(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】
(24)【登録日】2022-12-28
(45)【発行日】2023-01-12
(54)【発明の名称】スパッタリングターゲット
(51)【国際特許分類】
C23C 14/34 20060101AFI20230104BHJP
C22C 14/00 20060101ALI20230104BHJP
C22C 21/00 20060101ALI20230104BHJP
C22C 28/00 20060101ALI20230104BHJP
C22C 16/00 20060101ALI20230104BHJP
C22C 27/00 20060101ALI20230104BHJP
C22C 30/00 20060101ALI20230104BHJP
【ＦＩ】
C23C14/34 A
C22C14/00 Z
C22C21/00 N
C22C28/00 A
C22C16/00
C22C27/00
C22C30/00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020105165
(22)【出願日】2020-06-18
(65)【公開番号】P2021107572
(43)【公開日】2021-07-29
【審査請求日】2021-02-26
(31)【優先権主張番号】P 2019237867
(32)【優先日】2019-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000136561
【氏名又は名称】株式会社フルヤ金属
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(72)【発明者】
【氏名】丸子 智弘
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 雄
(72)【発明者】
【氏名】大友 将平
(72)【発明者】
【氏名】中村 紘暢
【審査官】山本 吾一
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－１３４６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０９６６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８３２４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１６６０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７８４１６３９（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２００１－０２８３４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２６７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１６９９９８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ
Ｃ２２Ｃ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含むスパッタリングターゲットであって、塩素の含有量が１００ｐｐｍ以下であり、
前記希土類元素は、スカンジウム及びイットリウムのうち、少なくともいずれか一種であり、
前記チタン族元素は、ジルコニウム及びハフニウムのうち、少なくともいずれか一種であり、
前記スパッタリングターゲットは、前記希土類元素及び前記チタン族元素から選ばれた少なくとも１種の元素を１０～７５原子％含有す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】
フッ素の含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項3】
酸素の含有量が５００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項4】
前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも２種の元素からなる金属間化合物が存在していることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
【請求項5】
前記スパッタリングターゲット中に、前記金属間化合物が１種、２種、３種又は４種存在していることを特徴とする請求項４に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項6】
前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも１種の元素の窒化物が１種類以上存在していることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
【請求項7】
アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種が存在している組織を有するか、又は、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている組織を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載のスパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、圧電素子において、圧電応答性の良い金属膜あるいは窒化膜を形成するための好適なスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【0002】
現代及び今後の社会において少子高齢化が進むにつれて労働人口が減少していくことが予測されるため、製造業においてもモノのインターネット（ＩｏＴ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）を利用した自動化が取り組まれている。また、自動車産業においてもＡＩなどが主体となって人が操作せずに自動運転が可能な自動車が製造される社会へ移行しつつある。
【0003】
自動化・自動運転において重要な技術が無線による超高速通信であり、無線による超高速通信には高周波フィルターが欠かせない。また、無線通信が高速化するために、従来の第４世代移動通信（４Ｇ）で使用される周波数３．４ＧＨｚ帯から第５世代移動通信（５Ｇ）で使用される周波数３．７ＧＨｚ、４．５ＧＨｚ、２８ＧＨｚ帯へと高周波側に移行が予定されている。この移行が行なわれると、高周波フィルターも従来の弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルターでは技術上困難となる。そこで弾性表面波フィルターからバルク弾性波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルターへと技術が変わりつつある。
【0004】
ＢＡＷフィルターや圧電素子センサーの圧電膜としては主に窒化アルミニウム膜が用いられる。窒化アルミニウムはＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）と呼ばれる振幅増大係数が高いことで知られているため圧電膜として用いられている。しかし、高温では使用できないため、圧電素子の高温化、高Ｑ値化を図るために、アルミニウム元素と希土類元素を含む窒化膜が有望である。
【0005】
アルミニウム元素と希土類元素を含む窒化膜を形成するためのスパッタリングターゲットとして、ＡｌとＳｃとの合金からなり、Ｓｃを２５原子％～５０原子％で含有するスパッタリングターゲットであって、酸素の含有量が２０００質量ｐｐｍ以下であり、ビッカース硬さ（Ｈｖ）のばらつきが２０％以下であるスパッタリングターゲットの開示がある（例えば特許文献１を参照。）。このスパッタリングターゲットは溶解工程を経て、さらに鍛造工程などの塑性加工を施して作製されることが述べられている（例えば特許文献１を参照。）。また、特許文献１ではスパッタリングターゲットのＴＯＰ（ターゲット上面）とＢＴＭ（ターゲット下面）とのＳｃの含有量のばらつきは±２原子％の範囲内であったことが記載されている（明細書段落００４０－００４１）。
