(57)【要約】  Ｔｅを２０ａｔ％〜４０ａｔ％含有し、Ｃｕを５ａｔ％〜２０ａｔ％含有し、Ｚｒを５ａｔ％〜１５ａｔ％含有し、残部がＡｌからなり、スパッタリングターゲット組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相及びＺｒ相から構成されることを特徴とするスパッタリングターゲット。本発明は、組成ズレに起因する特性の劣化を効果的に抑制したＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを課題とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｅを２０ａｔ％〜４０ａｔ％含有し、Ｃｕを５ａｔ％〜２０ａｔ％含有し、Ｚｒを５ａｔ％〜１５ａｔ％含有し、残部がＡｌからなり、スパッタリングターゲット組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相及びＺｒ相から構成されることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
純度が３Ｎ以上であり、酸素含有量が３０００ｗｔｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ランタノイド元素、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅから選択されるいずれか一種以上に元素を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
Ａｌ原料粉末、Ｔｅ原料粉末、Ｃｕ原料粉末、Ｚｒ原料粉末を所望の組成となるように秤量した後、これを混合し、次いで、得られた混合粉末を焼結することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下の原料粉末を用いることを特徴とする請求項６記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
３００℃〜３８０℃で焼結することを特徴とする請求項６又は７記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項９】
アルゴン雰囲気下で焼結することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一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】
本発明は、Ａｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金からなるスパッタリングターゲット及びその製造方法、特に、抵抗変化型材料であるＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金からなる薄膜を形成するためのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、抵抗変化型記録材料として、抵抗変化を利用して情報を記録するＴｅ−Ａｌ系材料やＴｅ−Ｚｒ系材料からなる薄膜が用いられている。これらの材料からなる薄膜を形成する方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法などの一般に物理蒸着法と言われている手段によって行われるのが普通である。特に、操作性や成膜の安定性からマグネロトンスパッタリング法を用いて形成することが多い。【０００３】
スパッタリング法による薄膜の形成は、陰極に設置したターゲットにアルゴンイオンなどの正イオンを物理的に衝突させ、その衝突エネルギーでターゲットを構成する材料を放出させて、対面している陰極側の基板にターゲット材料とほぼ同組成の膜を積層することによって行われる。スパッタリング法による成膜は、処理時間や供給電力等を調整することによって、安定した成膜速度でオングストローム単位の薄い膜から数十μｍの厚い膜まで形成できるという特徴を有している。【０００４】
Ｔｅ−Ａｌ系スパッタリング用ターゲットとして、例えば、特許文献１には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、並びに、ランタノイド元素の元素群から選ばれる１種以上の高融点金属元素と、Ａｌ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｇａから選ばれる１種以上の元素と、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅから選ばれる１種以上のカルコゲン元素とを含むターゲットが開示されている。また、その製造方法として、ＡｌＣｕＺｒ合金インゴットを作製した後、この合金インゴットを粉砕して、合金粉末とし、この合金粉末にＴｅ粉末と、Ｇｅ粉末とを混合して、焼結されることにより、ＡｌＣｕＧｅＴｅＺｒターゲット材を製造することが開示されている。【０００５】
多元系の合金からなる焼結体を作製する場合、上記のように構成成分を予め合成して、それを原料として用いる方法がよく行われている。しかし、Ａｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒの合金を製造する場合、Ｔｅ−Ｚｒを予め合成すると、Ｔｅの蒸気圧が大きいため、高融点のＺｒとの液相合成では組成ズレが生じてしまうこと（１０００℃における、Ｔｅの蒸気圧１００ｋＰａ、Ｚｒの蒸気圧１ｋＰａ以下）、また、ＡｌとＴｅを合金化すると、非常に活性でハンドリングが困難なＡｌ−Ｔｅが生成されてしまうこと、などの問題がある。【０００６】
