Cr-Si系烧结体、溅射靶及薄膜的制造方法技术

Cr

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Cr
‑
Si系烧结体、溅射靶及薄膜的制造方法


[0001]本专利技术的一个方面涉及在薄膜的形成等中使用的Cr
‑
Si系烧结体、溅射靶、以及薄膜的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，CrSi2等硅化物具有不易随着温度变化而变化的高电阻率(单位：Ω
·
cm)，因此在半导体、太阳能电池、汽车用传感器及家电用传感器等许多
中作为薄膜使用。在工业上的薄膜制造中，多使用溅射法。但是，一般而言，包含硅化物的组合物的机械强度低，因此在溅射靶的加工及成膜中的放电时，包含硅化物的溅射靶容易破裂。因此，含有硅化物的以往的组合物难以用作溅射靶。下述专利文献1公开了为了提高溅射靶的机械强度而通过热喷涂法制造包含铬(Cr)和硅(Si)的晶相的溅射靶的方法。但是，在通过热喷涂法制造的溅射靶中，在Cr含量少的部位，机械强度无法充分提高。另外，在专利文献1所记载的方法中，由于通过使用了硅化物粉末的热喷涂法来制作溅射靶，因此溅射靶的机械强度无法充分提高。
[0003]下述专利文献2公开了通过熔融法制造具有包含Si和硅化物的微细的共晶组织的组合物的方法。但是，在通过熔融法制造的组合物中，共晶组织的比例低，存在大量的初晶，因此组合物的机械强度不能充分提高。在将这样的组合物大型化的情况下，由于组合物内的冷却速度的差异，结晶组织的控制变得困难，组合物中的机械强度的不均程度变大。
[0004]下述专利文献3及4也公开了包含硅化物的溅射靶。但是，专利文献3中并未记载溅射靶中杂质的含量。专利文献4中记载了溅射靶中的氧和碳各自的含量。或者，专利文献4中记载了在溅射靶的制造过程中机械粉碎硅化物粉末的工序。但是，专利文献4中没有记载使半导体膜特性劣化的金属杂质的含量。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2017
‑
82314号公报专利文献2：日本特表2013
‑
502368号公报专利文献3：日本特开2002
‑
173765号公报专利文献4：日本特开2003
‑
167324号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]本专利技术的一个方面的目的在于，提供一种含有Cr和Si且具有高机械强度的Cr
‑
Si系烧结体、含有该烧结体的溅射靶、以及使用了该溅射靶的薄膜的制造方法。用于解决技术问题的手段
[0007]本专利技术人对在化学计量组成中由硅化铬(CrSi2)相和Si相构成且含有特定量以上的Si相的Cr
‑
Si系烧结体的制造工艺进行了深入研究。结果，本专利技术人发现，通过使用气体
雾化粉末等骤冷合金粉末，能够得到具有高机械强度的Cr
‑
Si系烧结体，从而完成了本专利技术。
[0008]即，本专利技术的一个方面的Cr
‑
Si系烧结体、溅射靶及薄膜的制造方法如下所述。(1)一种Cr
‑
Si系烧结体，其为含有铬(Cr)、硅(Si)的Cr
‑
Si系烧结体，其特征在于，以X射线衍射表征的晶体结构由硅化铬(CrSi2)、硅(Si)构成，Si相在块体中存在40质量％以上，烧结体密度为95％以上，CrSi2相的平均粒径为40μm以下且Si相的平均粒径为30μm以下，Mn+Fe+Mg+Ca+Sr+Ba的合计杂质量为200ppm以下。即，本专利技术的一个方面的Cr
‑
Si系烧结体(sintered material)是包含Cr和Si的Cr
‑
Si系烧结体，所述Cr
‑
Si系烧结体包含晶态的CrSi2相和晶态的Si相，Cr
‑
Si系烧结体中的Si相的含量为40质量％以上，Cr
‑
