(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を酸素を含有する雰囲気で一次焼成する工程と、
前記一次焼成の後、焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末をホットプレスする工程と
を含むスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項２】
前記一次焼成の後、前記チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を構成するバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）の総量に対するマンガン（Ｍｎ）の割合が０．２５ａｔｍ％以下となるようマンガン（Ｍｎ）の酸化物を含む添加物を焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に混合し、その後ホットプレスする
請求項１記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項３】
前記マンガン（Ｍｎ）の酸化物を含む添加物として、酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を用いる
請求項２記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項４】
前記ホットプレスを大気雰囲気中で行う
請求項１〜３の何れか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術はスパッタリングターゲットに関し、特には、基板上に高誘電体薄膜をスパッタ成膜する際に用いられる導電性チタン酸バリウムターゲット焼結材を備えたスパッタリングターゲットに関する。さらに本技術は、このスパッタリングターゲットの製造方法、スパッタリングターゲットを用いたチタン酸バリウム薄膜の製造方法、及びスパッタリングターゲットを用いた薄膜コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜コンデンサに用いるペロブスカイト系高誘電体薄膜を成膜する際には、絶縁性のスパッタリングターゲットを用いた高周波スパッタにより成膜を行っていた。しかしながら、スパッタリングターゲットが絶縁性であるため、スパッタレートが遅く、生産性が著しく劣る課題があった。またスパッタリングに高周波電源を用いているため、スッパタ装置の大型化が難しく、大型基板への成膜ができないという課題があった。
【０００３】
そこで、スパッタレートの向上、または低周波電源を用いたスパッタ装置への適用を目的とした導電性のスパッタリングターゲットが提案されている。
【０００４】
このような導電性のスパッタリングターゲットの一例として、焼成時に酸素欠損を引き起こさせたセラミックス材であり、かつ、印加電圧１．５Ｖで測定したターゲットの板厚方向の電気抵抗が１００ｍΩ・ｃｍないし１０Ω・ｃｍの範囲にあるスパッタリングターゲットが開示されている。例えば、組成ＢａＴｉＯ３−Ｘからなるスパッタリングターゲットは、セラミックス材料としてＢａＴｉＯ３粉末を用い、この粉末を真空中でホットプレス法により１３００℃で焼成して作製される（下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、導電性のスパッタリングターゲットの別の一例として、ＢａとＴｉの複合酸化物で構成され、この複合酸化物における酸素含有量が理論酸素含有量に比して４．９〜１０％低い酸素含有量であるスパッタリング焼結ターゲット材が開示されている。このスパッタリング焼結ターゲット材の作製は次のように行われる。まずＢａＴｉＯ３粉末に、真空中あるいは還元性雰囲気中、１２００〜１４５０℃の温度に所定時間保持の条件で酸素低減加熱処理を施し、粉末中の酸素含有量を低くする。続いて、この粉末を粉砕し、乾燥した後、真空中、温度：１２５０〜１３５０℃、圧力：２００ｋｇｆ／ｃｍ２、保持時間：３時間の条件でホットプレスし、これにより、スパッタリング焼結ターゲット材が作製される（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４６４２５１号
【特許文献２】特許第３１２９０４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような酸素欠損による導電性のスパッタリングターゲットの作製は、絶縁性のスパッタリングターゲットに比べてターゲット材料を高温で焼結する必要がある。このため、焼結中にターゲット材料が一部融解し再結晶化し、大粒径の結晶粒塊がターゲット材中に形成される。このような結晶粒塊を含むスパッタリングターゲットを低周波スパッタに用いると、結晶粒塊は周囲の結晶と誘電率および抵抗率が異なるため、この結晶粒塊の部分に局所的な帯電が生じ、アーキングが発生する問題がある。さらに、結晶粒塊は周囲の結晶と熱膨張率が異なるため、熱応力が生じターゲット材が破損する等の問題がある。このため、上述した従来の導電性のスパッタリングターゲットは、低周波スパッタへの適用が実現不可能である。
【０００８】
そこで本技術は、低周波スパッタにおけるアーキングの発生やターゲット材の破損等を防止することを可能とし、低周波電源を用いた大型のスパッタ装置に適用可能なスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。また本技術は、このようなスパッタリングターゲットの製造方法、チタン酸バリウム薄膜の製造方法、及び薄膜コンデンサの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するための本技術のスパッタリングターゲットは、劈開面における粒径１０μｍ以上の結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満である導電性のチタン酸バリウム焼結材を備えている。
【００１０】
このような構成のスパッタリングターゲットは、結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満である。つまり、低周波スパッタにおけるアーキング発生やターゲット材破損等の原因となっていた結晶粒塊が極めて少ない。
【００１１】
また本技術は、上述したスパッタリングターゲットの製造方法でもあり、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を大気雰囲気で一次焼成する工程と、一次焼成後、焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末をホットプレスする工程とを含む。
【００１２】
また本技術は、上述したスパッタリングターゲットを用いたチタン酸バリウム薄膜の製造方法である。さらに本技術は、上述したスパッタリングターゲットを用いた薄膜コンデンサの製造方法でもある。
【発明の効果】
【００１３】
以上のような本技術によるスパッタリングターゲットは、チタン酸バリウム焼結材の劈開面における結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるため、低周波スパッタに用いた際のアーキングの発生やターゲット材の破損等を防止できる。このように本技術のスパッタリングターゲットは、低周波スパッタへの適用が実現可能である。さらに、本技術のスパッタリングターゲットは、低周波電源を用いた大型のスパッタ装置にも適用でき、大型基板を用いる薄膜コンデンサの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のスパッタリングターゲットの実体顕微鏡による画像である。
【図２】比較のスパッタリングターゲットの実体顕微鏡による画像である。