また、抵抗変化型記録材料であるＴｅ−Ａｌ系などの合金膜を形成する場合、問題となるのは、スパッタリング時にターゲット表面にノジュールが発生して、パーティクルやアーキングの原因になることである。特に、Ａｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金ターゲットは、成膜速度の異なる多数の金属成分から構成されているため、ノジュールの発生頻度が多く、パーティクルの発生量も多いという問題があった。そして、このようなターゲットやスパッタリングの際の問題は、記録媒体である薄膜の品質を低下させる大きな原因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２６６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、組成ズレの少ない、所望の特性を備えたＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究を行った結果、製造方法を工夫することで、原料配合比に対する焼結体の組成ズレが少なく、かつ、パーティクル発生量の少ない、Ａｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲットの製造が可能になるとの知見を得た。【００１０】
このような知見に基づき、本発明は、
１）Ｔｅを２０ａｔ％〜４０ａｔ％含有し、Ｃｕを５ａｔ％〜２０ａｔ％含有し、Ｚｒを５ａｔ％〜１５ａｔ％含有し、残部がＡｌからなり、スパッタリングターゲットの組織は、Ａｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相及びＺｒ相から構成されることを特徴とするスパッタリングターゲット、
２）平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする上記１）記載のスパッタリングターゲット、
３）純度が３Ｎ以上であり、酸素含有量が３０００ｗｔｐｐｍ以下であることを特徴とする上記１）又は２）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット、
４）Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ランタノイド元素、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅから選択されるいずれか一種以上に元素を含有することを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット、
５）相対密度が９０％以上であることを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット、を提供する。【００１１】
また、本発明は、
６）Ａｌ原料粉末、Ｔｅ原料粉末、Ｃｕ原料粉末、Ｚｒ原料粉末を所望の組成となるように秤量した後、これを混合し、次いで、得られた混合粉末を焼結することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法、
７）平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下の原料粉末を用いることを特徴とする上記６）記載のスパッタリングターゲットの製造方法、
８）３００℃〜３８０℃で焼結することを特徴とする上記６）又は７）記載のスパッタリングターゲットの製造方法、
９）アルゴン雰囲気下で焼結することを特徴とする上記６）〜８）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲットの製造方法、を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金焼結体スパッタリングターゲットは予め合成しないため、その合成に起因する組成ズレが少なく、組成ズレに起因する特性の劣化を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スパッタリングターゲットにおける粒径の測定個所を示す図である。
【図２】実施例１のスパッタリングターゲットの外観写真である。
【図３】実施例１のスパッタリングターゲットのＦＥ−ＥＰＭＡを用いて得られた元素マッピングである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲットは、Ｔｅを２０ａｔ％〜４０ａｔ％含有し、Ｃｕを５ａｔ％〜２０ａｔ％含有し、Ｚｒを５ａｔ％〜１５ａｔ％含有し、残部がＡｌからなる構成される。それぞれの組成範囲は、抵抗変化型記録材料としての特性が得られるように定められている。
また、本発明のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲットの組織は、Ａｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相及びＺｒ相から構成される。これらの相は、ＥＰＭＡによる組織観察によって確認することができる。純Ｔｅ相が存在すると、スパッタレートが大きいため、組成ずれが生じたり、ノジュールが発生したり、などの問題がある。さらに、Ｔｅは蒸気圧が高いため、ターゲットに穴を生じ易く、また、熱伝導率が低いため、熱がこもり割れ易いとった問題もある。しかし、本発明のように、Ｔｅを他の金属元素との合金相とすることで、上記の問題を解決することができる。
【００１５】
本発明のスパッタリングターゲットにおいては、平均粒径が１μｍ以上５０μｍ以下、最大粒径が１００μｍ以下であることが好ましい。成膜速度が異なる相から構成される複合材の場合、結晶粒径を小さくすることで、スパッタリングターゲット表面の起伏を低減することができ、これによりノジュールの発生を低減することが可能となる。なお、後述するようにスパッタリングターゲットの結晶粒径は、原料粉末の粒径調整だけでなく、混合方法、焼結条件などによっても、大きく変動するものである。