Si系烧结体相对于其真密度的相对密度为95％以上，CrSi2相的平均晶粒粒径为40μm以下，Si相的平均晶粒粒径为30μm以下，Cr
‑
Si系烧结体中的杂质的含量合计为200质量ppm以下，杂质为选自锰(Mn)、铁(Fe)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)和钡(Ba)中的至少一种元素。(2)根据(1)所述的Cr
‑
Si系烧结体，其特征在于，抗弯强度为100MPa以上。即，本专利技术的一个方面的Cr
‑
Si系烧结体的抗弯强度可以为100MPa以上。(3)根据(1)或(2)所述的Cr
‑
Si系烧结体，其特征在于，其块体中的氧量为1质量％以下。即，本专利技术的一个方面的Cr
‑
Si系烧结体中的氧含量可以为1质量％以下。(4)一种溅射靶，其特征在于，由以下(1)～(3)中任一项所述的Cr
‑
Si系烧结体构成。即，本专利技术的一个方面所涉及的溅射靶包含上述Cr
‑
Si系烧结体。(5)一种薄膜的制造方法，其特征在于，使用(4)所述的溅射靶进行溅射。即，本专利技术的一个方面所涉及的薄膜的制造方法包括通过使用上述溅射靶的溅射来形成薄膜的工序。专利技术效果
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供一种含有Cr和Si且具有高机械强度的Cr
‑
Si系烧结体、含有该烧结体的溅射靶、以及使用了该溅射靶的薄膜的制造方法。
具体实施方式
[0010]以下，对本专利技术的优选实施方式进行说明。本专利技术并不限于下述实施方式。以下记载的“质量％”也可以称为重量％(wt％)。以下记载的Cr
‑
Si系烧结体也可以称为块体。
[0011]本实施方式的Cr
‑
Si系烧结体含有Cr和Si。Cr
‑
Si系烧结体包含晶态的CrSi2相和晶态的Si相。Cr
‑
Si系烧结体中Si相的含量为40质量％以上。Cr
‑
Si系烧结体相对于其真密度的相对密度为95％以上。CrSi2相的平均晶粒粒径为40μm以下，Si相的平均晶粒粒径为30μm以下。Cr
‑
Si系烧结体中杂质的含量合计为200质量ppm以下，杂质为选自Mn、Fe、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种元素。本实施方式所涉及的溅射靶包含上述Cr
‑
Si系烧结体。本专利技术的一个方面所涉及的薄膜的制造方法包括通过使用上述溅射靶的溅射来形成薄膜的工序。
本实施方式所涉及的Cr
‑
Si系烧结体的机械强度优异，因此本实施方式所涉及的溅射靶在高输出下的溅射中不易破裂。因此，在通过使用本实施方式的溅射靶的溅射来进行的薄膜的制造方法中，能够实现较高的生产率。本实施方式的详细情况如下。
[0012]Cr
‑
Si系烧结体中的CrSi2相、Si相和它们的晶体结构可以通过X射线衍射(XRD)法来检测和确定。CrSi2相的晶体结构属于六方晶系。Si相的晶体结构(金刚石结构)属于立方晶系。CrSi2相和Si相可以混合存在于Cr
‑
Si系烧结体中。Cr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Cr
‑
Si系烧结体，其包含Cr和Si，所述Cr
‑
Si系烧结体包含晶态的CrSi2相和晶态的Si相，所述Cr
‑
Si系烧结体中所述Si相的含量为40质量％以上，所述Cr
‑
Si系烧结体相对于所述Cr
‑
Si系烧结体的真密度的相对密度为95％以上，所述CrSi2相的平均晶粒粒径为40μm以下，所述Si相的平均晶粒粒径为30μm以下，所述Cr
‑
Si系烧结体中杂质的含量合计为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：原浩之，召田雅实，增田彩花，
申请(专利权)人：东曹株式会社，
类型：发明
国别省市：