【図３】第１実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー工程図である。
【図４】第３実施形態の薄膜コンデンサの構成を示す断面模式図である。
【図５】第３実施形態の薄膜コンデンサを組み込んだ回路基板を示す断面模式図である。
【図６】実施例１で作製した試料Ｎｏ．３及びＮｏ．６４のスパッタリングターゲットの厚み方向の抵抗率の変化を示すグラフである。
【図７】実施例１で作製した試料Ｎｏ．６４のスパッタリングターゲットを用いたスパッタレートの再現性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本技術の実施の形態を次に示す順に説明する。
１．第１実施形態：結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるターゲット材
２．第２実施形態：チタン酸バリウム薄膜の製造方法
３．第３実施形態：薄膜コンデンサの製造方法
なお、各実施形態において共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
＜１．第１実施形態：結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるターゲット材＞
＜１−１．スパッタリングターゲットの構成＞
図１は、本技術が適用されるスパッタリングターゲットにおけるチタン酸バリウム焼結材（以下、ターゲット材と記す）の劈開面を実体顕微鏡により観察した画像（５０倍）である。図２Ａは、比較のターゲット材の劈開面を実体顕微鏡により観察した画像（５０倍）であり、また図２Ｂはその拡大図（２００倍）である。
【００１７】
本技術が適用された第１実施形態のスパッタリングターゲットは、導電性を有する平板状のターゲット材１を備えている。ターゲット材１は、主結晶成分である微結晶１１で構成され、多数の微結晶１１内に結晶粒塊１２が僅かであれば分散されていてもよい。このようなターゲット材１の劈開面を観察した画像が図１である。また結晶粒塊１２が僅かに分散されている場合のターゲット材１は、劈開面における結晶粒塊１２の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるチタン酸バリウム焼結材である。
【００１８】
［微結晶１１］
微結晶１１は、ターゲット材１を主に構成する結晶成分であり、その組成はチタン酸バリウムである。この微結晶１１の大きさは、平均粒径０．５〜３μｍ程度である。また微結晶１１は、スッパタリングターゲットの製造のホットプレス工程において、チタン酸バリウムの粉末が溶融することなく加圧焼結されたものであり、ホットプレス前の粉末の大きさを概ね保っている。
【００１９】
［結晶粒塊１２］
結晶粒塊１２は、ターゲット材１中に僅かであれば分散されてもよいものであり、その組成は周囲の微結晶１１と同様にチタン酸バリウムである。結晶粒塊１２は、スッパタリングターゲットの製造工程におけるホットプレス時に、チタン酸バリウムの粉末が部分的に融解し再結晶化したものである。この結晶粒塊１２の大きさは、微結晶１１よりも大きく、粒径１０μｍ以上であり、詳しくは粒径１０〜８０μｍ程度である。なお、ターゲット材に粒径８０μｍ以上の結晶粒塊が１個でも確認された場合は、その発生密度によらず、このターゲット材は本技術によるターゲット材１に含まれない。
【００２０】
［結晶粒塊１２の発生密度］
上述した結晶粒塊１２の発生密度の算出方法を続いて説明する。ターゲット材１を無作為に劈開し、その劈開面を実体顕微鏡（倍率：５０〜１００倍）で観察し、結晶粒塊１２をカウントする。この際、劈開によって生じた一対の劈開面のうちの一方のみを観察する。例えば、ターゲット材１を無作為に複数回劈開し、これにより生じた複数対の劈開面を合計５０ｃｍ２の範囲にわたって実体顕微鏡で観察する。この観察において、実体顕微鏡による倍率５０〜１００倍の観察で認識可能な粒径１０〜８０μｍの結晶粒塊１２が１０個確認された場合には、このターゲット材１の劈開面における結晶粒塊１２の発生密度は０．２個／ｃｍ２となる。第１実施形態のスパッタリングターゲットは、このような観察により算出された粒径１０〜８０μｍの結晶粒塊１２の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるターゲット材１を備える。なお、ターゲット材１が結晶粒塊１２を含まないことが好ましく、すなわち結晶粒塊１２の発生密度は０個／ｃｍ２が好ましい。
【００２１】
第１実施形態のスパッタリングターゲットを構成するターゲット材１は、この結晶粒塊１２の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であり、つまり結晶粒塊１２はほとんど存在しないと言える。図１に示したターゲット材１の劈開面では、全面が微結晶１１で構成されており、結晶粒塊１２が観察されない。一方、図２Ａに示した比較のターゲット材１’の劈開面では、微結晶１１と共に、多数の結晶粒塊１２が観察されている。先にも説明したが、微結晶１１は平均粒径０．５〜３μｍ程度であるのに対し、結晶粒塊１２は粒径１０〜８０μｍであり、大きさが明らかに異なる。また図２Ｂの拡大図に示すように、２００倍まで拡大すると、微結晶１１と結晶粒塊１２とは結晶性が異なり、また結晶粒塊１２はそれぞれ結晶方位が異なる。
【００２２】
［添加物］
また第１実施形態のスパッタリングターゲットは、マンガン（Ｍｎ）を添加物として含有してもよい。このマンガン（Ｍｎ）の含有量は、チタン酸バリウム焼結材（ターゲット材１）を構成するバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）の総量に対して、０．２５ａｔｍ％以下である。添加物を含有するターゲット材１において、微結晶１１と結晶粒塊１２とでは組成が異なる。
【００２３】
添加物の他の例として、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びクロム（Ｃｒ）から選択された一つまたは二以上の元素を含有してもよい。さらに、これらの元素と共にマンガンを含有してもよい。
【００２４】
またこれらの元素の酸化物を添加物としてターゲット材１に含有してもよい。例えば、マンガンの酸化物（Ｍｎ２Ｏ３）を添加物としてターゲット材１に含有する。
【００２５】
［導電性］
またターゲット材１は、厚さ方向の抵抗率が０．１〜１０Ω・ｃｍである。この抵抗率は、ターゲット材１の酸素欠損状態が十分であることを示す。つまり、ターゲット材１を構成するチタン酸バリウムは酸素欠損した状態であり、組成はＢａＴｉＯ３−ｘである。
【００２６】
さらにターゲット材１は、抵抗率の厚さ方向におけるバラツキが±１０％以内である。すなわち、ターゲット材１を厚さ方向に削り露出した面の抵抗率を測定した場合、各厚さにおける面の抵抗率のバラツキが±１０％以内である。これは、ターゲット材１の表面及び内部の組成にバラツキがなく同じであることを示すと共に、ターゲット材１の厚さ方向にわたり、表面だけでなく内部まで酸素欠損状態が十分であることを示す。
【００２７】
＜１−２．スパッタリングターゲットの製造方法＞
次に、上述した構成のターゲット材１を備えたスパッタリングターゲットの製造方法を図３のフロー工程図に基づいて説明する。
【００２８】
まず工程１０１の前に、組成比がＢａ：Ｔｉ＝１：１であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を用意する。このチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末の製法は限定されることはなく、固相法、シュウ酸法、水熱法、及びゾルゲル法等の一般的な方法により、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を生成してよい。例えば、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末と酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末とを混合し、１０００℃程度の温度で仮焼し、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を生成する。
