(57)【要約】【課題】  高温でスパッタを行っても接合部分が剥がれない窒化ガリウムのスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】  ターゲット材である窒化ガリウム成形物と金属部材とを接合層を介して接合した窒化ガリウムターゲットであって、前記接合層がガリウムと反応しない金属を２０〜６０ｖｏｌ％含む導電性樹脂であることを特徴とする窒化ガリウムターゲット。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット材である窒化ガリウム成形物と金属部材とを接合層を介して接合した窒化ガリウムターゲットであって、前記接合層がガリウムと反応しない金属を２０〜６０ｖｏｌ％含む導電性樹脂であることを特徴とする窒化ガリウムターゲット。
【請求項２】
ガリウムと反応しない金属がタングステンであることを特徴とする請求項１記載の窒化ガリウムターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング法により窒化ガリウム薄膜を製造する際に使う窒化ガリウムターゲットに関するものである。詳しくは、高温でスパッタを行っても金属部材との接合部分が剥がれない窒化ガリウムターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウムは、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光層や青色レーザーダイオード（ＬＤ）の原料として注目され、近年では薄膜や基板の形態にて白色ＬＥＤや青色ＬＤなどの様々な用途に用いられており、また将来的にはパワーデバイスなどの用途の材料としても注目されている。
【０００３】
窒化ガリウム薄膜の作製法としてはスパッタ法が挙げられるが、窒化ガリウムは焼結しにくいので通常の焼成では密度が５０％までしか向上しないため、ターゲットとして使用するには不向きであった。窒化ガリウムの密度を向上させる方法として、窒化ガリウム焼結体に金属ガリウムを含浸させた成形体が提案されているが（例えば、特許文献１参照）、ガリウムは融点が３０℃程度と低いので、基板を加熱してスパッタすると、ターゲット材も加熱され、ターゲット材からガリウムが析出し、金属部材との接合部にあるＩｎハンダと反応して接合力が弱くなり、ターゲット材と金属部材の接合が剥がれてしまうという問題があった。
【０００４】
ターゲット材と金属部材との接合性を改善する方法として、接合層の一部に合成樹脂からなる層を形成させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、熱伝導性を保つためには合成樹脂層は全面積の１０％以下にする必要があり、金属部材との接合部分の大部分は熱伝導性のあるハンダ層であるので、金属ガリウムが混在した窒化ガリウムターゲットを高温でスパッタした場合、金属ガリウムによりハンダ層が侵食され、接合界面が剥がれてしまう。
【０００５】
また、ターゲット材と金属部材の接合性を改善する例として、ハンダ層に熱伝導性樹脂からなる層を形成させる方法が提案されているが（例えば、特許文献３参照）、熱伝導性樹脂としてはＡｇフィラーとエポキシ樹脂からなる樹脂しか具体的に開示されておらず、Ａｇはガリウムと反応してしまうため、窒化ガリウムターゲットには適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４４８０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３１７１３３号公報
【特許文献３】特開２０００−１６０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、窒化ガリウム成形物と金属部材とを接合層を介して接合した窒化ガリウムターゲットにおいて、前記接合層にガリウムと反応しない金属及び導電性の樹脂からなる層を形成することで、高温でスパッタを行っても接合部分が剥がれない窒化ガリウムターゲットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
窒化ガリウムターゲットにおいて、ターゲット材と金属部材とを融点の低いＩｎ系ハンダを接合層としてロウ付けする方法が一般的であるが、ガリウムは融点が約３０℃のため、基板を加熱して窒化ガリウムターゲットをスパッタすると、ターゲット表面にガリウムが析出する場合がある。ガリウムは多くの金属を侵食する性質があるので、ガリウムがＩｎ系ハンダと反応して接合部の接着性が低下し、ターゲット材と金属部材の接合が剥がれてしまうことがある。
【０００９】
そこで本発明者らは、ターゲット材である窒化ガリウム成形物と金属部材とをガリウムと反応しない金属を含む導電性樹脂を介して接合することにより、高温でスパッタを行っても、ターゲット材と金属部材が剥がれないことを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明は、ターゲット材である窒化ガリウム成形物と金属部材とを接合層を介して接合した窒化ガリウムターゲットであって、前記接合層がガリウムと反応しない金属を２０〜６０ｖｏｌ％含む導電性樹脂であることを特徴とする窒化ガリウムターゲットである。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明の窒化ガリウムターゲットは、ターゲット材である窒化ガリウム成形物と金属部材とを接合層を介して接合した窒化ガリウムターゲットである。成形物とは、成形、焼成など様々な方法で粉末を固めたものを含む成形物を指す。本発明において、窒化ガリウム成形物とは窒化ガリウムを主成分とする焼結体、窒化ガリウム焼結体に金属ガリウムを含浸させた成形体などが挙げられる。窒化ガリウム焼結体に金属ガリウムを含浸させた成形体では、金属ガリウムが窒化ガリウム焼結体の空隙に存在しているため、スパッタ中にターゲット材からガリウムが析出するという事態が起こりやすく、特に本発明が好適に利用されうる。
