(57)【要約】      （修正有）【課題】金属Ｂｉの含有量が比較的少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットであっても、密度が十分に高く、安定してスパッタを行うことが可能な金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット、及び、この金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法の提供。【解決手段】金属Ｂｉの含有量が２〜３５ｍｏｌ％の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成を有し、前記Ｂｉ酸化物の素地１１中に前記金属Ｂｉの粒子１２が点在する組織とされており、前記金属Ｂｉの密度と前記Ｂｉ酸化物の密度と前記組成から算出される理論密度に対する相対密度が８０％以上とされているスパッタリングターゲット。【選択図】図１
2016222971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成を有し、
前記Ｂｉ酸化物の素地中に前記金属Ｂｉの粒子が点在する組織とされており、
前記金属Ｂｉの密度と前記Ｂｉ酸化物の密度と前記組成から算出される理論密度に対する相対密度が８０％以上とされていることを特徴とする金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット。
【請求項２】
金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成を有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法であって、
金属Ｂｉ粉末とＢｉ酸化物粉末とを混合する原料粉末混合工程と、原料粉末を焼結する焼結工程と、を有し、
前記焼結工程においては、焼結温度が３００℃以上５００℃以下の範囲内、前記焼結温度での保持時間が６０分未満、プレス圧力が４９ＭＰａ以上９８．１ＭＰａ以下の範囲内とされていることを特徴とする金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合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、金属ＢｉとＢｉ酸化物を含有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット、及び、この金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスク等の記録媒体においては、例えば特許文献１に記載されているように記録層として、種々の金属−金属酸化物からなる複合膜が用いられている。このような金属−金属酸化物からなる複合膜は、この複合膜の組成に応じた組成のスパッタリングターゲットを用いたスパッタ法によって成膜される。よって、金属ＢｉとＢｉ酸化物を含有する複合膜を成膜する際には、金属ＢｉとＢｉ酸化物を含有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを用いることができる。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、Ｂｉを含む複合酸化膜からなる超伝導薄膜形成体が開示されており、この複合酸化膜へのＢｉ供給源として、Ｂｉ酸化物、Ｂｉ複合酸化物、Ｂｉ金属の少なくとも１つを用い、これらをターゲットとしてスパッタリングを行うことが記載されている。このとき、前述のＢｉ供給源として、金属ＢｉとＢｉ酸化物を含有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０８４８０４号公報
【特許文献２】特開平０７−１９６４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属ＢｉとＢｉ酸化物を含有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットにおいては、金属Ｂｉ粉末及びＢｉ酸化物粉末を原料粉末とした焼結法によって製造される。通常、焼結法における焼結温度は、原料粉末の溶け出しを防止するため、原料粉末の融点未満の温度で行うことが一般的である。ここで、金属Ｂｉの融点は２７１．３℃であることから、金属ＢｉとＢｉ酸化物を含有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを製造する場合には、原料粉末である金属Ｂｉの融点未満の温度で行うことになる。なお、Ｂｉ酸化物（例えばＢｉ２Ｏ３）の融点８２４℃であり、金属Ｂｉの融点に対して大きく温度差がある。
【０００６】
