特許 6029009 薄膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6029009

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】薄膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20161114BHJP

   B22F 3/10 20060101ALI20161114BHJP

   C22C 12/00 20060101ALI20161114BHJP

   C22C 29/12 20060101ALI20161114BHJP

   G11B 7/243 20130101ALI20161114BHJP

   G11B 7/26 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 A

   B22F3/10 H

   C22C12/00

   C22C29/12 Z

   G11B7/24 511

   G11B7/26 531

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-47522(P2013-47522)

(22)【出願日】2013年3月11日

(65)【公開番号】特開2014-173149(P2014-173149A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100139240

【弁理士】

【氏名又は名称】影山 秀一

(74)【代理人】

【識別番号】100119921

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 正之

(74)【代理人】

【識別番号】100113826

【弁理士】

【氏名又は名称】倉地 保幸

(74)【代理人】

【識別番号】100076679

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 和夫

(72)【発明者】

【氏名】大友 健志

【審査官】 塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１７００６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｂ２２Ｆ ３／１０

Ｃ２２Ｃ １２／００

Ｃ２２Ｃ ２９／１２

Ｇ１１Ｂ ７／２４３

Ｇ１１Ｂ ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｂｉ：６７．５〜８７．８ｗｔ％及びＧｅ：１．６〜１７．６ｗｔ％を含有し、残部がＯ及び不可避不純物からなる組成を有した焼成体であって、
前記焼成体は、Ｂｉ及びＧｅの酸化物素地中に、金属Ｂｉ相が分散した組織を有し、
前記金属Ｂｉ相は、３．０〜６．５％の面積率を有し、かつ、粒径：３．５μｍ以下であ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】

請求項１に記載のスパッタリングターゲットの製造方法であって、
粒径：１００μｍ以下の、４０〜９０ｍｏｌ％のＢｉ酸化物粉末及び５〜５５ｍｏｌ％のＧｅ酸化物粉末と、５〜１５ｍｏｌ％のＧｅ金属粉末とを配合し混合して得られた混合粉末を加圧焼成して、Ｂｉ及びＧｅの酸化物素地中に、金属Ｂｉ相が分散した組織を形成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3】

前記Ｇｅ金属粉末の最大粒径は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項4】

前記混合粉末を、圧力１５０〜２００ｋｇｆ/ｃｍ^２、６５０〜７３０℃にて、真空又は不活性ガス中で加圧焼成することを特徴とする請求項２又は３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、薄膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法に関し、特に、光ディスクにおける記録膜に好適なＢｉ−Ｇｅ−Ｏを主成分とする薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、ディジタル動画コンテンツの視聴や、ディジタルデータの記録のために、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などの光記録媒体が広く利用されている。特に近年、記録膜の材料としてＢｉ、Ｏを含む無機材料を用いる手法が提案されている。このＢｉ、Ｏを含む無機材料を用いる場合、この記録パワーの変動に対する許容量が小さく、特に、高い記録パワーで記録再生を行うと、ノイズが急増するという問題があった。

【0003】

この問題を解決するため、基板と、前記基板上に形成されて情報が記録される情報記録層と、を備えており、前記情報記録層は、光照射によって光学特性が変化し、Ｂｉ及びＯを主成分とする記録膜と、前記記録膜に接触して形成され、ＳｉＯ_２を主成分とする誘電体膜と、を備えた光記録媒体が提案された（例えば、特許文献１を参照）。

【0004】

ここで、前記記録膜は、Ｂｉ−Ｍ−Ｏ（ただし、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｐｂの中から選択される少なくとも１種の元素）を主成分としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−３４６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の記録膜をスパッタリングで成膜形成する場合には、チャンバ内に、ＢｉターゲットとＧｅターゲットとを個別に配置する必要がある。そして、このチャンバ内に、Ｏ_２ガスを供給するとともに、ＡｒやＸｅ等のスパッタリング用ガスを供給して、ＢｉとＧｅの粒子が飛散させ、飛散したＢｉ粒子、Ｇｅ粒子がチャンバ内のＯと反応して酸化し、基板の誘電体膜の上にＢｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜が堆積される。しかしながら、所望の成分組成を有するＢｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜を堆積さるためには、スパッタリング条件を調節することが重要となるが、記録膜中のＢｉ、Ｏの比率を制御することは容易ではない。