【００１６】
また、本発明のスパッタリングターゲットは、酸素含有量が３０００ｗｔｐｐｍ以下であることが好ましい。このように酸素含有量を低減することにより、それに起因するパーティクルの発生を抑制することができ、さらには、抵抗変化型メモリーなどのデバイスの特性を向上させることが可能となる。また、不純物元素の存在は、デバイス特性を低下させることから、スパッタリングターゲットの純度を３Ｎ（９９．９％）以上とすることがより好ましい。但し、本発明の純度は、ターゲットや膜の構成元素とＺｒの同族元素であるＴｉ、Ｈｆ、及び、ガス成分（Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ｈ）を除く純度とする。
【００１７】
本発明のスパッタリングターゲットは、主成分をＡｌ、Ｔｅ、Ｃｕ、Ｚｒを主成分とするものであるが、抵抗変化型メモリーなどのデバイスの特性を調整するために、他の成分を添加することができる。例えば、Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ランタノイド元素、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅから選択されるいずれか一種以上に元素を添加することができる。これらの添加物は、好ましくは０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％で添加することで、デバイス性能を向上させることができる。
【００１８】
本発明のスパッタリングターゲットの相対密度は、９０％以上であることが好ましい。このような緻密なターゲットを用いることで、優れたスパッタ特性を実現することができる。本発明における相対密度は、次式から算出するものとする。
相対密度＝｛（焼結体の密度）／（理論密度）｝×１００
但し、前記焼結体密度は、焼結体の寸法をノギスで測長し、その体積と測定重量から算出し、理論密度は、下記に示すように、原料の単体密度それぞれに、混合質量比を掛け、得られた値を合計して求める
理論密度＝Σ｛（各原料の理論密度×混合比）＋（各原料の理論密度×混合比）＋・・・｝
【００１９】
本発明のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲットは、例えば、以下の方法で作製することができる。
まず、Ａｌ原料粉末、Ｔｅ原料粉末、Ｃｕ原料粉末、Ｚｒ原料粉末、また必要に応じて、上記の添加金属の原料粉末を用意する。本発明において特に重要なことは、これらの原料粉末を予め合成することなく、そのまま焼結することである。予め合成することで、素材が均質になり、膜の均質性の向上更にはパーティクルの低減というメリットが得られるが、上述の通り、合成の過程で原料の一部が揮発したり、合成により得られた合金の取り扱いが難しくなったりするなどの問題がある。一方、原料粉末を合成せずに焼結すると、複数の相が存在することでパーティクルが増加し易いといった問題が考えられるが、本発明によれば、反応焼結により純Ｔｅを合金化することにより、このような問題を解消することができる。
これらの金属粉末は、平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍの範囲のものを用いることが望ましい。このような粒径の粉末を用いることで、密度が低下することなく、酸素を低減することができる。特に、平均粒径が５０μｍより大きい場合には均一に分散しないことがある。
【００２０】
次に、上記の原料粉を所望の組成となるように秤量し、酸化が進まないようマイルド混合する。混合は、一般的な粉末用ミキサー、超音波振動篩などを使用することができる。混合パワーが強すぎると、粒径差・比重差から分離してしまうので、ミキサーの場合は、できるかぎり低速運転が好ましく、超音波振動篩の場合は、できるかぎり高周波とするのが好ましい。また、ボールミルやアトライター等、メディアを使用する混合方法は、メディアやポット内壁に粉が圧着されてしまうので、好ましくない。粉末の酸化を効果的に防止するため、真空又は不活性雰囲気で混合することが望ましい。真空又は不活性雰囲気で混合処理できない場合には、その後に水素還元することで酸素含有量を低減することができる。
【００２１】
このようにして得られた混合粉末を、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気で焼結する。焼結方法としては、ホットプレス法、プラズマ放電焼結法、熱間静水圧焼結法など様々な加圧焼結方法を使用することができる。また、混合粉末を成形後、その成形体を焼結することもできる。焼結時の保持温度は、３００℃〜３８０℃の温度範囲とすることが好ましい。３００℃未満であると、密度が十分に上がらず、スパッタリング中にパーティクルやアーキングを起こすことが懸念される。一方、３８０℃を超えると、ＴｅとＡｌ、Ｚｒとが反応して強烈な反応熱を出し、焼結体が溶解してしまうため、好ましくない。また、Ｔｅは非常に揮発性が高い素材であり、無暗にガスを発生させないようするため真空雰囲気よりも、不活性ガス（アルゴンガス）雰囲気で焼結することが望ましい。
【００２２】
以上の方法で作製したＡｌＴｅＣｕＺｒ焼結体、また、他の成分を添加した焼結体を必要に応じて切削、研磨などの機械加工を用いて、所定の形状のスパッタリングターゲットを作製することができる。これにより、上述した特徴を有する本発明のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金スパッタリングターゲットを作製することができる。