ここで、金属Ｂｉの含有量が比較的少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを焼結法によって製造する場合において、焼結温度を、原料粉末である金属Ｂｉの融点未満の温度で行った場合には、Ｂｉ酸化物（例えばＢｉ２Ｏ３）の焼結が十分に進行せず、密度が十分に向上しないおそれがあった。このように密度が低いスパッタリングターゲットを用いてスパッタした場合には、異常放電及びパーティクルが発生しやすくなるといった問題があった。
そこで、密度を向上させるために、焼結時の圧力を高く設定した場合には、焼結体に割れが生じてしまい、金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを歩留り良く製造できなかった。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、金属Ｂｉの含有量が比較的少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットであっても、密度が十分に高く、安定してスパッタを行うことが可能な金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット、及び、この金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットは、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成を有し、前記Ｂｉ酸化物の素地中に前記金属Ｂｉの粒子が点在する組織とされており、前記金属Ｂｉの密度と前記Ｂｉ酸化物の密度と前記組成から算出される理論密度に対する相対密度が８０％以上とされていることを特徴としている。
【０００９】
上述の構成の金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットによれば、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下と比較的少ない場合であっても、前記金属Ｂｉの密度と前記Ｂｉ酸化物の密度と前記組成から算出される理論密度に対する相対密度が８０％以上とされていることから、スパッタ時における異常放電及びパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
また、前記Ｂｉ酸化物の素地中に前記金属Ｂｉの粒子が点在する組織とされていることから、融点の低い金属Ｂｉの粒子を融点の高いＢｉ酸化物が取り囲んでおり、焼結時における金属Ｂｉの溶け出しを抑制でき、割れ等の欠陥が少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットとなる。
【００１０】
本発明の金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法は、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成を有する金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法であって、金属Ｂｉ粉末とＢｉ酸化物粉末とを混合する原料粉末混合工程と、原料粉末を焼結する焼結工程と、を有し、前記焼結工程においては、焼結温度が３００℃以上５００℃以下の範囲内、前記焼結温度での保持時間が６０分未満、プレス圧力が４９ＭＰａ以上９８．１ＭＰａ以下の範囲内とされていることを特徴としている。
【００１１】
上述の構成の金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法によれば、焼結工程における焼結温度が３００℃以上５００℃以下の範囲内とされ、金属Ｂｉ粉末の融点を超えてＢｉ酸化物粉末の融点未満の範囲とされているので、金属Ｂｉ粉末とＢｉ酸化物粉末とが混合された原料粉末のうち、金属Ｂｉ粉末は溶融するが、Ｂｉ酸化物粒子は溶融しない。このため、金属Ｂｉの液相が溶け出すことをＢｉ酸化物粒子によって抑制することができ、Ｂｉ酸化物の素地中に金属Ｂｉの粒子が点在する組織となり、割れ等の欠陥の少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを製造することができる。
【００１２】
さらに、前記焼結温度での保持時間が６０分未満、及び、プレス圧力が９８．１ＭＰａ以下とされているので、焼結時に金属Ｂｉの液相が溶け出すことを抑制することができ、欠陥の少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを製造することができる。