【0006】
また、アルミニウムと希土類元素との合金からなるスパッタリングターゲットの製造方法において、アルミニウムと希土類元素との元素比が、得られる合金ターゲットが二種の金属間化合物のみで構成されることを満たす範囲にある原料を準備し、この原料から、アトマイズ法でアルミニウムと希土類元素との合金粉末を作製し、得られた合金粉末からホットプレス法又は放電プラズマ焼結法によって真空雰囲気下で合金ターゲットとなる焼結体を作製する技術がある（例えば、特許文献２を参照。）。
【0007】
また、ＳｃｘＡｌ１－ｘＮ合金において、圧電定数ｄ３３がＳｃ濃度の組成ズレによって極端に変化することが知られている（例えば非特許文献１、図３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】ＷＯ２０１７／２１３１８５号公報
【文献】特開２０１５－９６６４７号公報
【非特許文献】
【0009】
【文献】加納一彦 他，デンソーテクニカルレビュー Ｖｏｌ．１７, ２０１２，ｐ２０２～２０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
アルミニウム合金の製造において、アルミニウムの融点が６６０℃と低いのに対し、アルミニウムに添加する元素の融点がスカンジウムの場合は１５４１℃、イットリウムの場合は１５２２℃、チタンの場合は１６６８℃、ジルコニウムの場合は１８５５℃、ハフニウムの場合は２２３３℃と非常に高温であり、アルミニウムと添加する元素との融点差が８００℃以上となるため、アルミニウムと添加する元素が完全に固溶する範囲が殆どない。
【0011】
そのため、特許文献１のようにアルミニウムに対してスカンジウムの添加量を多くすると融点が１４００℃以上となる組成もあり、溶解後の凝固時の温度ムラにより金属間化合物の成長に差が生じてしまうため、スパッタリングターゲットの面内方向及び厚さ方向において均一な組成を有するスパッタリングターゲットの作製が困難である。
【0012】
また、特許文献１のように溶解法を用いて金属間化合物のみで構成すると、非常に硬くて脆いスパッタリングターゲットとなり、溶解でインゴットを形成したとしても、鍛造などの塑性加工を行ったときにスパッタリングターゲットに割れなどが発生しやすい。
【0013】
また、特許文献１のように溶解法で作製すると析出相が大きく成長し、スパッタリングターゲットの面内方向及び厚さ方向において組成ムラが発生するため、スパッタリングして薄膜を形成したとしても得られた合金薄膜の組成分布が不安定となる。
【0014】
特許文献１では、スパッタリングターゲットのＴＯＰとＢＴＭとのＳｃの含有量のばらつきは±２原子％の範囲内であったことが記載されているが、成膜された膜の均質性を得るためにも厚さ方向だけでなく面内方向のバラツキを抑制することも必要である。
【0015】
特に非特許文献１の図３で指摘されているように、組成ズレによって極端に特性の変化がみられることもあるため、面内方向及び厚さ方向において均一な組成を保つことは重要である。
【0016】
溶解法で作製したときの問題を解決するために、特許文献２のように粉末の時点でアルミニウムと希土類との組成ずれを解消しておくことや、焼結するときに製品の最終形状に近い形で仕上げることなどで塑性加工を減らすことなどが考えられる。しかし、塩素、フッ素、酸素などの不純物を混入し過ぎると、スパッタリングターゲット中の塩素、フッ素、酸素が成膜時における加熱によって放出されてしまい、異常放電が発生しやすく、得られた膜の配向性を悪化させたり、パーティクルが発生して膜の歩留まりを低下させてしまう。
【0017】
そこで本開示の目的は、スパッタリングターゲット中において不純物である塩素元素の混入を抑制したスパッタリングターゲットであって、当該スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに塩素による異常放電の発生を抑制し、配向性の良い薄膜を形成することができるスパッタリングターゲットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、スパッタリングターゲット中において不純物である塩素元素の濃度を所定以下とすることによって塩素元素混入の問題を抑制できることをみいだし、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含むスパッタリングターゲットであって、塩素の含有量が１００ｐｐｍ以下であり、前記希土類元素は、スカンジウム及びイットリウムのうち、少なくともいずれか一種であり、前記チタン族元素は、ジルコニウム及びハフニウムのうち、少なくともいずれか一種であり、前記スパッタリングターゲットは、前記希土類元素及び前記チタン族元素から選ばれた少なくとも１種の元素を１０～７５原子％含有することを特徴とする。スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに塩素による異常放電の発生を抑制し、配向性のより良い薄膜を形成することができる。また、塩素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。
【0019】
本発明に係るスパッタリングターゲットでは、フッ素の含有量が１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときにフッ素による異常放電の発生を抑制し、配向性のより良い薄膜を形成することができる。また、フッ素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。
【0020】
本発明に係るスパッタリングターゲットでは、酸素の含有量が５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。前記スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに酸素による異常放電の発生を抑制し、配向性のより良い薄膜を形成することができる。また、酸素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。
【0021】
本発明に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも２種の元素からなる金属間化合物が存在していることが好ましい。単体のアルミニウム、単体の希土類元素、単体のチタン族元素の箇所を少なくすることにより組成のバラツキを抑制することができる。ターゲットに金属間化合物が存在していると金属元素間のスパッタレートの差異が緩和され、得られる膜の組成ムラが小さくなる。
【0022】
本発明に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、前記金属間化合物が１種、２種、３種又は４種存在していてもよい。単体のアルミニウム、単体の希土類元素、単体のチタン族元素の箇所を少なくすることにより組成のバラツキを抑制することができる。金属間化合物が１種類又は複数種類存在することで、金属元素間のスパッタレートの差異がより緩和され、得られる膜の組成ムラがより小さくなる。
【0023】
本発明に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも１種の元素の窒化物が１種類以上存在していてもよい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Ｑ値化することができる。
【0026】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種が存在している組織を有するか、又は、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている組織を有することが好ましい。導電性を向上させたスパッタリングターゲットであって、例えば、ＤＣスパッタリング装置を用いて成膜するときの生産性を向上させるスパッタリングターゲットを提供することができる。