【００２９】
なお、本技術の効果が得られる範囲であれば、上述したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末の組成比はＢａ：Ｔｉ＝１：１に限定されることはない。
【００３０】
［工程１０１：ＢａＴｉＯ３粉末を一次焼成］
次に、用意したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を酸素を含有する雰囲気で一次焼成する（工程１０１）。例えば、大気雰囲気中、温度：１０００〜１２００℃、保持時間：３時間の条件で一次焼成を行う。この際、真空中ではなく酸素を含む大気雰囲気下において、チタン酸バリウム粉末を積極的に酸化することが特徴である。また酸素を含む雰囲気であれば、大気に限定されることはない。
【００３１】
［工程１０２：添加物の混合］
その後、一次焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に、マンガン（Ｍｎ）を含む添加物を混合する（工程１０２）。この際、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を構成するバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）の総量に対して、マンガン（Ｍｎ）の割合が０．２５ａｔｍ％以下となるよう、添加物を混合する。また、マンガン（Ｍｎ）を含む添加物には、マンガンの酸化物として、例えば酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）の粉末を用いる。この酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）の製法は限定されないが、例えば、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）を大気雰囲気下、６００℃で仮焼して生成する。
【００３２】
また、混合する添加物は、ホットプレス時の酸素脱離特性を考慮し、ホットプレス温度付近での酸化物生成自由エネルギーが、酸化バリウムや酸化チタンと同等またはそれ以上である元素を含むことが好ましい。
【００３３】
このような条件を満たす添加物として、マンガンの酸化物が好ましく用いられ、なかでもＭｎ２Ｏ３が好ましいが、次に挙げる他元素の単体または酸化物であってもよい。例えば、マンガン（Ｍｎ）を含む添加物として、ＭｎＯ、ＭｎＯ２またはＭｎ３Ｏ４を用いてもよい。または、シリコン（Ｓｉ）を含む添加物としてＳｉＯまたはＳｉＯ２を用いてもよい。アルミニウム（Ａｌ）を含む添加物としてα−Ａｌ２Ｏ３を用いてもよい。マグネシウム（Ｍｇ）を含む添加物としてＭｇＯを用いてもよい。バナジウム（Ｖ）を含む添加物としてＶ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ４またはＶ２Ｏ５を用いてもよい。タンタル（Ｔａ）を含む添加物としてＴａ２Ｏ５またはＴａＯ２を用いてもよい。ニオブ（Ｎｂ）を含む添加物としてＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ３またはＮｂ２Ｏ５を用いてもよい。クロム（Ｃｒ）を含む添加物としてＣｒ２Ｏ３を用いてもよい。さらには、これらの添加物を複数用いてもよい。
【００３４】
［工程１０３：ホットプレス］
続いて、一次焼成後に添加物を混合したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末をホットプレスする（工程１０３）。この際、例えば、大気雰囲気中、圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度１２７０〜１３４０℃でホットプレスを行う。なお、ホットプレスは必ずしも大気雰囲気中で行う必要はなく、真空中または不活性ガス中で行ってもよい。
【００３５】
ホットプレスの詳細を次に説明する。
【００３６】
まず、筒状の外型の中に筒状の内型をセットする。さらに内型の中に、下側のパンチ、平板状のスペーサを下から順にセットする。続いて、スペーサの上に、チタン酸バリウム粉末を入れ、隙間無く平らにならす。次に、チタン酸バリウム粉末の上に、スペーサ、上側のパンチを順にセットする。また、複数枚の焼結材を作成する場合には、上下一対のパンチの間に、スペーサとチタン酸バリウム粉末とを繰り返し積み重ねる。この際、内型の軸心方向の中心にチタン酸バリウム粉末が配置されるようにセットする。
【００３７】
このように一対の平板状のスペーサで挟まれることにより、チタン酸バリウム粉末が平板状に成型される。また、スペーサ及びパンチと内型との間には隙間がほとんどないので、チタン酸バリウム粉末は外気との接触がほとんどない状態に置かれる。つまり、チタン酸バリウム粉末に対して略密閉状態とできる。
【００３８】
続いて、上述のようにチタン酸バリウム粉末のセットされた外型をホットプレス装置に所定の状態で装填する。そして、装置内の加圧ラムが外型の軸心方向にパンチをプレスすると共に、外型を加熱する。このようにチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末をプレスしながら加熱してホットプレスを行い、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３―ｘ）焼結材を作製する。
【００３９】
ホットプレス終了後、加圧ラムを解放し、チタン酸バリウム焼結材を外型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却する。この際、チタン酸バリウム焼結材は冷却完了するまで外型から出されないので、チタン酸バリウム焼結材の略密閉状態が保たれる。
【００４０】
以上の工程により、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末からチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３―ｘ）焼結材を作製し、ターゲット材１を得る。これにより、このターゲット材１は、劈開面における粒径１０μｍ以上の結晶粒塊１２の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるという特徴を有するものとなる。
【００４１】
なお、工程１０２の添加物の混合は省略してもよい。この場合には、工程１０１の一次焼成後、工程１０３のホットプレスを行う。
【００４２】
＜１−３．第１実施形態の効果＞
以上説明した第１実施形態のスパッタリングターゲットは、劈開面における結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満である導電性のターゲット材１を備えている。このスパッタリングターゲットには、低周波スパッタにおけるアーキング発生やターゲット材破損等の原因となっていた結晶粒塊が極めて少なく、ほとんどない。このため、スパッタリングターゲットを低周波スパッタに用いた際のアーキングの発生やターゲット材の破損等を防止できる。このように本技術のスパッタリングターゲットは、低周波スパッタへの適用が実現可能である。
【００４３】
また第１実施形態のスパッタリングターゲットを高周波スパッタに用いた際には、絶縁性のターゲット材に比べて、スパッタレートの向上が可能となる。
【００４４】