また、プレス圧力が４９ＭＰａ以上とされているので、焼結後の密度を向上させることができ、スパッタ時における異常放電及びパーティクルの発生が抑制された金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金属Ｂｉの含有量が比較的少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットであっても、密度が十分に高く、安定してスパッタを行うことが可能な金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット、及び、この金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの組織観察結果を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態である金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット及び金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
【００１６】
本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットは、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成を有する。
本実施形態では、Ｂｉ酸化物としてＢｉ２Ｏ３を用いており、金属ＢｉとＢｉ２Ｏ３の複合ターゲットとされている。なお、金属Ｂｉの融点が２７１．３℃とされ、Ｂｉ２Ｏ３の融点が８２４℃とされている。
【００１７】
また、本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットにおいては、組織観察の結果、図１に示すように、Ｂｉ酸化物の素地１１中に金属Ｂｉ粒子１２が点在する組織とされている。すなわち、本実施形態では、融点の低い金属Ｂｉ粒子１２が、融点の高いＢｉ酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）に囲まれた構造とされている。
【００１８】
さらに、本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットにおいては、金属Ｂｉの密度とＢｉ酸化物の密度と上記の組成比から算出される理論密度に対する相対密度が８０％以上とされている。
金属Ｂｉの密度をρＭ、Ｂｉ酸化物の密度をρＯ、金属Ｂｉの質量比をＸ、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）の質量比を（１−Ｘ）とした場合に、金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの理論密度ρＳ０は、以下の式で算出される。
ρＳ０＝（ρＭ×ρＯ）／（Ｘ×ρＯ＋（１−Ｘ）×ρＭ）
【００１９】
本実施形態では、金属Ｂｉの密度ρＭ＝９．８０ｇ／ｃｍ３、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）の密度ρＯ＝８．９０ｇ／ｃｍ３として、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成に応じて、それぞれの組成の理論密度を算出した。
【００２０】
次に、本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法について、図２のフロー図を参照して説明する。
本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法は、図２に示すように、金属Ｂｉ粉末を得る金属Ｂｉ粉末作製工程Ｓ０１と、得られた金属Ｂｉ粉末とＢｉ酸化物粉末とを所定の組成となるように秤量して混合する原料粉末混合工程Ｓ０２と、混合された原料粉末を加熱して焼結する焼結工程Ｓ０３と、得られた焼結体を機械加工する機械加工工程Ｓ０４と、を備えている。
【００２１】
＜金属Ｂｉ粉末作製工程Ｓ０１＞
まず、例えば純度９９．９９９質量％以上の金属Ｂｉインゴットを準備し、この金属Ｂｉインゴットを、振動ミルを用いて粉砕し、得られた粉砕粉末を篩分けすることにより、金属Ｂｉ粉末を得た。なお、本実施形態では、篩目が０．２５ｍｍの篩を用いて、粉砕粉末の篩分けを実施した。
【００２２】
＜原料粉末混合工程Ｓ０２＞
次に、Ｂｉ酸化物粉末を準備する。ここで、本実施形態では。Ｂｉ酸化物粉末として、平均粒径が１０μｍ以上５０μｍ以下とされたＢｉ２Ｏ３粉末を準備した。
上述の金属Ｂｉ粉末とＢｉ酸化物粉末とを、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下の範囲内とされ、残部がＢｉ酸化物及び不可避不純物とされた組成となるように秤量し、これらを混合する。
本実施形態においては、秤量された原料粉末を、例えばボールミルを用いて混合した。具体的には、秤量された原料粉末をＺｒＯ２ボールとともにポット内に装入し、Ａｒ封入した状態で乾式混合した。
そして、得られた原料粉末（混合粉末）を、篩目が０．５ｍｍの篩を用いて、篩分けした。
【００２３】
＜焼結工程Ｓ０３＞