なお、焼結体の粒径は、次の方法によって測定する。まず、ターゲット断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により２０００倍の視野を４箇所（図１参照）について観察する。そして、それぞれの視野において、ＪＩＳ  Ｇ０５５１の切断法による評価方法に準じて粒径を測定する。この４視野の粒径の平均値を平均粒径とし、４視野のうちの最大の粒径を最大粒径として算出する。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。【００２４】
（実施例１）
純度４ＮのＡｌ原料粉末（平均粒径４３μｍ、最大粒径は８４μｍ）、純度５ＮのＴｅ原料粉末（平均粒径２９μｍ、最大粒径７６μｍ以下）、純度４ＮのＣｕ原料粉末（平均粒径４５μｍ、最大粒径９６μｍ）、純度９８％のＺｒ原料粉末（平均粒径１３μｍ、最大粒径４２μｍ以下）を、Ａｌ：Ｔｅ：Ｃｕ：Ｚｒ＝３８：３９：１２：１１（ａｔ％）の組成となるように秤量した。次に、秤量した粉末を回転式の混合機で２０００ｒｐｍで３０分間粗混合を行い、引き続き超音波振動篩にて混合を行った。超音波の周波数は３５ｋＨｚとした。そして、超音波振動篩から取り出した混合粉末をダイスに充填し、ホットプレスで焼結した。ホットプレスの条件は、アルゴン雰囲気、保持時間３００℃、保持時間４時間３０分とし、昇温開始時から保持終了まで面圧３００ｋｇ／ｃｍ２で加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。【００２５】
得られた焼結体を直径１２５ｍｍ、厚さ３ｍｍの形状へ旋盤で切削加工し、円盤状のスパッタリングターゲットを作製した。このスパッタリングターゲットの外観写真を図２に示す。このスパッタリングターゲットの粒径及び密度を測定した結果、平均粒径が１６μｍ、最大粒径が７０μｍ、相対密度が９０％であった。分析の結果、純度は３Ｎ以上、酸素濃度は２７００ｗｔｐｐｍであった。
次に、これをスパッタ装置に取り付け、スパッタリングを行った。スパッタリング条件は、投入電力１ｋＷ、Ａｒガス圧１．７Ｐａとし、シリコン基板上に２０秒間成膜した。そして、基板上に付着したパーティクルを測定した結果、品質に影響の問題のないレベルであった。また、スパッタ後のターゲットについて、ＥＰＭＡで組織を観察した。図２にＥＰＭＡのマッピング像を示す。図３からターゲットの組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。また、スパッタリング評価の結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は８６個と、発生率は極めて少なくなった。【００２６】
（実施例２）
ホットプレス温度を３００℃から３８０℃に変更した以外は、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２４００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径２９μｍ、最大粒径８９μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したーゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は２７個と極めて少なくなった。【００２７】
（実施例３）
Ａｌ、Ｔｅ、Ｃｕ、Ｚｒの組成比を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２５００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径２１μｍ、最大粒径７８μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したーゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は３５個と極めて少なくなった。【００２８】
（実施例４）
Ａｌ、Ｔｅ、Ｃｕ、Ｚｒの組成比を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２２００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径３４μｍ、最大粒径９７μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したーゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は１８個と極めて少なくなった。【００２９】
（実施例５）
添加元素としてＳｉを表１に示される組成となるように添加したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度１９００ｗｔｐｐｍ、相対密度９７％、平均粒径２５μｍ、最大粒径９０μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、Ｓｉ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したーゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は４６個と極めて少なくなった。【００３０】
（実施例６）
添加元素としてＴｉを表１に示される組成となるように添加したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２９００ｗｔｐｐｍ、相対密度９６％、平均粒径２８μｍ、最大粒径９１μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、Ｓｉ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したーゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は３１個と極めて少なくなった。【００３１】
（実施例７）