また第１実施形態のスパッタリングターゲットは、マンガン（Ｍｎ）を含有する。以降の実施例で説明するように、スパッタリングターゲットを製造する過程でマンガンを添加することにより、結晶粒塊の生成がより効果的に抑制される。このため、マンガンを含有するスパッタリングターゲットを低周波スパッタに用いた際のアーキングの発生やターゲット材の破損等を防止できる。さらにマンガンは誘電体の電気特性改善にも有効な元素である。したがって、マンガンを含有するスパッタリングターゲットを用いたスパッタにより、スパッタ成膜された誘電体膜の特性が良好である。
【００４５】
また第１実施形態のスパッタリングターゲットは、厚さ方向における抵抗率のバラツキが±１０％以内である。つまり、ターゲット材１の表面及び内部の組成にバラツキがなく同じである共に、ターゲット材１の厚さ方向にわたり、表面だけでなく内部まで酸素欠損状態が十分である。このようなスパッタリングターゲットをスパッタに用いた際には、経時変化のない均一な膜組成のスパッタ成膜が可能となる。
【００４６】
また第１実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法では、ホットプレスの前に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を大気雰囲気で一次焼成する。このように酸素を含む大気雰囲気下で一次焼成することにより、チタン酸バリウム粉末の結晶表面が酸化され不活性化されるので、結晶の状態が安定化される。これにより、ホットプレス時にチタン酸バリウム粉末が部分的に溶融し再結晶化することが防止される。さらに大気雰囲気下での一次焼成により、チタン酸バリウム粉末の結晶性が向上する。この結果、ホットプレス時の結晶粒塊の生成が抑制でき、結晶粒塊をほとんど含まないチタン酸バリウム焼結材をターゲット材として作ることができる。
【００４７】
また第１実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法では、ホットプレスを大気雰囲気下で行うことが可能である。これにより、後で説明する実施例に示すように、ホットプレスを真空中で行う場合に比べて、真空引きの時間が必要ないのでホットプレス工程の時間が短縮でき、その結果、製造効率の向上を図ることができる。
【００４８】
＜２．第２実施形態：チタン酸バリウム薄膜の製造方法＞
次に、第２実施形態のチタン酸バリウム薄膜の製造方法を説明する。
【００４９】
本第２実施形態のチタン酸バリウム薄膜の製造方法では、第１実施形態で説明したスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜を行う。このスパッタリングターゲットの備えるターゲット材は、導電性を有すると共に、結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるから、低周波スパッタに用いた際のアーキング発生やターゲット材の破損等を防止できる。したがって、このスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜では、高周波電源に限らず、低周波電源も使用可能であり、または低周波および高周波の組合せた電源を用いてもよい。またロールトゥロール式のスパッタ装置によるスパッタ成膜も可能である。さらにフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）作製用の大型スパッタ装置を利用して、誘電体膜であるチタン酸バリウム薄膜を製造することも可能になる。
【００５０】
＜第２実施形態の効果＞
以上説明した第２実施形態のチタン酸バリウム薄膜の製造方法では、第１実施形態で説明したスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜を行う。このため、低周波スパッタにより、安定してチタン酸バリウム薄膜を製造することができる。
【００５１】
＜３．第３実施形態：薄膜コンデンサの製造方法＞
次に、第３実施形態の薄膜コンデンサの製造方法について説明する。図４は、第３実施形態で作製された薄膜コンデンサを示す図である。図５は、図４に示した薄膜コンデンサを組み込んだ回路基板を示す図である。
【００５２】
第３実施形態の薄膜コンデンサ３０の製造方法では、まず、第１実施形態で説明したスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜により、第１電極２３上にチタン酸バリウム薄膜２０を形成し、次に、チタン酸バリウム薄膜２０上に第２電極２５を形成する。
【００５３】
これにより、図４に示すように、チタン酸バリウム薄膜２０が対向する第１電極２３と第２電極２５との間に挟まれた構成の薄膜コンデンサ３０を作製する。ここで、図４に示す第１電極２３は、例えばニッケルで構成された金属箔である。第２電極２５は、例えば２層構造であり、チタン酸バリウム薄膜２０上に設けられたニッケル層２５−１と、その上の銅層２５−２とで構成される。
【００５４】
上述の製造方法により作製された薄膜コンデンサ３０は、例えば回路基板に組み込まれて用いられる。
【００５５】
図５に示すように、両面基板である回路基板において、基板３３の第１面上には層間絶縁膜３５が設けられ、この層間絶縁膜３５に薄膜コンデンサ３０が埋め込まれている。また層間絶縁膜３５中及び層間絶縁膜３５上には電極層３４（３４ａ、３４ｂ）が設けられている。各層の電極層３４はビアにより相互に接続され、その一部の電極層３４（３４ｂ）は薄膜コンデンサ３０の第２電極２５に接続される。さらに層間絶縁膜３５上は、保護絶縁膜３６で覆われている。保護絶縁膜３６は、層間絶縁膜３５上の電極層３４（３４ａ、３４ｂ）に対応する孔３６ａを有する。
【００５６】
一方、基板３３の第２面上にも、層間絶縁膜３５’が設けられている。また層間絶縁膜３５’中及び層間絶縁膜３５’上には電極層３４’（３４’ａ、３４’ｂ）が設けられ、各層の電極層３４’の一部はビアにより相互に接続される。さらに層間絶縁膜３５’上は、保護絶縁膜３６’で覆われている。保護絶縁膜３６’は、層間絶縁膜３５’上の電極層３４（３４’ａ、３４’ｂ）に対応する孔３６’ａを有する。
【００５７】
さらに、貫通ビア３７が基板３３を貫通して設けられ、基板３３の第１面側の電極層３４と、基板３３の第２面側の電極層３４’とを接続している。さらに貫通ビア３７により、一部の電極層３４（３４ａ）及び電極層３４’（３４’ａ）と、薄膜コンデンサ３０の第１電極２３とが接続されている。また薄膜コンデンサ３０の第２電極２５は貫通ビア３７よりも一回り大きな径の孔２５ａを有しており、この孔２５ａ内を貫通ビア３７が通過する。
【００５８】
また、薄膜コンデンサ３０の第１電極２３と第２電極２５とは、互いに電気的に絶縁され、それぞれ異なる電極層３４（３４ａ、３４ｂ）に接続されている。層間絶縁膜３５上の電極層３４（３４ａ）は、ビア及び貫通ビア３７により第１電極２３と接続され、第１電極２３の取り出し部となる。一方、層間絶縁膜３５上の電極層３４（３４ｂ）は、ビアより第２電極２５と接続され、第２電極２５の取り出し部となる。また、層間絶縁膜３５’上でも同様に、電極層３４’（３４’ａ）が第１電極２３に接続され、電極層３４’（３４’ｂ）が第２電極２３に接続され（図示省略）、それぞれ電極の取り出し部となる。これらの電極層３４（３４ａ、３４ｂ）、３４’（３４’ａ、３４’ｂ）が薄膜コンデンサ３０の外部端子となり、外部素子に接続されることで、薄膜コンデンサ３０を駆動させる。
【００５９】
＜第３実施形態の効果＞
以上説明した第３実施形態の薄膜コンデンサの製造方法では、第１実施形態で説明したスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜を行う。このため、低周波スパッタにより、安定してチタン酸バリウム薄膜を製造することができる。この結果、低周波電源を用いた大型のスパッタ装置にも適用でき、大型基板を用いる薄膜コンデンサの製造が可能となる。
