截面是纵向为t(也就是靶材的厚度为t)、横向为2r的长方形，且关于组成分析的测定部位，设以下总计9处作为测定地点：穿过中心O的垂直横截线上的中心X及在上下与中心X距离0.45t合计3处(称为a地点、X地点、b地点)，在所述截面上从a地点朝向左右的侧边离开0.9r合计2处，从X地点朝
向左右的侧边离开0.9r合计2处，以及从b地点朝向左右的侧边离开0.9r合计2处。
[0027](条件2)
[0028]溅镀面内方向：所述溅镀靶材是纵向长度为L1，横向长度为L2的长方形(其中，包括L1与L2相等的正方形；或者长方形包括将长度J、周长K的圆筒形侧面展开而得的长方形，在此形态中，L2与长度J对应，L1与周长K对应，长度J与周长K是J＞K、J＝K或J＜K的关系成立)，且使组成分析的测定部位处于以重心O为交点而正交的假想十字线上，且假想十字线与长方形的边正交时，设为如下总计9处：重心O为1处，在假想十字线上纵向上与重心O相隔0.25L1的距离合计2处，横向上与重心O相隔0.25L2的距离合计2处，纵向上与重心O相隔0.45L1的距离合计2处，以及横向上与重心O相隔0.45L2的距离合计2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：在铝母相中以10～70mol％的含量存在以下材料或相，即，(1)包含铝且还包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种的材料或相、或者(2)包含稀土类元素及钛族元素中任一种或两种的材料或相。2.根据权利要求1所述的溅镀靶材，其特征在于：(条件1)或(条件2)时的所述溅镀靶材的溅镀面内方向及靶材厚度方向的组成与基准组成的差均在
±
3％以内，且所述基准组成为按照(条件1)或(条件2)所测得的总计18处的组成的平均值，(条件1)溅镀面内方向：所述溅镀靶材是中心为O、半径为r的圆板状靶材，且使组成分析的测定部位处于以中心O为交点而正交的假想十字线上，设中心O为1处，与中心O距离0.45r合计4处，及与中心O距离0.9r合计4处的总计9处；靶材厚度方向：形成穿过假想十字线中任一条线的截面，该截面是纵向为t(也就是靶材的厚度为t)、横向为2r的长方形，且关于组成分析的测定部位，设以下总计9处作为测定地点：穿过中心O的垂直横截线上的中心X及在上下与中心X距离0.45t合计3处(称为a地点、X地点、b地点)，在所述截面上从a地点朝向左右的侧边离开0.9r合计2处，从X地点朝向左右的侧边离开0.9r合计2处，以及从b地点朝向左右的侧边离开0.9r合计2处；(条件2)溅镀面内方向：所述溅镀靶材是纵向长度为L1，横向长度为L2的长方形(其中，包括L1与L2相等的正方形；或者长方形包括将长度J、周长K的圆筒形侧面展开而得的长方形，在此形态中，L2与长度J对应，L1与周长K对应，长度J与周长K是J＞K、J＝K或J＜K的关系成立)，且使组成分析的测定部位处于以重心O为交点而正交的假想十字线上，...

【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：