【発明の効果】
【0027】
本開示のスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット中において不純物である塩素元素の混入が抑制されており、当該スパッタリングターゲットを用いて薄膜を形成したときに塩素による異常放電の発生を抑制し、配向性の良い薄膜を形成することができる。また、塩素による異常放電の発生を抑制することにより、パーティクルの発生を抑制しつつ、歩留り良く薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】円板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。
【図2】Ｂ‐Ｂ断面で示される円板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。
【図3】正方形の板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。
【図4】Ｃ‐Ｃ断面で示される正方形の板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図である。
【図5】円筒形状のターゲットの組成分析の測定箇所を説明するための概念図である。
【図6】アルミニウム母相の概念を説明するための説明図である。
【図7】実施例１におけるＡｌ－Ｓｃターゲットの表面を電子顕微鏡で観察したときの画像である。
【図8】比較例４におけるＡｌ－Ｓｃターゲットの表面を電子顕微鏡で観察したときの画像である。
【図9】実施例４におけるＡｌ－ＳｃＮターゲットの表面をマイクロスコープで観察したときの画像である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以降、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【0030】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含むスパッタリングターゲットであって、塩素の含有量が１００ｐｐｍ以下であり、５０ｐｐｍ以下であることが好ましく、３０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。塩素の含有量が１００ｐｐｍを超えると、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されることにより、スパッタリングターゲットに印加する電圧が安定することがなく異常放電を引き起こしてしまい、パーティクルの発生、形成された薄膜の歩留まりの低下、配向性の悪い薄膜の形成の原因となるため、スパッタリングターゲット中の塩素の含有量を１００ｐｐｍ以下とする必要がある。
【0031】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、フッ素の含有量が１００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、３０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。フッ素の含有量が１００ｐｐｍを超えると、スパッタリングターゲット中のフッ素が成膜時における加熱によって放出されることにより、スパッタリングターゲットに印加する電圧が安定することがなく異常放電を引き起こしてしまい、パーティクルの発生、形成された薄膜の歩留まりの低下、配向性の悪い薄膜の形成の原因となるため、スパッタリングターゲット中のフッ素の含有量を１００ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。
【0032】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、酸素の含有量が５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。酸素の含有量が５００ｐｐｍを超えると、スパッタリングターゲット中の酸素が成膜時における加熱によって放出されることにより、スパッタリングターゲットに印加する電圧が安定することがなく異常放電を引き起こしてしまい、パーティクルの発生、形成された薄膜の歩留まりの低下、配向性の悪い薄膜の形成の原因となるため、スパッタリングターゲット中の酸素の含有量を５００ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。
【0033】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、カーボンの含有量が２００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、５０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。カーボンの含有量が２００ｐｐｍを超えると、スパッタリング時に膜中にカーボンが取り込まれ、結晶性が悪化した薄膜が形成されてしまう。また、ターゲット表面で強固な化合物を形成すると、導電性を損ない異常放電によるパーティクルが発生し膜の歩留まりが低下するため、スパッタリングターゲット中のカーボンの含有量を２００ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。
【0034】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、シリコンの含有量が２００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、５０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。シリコンの含有量が２００ｐｐｍを超えると、スパッタリング時にシリコンの酸化物や窒化物を形成し、これを起点として異常放電を引き起こし、パーティクルを発生させ、形成された薄膜の歩留まりが低下するため、スパッタリングターゲット中のシリコンの含有量を２００ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。
【0035】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、（条件１）又は（条件２）における前記スパッタリングターゲットのスパッタ面内方向及びターゲット厚さ方向の組成が、いずれも基準となる組成に対して差が±３％以内であり、±２％以下であることが好ましく、±１％以下であることがより好ましい。ここで基準となる組成は（条件１）又は（条件２）に従って測定した総合計１８箇所の組成の平均値である。基準となる組成に対して差が±３％を超えると、スパッタリングターゲットの成膜時にスパッタレートが異なることがあり、圧電素子の圧電膜などを形成したときに、基板毎に圧電膜の圧電特性が異なり、また、同一基板でも圧電膜の箇所によって組成が異なることにより圧電特性が異なることが生じる場合がある。このため、圧電素子の歩留り悪化を抑制するために、スパッタリングターゲットのスパッタ面内方向及びターゲット厚さ方向の組成を基準となる組成に対して差が±３％以内に制御することが好ましい。面内方向及び厚さ方向において均一な組成を有していると、圧電素子などに用いる薄膜を形成したときに組成ずれによる圧電応答性などの特性の変化による歩留りの低下を抑制することができる。
【0036】
（条件１）
スパッタ面内方向：前記スパッタリングターゲットが、中心Ｏ、半径ｒの円板状ターゲットであり、かつ、組成分析の測定箇所を、中心Ｏを交点として直交する仮想十字線上であって、中心Ｏの１箇所、中心Ｏから０．４５ｒ離れた合計４箇所、及び、中心Ｏから０．９ｒ離れた合計４箇所、の総合計９箇所とする。
ターゲット厚さ方向：仮想十字線のうち、いずれか一つの線を通る断面を形成し、該断面が縦ｔ（すなわちターゲットの厚さがｔ）、横２ｒの長方形であり、かつ、組成分析の測定箇所を、中心Ｏを通る垂直横断線上の中心Ｘ及び中心Ｘから上下に０．４５ｔ離れた合計３箇所（ａ地点、Ｘ地点、ｂ地点という。）、前記断面上であってａ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所、Ｘ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所、及び、ｂ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所、の総合計９箇所を測定地点とする。