【実施例１】
【００６０】
＜ターゲット材の作製＞
以下に説明するように、試料１〜９２の各ターゲット材を作製した。ターゲット材のサイズは、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍとした。
【００６１】
試料１〜１７では、添加物を混合せずに、ターゲット材を作製した。
【００６２】
一方、試料１８〜９２では、添加物として酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合して、ターゲット材を作製した。このうち、試料１８〜４１では、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を構成するバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）の総量に対するマンガン（Ｍｎ）の割合が０．０５％となるように酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合した。試料４２〜７６では、上記のマンガンの割合が０．１５％となるように、また試料７７〜９２では、上記のマンガンの割合が０．２５％となるように、それぞれ酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合した。
【００６３】
下記表１Ａ〜４Ａには、マンガン（Ｍｎ）の添加量毎に、各試料の作製条件を示した。以降に、これらの表に基づいて、各試料の作製手順を詳細に説明する。
【００６４】
【表１Ａ】
0005958028.tif 000002
【００６５】
【表２Ａ】
0005958028.tif 000003
【００６６】
【表３Ａ】
0005958028.tif 000004
【００６７】
【表４Ａ】
0005958028.tif 000005
【００６８】
［試料１，２のターゲット材の作製手順］
試料１，２のターゲット材の作製手順を説明する（表１Ａ参照）。ここでは、先に第１実施形態の説明で用いた図３に示すフローのうち、工程１０３のホットプレスのみを行う。
【００６９】
まず、組成比がＢａ：Ｔｉ＝１：１であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を用意した。
【００７０】
次に、第１実施形態で説明したように、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を型に入れ、これをホットプレス装置にセットした。そして、大気雰囲気下、圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度：表１Ａ記載の各温度（１２８０，１２９０℃）でホットプレスを行った。この際、加圧加熱を開始し、設定温度に到達した後に加圧ラムの変位が停止し、そこから１０分後に加圧ラムの圧力を３０分かけて解放し、これが完了したところで設定温度の保持を終了とした。
【００７１】
その後、チタン酸バリウム焼結材を型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却した。冷却完了後、型からチタン酸バリウム焼結材を取り出し、面出し加工を行い、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのターゲット材を得た。
【００７２】
［試料３〜１７のターゲット材の作製手順］
試料３〜１７のターゲット材の作製手順は、ホットプレスの前に一次焼成を行う点が試料１，２のターゲット材の作製手順とは異なる（表１Ａ参照）。つまり、図３に示すフローのうち、工程１０１の一次焼成と、工程１０３のホットプレスとを行う。
【００７３】
まず、組成比がＢａ：Ｔｉ＝１：１であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を用意した。
【００７４】
続いて、このチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を純度９９．７％のアルミナ製サヤに入れ、大気雰囲気で、温度：表１Ａ記載の各温度（９５０〜１２００℃）、保持時間：３時間の条件で一次焼成を行った。
【００７５】
以降は試料１，２と同様に、一次焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を内型を型に入れ、ホットプレス装置にセットした。そして、大気雰囲気下、圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度：表１Ａ記載の各温度（１２８０〜１３１０℃）でホットプレスを行った。
【００７６】
その後、チタン酸バリウム焼結材を型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却した。冷却完了後、型からチタン酸バリウム焼結材を取り出し、面出し加工を行い、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのターゲット材を得た。
【００７７】
［試料１８，１９，４２〜４６のターゲット材の作製手順］
試料１８，１９，４２〜４６のターゲット材の作製手順は、ホットプレスの前にマンガンを混合する点が試料１，２のターゲット材の作製手順とは異なる（表２Ａ、３Ａ参照）。つまり、図３に示すフローのうち、工程１０２の添加物の混合と、工程１０３のホットプレスとを行う。
【００７８】
まず、組成比がＢａ：Ｔｉ＝１：１であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を用意した。
【００７９】
次に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）粉末を混合した。この際、ＢａとＴｉの総量に対してＭｎが各割合（０．０５ａｔｍ％，０．１５ａｔｍ％）となるように秤量し、湿式ボールミルで８時間混合し、これを乾燥した。これにより、酸化マンガン混合のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を得た。
【００８０】
以降は試料１，２と同様に、この酸化マンガン混合のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を型に入れ、ホットプレス装置にセットした。そして、大気雰囲気下、圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度：表２Ａまたは表３Ａ記載の各温度（１２８０〜１３３０℃）でホットプレスを行った。
【００８１】
その後、マンガン含有のチタン酸バリウム焼結材を型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却した。冷却完了後、型からチタン酸バリウム焼結材を取り出し、面出し加工を行い、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのターゲット材を得た。
【００８２】
［試料２０〜４１，４７〜９２のターゲット材の作製手順］
試料２０〜４１，４７〜９２のターゲット材の作製手順は、ホットプレスの前に一次焼成を行い、さらにマンガンを混合する点が、試料１，２のターゲット材の作製手順とは異なる（表２Ａ、３Ａ、４Ａ参照）。つまり、図３に示すフロー工程図のとおり、工程１０１の一次焼成と、工程１０２の添加物の混合と、工程１０３のホットプレスとを行う。
【００８３】
まず、組成比がＢａ：Ｔｉ＝１：１であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を用意した。
【００８４】