【0007】

また、Ｂｉ金属スパッタリングターゲットとＧｅ金属スパッタリングターゲットとを個別に作製する代わりに、Ｂｉ金属とＧｅ金属との合金でスパッタリングターゲットを製造することは可能であり、このＢｉＧｅ合金スパッタリングターゲットを用いて、ＤＣスパッタリングで成膜することができる。しかし、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜に適用する場合には、Ｏ_２を導入した反応性雰囲気でスパッタリングを行うこととなり、ＢｉＧｅ合金スパッタリングターゲットの場合でも、薄膜中のＯ量の制御が難しいという問題がある。

【0008】

一方、この問題を解消するものとして、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物との焼結体でスパッタリングーゲットを用いることも考えられる。この場合には、薄膜中におけるＯ量は、スパッタリングターゲットにおけるＯ量で制御可能であるが、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物との焼結体でスパッタリングーゲットを製造する場合、単純に、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物とを混合して、ホットプレス法で焼結体を製造しようとすると、その焼結体が、割れてしまうという問題があった。

【0009】

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜を一つのスパッタリングターゲットで成膜でき、所望するＢｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜を成膜するのに、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の組成比率を容易に調整することを可能にし、しかも、そのスパッタリングターゲットの製造時に、割れ難くした薄膜形成用スパッタリングターゲットとそ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】

【0010】

そこで、発明者らは、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜を一つのスパッタリングターゲットで成膜形成でき、しかも、焼結体製造時に割れ難くいスパッタリングターゲットについて研究を行った。

【0011】

本発明者らは、目標とするＢｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分薄膜の成膜におけるＯ量が安定して調整できるスパッタリングターゲットとして、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物の焼結体を採用することとした。そして、種々の検討の結果、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物とに、さらに、Ｇｅ金属を添加して焼結すると、割れ難い焼結体を製造することができるという知見が得られた。ここでは、ターゲット割れを抑制するには、金属Ｂｉの形成が、内部応力の緩和に役立つことが分かった。Ｂｉ酸化物は、Ｇｅ酸化物より還元性が強いことに着目し、焼結時において、Ｂｉ酸化物の還元により、金属Ｂｉを形成するとともに、この還元によるＯ元素を拡散させて、Ｇｅ金属を酸化させればよいことが判明した。しかも、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物とに、Ｇｅ金属を添加するだけであり、それらの量を調整すれば、目標とするＢｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分薄膜の成分組成が容易に得られ、主成分以外の元素を添加することがないので、膜特性にも影響することがない。

【0012】

そこで、一試験例として、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物とにＧｅ金属を添加した場合のＢｉ−Ｇｅ−Ｏスパッタリングターゲットを作製するため、粒径：１００μｍ以下のＢｉ酸化物粉（Ｂｉ_２Ｏ_３）を７８ｍｏｌ％、粒径：１００μｍ以下のＧｅ酸化物粉（ＧｅＯ_２）を１７ｍｏｌ％、粒径：１００μｍ以下のＧｅ金属粉末を５ｍｏｌ％、用意した。これらの原料粉末をボールミル装置にて湿式で混合し、混合粉末を得た。この混合粉末を、６５０℃の温度、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で加圧焼成（ホットプレス）し、焼結体を得て、スパッタリングターゲットを製造した。この製造されたスパッタリングターゲットは、割れることがなかった。

【0013】

製造された上記のスパッタリングターゲットについて、組成成分の分析を行った。その分析結果が、図１に示されている。
図１の写真は、製造されたスパッタリングターゲットについて、ＥＰＭＡ（フィールドエミッション型電子線プローブ）にて得られた元素分布像であり、図中の３枚の写真から、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｏの各元素の組成分布の様子をそれぞれ観察することができる。
なお、ＥＰＭＡによる元素分布像は、本来カラー像であるが、図１の写真では、白黒像に変換して示しているため、その写真中において、白いほど、当該元素の濃度が高いことを表している。具体的には、Ｂｉ元素に関する分布像では、Ｂｉ元素が白い領域で表示されており、連続して広く分布し、Ｇｅ元素に関する分布像では、Ｇｅ元素が大小の島状に存在し、Ｏに関する分布像では、Ｏ元素が連続して広く分布していることが観察される。特に、Ｏ元素が検出されない黒い領域は、Ｂｉ元素の画像における白い領域に対応し、さらに、Ｇｅ元素の島状領域は、Ｏ元素の画像における白い領域に対応している。これらのことから、このスパッタリングターゲットは、Ｂｉ及びＧｅを含む酸化物素地中に、金属Ｂｉが分散した組織となっていると推定できる。