（条件２）
スパッタ面内方向：前記スパッタリングターゲットが、縦の長さがＬ１であり、横の長さがＬ２である長方形（但し、Ｌ１とＬ２とが等しい正方形を含む。或いは、長方形には長さＪ、周長Ｋの円筒形の側面を展開した長方形が含まれ、この形態において、Ｌ２が長さＪに対応し、Ｌ１が周長Ｋに対応し、長さＪと周長ＫにはＪ＞Ｋ、Ｊ＝Ｋ又はＪ＜Ｋの関係が成立する。）であり、かつ、組成分析の測定箇所を、重心Ｏを交点として直交する仮想十字線であって、仮想十字線が長方形の辺に直交するとき、重心Ｏの１箇所、仮想十字線上であって重心Ｏから縦方向に０．２５Ｌ１の距離を離れた合計２箇所、重心Ｏから横方向に０．２５Ｌ２の距離を離れた合計２箇所、重心Ｏから縦方向に０．４５Ｌ１の距離を離れた合計２箇所、及び、重心Ｏから横方向に０．４５Ｌ２の距離を離れた合計２箇所、の総合計９箇所とする。
ターゲット厚さ方向：仮想十字線のうち、縦Ｌ１と横Ｌ２のいずれか一方の辺と平行な線を通る断面を形成し、一方の辺が横Ｌ２の場合、該断面が縦ｔ（すなわち前記ターゲットの厚さがｔ）、横Ｌ２の長方形であり、かつ、組成分析の測定箇所を、重心Ｏを通る垂直横断線上の中心Ｘ及び中心Ｘから上下に０．４５ｔ離れた合計３箇所（ａ地点、Ｘ地点、ｂ地点という。）、前記断面上であってａ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所、Ｘ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所、及び、ｂ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所、の総合計９箇所を測定地点とする。
スパッタ面内方向：前記スパッタリングターゲットが、中心Ｏ、半径ｒの円板状ターゲットであり、かつ、組成分析の測定箇所を、中心Ｏを交点として直交する仮想十字線上であって、中心Ｏの１箇所、中心Ｏから０．４５ｒ離れた合計４箇所、及び、中心Ｏから０．９ｒ離れた合計４箇所、の総合計９箇所とする。
ターゲット厚さ方向：仮想十字線のうち、いずれか一つの線を通る断面を形成し、該断面が縦ｔ（すなわちターゲットの厚さがｔ）、横２ｒの長方形であり、かつ、組成分析の測定箇所を、中心Ｏを通る垂直横断線上の中心Ｘ及び中心Ｘから上下に０．４５ｔ離れた合計３箇所（ａ地点、Ｘ地点、ｂ地点という。）、前記断面上であってａ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所、Ｘ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所、及び、ｂ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所、の総合計９箇所を測定地点とする。
（条件２）
スパッタ面内方向：前記スパッタリングターゲットが、縦の長さがＬ１であり、横の長さがＬ２である長方形（但し、Ｌ１とＬ２とが等しい正方形を含む。或いは、長方形には長さＪ、周長Ｋの円筒形の側面を展開した長方形が含まれ、この形態において、Ｌ２が長さＪに対応し、Ｌ１が周長Ｋに対応し、長さＪと周長ＫにはＪ＞Ｋ、Ｊ＝Ｋ又はＪ＜Ｋの関係が成立する。）であり、かつ、組成分析の測定箇所を、重心Ｏを交点として直交する仮想十字線であって、仮想十字線が長方形の辺に直交するとき、重心Ｏの１箇所、仮想十字線上であって重心Ｏから縦方向に０．２５Ｌ１の距離を離れた合計２箇所、重心Ｏから横方向に０．２５Ｌ２の距離を離れた合計２箇所、重心Ｏから縦方向に０．４５Ｌ１の距離を離れた合計２箇所、及び、重心Ｏから横方向に０．４５Ｌ２の距離を離れた合計２箇所、の総合計９箇所とする。
ターゲット厚さ方向：仮想十字線のうち、縦Ｌ１と横Ｌ２のいずれか一方の辺と平行な線を通る断面を形成し、一方の辺が横Ｌ２の場合、該断面が縦ｔ（すなわち前記ターゲットの厚さがｔ）、横Ｌ２の長方形であり、かつ、組成分析の測定箇所を、重心Ｏを通る垂直横断線上の中心Ｘ及び中心Ｘから上下に０．４５ｔ離れた合計３箇所（ａ地点、Ｘ地点、ｂ地点という。）、前記断面上であってａ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所、Ｘ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所、及び、ｂ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所、の総合計９箇所を測定地点とする。
【0037】
図１は、円板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所（以降、省略して、測定箇所ともいう。）を示す概略図であり、図１を参照して（条件１）のスパッタリングターゲットのスパッタ面内方向における測定箇所について説明する。円板状ターゲットである場合、半径は２５～２２５ｍｍであることが好ましく、５０～２００ｍｍであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、１～３０ｍｍであることが好ましく、３～２６ｍｍであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。
【0038】
図１において、スパッタリングターゲット２００は、中心Ｏ、半径ｒの円板状ターゲットである。測定箇所は、中心Ｏを交点として直交する仮想十字線（Ｌ）上であって、中心Ｏの１箇所（Ｓ１）、中心Ｏから０．４５ｒ離れた合計４箇所（Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６及びＳ８）、及び、中心Ｏから０．９ｒ離れた合計４箇所（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ７及びＳ９）、の総合計９箇所とする。
【0039】
図２は、図１のＢ‐Ｂ断面で示される円板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図であり、図２を参照して（条件１）のスパッタリングターゲットのターゲット厚さ方向における測定箇所について説明する。
【0040】
図２において図１のＢ－Ｂ断面は縦ｔ（すなわちターゲットの厚さがｔ）、横２ｒの長方形である。そして、測定箇所を、中心Ｏを通る垂直横断線上の中心Ｘ（Ｃ１）及び中心Ｘから上下に０．４５ｔ離れた合計３箇所（ａ地点（Ｃ４）、Ｘ地点（Ｃ１）、ｂ地点（Ｃ５）という。）、前記断面上であってａ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所（Ｃ６，Ｃ７）、Ｘ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所（Ｃ２，Ｃ３）、及び、ｂ地点から左右の側辺に向って０．９ｒ離れた合計２箇所（Ｃ８，Ｃ９）、の総合計９箇所を測定地点とする。
【0041】
図３は、正方形の板状ターゲットのスパッタ面内方向における組成分析の測定箇所を示す概略図であり、図３を参照して（条件２）のスパッタリングターゲットのスパッタ面内方向における測定箇所について説明する。長方形又は正方形のターゲットである場合、縦の長さ及び横の長さは５０～４５０ｍｍであることが好ましく、１００～４００ｍｍであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、１～３０ｍｍであることが好ましく、３～２６ｍｍであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。
【0042】