続いて、このチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を純度９９．７％のアルミナ製サヤに入れ、大気雰囲気で、温度：表２Ａ、３Ａ、または４Ａ記載の各温度（９５０〜１２００℃）、保持時間：３時間の条件で一次焼成を行った。
【００８５】
その後、一次焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合した。この際、ＢａとＴｉの総量に対してＭｎが各割合（０．０５ａｔｍ％，０．１５ａｔｍ％）となるように秤量し、湿式ボールミルで８時間混合し、これを乾燥した。これより、酸化マンガン混合のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を得た。
【００８６】
以降は試料１，２と同様に、一次焼成され酸化マンガン混合済みのチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を型に入れ、ホットプレス装置にセットした。そして、大気雰囲気下、圧力：１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度：表２Ａ、３Ａ、または４Ａ記載の各温度（１２８０〜１３６０℃）でホットプレスを行った。
【００８７】
その後、マンガン含有のチタン酸バリウム焼結材を型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却した。冷却完了後、型からチタン酸バリウム焼結材を取り出し、面出し加工を行い、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのターゲット材を得た。
【００８８】
＜実施例１の評価＞
上記で作製した試料１〜９２の各ターゲット材について、結晶粒塊の発生密度、抵抗率、及びターゲット材の密度の３つの条件を次に説明するとおりに判定した。
【００８９】
（１）結晶粒塊の発生密度
ターゲット材の半分を無作為に複数回にわたり劈開し、その複数対の劈開面を約５０ｃｍ２の範囲にわたり、実体顕微鏡で５０倍または１００倍に拡大して観察した。この際、劈開により生じた一対の劈開面のうち一方のみを観察した。以上の観察の結果、粒径１０〜８０μｍの結晶粒塊が０．２個／ｃｍ２未満であるものを好適（○）とし、それ以外を不適（×）とした。
【００９０】
（２）抵抗率
四探針法を用いてターゲット材の抵抗率を測定した。抵抗率が０．１〜１０Ωｃｍの範囲であり、かつ、ターゲット材の厚さ方向の抵抗率のバラツキが±１０％以内であるものを好適（○）とし、それ以外を不適（×）とした。
【００９１】
（３）ターゲット材の密度
ターゲット材の体積と重量とを測定し、これから算出された密度が９５％以上のものを好適（○）とし、それ以外を不適（×）とした。
【００９２】
下記表１Ｂ〜４Ｂに、以上の３項目の評価結果を示す。なお、表１Ｂ〜４Ｂは、列方向を一次焼成温度、行方向をホットプレス温度とし、交差する枠内に評価結果を示した。この表１Ｂ〜４Ｂは、表１Ａ〜４Ａと同じ試料について示すものである。
【００９３】
【表１Ｂ】
0005958028.tif 000006
【００９４】
【表２Ｂ】
0005958028.tif 000007
【００９５】
【表３Ｂ】
0005958028.tif 000008
【００９６】
【表４Ｂ】
0005958028.tif 000009
【００９７】
＜実施例１の評価結果＞
表１Ｂ〜４Ｂから明らかなように、一次焼成温度が１２００℃までの範囲において、一次焼成温度が高いほど、（１）結晶粒塊の発生密度を満たすホットプレス温度の範囲が広く、また（２）抵抗率を満たすホットプレス温度の範囲も広い。さらに、一次焼成温度が高いほど、（１）結晶粒塊の発生密度、及び（２）抵抗率の両方を満たすホットプレス温度の範囲が広い。
【００９８】
また表１Ｂ〜３Ｂから明らかなように、一次焼成なし、または一次焼成温度９５０℃の条件では、（１）結晶粒塊の発生密度、及び（２）抵抗率の両方を満たすホットプレス温度の条件が存在しない。したがって、９５０℃を超える温度で一次焼成を行うことが好ましい。
【００９９】
また表１Ｂ〜４Ｂから明らかなように、表１Ｂ（マンガン添加なし）では、（１）結晶粒塊の発生密度、（２）抵抗率、及び（３）ターゲット材の密度の全てを満たすホットプレス温度は１２８０〜１２９０℃の範囲（一次焼成１１５０℃）であった。表２Ｂ（マンガン０．０５ａｔｍ％）では、上記（１）〜（３）の全てを満たすホットプレス温度は１２９０〜１３１０℃の範囲（一次焼成１１５０℃）であった。表３Ｂ（マンガン０．１５ａｔｍ％）では、上記（１）〜（３）の全てを満たすホットプレス温度は１３００〜１３２０℃の範囲（一次焼成１０５０〜１１５０℃）であった。表４Ｂ（マンガン０．２５ａｔｍ％）では、上記（１）〜（３）の全てを満たすホットプレス温度は１３３０〜１３５０℃の範囲（一次焼成１２００℃）であった。したがって、マンガン含有量０．２５ａｔｍ％以下の確認した範囲では、マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を添加することにより、一次焼成後のホットプレス温度の範囲、つまり適性温度の幅が拡大される。ここで、一般的にホットプレス装置では、装置に表示された表示温度と実際の焼結材そのものの実温度との間に１０℃くらいの誤差が生じることが珍しくない。したがって、そのような焼結材の実温度の調整が難しいホットプレス装置を用いる場合には、酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を添加することにより、ホットプレス温度の範囲が拡大するので、ターゲット材の製造がより容易となる。
【０１００】
また表１Ｂ〜４Ｂから明らかなように、マンガン（Ｍｎ）含有量０．２５ａｔｍ％より少ない範囲（表２Ｂ、３Ｂに対応）で酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を添加することにより、（１）結晶粒塊の発生密度、及び（２）抵抗率の両方を満たす一次焼成温度の範囲とホットプレス温度の範囲が共に拡大される。それぞれの温度範囲が拡大されることにより、一次焼成及びホットプレス共に温度制御が容易となり、ターゲット材の製造が容易となる。
【０１０１】
また表１Ｂ〜３Ｂから明らかなように、上述の各工程の温度範囲が拡大されるマンガン含有量が０．２５ａｔｍ％より少ない範囲において、一次焼成温度が１２００℃では、（３）ターゲット材の密度の条件を満たさない試料がでてくる。したがって、１２００℃より低い温度で一次焼成を行うことで、ホットプレスの温度範囲も広く、上記（１）〜（３）のすべての条件を満たしたターゲット材を得ることができる。
【０１０２】
また一例として試料３，６４のターゲット材について、ターゲット材の厚さ方向の抵抗率変化を図６に示した。試料３のターゲット材は、抵抗率が０．１〜１０Ωｃｍの範囲であるものの、厚さ１ｍｍの面から厚さ５ｍｍの面に向かって抵抗率が変化し、±３０％程度のバラツキがある。この試料３のターゲット材は、不適（×）とした。一方、試料６４のターゲット材は、抵抗率が０．１〜１０Ωｃｍの範囲であり、かつ、厚さ１ｍｍの面から厚さ５ｍｍの面に向かって抵抗率の変化がほとんどない。この試料６４のターゲット材は、好適（○）とした。
【０１０３】
なお、表１Ｂ〜４Ｂの各表において、実験の全実施領域を点線で囲んだ。点線以外の範囲では、（１）結晶粒塊の発生密度、及び（２）抵抗率の条件を両方とも満たさなかったため、表に示していない。また、一次焼成温度が１２００℃を超えると、焼成したチタン酸バリウム粉末同士のネッキング力が強くなり、その後の解砕が困難であったため、表に示していない。
【比較例１】
【０１０４】
＜ターゲット材の作製＞
比較例１では、一次焼成の前に添加物を混合し、ターゲット材を作製した。実施例１とは添加物を混合するタイミングが異なるが、それ以外は実施例１と同様の手順で行った。下記の表５には、各試料の作製条件を示した。各試料の作製手順の詳細を次に説明する。