【0014】

一方、図２のグラフは、上述したように製造されたスパッタリングターゲットのＸ線回折（ＸＲＤ）による分析結果を示している。図２の最上段のグラフは、全体のピークを示しているが、その下の上段のグラフには、Ｂｉ_１２Ｇｅ_２０Ｏ_２０に係るピークが、その中段のグラフは、Ｂｉ_４（ＧｅＯ_４）_３に係るピークが、そして、その下段のグラフには、Ｂｉに係るピークが示されている。図１に示された分布画像と図２のグラフに現れたピークとを併せて考慮すると、Ｇｅ元素は、Ｇｅ金属単体で存在するのではなく、Ｇｅ酸化物として検出されており、Ｂｉ元素は、Ｂｉ酸化物と、Ｂｉ金属の両方で検出されている。

【0015】

以上から、製造されたスパッタリングターゲットでは、原料である一部のＢｉ酸化物が還元作用によって、Ｏ元素を失い、金属Ｂｉとなり、一方、添加された金属Ｇｅは、Ｂｉ酸化物からのＯ元素によって酸化され、Ｇｅを含む酸化物が生成されたものと推定でき、金属Ｂｉが、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物との結合力を強くするものと考えられる。この金属Ｂｉの存在によって、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ三元系元素でなる焼成体の割れを低減することができた。そして、この製造したスパッタリングターゲットを用いて直流（ＤＣ）スパッタリングを行ったところ、所望の特性を有するＢｉ−Ｇｅ−Ｏ三元系薄膜を成膜することができ、異常放電も発生しなかった。

【0016】

したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）本発明のスパッタリングターゲットは、Ｂｉ：６７．５〜８７．８ｗｔ％及びＧｅ：１．６〜１７．６ｗｔ％を含有し、残部がＯ及び不可避不純物からなる組成を有した焼成体であって、
前記焼成体は、Ｂｉ及びＧｅの酸化物素地中に、金属Ｂｉ相が分散した組織を有し、
前記金属Ｂｉ相は、３．０〜６．５％の面積率を有し、かつ、粒径：３．５μｍ以下であることを特徴とする。
（２）本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、前記（１）のスパッタリングターゲットの製造方法であって、
粒径：１００μｍ以下の、４０〜９０ｍｏｌ％のＢｉ酸化物粉末及び５〜５５ｍｏｌ％のＧｅ酸化物粉末と、５〜１５ｍｏｌ％のＧｅ金属粉末とを配合し混合して得られた混合粉末を加圧焼成して、Ｂｉ及びＧｅの酸化物素地中に、金属Ｂｉ相が分散した組織を形成することを特徴とする。
（３）前記（２）のスパッタリングターゲットの製造方法では、前記Ｇｅ金属粉末の最大粒径が、１００μｍ以下であることを特徴とする。
（４）前記（２）又は（３）のスパッタリングターゲットの製造方法では、前記混合粉末を、圧力１５０〜２００ｋｇｆ/ｃｍ^２、６５０〜７３０℃にて、真空又は不活性ガス中で加圧焼成することを特徴とする。

【0017】

ここで、この薄膜形成用スパッタリングターゲットを製造するときには、スパッタリングターゲットの成分組成が、成膜される薄膜の成分組成となることを考慮すれば、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｏの各元素量は、成膜しようとしているＢｉ−Ｇｅ−Ｏ三元系薄膜の成分組成によって決まり、所望の特性が得られるように調整される。本発明のスパッタリングターゲットでは、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ薄膜におけるＯについて、酸化物（Ｂｉ酸化物、Ｇｅ酸化物）から供給した。