スパッタリングターゲット３００は縦の長さがＬ１であり、横の長さがＬ２である長方形（但し、Ｌ１とＬ２とが等しい正方形を含む。）のターゲットであり、図３ではスパッタリングターゲット３００がＬ１＝Ｌ２である形態を示している。測定箇所は、重心Ｏを交点として直交する仮想十字線（Ｑ）であって、仮想十字線が長方形（又は正方形）の辺に直交するとき、重心Ｏの１箇所（Ｐ１）、仮想十字線上であって重心Ｏから縦方向に０．２５Ｌ１の距離を離れた合計２箇所（Ｐ６，Ｐ８）、重心Ｏから横方向に０．２５Ｌ２の距離を離れた合計２箇所（Ｐ３，Ｐ５）、重心Ｏから縦方向に０．４５Ｌ１の距離を離れた合計２箇所（Ｐ７，Ｐ９）、及び、重心Ｏから横方向に０．４５Ｌ２の距離を離れた合計２箇所（Ｐ２，Ｐ４）、の総合計９箇所とする。なお、スパッタリングターゲットが長方形の場合、辺の長さに関係なくＬ１、Ｌ２を適宜選択できる。
【0043】
図４は、図３のＣ‐Ｃ断面で示される正方形の板状ターゲットのターゲット厚さ方向における組成分析の測定箇所を示す概略図であり、図４を参照して（条件２）のスパッタリングターゲットのターゲット厚さ方向における測定箇所について説明する。
【0044】
図４において図３のＣ‐Ｃ断面は横辺と平行な線を通る断面を形成し、該断面が縦ｔ（すなわち前記ターゲットの厚さがｔ）、横Ｌ２の長方形であり、かつ、測定箇所を、重心Ｏを通る垂直横断線上の中心Ｘ及び中心Ｘから上下に０．４５ｔ離れた合計３箇所（ａ地点（Ｄ４）、Ｘ地点（Ｄ１）、ｂ地点（Ｄ５）という。）、前記断面上であってａ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所（Ｄ６、Ｄ７）、Ｘ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所（Ｄ２、Ｄ３）、及び、ｂ地点から左右の側辺に向って０．４５Ｌ２離れた合計２箇所（Ｄ８、Ｄ９）、の総合計９箇所を測定地点とする。
【0045】
（円筒形状のスパッタリングターゲット）
図５は円筒形状のターゲットの測定箇所を説明するための概念図である。スパッタリングターゲットが円筒形状の場合は、円筒の側面がスパッタ面であり、展開図は長方形又は正方形となることから、（条件２）について図３及び図４の場合と同様に考えることができる。図５においてスパッタリングターゲット４００が、高さ（長さ）Ｊ、胴の周長がＫの円筒形状の場合、Ｅ‐Ｅ断面と、当該断面が両端になるようにＤ－Ｄ展開面とを考える。まず、ターゲット厚さ方向の組成分析の測定箇所は、Ｅ－Ｅ断面において、図４と同様に考える。すなわち、円筒材の高さＪが図４のＬ２に対応し、円筒材の厚さが図４の厚さｔに対応すると考えて、測定箇所とする。また、スパッタ面内方向の測定箇所は、Ｄ－Ｄ展開面において、図３と同様に考える。すなわち、円筒材の高さＪが図３のＬ２に対応し、円筒材の胴の周長Ｋが図３のＬ１に対応すると考えて、測定箇所とする。長さＪと周長ＫにはＪ＞Ｋ、Ｊ＝Ｋ又はＪ＜Ｋの関係が成立する。円筒形状のターゲットである場合、円筒の胴周の長さは１００～３５０ｍｍであることが好ましく、１５０～３００ｍｍであることがより好ましい。円筒の長さは３００～３０００ｍｍであることが好ましく、５００～２０００ｍｍであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、１～３０ｍｍであることが好ましく、３～２６ｍｍであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。
図５は円筒形状のターゲットの測定箇所を説明するための概念図である。スパッタリングターゲットが円筒形状の場合は、円筒の側面がスパッタ面であり、展開図は長方形又は正方形となることから、（条件２）について図３及び図４の場合と同様に考えることができる。図５においてスパッタリングターゲット４００が、高さ（長さ）Ｊ、胴の周長がＫの円筒形状の場合、Ｅ‐Ｅ断面と、当該断面が両端になるようにＤ－Ｄ展開面とを考える。まず、ターゲット厚さ方向の組成分析の測定箇所は、Ｅ－Ｅ断面において、図４と同様に考える。すなわち、円筒材の高さＪが図４のＬ２に対応し、円筒材の厚さが図４の厚さｔに対応すると考えて、測定箇所とする。また、スパッタ面内方向の測定箇所は、Ｄ－Ｄ展開面において、図３と同様に考える。すなわち、円筒材の高さＪが図３のＬ２に対応し、円筒材の胴の周長Ｋが図３のＬ１に対応すると考えて、測定箇所とする。長さＪと周長ＫにはＪ＞Ｋ、Ｊ＝Ｋ又はＪ＜Ｋの関係が成立する。円筒形状のターゲットである場合、円筒の胴周の長さは１００～３５０ｍｍであることが好ましく、１５０～３００ｍｍであることがより好ましい。円筒の長さは３００～３０００ｍｍであることが好ましく、５００～２０００ｍｍであることがより好ましい。ターゲットの厚さは、１～３０ｍｍであることが好ましく、３～２６ｍｍであることがより好ましい。本実施形態では、大型のターゲットについてより効果が見込める。
【0046】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種が存在している組織を有するか、又は、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相、金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相、及び金属種として希土類元素、チタン族元素及び不可避不純物のみを含む相を、いずれか一種を含む複合相で構成されている組織を有することが好ましい。導電性を向上させたスパッタリングターゲットであって、例えば、ＤＣスパッタリング装置を用いて成膜するときの生産性を向上させるスパッタリングターゲットを提供することである。
【0047】
次に、本実施形態について、スパッタリングターゲットの具体的な微細組織について説明する。スパッタリングターゲットの具体的な微細組織は、例えば、第一の組織～第五の組織とそれらの変形例に分類される。ここで、アルミニウム母相を有する形態は、第二の組織と、第五の組織と、それらの変形例であり、特に、第二の組織とその変形例である第二の組織‐２、及び、第五の組織とその変形例である第五の組織‐２である。
【0048】
［第一の組織］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムと希土類元素（以降、ＲＥとも表記する。）とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素（以降、ＴＩとも表記する。）とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種で構成されている第一の組織を有する。すなわち、第一の組織には、ＡｌとＲＥを含む材料Ａ、ＡｌとＴＩを含む材料Ｂ又はＡｌとＲＥとＴＩを含む材料Ｃが存在する形態、及び、材料Ａと材料Ｂの共存、材料Ａと材料Ｃの共存、材料Ｂと材料Ｃの共存又は材料Ａと材料Ｂと材料Ｃの共存の形態の７通りの材料の組み合わせがある。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムと希土類元素（以降、ＲＥとも表記する。）とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素（以降、ＴＩとも表記する。）とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種で構成されている第一の組織を有する。すなわち、第一の組織には、ＡｌとＲＥを含む材料Ａ、ＡｌとＴＩを含む材料Ｂ又はＡｌとＲＥとＴＩを含む材料Ｃが存在する形態、及び、材料Ａと材料Ｂの共存、材料Ａと材料Ｃの共存、材料Ｂと材料Ｃの共存又は材料Ａと材料Ｂと材料Ｃの共存の形態の７通りの材料の組み合わせがある。
【0049】
本実施形態において、「材料」という用語は、スパッタリングターゲットを構成する材質を意味し、例えば、合金又は窒化物が含まれる。さらに合金には、例えば、固溶体、共晶、金属間化合物が含まれる。なお、窒化物が金属様であると、合金に含むこととしてもよい。
【0050】
