[发明专利]溅射靶材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及溅射靶材及其制造方法。

背景技术

溅射是通常使用辉光放电使经加速的离子碰撞溅射靶材，通过其动能使从靶材弹出的材料在基板上成膜的方法。在半导体、液晶、太阳能电池的领域等中作为制作薄膜装置等的结构的工具而被广泛使用。其中，在形成磁头、磁光盘或其它的保护膜或绝缘膜时，将使用了氧化铝烧结体的靶材(以下也称“氧化铝靶材”)用作膜材料的供给源。也用于对超硬工具的耐摩耗膜形成等。

氧化铝靶材通常为绝缘材料，所以氧化铝的溅射膜的形成使用高频溅射装置。该装置中，将氧化铝靶材接合于电极，将基板配置于该电极的对电极，在减压下、氩气等气氛等中，通过溅射放电来在基板上沉积氧化铝膜。

专利文献1公开了使用了平均晶粒直径为5μm以上且20μm以下、孔隙率为0.3％以上且1.5％以下的氧化铝烧结体的氧化铝·溅射·靶材。尤其在其权利要求2中记载了使用纯度为99.9％以上的氧化铝烧结体(通常称为“three nine”、表示为“3N”)，实施例中也示出了使用了3N的氧化铝粉末的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-64034号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1的氧化铝·溅射·靶材具有即使输入高电力，或发生异常放电、发火花等也难以产生大的龟裂、裂纹等破损的性质。

但是，近年随着装置的高度化·微细化，有溅射膜的薄膜化的要求，对薄膜的物性方面的要求也变得越来越严格。为了赋予溅射膜优异的耐绝缘性和均质性，仅仅在溅射时的电力下靶材不产生龟裂裂纹等破损是不够的。另外，为了降低溅射膜的杂质，提高靶材材料的纯度是有效的。尤其，专利文献1中讨论的仅是纯度为99.9％以上(3N)的氧化铝烧结体，对得到更高物性有限制。

另一方面，对于绝缘膜的薄膜化除了膜材料自身为高绝缘耐压且可靠性高以外，如果溅射膜的膜厚分布等、膜质为非均质，则高性能装置的设计变得困难。但是，以往没有进行对这些技术事项的讨论。

本发明的目的在于提供能够赋予通过溅射形成的溅射膜优异的耐绝缘性和均质性的溅射靶材及其制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题，对用作各种装置的绝缘层的氧化铝薄膜的物性、尤其是通过溅射形成的溅射膜的耐绝缘性和均质性进行了深入研究。其结果发现，需要作为靶材的原料的氧化铝烧结体的进一步的高纯度化，需要使其纯度为99.99％以上(4N)、进一步为99.999％以上(5N)，进而，提高高纯度的氧化铝烧结体的相对密度和晶粒直径是有效的，从而完成了本发明。

本发明的主旨为下述(1)～(5)和(7)的溅射靶材、以及下述(6)的溅射靶材的制造方法。

(1)一种溅射靶材，其使用了以质量％计纯度为99.99％以上、相对密度为98％以上、且平均晶粒直径不足5μm的氧化铝烧结体。

(2)一种溅射靶材，其使用了以质量％计纯度为99.999％以上、且相对密度为98％以上的氧化铝烧结体。

(3)根据上述(2)的溅射靶材，其中，平均晶粒直径不足5μm。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的溅射靶材，其中，相对密度为99％以上。

(5)根据上述(1)～(3)中任一项所述的溅射靶材，其中，平均晶粒直径不足2μm。

(6)根据上述(4)的溅射靶材，其中，平均晶粒直径不足2μm。

(7)一种使用了以质量％计纯度99.99％以上的氧化铝烧结体的溅射靶材的制造方法，其特征在于，实施1250～1350℃的热压烧结得到烧结体后，在大气中实施1300～1700℃的退火处理。

(8)一种溅射靶材，其是通过上述(7)的制造方法得到的。

发明的效果

本发明的溅射靶材能够使使用该溅射靶材由溅射形成的溅射膜具有优异的耐绝缘性、和表面粗糙度小、优异的均质性。如此，具有优异的耐绝缘性和优异的均质性的溅射膜即使为极薄膜也成为具有稳定的电特性和介电常数的膜。

具体实施方式

1.氧化铝烧结体的纯度