【0018】

ところで、本発明のスパッタリングターゲットの製造において、ターゲット割れを起こさないようにするためには、焼結体の素地中における内部応力を緩和させることが重要となる。この内部応力を緩和すると考えられる金属Ｂｉ相が存在しない場合には、スパッタリングターゲットは、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物とで構成されたものとなり、ターゲット割れが発生しやすくなる。しかも、その比抵抗が上昇することとなり、直流（ＤＣ）スパッタリングを行えなくなる。

【0019】

ここで、金属Ｂｉ相の生成には、金属Ｇｅの添加が重要であることは上述したが、この金属Ｇｅの添加量に応じて、金属Ｂｉ相の形成量が調整されることになり、この金属Ｂｉの形成が不足すると、ターゲット割れが発生する。これに対して、金属Ｂｉ相の形成量を多くすれば、このターゲット割れを起こさないようにすることができるが、その金属Ｂｉを多く形成しようとする分だけ、金属Ｇｅの添加も増やすことになる。しかし、金属Ｇｅの添加量を増やすと、スパッタリングターゲットは、割れ難くなるが、焼結体中のＧｅ酸化物も増えることになり、Ｇｅ酸化物粒の肥大化を招来する。このＧｅ酸化物の肥大化は、スパッタリング時の異常放電発生の原因となり、成膜に影響を与える。そこで、本発明のスパッタリングターゲットでは、このターゲット割れを抑制するため、Ｂｉ及びＧｅを含む酸化物素地の組織中には、金属Ｂｉ相が分散したものであって、その金属Ｂｉ相は、３．０〜６．５％の面積率を有し、かつ、粒径：３．５μｍ以下とすることが好ましい。

【0020】

また、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法では、Ｂｉ及びＧｅを含む酸化物素地の組織中に、３．０〜６．５％の面積率を有し、かつ、粒径：３．５μｍ以下の金属Ｂｉ相が分散分布するように、粒径が１００μｍ以下のＢｉ酸化物粉末及びＧｅ酸化物粉末と、粒径が１００μｍ以下のＧｅ金属粉末とを用意し、Ｂｉ酸化物粉末、Ｇｅ酸化物粉末及びＧｅ金属粉末とを所定比率で配合し、混合して得られた混合粉末を加圧焼成して、Ｂｉ及びＧｅを含む酸化物素地中に、金属Ｂｉ相を分散分布させることとした。なお、このＧｅ金属粉末の添加量は、以上を勘案すると、５〜１５ｍｏｌ％とすることが好ましい。

【0021】

ここで、Ｇｅ金属粉末の添加量が、５ｍｏｌ％未満であると、金属Ｇｅの添加量が少なくなり、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）の還元効果が十分に得られず、結果として、金属Ｂｉの析出量が少なくなり、ターゲット割れに至る。一方、Ｇｅ金属粉末の添加量が、１５ｍｏｌ％を超えると、金属Ｇｅの添加量が多く、スパッタリング時の膜組成の制御が難しくなる。Ｇｅ金属粉末の添加量が、５〜１５ｍｏｌ％の範囲であっても、Ｂｉ酸化物とＧｅ酸化物の配合組成や、焼成条件によっては、微量の金属Ｇｅが残ることもあり得るが、ターゲット材の組織中には、金属Ｂｉ相が形成されているので、ターゲット割れは発生しない。
また、スパッタリング時の異常放電発生を抑制するには、焼結体中の酸化物を微細粒とするのがよく、Ｂｉ酸化物粉末、Ｇｅ酸化物粉末及びＧｅ金属粉末の粒径は、１００μｍ以下とすることが好ましい。

【0022】

さらに、本発明のスパッタリングターゲットの製造方法では、焼結において、Ｂｉ酸化物からのＯ元素がＧｅ金属に拡散して、Ｇｅ酸化物が形成され、Ｏ元素を失ったＢｉ酸化物が金属Ｂｉに変化するように、所定比率で配合されたＢｉ酸化物粉末、Ｇｅ酸化物粉末及びＧｅ金属粉末からなる混合粉末を、圧力１５０〜２００ｋｇｆ/ｃｍ^２、６５０〜７３０℃にて、真空又は不活性ガス中で加圧焼成（ホットプレス）することとした。ここで、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２未満の加圧であると、密度が高いターゲット材を得ることが難しく、多孔質のターゲット材が形成されてしまうため、スパッタリング時に、パーティクルの発生や異常放電の発生に繋がる。一方、２００ｋｇｆ／ｃｍ_２を超える加圧であると、加圧過多となって、脆くなり、ターゲット材の割れに繋がる。また、なお、圧力が１５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２であっても、７３０℃を超えた温度、例えば、７５０℃で加圧処理した場合には、金属Ｂｉが溶出してしまうこともあり得る。