次に、上述のようにして得られた原料粉末（混合粉末）を、所定形状のモールド内に充填し、真空雰囲気中でホットプレス焼結を行う。
この焼結工程Ｓ０３における焼結温度（保持温度）が３００℃以上５００℃以下の範囲内、焼結温度での保持時間が６０分未満、プレス圧力が４９ＭＰａ（５００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上９８．１ＭＰａ（１０００ｋｇｆ／ｃｍ２）以下の範囲内とされている。
【００２４】
ここで、焼結工程Ｓ０３における焼結温度が３００℃未満の場合には、Ｂｉ２Ｏ３粉末の融点（８２４℃）との差が大きく、焼結が十分に進行せず、密度を十分に向上させることができないおそれがある。一方、焼結温度が５００℃を超える場合には、溶融した金属Ｂｉが多量に溶け出してしまい、焼結体を得ることができないおそれがある。
以上のことから、焼結工程Ｓ０３における焼結温度を３００℃以上５００℃以下の範囲内に設定している。ここで、焼結温度は、焼結体の実体温度とされている。
なお、焼結の進行を確実に進行させて密度のさらなる向上を図るためには、焼結温度の下限を３５０℃以上とすることがさらに好ましい。また、金属Ｂｉの溶け出しを確実に抑制するためには、焼結温度の上限を４５０℃以下とすることがさらに好ましい。
【００２５】
また、保持時間が６０分以上の場合には、溶融した金属Ｂｉの溶け出しや割れが発生しやすくなり、焼結体を得ることができないおそれがある。以上のことから、焼結工程Ｓ０３における保持時間を６０分未満に設定している。
なお、金属Ｂｉの溶け出しや割れの発生を確実に抑制するためには、保持時間の上限を４０分以下とすることがさらに好ましい。また、保持時間の下限に特に限定はないが、焼結の進行を確実に進行させるためには、保持時間を１分以上とすることが好ましい。
【００２６】
さらに、焼結工程Ｓ０３におけるプレス圧力が４９ＭＰａ未満の場合には、圧力が不足し、密度を向上させることができないおそれがある。一方、プレス圧力が９８．１ＭＰａを超える場合には、溶融した金属Ｂｉの溶け出しや割れが発生しやすくなり、焼結体を得ることができないおそれがある。
以上のことから、焼結工程Ｓ０３におけるプレス圧力を４９ＭＰａ以上９８．１ＭＰａ以下の範囲内に設定している。
なお、密度のさらなる向上を図るためには、プレス圧力の下限を５８．８ＭＰａ以上とすることがさらに好ましい。また、金属Ｂｉの溶け出しや割れの発生を確実に抑制するためには、プレス圧力の上限を７８．５ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。
【００２７】
＜機械加工工程Ｓ０４＞
焼結工程Ｓ０３で得られた焼結体に対して切削加工又は研削加工を施すことにより、所定形状の金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットに加工する。
【００２８】
以上のような工程により、本実施形態である金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットが製造される。この金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットは、Ｉｎをはんだとして、Ｃｕ又はＳＵＳ（ステンレス）又はその他の金属（例えばＭｏ）からなるバッキングプレートにボンディングして使用される。
【００２９】
以上のような構成とされた本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットによれば、金属Ｂｉの含有量が２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下と比較的少ない場合であっても、金属Ｂｉの密度ρＭとＢｉ酸化物の密度ρＯと質量比Ｘ、（１−Ｘ）から算出される理論密度ρＳ０に対する相対密度が８０％以上とされているので、スパッタ時における異常放電及びパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、Ｂｉ酸化物の素地１１中に金属Ｂｉ粒子１２が点在する組織とされており、融点の低い金属Ｂｉ粒子１２が、融点の高いＢｉ酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）に取り囲まれた構造とされていることから、焼結工程Ｓ０３等において、融点が低い金属Ｂｉの溶け出しが抑制され、金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットにおける割れ等の欠陥が少なくなる。
【００３１】