添加元素としてＧｅとＣを表１に示される組成となるように添加したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２６００ｗｔｐｐｍ、相対密度９３％、平均粒径３０μｍ、最大粒径８８μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、Ｔｉ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したーゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は６２個と極めて少なくなった。【００３２】
（比較例１）
純度４ＮのＡｌ原料粉末（平均粒径４３μｍ、最大粒径は８４μｍ）、純度５ＮのＴｅ原料粉末（平均粒径２９μｍ、最大粒径７６μｍ以下）、純度４ＮのＣｕ原料粉末（平均粒径４５μｍ、最大粒径９６μｍ）、純度９８％のＺｒ原料粉末（平均粒径１３μｍ、最大粒径４２μｍ以下）を、Ａｌ：Ｔｅ：Ｃｕ：Ｚｒ＝６５：１０：３：２２（ａｔ％）の組成となるように秤量した。次に、秤量した粉末を回転式の混合機で２０００ｒｐｍで３０分間粗混合を行い、引き続き超音波振動篩にて混合を行った。超音波の周波数は３５ｋＨｚとした。そして、超音波振動篩から取り出した混合粉末をダイスに充填し、ホットプレスで焼結した。ホットプレスの条件は、アルゴン雰囲気、保持時間３００℃、保持時間４時間３０分とし、昇温開始時から保持終了まで面圧３００ｋｇ／ｃｍ２で加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。【００３３】
得られた焼結体を直径１２５ｍｍ、厚さ３ｍｍの形状へ旋盤で切削加工し、円盤状のスパッタリングターゲットを作製した。このスパッタリングターゲットの粒径及び密度を測定した結果、平均粒径が１８μｍ、最大粒径が７２μｍ、相対密度が９９％であった。分析の結果、純度は３Ｎ以上、酸素濃度は２８００ｗｔｐｐｍであった。
次に、これをスパッタ装置に取り付け、スパッタリングを行った。スパッタリング条件は、投入電力１ｋＷ、Ａｒガス圧１．７Ｐａとし、シリコン基板上に２０秒間成膜した。そして、基板上に付着したパーティクルを測定した結果、品質に影響の問題のないレベルであった。ターゲットの組織はＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。また、スパッタリング評価の結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は５９個と少なくなった。しかし、このような組成では、十分なデバイス特性を得ることができなかった。【００３４】
（比較例２）
Ａｌ、Ｔｅ、Ｃｕ、Ｚｒの組成比を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２７００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径２７μｍ、最大粒径９２μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、パーティクル（０．４μｍ以上）は４３個と少なくなった。しかし、このような組成では、十分なデバイス特性を得ることができなかった。【００３５】
（比較例３）
ホットプレス時の保持時間を１時間に短縮したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２６００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径１９μｍ、最大粒径８５μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。保持時間が短かったことで合金化が抑制され、Ａｌ相、Ｃｕ相、Ｔｅ相、Ｚｒ相とから構成される焼結体組織に変化した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、ノジュールが大量に発生し、パーティクル（０．４μｍ以上）は４１４個と大幅に増加した。【００３６】
（比較例４）
ホットプレス時の保持時間を８時間に延長したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度２７００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径５５μｍ、最大粒径１０４μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、ノジュールが大量に発生し、パーティクル（０．４μｍ以上）は２８５個と大幅に増加した。【００３７】
（比較例５）
原料粉を３０分間大気中に放置したこと以外は、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、純度３Ｎ以上、酸素濃度３４００ｗｔｐｐｍ、相対密度９９％、平均粒径５５μｍ、最大粒径１０４μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、ターゲット中に含まれる酸化物を起点としアーキングが大量に発生し、パーティクル（０．４μｍ以上）は９７０個と大幅に増加した。加えて、酸素量が多かったため、十分なデバイス特性を得ることができなかった。【００３８】
（比較例６）
ホットプレス温度を２８０℃に下げたこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、平均粒径１１μｍ、最大粒径５３μｍとなった。純度は３Ｎ以上、酸素濃度２７００ｗｔｐｐｍ、相対密度８７％のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、ノジュールが大量に発生し、パーティクル（０．４μｍ以上）は３４０個と大幅に増加した。【００３９】