【０１０５】
［試料９３〜９５のターゲット材の作製手順］
まずチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を一次焼成する前に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合した。この際、ＢａとＴｉの総量に対してＭｎが０．１５ａｔｍ％となるように秤量し、湿式ボールミルで８時間混合し、これを乾燥した。
【０１０６】
次に、１１００℃で一次焼成し、酸化マンガン混合のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を得た。
【０１０７】
以降は実施例１の試料１，２と同様にホットプレスを行った後、チタン酸バリウム焼結材を型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却した。冷却完了後、型からチタン酸バリウム焼結材を取り出し、面出し加工を行い、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのターゲット材を得た。
【０１０８】
＜比較例１の評価＞
上記のようにして得た試料９３〜９５の各ターゲット材について、実施例１と同様に評価した。その結果を下記表５に示す。
【０１０９】
【表５】
0005958028.tif 000010
【０１１０】
＜比較例１の評価結果＞
添加物を混合するタイミングが異なる表５の試料９３〜９５の実験結果と、実施例１で作製した表３Ａの試料６３〜６５の実験結果とを比較する。これらの試料９３〜９５と試料６３〜６５とは、一次焼成及びホットプレスの温度条件、及びターゲット材のマンガン含有量が同じである。一次焼成前に酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合した表５の試料９３〜９５では、（１）結晶粒塊の発生密度のみを満たしていないか、または（１）結晶粒塊の発生密度、（２）抵抗率、及び（３）ターゲット材の密度の全てを満たしていなかった。一方、混合のタイミングが異なり、一次焼成後に酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合した表３Ａの試料６３〜６５では、（１）結晶粒塊の発生密度、（２）抵抗率、及び（３）ターゲット材の密度の全てを満たしていた。したがって、一次焼成前ではなく、一次焼成後に酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を混合すると、結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であり、導電性を有する本技術のターゲット材が作製できることが確認された。
【比較例２】
【０１１１】
＜ターゲット材の作製＞
比較例２では、添加物として炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）を混合して、ターゲット材を作製した。実施例１では添加物として酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を用いた点が異なるが、その他は実施例１の試料６３〜６５と同様の手順及び条件で行った。下記の表６には、各試料の作製条件を示した。各試料の作製手順の詳細を次に説明する。
【０１１２】
［試料９６〜９８のターゲット材の作製手順］
まず、実施例１の本技術の好適範囲であった試料６３〜６５と同様に、実施例１で好適な温度であることが確認された１１００℃でチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末の一次焼成を行った。
【０１１３】
続いて、焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）を混合した。この際、ＢａとＴｉの総量に対してＭｎが０．１５ａｔｍ％となるように秤量し、湿式ボールミルで８時間混合し、これを乾燥した。
【０１１４】
以降は実施例１の試料６３〜６５と同様に、実施例１で好適な温度であることが確認された１３００〜１３２０℃でホットプレスを行った。その後、チタン酸バリウム焼結材を型ごとホットプレス装置から取り出して除冷却し、さらに室温付近まで冷却した。冷却完了後、型からチタン酸バリウム焼結材を取り出し、面出し加工を行い、直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍのターゲット材を得た。
【０１１５】
＜比較例２の評価＞
上記のようにして得た試料９６〜９８の各ターゲット材について、実施例１と同様に評価した。その結果を下記表６に示す。
【０１１６】
【表６】
0005958028.tif 000011
【０１１７】
＜比較例２の評価結果＞
用いた添加物が異なる表６の試料９６〜９８の実験結果と、表３Ａの試料６３〜６５の実験結果を比較する。これらの試料９６〜９８と試料６３〜６５とは、一次焼成及びホットプレスの温度条件、及びターゲット材のマンガン含有量が同じである。添加物として炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）を用いた表９の試料９６〜９８では、（１）結晶粒塊の発生密度、（２）抵抗率、または（３）ターゲット材の密度のいずれか２つを満たしていなかった。一方、添加物として炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）に換えて酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を用いた表３Ａの試料６３〜６５では、（１）結晶粒塊の発生密度、（２）抵抗率、及び（３）ターゲット材の密度の全てを満たしていた。これにより、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）ではなく、酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を添加物として用いると、結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であり、導電性を有する本技術のターゲット材が作製できることが確認された。
【実施例２】
【０１１８】
＜スパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜＞
以下に説明するように、結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であり、導電性を有する本技術のターゲット材である、実施例１で作製した試料６４のターゲット材を備えたスパッタリングターゲットを用いて、スパッタ成膜Ａ，Ｂを行った。
【０１１９】
［スパッタ成膜Ａ］
まず、実施例１で作製した試料６４のターゲット材を備えたスパッタリングターゲットを２枚用意し、これらをスパッタ装置に取り付けた。２枚のスパッタリングターゲット間にＡＣ電源（５０ｋＨｚ）を接続し、また酸素分圧が０．００５Ｐａとなるようアルゴンと酸素とを調整した。以上のようにスパッタ装置を準備した。
【０１２０】
次にこのスパッタ装置を用いて、ＡＣ電源のパワー密度２Ｗ／ｃｍ２、成膜時間３０分の条件で放電し、スパッタ成膜した。このスパッタ成膜を次のように繰り返し行った。まず１日目に、上記条件のスパッタ成膜を連続５回行い、続いて２日目に、同様のスパッタ成膜を連続５回行った。この結果を図７に示す。
【０１２１】
［スパッタ成膜Ｂ］
またＡＣ電源のパワー密度を５．５Ｗ／ｃｍ２に変更し、それ以外は上述のスパッタ成膜Ａと同様にして繰り返しスパッタ成膜を行った。この結果、平均３５ｎｍ／ｍｉｎのスパッタレートを得た。
【０１２２】
＜実施例２の評価結果＞