【発明の効果】

【0023】

以上の様に、本発明によれば、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分の薄膜を一つのスパッタリングターゲットで成膜形成できるスパッタリングターゲットであって、焼結時に、Ｂｉ酸化物からＧｅ金属にＯ元素を拡散させることにより、Ｇｅを含んだ酸化物が形成されるとともに、還元作用によりＯ元素を失ったＢｉ酸化物が、金属Ｂｉ相に変化した組織となり、ターゲット割れを低減できた薄膜形成用スパッタリングターゲットを得ることができるので、光記憶媒体におけるＢｉ−Ｇｅ−Ｏ三元系元素でなる記録膜などの成膜に使用するのに好適であり、成膜コストを低減することができるという産業上優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係るスパッタリングターゲットの一具体例について、スパッタリングターゲットの組織をＥＰＭＡにより測定した各元素の元素分布像である。

【図2】図１に示したスパッタリングターゲットのＸ線回折（ＸＲＤ）の分析結果を示すグラフである。

【図3】従来技術によるスパッタリングターゲットの一例について、スパッタリングターゲットの組織をＥＰＭＡにより測定した各元素の元素分布像である。

【図4】図３に示したスパッタリングターゲットのＸ線回折（ＸＲＤ）の分析結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に、本発明による、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ三元系元素でなるスパッタリングターゲット及びその製造方法について、以下に、実施例により、具体的に説明する。

【0026】

〔実施例〕
先ず、以下に示した表１に記載の配合組成となるように、純度：９９．９％で粒径：１００μ以下のＢｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）粉末、純度：９９．９９９％で粒径：１００μｍ以下のＧｅ酸化物（ＧｅＯ_２）粉末、粒径：１００μｍ以下のＧｅ金属粉末を原料粉末として秤量した。この秤量した原料粉末を粉末重量の２倍のジルコニアボール（直径：５ｍｍ）と一緒に容器に入れ、ボールミル装置にて、８時間、湿式で混合した。この混合後に、目開き：０．２５ｍｍの篩にかけて、混合粉末を得た。なお、原料粉末は、ボールミル装置で混合されることにより、一層微細化される。

【0027】

得られた混合粉末を、以下の表１に記載した焼結条件のように、６５０〜７３０℃の温度で、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で加圧焼成（例えば、ホットプレス）し、焼結体を得た。この焼結体を機械加工し、所定形状の実施例１〜１０のスパッタリングターゲットを製作した。

【0028】

〔比較例〕
上記実施例と比較するため、比較例のスパッタリングターゲットの作製を試みた。表１に記載の配合組成となるように、比較例１の場合には、純度：９９．９％で粒径：１００μ以下のＢｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）粉末、純度：９９．９９９％で粒径：１００μｍ以下のＧｅ酸化物（ＧｅＯ_２）粉末を原料粉末として秤量し、比較例２の場合には、前記Ｂｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）粉末、前記Ｇｅ酸化物（ＧｅＯ_２）粉末、粒径：１００μｍ以下のＢｉ金属粉末を原料粉末として秤量し、そして、比較例３の場合では、前記Ｂｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）粉末、前記Ｇｅ酸化物（ＧｅＯ_２）粉末、粒径：１００μｍ以下のＧｅ金属粉末を原料粉末として秤量した。次に、上記実施例の場合と同様にして、秤量された原料粉末をボールミル装置にて、８時間、湿式で混合した。この混合後に、目開き：０．２５ｍｍの篩にかけて、混合粉末を得た。

【0029】

得られた混合粉を、表１に記載した焼結条件のように、６５０℃の温度で、１５０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で加圧焼成（例えば、ホットプレス）し、比較例１〜３のスパッタリングターゲットを製作した。