［第二の組織］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種が存在している第二の組織を有する。すなわち、第二の組織には、アルミニウム母相中に、第一の組織で挙げた７通りの材料の組み合わせが存在している。すなわち、第二の組織には、アルミニウム母相中に、材料Ａ、材料Ｂ又は材料Ｃが存在する形態、及び、アルミニウム母相中に、材料Ａと材料Ｂの共存、材料Ａと材料Ｃの共存、材料Ｂと材料Ｃの共存又は材料Ａと材料Ｂと材料Ｃの共存がみられる形態の組み合わせがある。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、アルミニウムとチタン族元素とを含む材料及びアルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む材料の少なくともいずれか１種が存在している第二の組織を有する。すなわち、第二の組織には、アルミニウム母相中に、第一の組織で挙げた７通りの材料の組み合わせが存在している。すなわち、第二の組織には、アルミニウム母相中に、材料Ａ、材料Ｂ又は材料Ｃが存在する形態、及び、アルミニウム母相中に、材料Ａと材料Ｂの共存、材料Ａと材料Ｃの共存、材料Ｂと材料Ｃの共存又は材料Ａと材料Ｂと材料Ｃの共存がみられる形態の組み合わせがある。
【0051】
本実施形態において、「アルミニウム母相」という用語は、アルミニウムマトリックスともいうことができる。図６では、第二の組織を例にして、アルミニウム母相の概念を説明している。スパッタリングターゲット１００において、その微細構造は、アルミニウム母相中に、アルミニウムと希土類元素とを含む材料、具体的には、Ａｌ－ＲＥ合金が存在している。すなわち、複数のＡｌ－ＲＥ合金粒子１をＡｌ母相３がつなぎあわせている。Ａｌ－ＲＥ合金粒子１は、Ａｌ－ＲＥ合金の結晶粒２の集合体である。Ａｌ－ＲＥ合金の結晶粒２ａと隣り合うＡｌ－ＲＥ合金の結晶粒２ｂとの境界は、粒界である。Ａｌ母相３は、アルミニウム結晶粒４の集合体である。アルミニウム結晶粒４ａと隣り合うアルミニウム結晶粒４ｂとの境界は、粒界である。このように本実施形態において、「母相」という用語は、複数の金属粒子若しくは合金粒子若しくは窒化物粒子をつなぎ合わせている相を意味し、つなぎ合わせている相自体も結晶粒の集合体である概念である。一般的に、金属間化合物又は窒化物は、金属の特性である電気伝導性や塑性加工性（展延性）が乏しいという特徴がある。スパッタリングターゲットのＡｌ－ＲＥ合金が金属間化合物のみ若しくは窒化物のみ若しくは金属間化合物と窒化物で構成された場合、スパッタリングターゲットの電気伝導性が低下する傾向がある。しかし、アルミニウム（母）相が存在することでスパッタリングターゲット全体としての電気伝導性の低下を防ぐことができる。また、スパッタリングターゲットのＡｌ－ＲＥ合金が金属間化合物のみ若しくは窒化物のみ若しくは金属間化合物と窒化物で構成された場合、スパッタリングターゲットは非常に脆くなる傾向がある。しかし、アルミニウム（母）相が存在することでターゲットの脆さを緩和することができる。
【0052】
［第三の組織］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相と、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方と、を含む複合相で構成されている第三の組織を有する。すなわち、第三の組織には、金属種としてアルミニウムを含む相と金属種として希土類元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態、金属種としてアルミニウムを含む相と金属種としてチタン族元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態、又は金属種としてアルミニウムを含む相と金属種として希土類元素を含む相と金属種としてチタン族元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態の３通りの組み合わせがある。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相と、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方と、を含む複合相で構成されている第三の組織を有する。すなわち、第三の組織には、金属種としてアルミニウムを含む相と金属種として希土類元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態、金属種としてアルミニウムを含む相と金属種としてチタン族元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態、又は金属種としてアルミニウムを含む相と金属種として希土類元素を含む相と金属種としてチタン族元素を含む相とを含む複合相で構成されている形態の３通りの組み合わせがある。
【0053】
不可避不純物としては、例えば、Ｆｅ、Ｎｉなどがあり、不可避不純物の原子％濃度は、例えば、２００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下がより好ましい。
【0054】
本実施形態において、「相」という用語は、固相で、同一組成毎に一纏まりにした集合体、例えば、同一組成の粒子の集合体の概念である。
【0055】
本実施形態において、「複合相」という用語は、「相」が２種以上存在していることの概念である。これらの相は種類ごとに組成が互いに異なる。
【0056】
［第四の組織］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含む相と、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相の少なくともいずれか１つの相と、を含む複合相で構成されている第四の組織を有する。すなわち、第四の組織には、次の２１通りの相の組み合わせが存在している。ここで、アルミニウムと希土類元素とを含む相を相Ｄ、アルミニウムとチタン族元素とを含む相を相Ｅ、アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む相を相Ｆとする。また、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相を相Ｇ、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相を相Ｈ、金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相を相Ｉとする。第四の組織は、次の複合相、すなわち、相Ｄと相Ｇ、相Ｄと相Ｈ、相Ｄと相Ｉ、相Ｄと相Ｇと相Ｈ、相Ｄと相Ｇと相Ｉ、相Ｄと相Ｈと相Ｉ、相Ｄと相Ｇと相Ｈと相Ｉ、相Ｅと相Ｇ、相Ｅと相Ｈ、相Ｅと相Ｉ、相Ｅと相Ｇと相Ｈ、相Ｅと相Ｇと相Ｉ、相Ｅと相Ｈと相Ｉ、相Ｅと相Ｇと相Ｈと相Ｉ、相Ｆと相Ｇ、相Ｆと相Ｈ、相Ｆと相Ｉ、相Ｆと相Ｇと相Ｈ、相Ｆと相Ｇと相Ｉ、相Ｆと相Ｈと相Ｉ、又は相Ｆと相Ｇと相Ｈと相Ｉで構成されている。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムを含み、かつ、希土類元素及びチタン族元素のいずれか一方又は両方をさらに含む相と、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相の少なくともいずれか１つの相と、を含む複合相で構成されている第四の組織を有する。すなわち、第四の組織には、次の２１通りの相の組み合わせが存在している。ここで、アルミニウムと希土類元素とを含む相を相Ｄ、アルミニウムとチタン族元素とを含む相を相Ｅ、アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とを含む相を相Ｆとする。また、金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相を相Ｇ、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相を相Ｈ、金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相を相Ｉとする。第四の組織は、次の複合相、すなわち、相Ｄと相Ｇ、相Ｄと相Ｈ、相Ｄと相Ｉ、相Ｄと相Ｇと相Ｈ、相Ｄと相Ｇと相Ｉ、相Ｄと相Ｈと相Ｉ、相Ｄと相Ｇと相Ｈと相Ｉ、相Ｅと相Ｇ、相Ｅと相Ｈ、相Ｅと相Ｉ、相Ｅと相Ｇと相Ｈ、相Ｅと相Ｇと相Ｉ、相Ｅと相Ｈと相Ｉ、相Ｅと相Ｇと相Ｈと相Ｉ、相Ｆと相Ｇ、相Ｆと相Ｈ、相Ｆと相Ｉ、相Ｆと相Ｇと相Ｈ、相Ｆと相Ｇと相Ｉ、相Ｆと相Ｈと相Ｉ、又は相Ｆと相Ｇと相Ｈと相Ｉで構成されている。