【００１３】
本発明において、接合層に用いられるガリウムと反応しない金属を含む導電性樹脂とは、タングステン、タンタルをフィラーとするエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。熱伝導率が高いことからタングステンをフィラーとする樹脂を用いることが好ましい。
【００１４】
また、ガリウムと反応しない金属は樹脂に対して、２０〜６０ｖｏｌ％含まれていることを特徴とし、３０〜５０ｖｏｌ％含まれていることが好ましい。２０ｖｏｌ％未満であると、熱伝導率が不十分となることがあり、６０ｖｏｌ％を超えると接着性が低下し、加熱した際に接合が剥がれてしまう場合がある。
【００１５】
導電性樹脂の熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ未満であると、熱伝導が不十分となってターゲット材の温度が急激に上昇してしまい、破損するおそれがある。熱伝導率は、例えばＪＩＳ  Ｒ  １６１１に記載されているレーザーフラッシュ法により測定できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、窒化ガリウム成形物と金属部材とをガリウムと反応しない金属を含む導電性樹脂を介して接合することにより、高温で成膜を行っても窒化ガリウム成形物と接合部が剥がれない窒化ガリウムターゲットを製造することが可能である。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例をもって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物の詳細な製造方法については特許文献１を参照のこと。
【００１８】
（実施例１）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に、６０ｖｏｌ％のエポキシ樹脂と４０ｖｏｌ％のタングステンフィラーをよく混合した導電性樹脂（熱伝導率２Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００１９】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材との接合性を調べたところ、強固に結びついており剥がれなかった。
【００２０】
（実施例２）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に、６０ｖｏｌ％のウレタン樹脂と４０ｖｏｌ％のタングステンフィラーをよく混合した導電性樹脂（熱伝導率２Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００２１】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材との接合性を調べたところ、強固に結びついており剥がれなかった。
【００２２】
（実施例３）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に、７０ｖｏｌ％のエポキシ樹脂と３０ｖｏｌ％のタングステンフィラーをよく混合した導電性樹脂（熱伝導率１．５Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００２３】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材との接合性を調べたところ、強固に結びついており剥がれなかった。
（実施例４）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に、４５ｖｏｌ％のエポキシ樹脂と５５ｖｏｌ％のタングステンフィラーをよく混合した導電性樹脂（熱伝導率４．５Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００２４】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材との接合性を調べたところ、強固に結びついており剥がれなかった。
【００２５】
（比較例１）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に１０００ｎｍのＣｕ薄膜を形成し、Ｉｎハンダ（熱伝導率８１．６Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００２６】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材の接合性を調べたところ、加熱後は基板と成型物は容易に動き、剥がれた。
【００２７】
（比較例２）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に、７０ｖｏｌ％のエポキシ樹脂と３０ｖｏｌ％のＡｇフィラーをよく混合した導電性樹脂（熱伝導率４Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００２８】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材との接合性を調べたところ、加熱後は基板と成型物は容易に動き、剥がれた。
【００２９】
（比較例３）
窒化ガリウムと金属ガリウムが混在した成形物（サイズ７６．２ｍｍφ×３．５ｍｍｔ、密度５．２ｇ／ｃｍ３）に、３０ｖｏｌ％のエポキシ樹脂と７０ｖｏｌ％のタングステンフィラーをよく混合した導電性樹脂（熱伝導率９Ｗ／ｍＫ）を全面に塗布し、Ｃｕ製バッキングプレートと接合した。
【００３０】
作製した窒化ガリウムターゲットを２００℃で２時間加熱し、加熱後の成形物と金属部材との接合性を調べたところ、接合層が剥離し、基板と成型物は剥がれた。