上述の２例のスパッタ成膜Ａ，Ｂにおいて、スパッタ成膜を繰り返し行ったが、アーキング及びターゲット材の破損等の問題は発生しなかった。したがって、結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満であるターゲット材を備えたスパッタリングターゲットを用いると、アーキングの発生及びターゲット材の破損等の問題が生じることなく、ＡＣ電源を用いたスパッタ成膜が可能であることが確認された。
【０１２３】
また図７に示すスパッタ成膜Ａの結果、平均１５ｎｍ／ｍｉｎのスパッタレートを得た。また上述したスパッタ成膜Ｂの結果、平均３５ｎｍ／ｍｉｎのスパッタレートを得た。したがって、導電性を有するターゲット材を備えたスパッタリングターゲットを使用すると、ＡＣ電源を用いたスパッタ成膜において、高スパッタレートを得ることができる。
【０１２４】
また図７から明らかなように、スパッタレートの変動が±１％未満であった。これにより、ターゲット材の厚さ方向の抵抗率のバラツキが±１０％以内であるスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜では、スパッタレートに経時変化がなく安定した再現性の高いスパッタ成膜が可能である。
【実施例３】
【０１２５】
＜薄膜コンデンサの作製＞
以下に説明するように、実施例１で作製した試料６４のターゲット材を備えたスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜を行い、図４に示す薄膜コンデンサ３０を作製した。
【０１２６】
まず、予め熱処理をした厚さ５０μｍのニッケル（Ｎｉ）箔を用意し、この片面を表面粗さＲｚ＝０．１μｍ、Ｒａ＝０．０１μｍ程度に研磨した。これにより、薄膜コンデンサ３０の第１電極２３を得た。
【０１２７】
次に、実施例１で作製した試料６４のターゲット材を備えたスパッタリングターゲットを用い、実施例２と同様にスパッタ装置を準備し、ＡＣ電源のパワー密度２Ｗ／ｃｍ２でスパッタ成膜した。この際、ニッケル箔の第１電極２３上に、厚さ５００ｎｍ程度のチタン酸バリウム薄膜２０を形成した。続いて、９００℃でアニール処理を行った。
【０１２８】
その後、チタン酸バリウム薄膜２０上に、ニッケル（Ｎｉ）をスパッタ成膜し、厚さ２００ｎｍのニッケルの金属箔２４を形成した。続いて、金属箔２４上に、銅（Ｃｕ）をスパッタ及びめっきにより成膜し、厚さ５μｍの電極層３４を形成した。これにより、金属箔２４及び電極層３４の２層構造の第２電極２５をチタン酸バリウム薄膜２０上に形成した。
【０１２９】
以上の工程により、図４に示す、チタン酸バリウム薄膜２０を対向する第１電極２３と第２電極２５との間に挟んだ構成の薄膜コンデンサ３０を得た。
【０１３０】
＜実施例３の評価結果＞
以上の結果から、本技術のスパッタリングターゲットを用いると、ＡＣ電源を用いた大型のスパッタ装置により、薄膜コンデンサなどの大型基板での薄膜成膜が可能であることが確認された。
【０１３１】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１３２】
（１）
劈開面における粒径１０μｍ以上の結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満である導電性のチタン酸バリウム焼結材
を備えたスパッタリングターゲット。
【０１３３】
（２）
マンガン（Ｍｎ）を含有する
（１）記載のスパッタリングターゲット。
【０１３４】
（３）
マンガン（Ｍｎ）の酸化物を含有する
（１）または（２）記載のスパッタリングターゲット。
【０１３５】
（４）
前記マンガン（Ｍｎ）の含有量が、前記チタン酸バリウム焼結材を構成するバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）の総量に対して、０．２５ａｔｍ％以下である
（２）または（３）記載のスパッタリングターゲット。
【０１３６】
（５）
シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びクロム（Ｃｒ）から選択された一つまたは二以上の元素を含有する
（１）〜（４）の何れかに記載のスパッタリングターゲット。
【０１３７】
（６）
シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びクロム（Ｃｒ）から選択された一つまたは二以上の元素の酸化物を含有する
（１）〜（５）の何れかに記載のスパッタリングターゲット。
【０１３８】
（７）
厚さ方向の抵抗率が０．１〜１０Ω・ｃｍであり、当該抵抗率の厚さ方向におけるバラツキが±１０％以内である
（１）〜（６）の何れかに記載のスパッタリングターゲット。
【０１３９】
（８）
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を酸素を含有する雰囲気で一次焼成する工程と、
前記一次焼成後、焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末をホットプレスする工程と
を含むスパッタリングターゲットの製造方法。
【０１４０】
（９）
前記一次焼成後、前記チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末を構成するバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）の総量に対するマンガン（Ｍｎ）の割合が０．２５ａｔｍ％以下となるようマンガン（Ｍｎ）を含む添加物を焼成したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末に混合し、その後ホットプレスする
（８）記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【０１４１】
（１０）
前記マンガン（Ｍｎ）を含む添加物として、酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）を用いる
（９）記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【０１４２】
（１１）
前記ホットプレスを大気雰囲気中で行う
（８）〜（１０）の何れかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【０１４３】
（１２）
劈開面における粒径１０μｍ以上の結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満である導電性のチタン酸バリウム焼結材を備えたスパッタリングターゲットを用意する工程と、
前記スパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜を行う工程と
を有するチタン酸バリウム薄膜の製造方法。
【０１４４】
（１３）
前記スパッタ成膜の工程において、低周波電源を用いたスパッタ装置を使用する
（１２）記載のチタン酸バリウム薄膜の製造方法。
【０１４５】
（１４）
劈開面における粒径１０μｍ以上の結晶粒塊の発生密度が０．２個／ｃｍ２未満である導電性のチタン酸バリウム焼結材を備えたスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜を行い、第１電極の上にチタン酸バリウム薄膜を形成する工程と、
前記チタン酸バリウム薄膜上に、第２電極を形成する工程と
を有する薄膜コンデンサの製造方法。
【符号の説明】
【０１４６】
１，１’…ターゲット材、１１…微結晶、１２…結晶粒塊、２０…チタン酸バリウム薄膜、２３…第１電極、２５…第２電極、３０…薄膜コンデンサ
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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