【0030】

【表1】

【0031】

次いで、上記の実施例１〜１０及び比較例１〜３のスパッタリングターゲットについて、ターゲット組成の分析を行った。その結果が、以下の表２に示されている。
次に、上述のようにして得られた実施例１〜１０及び比較例１〜３のスパッタリングターゲットについて、ターゲット組成、金属Ｂｉ相の面積率及び粒径を、以下に示す仕方で測定し、ターゲット割れの有無を評価した。その結果が、表２に示されている。

【0032】

＜ターゲット組成＞
ＩＣＰ分析によって、Ｂｉ，Ｇｅの定量分析を行い、残部を酸素とした。
＜面積率測定＞
ＥＰＭＡにより取得したコンポ像から各金属相の面積率を求めた。
ＥＰＭＡに置いては各元素の原子量が画像上の明暗となって現れる。この系の場合、金属Ｂｉは明るく、金属Ｇｅは暗いグレーで表わされる。このことから各金属層の面積率は倍率４０倍で得られたコンポ像において、金属Ｂｉ相及び金属Ｇｅ相と他の相との境界を明暗のしきい値で判断した上、画像上のそのしきい値の範囲にある各々の金属相で面積をコンピュータ処理によって算出し、測定面積で割ることによって得た。
＜粒径測定＞
使用されたＢｉ金属粉末、Ｇｅ金属粉末、Ｂｉ酸化物粉末の各最大粒径（μｍ）については、マイクロトラック法により測定した。
＜ターゲット割れ発生の評価＞
スパッタリングターゲットの製造時に、割れ難いことを確認するため、湿式研磨加工に耐えることができるか否かで、ターゲット割れの有無の評価を行った。研磨加工条件は、以下のとおりである。
○外周加工：円筒研磨機
砥石は、ダイヤモンド砥石レジンボンドを使用し、主軸回転数６０ｒｐｍ、切り込み０．００１ｍｍにて加工した。
○面仕上げ加工：横軸ロータリー研磨機
砥石は、ダイヤモンド砥石レジンボンドを使用し、テーブル回転数６０ｒｐｍ、切り込み０．００２ｍｍにて加工した。
ここで、これらの研磨加工において、ターゲット割れが発生した場合には、「有」とし、ターゲット割れが発生しなかった場合には、「無」とした。

【0033】

【表2】

【0034】

以上の結果によれば、実施例１〜１０のスパッタリングターゲットでは、ターゲット組成が、目標とするＢｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分薄膜の成分組成に対応したターゲット組成を有するスパッタリングターゲットが得られた。Ｂｉ−Ｇｅ−Ｏ主成分薄膜の成膜におけるＯ量を安定して調整でき、スパッタリングターゲットの製造時に割れが発生しないことが確認された。

【0035】

これに対して、比較例１では、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）粉末とＧｅ酸化物（ＧｅＯ_２）粉末とが混合されただけであるので、Ｂｉ_１２ＧｅＯ_２０とＢｉ_４（ＧｅＯ_４）_３の２相よりなる複合酸化物が形成されており、金属Ｂｉ相は存在していないため、ターゲット割れが発生した。比較例２では、Ｂｉ酸化物（Ｂｉ_２Ｏ_３）粉末、Ｇｅ酸化物（ＧｅＯ_２）粉末に加えて、Ｂｉ金属粉末が配合されたため、焼成時に、金属Ｂｉが溶出していまい、所望の強度を有するターゲット材が得られなかった。また、比較例３では、Ｇｅ金属粉末の配合量が少なかったため、ターゲット組織中に、金属Ｂｉ相が生成されず、ターゲット割れが発生した。

【0036】

以上の様に、本発明によるスパッタリングターゲットを製造するのに、Ｂｉ酸化物粉末、Ｇｅ酸化物粉末、Ｇｅ金属粉末を原料とし、所定条件で加圧焼結すると、Ｂｉ酸化物が還元されて、Ｏ元素が発生し、このＯ元素がＧｅ金属に拡散することにより、Ｇｅ金属が酸化されて、Ｇｅを含んだ酸化物が形成され、一方、このＯ元素を失ったＢｉ酸化物は、金属Ｂｉ相が形成された組織となることが確認され、ターゲット割れの低減を可能としたスパッタリングターゲットを得ることができる。

【0037】

なお、本発明の技術範囲は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】