【0057】
［第五の組織］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている第五の組織を有する。第五の組織は、アルミニウム母相中に、次の３通りの相が存在する複合相で構成されている。すなわち、第五の組織は、アルミニウム母相中に相Ｈが存在する複合相、アルミニウム母相中に相Ｉが存在する複合相、又は、アルミニウム母相中に相Ｈと相Ｉとが存在する複合相で構成されている。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウム母相中に、少なくとも、金属種として希土類元素及び不可避不純物のみを含む相及び金属種としてチタン族元素及び不可避不純物のみを含む相のいずれか一方又は両方を含む複合相で構成されている第五の組織を有する。第五の組織は、アルミニウム母相中に、次の３通りの相が存在する複合相で構成されている。すなわち、第五の組織は、アルミニウム母相中に相Ｈが存在する複合相、アルミニウム母相中に相Ｉが存在する複合相、又は、アルミニウム母相中に相Ｈと相Ｉとが存在する複合相で構成されている。
【0058】
本実施形態においても、「アルミニウム母相」という用語は、アルミニウムマトリックスともいうことができる。第五の組織では、スパッタリングターゲットにおいて、その微細構造は、アルミニウム母相中に、相Ｈ、相Ｉ、又は、相Ｈと相Ｉの両方が存在して、複合相をなしている。アルミニウム母相は、アルミニウム結晶粒の集合体であり、アルミニウム結晶粒と隣り合うアルミニウム結晶粒との境界は、粒界である。相Ｈは、例えば、同一組成の粒子の集合体の概念である。相Ｉも同様である。相Ｈと相Ｉの両方が存在する場合には、アルミニウム母相中に、２つの組成の異なる相が存在していることとなる。
【0059】
［第五の組織の変形例］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、第五の組織において、前記複合相がさらに金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相を含んでいる形態を含む。
第五の組織は、アルミニウム母相中に、次の３通りの相が存在する複合相で構成されている。すなわち、この複合相は、アルミニウム母相中に相Ｈと相Ｇとが存在する複合相、アルミニウム母相中に相Ｉと相Ｇとが存在する複合相、又はアルミニウム母相中に相Ｈと相Ｉと相Ｇとが存在する複合相である。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、第五の組織において、前記複合相がさらに金属種としてアルミニウム及び不可避不純物のみを含む相を含んでいる形態を含む。
第五の組織は、アルミニウム母相中に、次の３通りの相が存在する複合相で構成されている。すなわち、この複合相は、アルミニウム母相中に相Ｈと相Ｇとが存在する複合相、アルミニウム母相中に相Ｉと相Ｇとが存在する複合相、又はアルミニウム母相中に相Ｈと相Ｉと相Ｇとが存在する複合相である。
【0060】
第一の組織～第五の組織及び第五の組織の変形例は、次の形態をさらに包含する。
【0061】
［第一の組織‐２］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第一の組織を有し、かつ前記材料が合金である、第一の組織を有し、かつ前記材料が窒化物である、又は第一の組織を有し、かつ前記材料が合金と窒化物の組み合わせである、の形態が例示される。ここで、材料とは、ＡｌとＲＥを含む材料Ａ、ＡｌとＴＩを含む材料Ｂ又はＡｌとＲＥとＴＩを含む材料Ｃが存在する形態、及び、材料Ａと材料Ｂの共存、材料Ａと材料Ｃの共存、材料Ｂと材料Ｃの共存又は材料Ａと材料Ｂと材料Ｃの共存の形態の７通りの材料の組み合わせがある。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第一の組織を有し、かつ前記材料が合金である、第一の組織を有し、かつ前記材料が窒化物である、又は第一の組織を有し、かつ前記材料が合金と窒化物の組み合わせである、の形態が例示される。ここで、材料とは、ＡｌとＲＥを含む材料Ａ、ＡｌとＴＩを含む材料Ｂ又はＡｌとＲＥとＴＩを含む材料Ｃが存在する形態、及び、材料Ａと材料Ｂの共存、材料Ａと材料Ｃの共存、材料Ｂと材料Ｃの共存又は材料Ａと材料Ｂと材料Ｃの共存の形態の７通りの材料の組み合わせがある。
【0062】
［第二の組織‐２］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第二の組織を有し、かつ前記材料が合金である、第二の組織を有し、かつ前記材料が窒化物である、又は、第二の組織を有し、かつ前記材料が合金と窒化物の組み合わせである、の形態が例示される。ここで、材料とは、［第一の組織］で列挙した７通りの材料の組み合わせである。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第二の組織を有し、かつ前記材料が合金である、第二の組織を有し、かつ前記材料が窒化物である、又は、第二の組織を有し、かつ前記材料が合金と窒化物の組み合わせである、の形態が例示される。ここで、材料とは、［第一の組織］で列挙した７通りの材料の組み合わせである。
【0063】
［第三の組織‐２］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第三の組織を有し、かつ前記複合相が金属相の複合である、第三の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相の複合である、又は、第三の組織を有し、かつ前記複合相が金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで「複合相が金属相の複合である」とは、Ａｌ相とＲＥ相とを含む複合相、Ａｌ相とＴＩ相とを含む複合相、又はＡｌ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相を意味する。「複合相が窒化物相の複合である」とは、ＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又はＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相を意味する。また、「複合相が金属相と窒化物相との複合である」とは、例えば、Ａｌ相とＲＥＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相を意味する。なお、価数の表記は省略した。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第三の組織を有し、かつ前記複合相が金属相の複合である、第三の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相の複合である、又は、第三の組織を有し、かつ前記複合相が金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで「複合相が金属相の複合である」とは、Ａｌ相とＲＥ相とを含む複合相、Ａｌ相とＴＩ相とを含む複合相、又はＡｌ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相を意味する。「複合相が窒化物相の複合である」とは、ＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又はＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相を意味する。また、「複合相が金属相と窒化物相との複合である」とは、例えば、Ａｌ相とＲＥＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、ＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相を意味する。なお、価数の表記は省略した。
【0064】
本実施形態において、「金属相」という用語は、単一金属元素からなる相の概念である。
【0065】