（比較例７）
ホットプレス温度を４００℃に上げたこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。これにより、平均粒径４２μｍ、最大粒径９９μｍとなった。また、ホットプレス中にＴｅが揮発したため、相対密度８４％となった。純度３Ｎ以上、酸素濃度２６００ｗｔｐｐｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、ノジュールが大量に発生し、パーティクル（０．４μｍ以上）は５３７個と大幅に増加した。【００４０】
（比較例８）
ホットプレス時の雰囲気をＡｒから真空に変更したこと以外、実施例１と同様の条件にて焼結体を作製した。ホットプレス中にＴｅが揮発したため、相対密度８８％となった。純度３Ｎ以上、酸素濃度２７００ｗｔｐｐｍ、平均粒径３３μｍ、最大粒径９４μｍのＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ合金焼結体が得られた。また、焼結体組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相、ＴｅＺｒ相、Ｚｒ相とから構成されることを確認した。次に、この焼結体を機械加工して作製したターゲットを実施例１と同様の条件でスパッタリングを行った結果、ノジュールが大量に発生し、パーティクル（０．４μｍ以上）は２７６個と大幅に増加した。【００４１】
以上の結果をまとめたものを表１に示す。
【表１】
2016056612.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のＡｌ−Ｔｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系合金焼結体スパッタリングターゲットは、組成ズレが少ないため、この組成ズレに起因する特性の劣化を抑制することができるという優れた効果を有する。したがって、本発明は、高品質の抵抗変化型記録材料であるＡｌ−Ｔｅ系合金からなる薄膜を安定的に供給するのに有用である。
【図１】
2016056612.tif 000004
【図２】
2016056612.tif 000005
【図３】
2016056612.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月1日(2016.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｅを２０ａｔ％〜４０ａｔ％含有し、Ｃｕを５ａｔ％〜２０ａｔ％含有し、Ｚｒを５ａｔ％〜１５ａｔ％含有し、残部がＡｌからなり、スパッタリングターゲット組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相及びＺｒ相から構成されることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
純度が３Ｎ以上であり、酸素含有量が３０００ｗｔｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ランタノイド元素、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅから選択されるいずれか一種以上に元素を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
Ａｌ原料粉末、Ｔｅ原料粉末、Ｃｕ原料粉末、Ｚｒ原料粉末を所望の組成となるように秤量した後、これを混合し、次いで、得られた混合粉末を３００℃〜３８０℃で焼結することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下の原料粉末を用いることを特徴とする請求項６記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
アルゴン雰囲気下で焼結することを特徴とする請求項６または７に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｅを２０ａｔ％〜４０ａｔ％含有し、Ｃｕを５ａｔ％〜２０ａｔ％含有し、Ｚｒを５ａｔ％〜１５ａｔ％含有し、残部がＡｌからなり、スパッタリングターゲット組織がＡｌ相、Ｃｕ相、ＣｕＴｅＺｒ相、ＣｕＴｅ相及びＺｒ相から構成されることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
純度が３Ｎ以上であり、酸素含有量が３０００ｗｔｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ランタノイド元素、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｓ、Ｓｅから選択されるいずれか一種以上に元素を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
Ａｌ原料粉末、Ｔｅ原料粉末、Ｃｕ原料粉末、Ｚｒ原料粉末を所望の組成となるように秤量した後、これを混合し、次いで、得られた混合粉末を３００℃〜３８０℃で焼結することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
平均粒径が１μｍ〜５０μｍ、最大粒径が１００μｍ以下の原料粉末を用いることを特徴とする請求項６記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
アルゴン雰囲気下で焼結することを特徴とする請求項６または７に記載に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
【国際調査報告】
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