また、本実施形態に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法によれば、焼結工程Ｓ０３における焼結温度が３００℃以上５００℃以下の範囲内とされ、金属Ｂｉ粉末の融点を超えてＢｉ酸化物粉末の融点未満の範囲とされているので、金属Ｂｉの液相が溶け出すことをＢｉ酸化物粒子によって抑制することができ、割れ等の欠陥の少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを製造することが可能となる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、焼結温度での保持時間が６０分未満、及び、プレス圧力が９８．１ＭＰａ以下とされているので、焼結時に金属Ｂｉの液相が溶け出すことを抑制することができる。また、プレス圧力が４９ＭＰａ以上とされているので、焼結後の密度を向上させることができる。
よって、理論密度に対する相対密度を８０％以上とすることができ、かつ、溶け出しや割れの発生を抑制でき、高品質な金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを製造することが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、原料粉末の混合を、ボールミルを用いて行うものとして説明したが、これに限定されることはなく、均一に粉末を混合できるものであれば、他の手段を用いてもよい。
【００３４】
また、金属Ｂｉ粉末の粉砕を振動ミルで行うものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の手段を用いてもよい。
さらに、金属Ｂｉ粉末の純度、粒径、Ｂｉ酸化物粒子の粒径等は、本実施形態で規定した範囲に限定されることはなく、適宜設計変更してもよい。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明に係る金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲット、及び、金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの製造方法の作用効果について評価した評価試験の結果について説明する。
【００３６】
純度９９．９９９質量％以上の金属Ｂｉインゴットを準備し、この金属Ｂｉインゴットを、振動ミルを用いて粉砕し、篩目０．２５ｍｍの篩を用いて篩分けを行い、金属Ｂｉ粉末を得た。
また、純度９９．９質量％以上、平均粒径１０μｍ以上５０μｍ以下のＢｉ２Ｏ３粉末を準備した。
【００３７】
上述の金属Ｂｉ粉末及びＢｉ２Ｏ３粉末を、表１に示す組成となるように秤量し、秤量した金属Ｂｉ粉末及びＢｉ２Ｏ３粉末をＺｒＯ２ボールとともにボールミル装置のポット内に装入し、Ａｒ封入した状態で乾式混合した。混合した原料粉末を、篩目が０．５ｍｍの篩を用いて、篩分けした。
【００３８】
上述のようにして得られた原料混合粉末を鉄製モールドに充填し、焼結温度、保持時間、プレス圧力を表１に示す条件となるように設定し、ホットプレス焼結を実施した。
そして、得られたホットプレス焼結体を機械加工して直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍの金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを作製した。
【００３９】
＜組成分析＞
焼結体を所望のターゲット寸法に機械加工する際に発生する加工粉を集めて、ＩＣＰにてＢｉ含有量を測定した。その結果、Ｂｉ仕込み組成とほぼ同等であることを確認した。
なお、金属Ｂｉ及びＢｉ酸化物のそれぞれの含有量は、Ｂｉ酸化物としてはＢｉ２Ｏ３でしか存在しないため、Ｂｉ−Ｂｉ２Ｏ３中の全Ｂｉ含有量を分析し、その質量％を測定することで同定することができる。すなわち、分析したＢｉの質量％から、ＢｉとＯの原子量比が求められ、さらに金属ＢｉとＢｉ２Ｏ３の配合比（ｍｏｌ％）が求められる。
【００４０】
例えば、ＩＣＰ分析でＢｉの含有量がＷＢｉ質量％であった場合、Ｏの含有量は、ＷＯ質量％＝（１００−ＷＢｉ）質量％である。ここで、Ｂｉの原子量比をＡＢｉ原子％、Ｏの原子量比をＡＯ原子％、Ｂｉの原子量をＭＢｉ、Ｏの原子量をＭＯとすると、
ＷＢｉ：ＷＯ＝ＭＢｉ×ＡＢｉ：ＭＯ×ＡＯ 
→  ＷＢｉ×ＭＯ×ＡＯ＝ＷＯ×ＭＢｉ×ＡＢｉ・・・（１）
ＡＢｉ＋ＡＯ  ＝  １００  ・・・（２）
が成り立つ。
これら（１）式と（２）式から、Ｂｉの原子量比ＡＢｉ原子％、Ｏの原子量比ＡＯ原子％を求めることができる。
【００４１】
さらに、金属Ｂｉの配合量をＸ、Ｂｉ２Ｏ３の配合量をＹとすると、Ｂｉ２Ｏ３中のＢｉ量は２Ｙ、Ｂｉ２Ｏ３中のＯ量は３Ｙであることから、
Ｘ＋２Ｙ＝ＡＢｉ・・・（３）
３Ｙ＝ＡＯ・・・（４）
となり、この（３）式と（４）式から、金属Ｂｉの配合量Ｘ、Ｂｉ２Ｏ３の配合量Ｙを求めることができる。
これが金属ＢｉとＢｉ２Ｏ３の配合比となり、百分率で表すことで、金属Ｂｉ及びＢｉ２Ｏ３のｍｏｌ％が求められる。
算出された金属Ｂｉ、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）のｍｏｌ％を表１に示す。
【００４２】
＜ターゲットの密度＞
得られた金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットについて、ノギスで寸法を測定するとともに、電子天秤で重量を測定し、密度を測定した。また、上述の実施形態で示したように、金属Ｂｉの密度ρＭ＝９．８０ｇ／ｃｍ３、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ２Ｏ３）の密度ρＯ＝８．９０ｇ／ｃｍ３として、金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットの理論密度ρＳ０を算出し、理論密度ρＳ０に対する相対密度を評価した。評価結果を表２に示す。
【００４３】
＜ターゲットの組織観察＞
得られた金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを切断して観察試料を作製し、ＦＥ−ＳＥＭ（日本電子株式会社製ＪＸＡ―８５００Ｆ）を用いて、加速電圧１５ｋＶ、加速電流５０ｎＡの条件で観察した。
本発明例においては、いずれも、Ｂｉ酸化物の素地中に金属Ｂｉ粒子が点在する組織となっていた。
【００４４】
＜Ｂｉの溶け出し＞
得られた金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを観察し、Ｂｉの溶け出しの有無を確認した。Ｂｉの溶け出しにより使用不可となったものを「あり」、目視観察にて溶け出しが確認されたが使用可能なものを「少」、溶け出しが確認されなかったものを「なし」と評価した。評価結果を表２に示す。
【００４５】
＜金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合膜の成膜＞
次に、上述の金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを無酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これを基板対向自転式スパッタ装置（北野精機株式会社製）に装着し、以下の条件にてスパッタリング成膜を実施した。
【００４６】
電力：ＲＦ５００Ｗ
全圧：０．４Ｐａ
スパッタガス：Ａｒ
ガス流量：５０ｓｃｃｍ
基板：ガラス基板
【００４７】
＜異常放電＞
スパッタ後、チャンバーを開放して、目視でターゲットの損傷具合を評価した。使用後のターゲットを目視で観察し、表面に異常放電の痕跡（溶融、焦げ、穴）が確認された場合に「あり」と判断した。評価結果を表２に示す。
【００４８】
＜パーティクル＞
スパッタ後、チャンバーを開放して、目視で装置周りのパーティクルの有無を評価した。評価結果を表２に示す。
【００４９】
【表１】
2016222971.tif 000003
【００５０】
【表２】
2016222971.tif 000004
【００５１】
焼結工程におけるプレス圧力が２９．４ＭＰａ（３００ｋｇｆ／ｃｍ２）とされた比較例１では、密度比が７４．４％と低く、スパッタ時に異常放電及びパーティクルが多く発生した。
焼結工程におけるプレス圧力が１４７ＭＰａ（１５００ｋｇｆ／ｃｍ２）とされた比較例２では、Ｂｉの溶け出しが発生し、スパッタリングターゲットを製造することができなかった。
【００５２】
焼結工程における焼結温度が１８０℃とされた比較例３においては、密度比が７５．９％と低く、スパッタ時に異常放電及びパーティクルが多く発生した。
焼結工程における焼結温度が５１０℃とされた比較例４においては、Ｂｉの溶け出しが発生し、スパッタリングターゲットを製造することができなかった。
【００５３】
焼結工程における保持時間が７０分とされた比較例５においては、Ｂｉの溶けだし、及び、焼結体の割れが生じ、スパッタリングターゲットを製造することができなかった。
【００５４】
これに対して、焼結条件が本発明の範囲内とされた本発明例においては、理論密度に対する相対密度が８０％以上とされており、Ｂｉ酸化物の素地中に金属Ｂｉ粒子が点在する組織とされていた。また、Ｂｉの溶け出しが極めて少なく、焼結体の割れもなく、スパッタリングターゲットを良好に製造することができた。
また、スパッタ時における異常放電及びパーティクルの発生が抑制されており、安定してスパッタ成膜可能であった。
【００５５】
以上の確認実験の結果から、本発明例によれば、金属Ｂｉの含有量が比較的少ない金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットであっても、密度が十分に高く、安定してスパッタを行うことが可能な金属Ｂｉ−Ｂｉ酸化物複合スパッタリングターゲットを提供可能であることが確認された。
【図２】
2016222971.tif 000005
【図１】
2016222971.tif 000006