本実施形態において、「窒化物相」という用語は、窒化物からなる相の概念である。
【0066】
［第四の組織‐２］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と金属相との複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と窒化物相の複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相と金属相の複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相と別の窒化物相の複合である、又は、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで、金属相とは、相Ｇ、相Ｈ及び相Ｉがそれぞれ窒化又は酸化されずに金属の状態の相である場合であり、合金相とは、相Ｄ、相Ｅ及び相Ｆがそれぞれ窒化又は酸化されずに合金の状態の相である場合であり、窒化物相とは、相Ｇ、相Ｈ、相Ｉ、相Ｄ、相Ｅ及び相Ｆがそれぞれ窒化された相である場合である。また、金属相、合金相及び窒化物相は、それぞれターゲット中に１種類存在する場合と、２種類以上存在する場合があり、さらに金属相、合金相及び窒化物相が複数組み合わさって存在する場合がある。これら形態の例としては、例えば、相Ｄの合金相若しくは相Ｄの窒化物相の少なくとも１つの相に相Ｇの金属相、相Ｇの窒化物相、相Ｈの金属相、相Ｈの窒化物相、相Ｉの金属相、相Ｉの窒化物相の少なくとも１つを含む形態、相Ｅの合金相若しくは相Ｅの窒化物相の少なくとも１つの相に相Ｇの金属相、相Ｇの窒化物相、相Ｈの金属相、相Ｈの窒化物相、相Ｉの金属相、相Ｉの窒化物相の少なくとも１つを含む形態、相Ｆの合金相若しくは相Ｆの窒化物相の少なくとも１つの相に相Ｇの金属相、相Ｇの窒化物相、相Ｈの金属相、相Ｈの窒化物相、相Ｉの金属相、相Ｉの窒化物相の少なくとも１つを含む形態がある。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と金属相との複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と窒化物相の複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相と金属相の複合である、第四の組織を有し、かつ前記複合相が窒化物相と別の窒化物相の複合である、又は、第四の組織を有し、かつ前記複合相が合金相と金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで、金属相とは、相Ｇ、相Ｈ及び相Ｉがそれぞれ窒化又は酸化されずに金属の状態の相である場合であり、合金相とは、相Ｄ、相Ｅ及び相Ｆがそれぞれ窒化又は酸化されずに合金の状態の相である場合であり、窒化物相とは、相Ｇ、相Ｈ、相Ｉ、相Ｄ、相Ｅ及び相Ｆがそれぞれ窒化された相である場合である。また、金属相、合金相及び窒化物相は、それぞれターゲット中に１種類存在する場合と、２種類以上存在する場合があり、さらに金属相、合金相及び窒化物相が複数組み合わさって存在する場合がある。これら形態の例としては、例えば、相Ｄの合金相若しくは相Ｄの窒化物相の少なくとも１つの相に相Ｇの金属相、相Ｇの窒化物相、相Ｈの金属相、相Ｈの窒化物相、相Ｉの金属相、相Ｉの窒化物相の少なくとも１つを含む形態、相Ｅの合金相若しくは相Ｅの窒化物相の少なくとも１つの相に相Ｇの金属相、相Ｇの窒化物相、相Ｈの金属相、相Ｈの窒化物相、相Ｉの金属相、相Ｉの窒化物相の少なくとも１つを含む形態、相Ｆの合金相若しくは相Ｆの窒化物相の少なくとも１つの相に相Ｇの金属相、相Ｇの窒化物相、相Ｈの金属相、相Ｈの窒化物相、相Ｉの金属相、相Ｉの窒化物相の少なくとも１つを含む形態がある。
【0067】
本実施形態において、「合金相」という用語は、合金からなる相の概念である。
【0068】
［第五の組織‐２］
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第五の組織を有し、かつ前記複合相が、アルミニウム母相と、少なくとも１種の金属相との複合である、第五の組織を有し、かつ前記複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも１つの窒化物相との複合である、又は、第五の組織を有し、かつ前記複合相が金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで「少なくとも１種の金属相」とは、相Ｈのみ、相Ｉのみ、又は相Ｈ及び相Ｉの両方を意味する。「複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも１つの窒化物相との複合である」とは、例えば、Ａｌ母相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、を意味する。「複合相が金属相と窒化物相との複合である」とは、例えば、Ａｌ母相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、を意味する。なお、Ｎは窒素元素を意味し、例えば「ＡｌＮ相」は窒化アルミニウム相を意味する。また、窒化物を価数の表記は省略した。
本実施形態に係るスパッタリングターゲットが、第五の組織を有し、かつ前記複合相が、アルミニウム母相と、少なくとも１種の金属相との複合である、第五の組織を有し、かつ前記複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも１つの窒化物相との複合である、又は、第五の組織を有し、かつ前記複合相が金属相と窒化物相との複合である、の形態が例示される。ここで「少なくとも１種の金属相」とは、相Ｈのみ、相Ｉのみ、又は相Ｈ及び相Ｉの両方を意味する。「複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも１つの窒化物相との複合である」とは、例えば、Ａｌ母相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、を意味する。「複合相が金属相と窒化物相との複合である」とは、例えば、Ａｌ母相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、を意味する。なお、Ｎは窒素元素を意味し、例えば「ＡｌＮ相」は窒化アルミニウム相を意味する。また、窒化物を価数の表記は省略した。
【0069】
第五の組織‐２において、前記複合相がさらに窒化アルミニウム相を含む窒化物相の複合である形態が包含される。すなわち、第五の組織‐２における複合相は、第五の組織において列挙した形態例のそれぞれにおいて、さらにＡｌＮ相が追加された複合相である。具体的には、第五の組織‐２のうち、本実施形態として、特に、
（１）「複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも１つの窒化物相との複合である」が、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、である場合と、
（２）「複合相が金属相と窒化物相との複合である」が、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、である場合とが包含される。
（１）「複合相が、アルミニウム母相と、窒化アルミニウム相、希土類元素の窒化物相及びチタン族元素の窒化物相のうち少なくとも１つの窒化物相との複合である」が、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、である場合と、
（２）「複合相が金属相と窒化物相との複合である」が、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、又は、Ａｌ母相とＡｌＮ相とＲＥ相とＲＥＮ相とＴＩ相とＴＩＮ相とを含む複合相、である場合とが包含される。
【0070】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも２種の元素からなる金属間化合物が存在していることが好ましい。例えば、第一の組織又は第二の組織において、スパッタリングターゲット中に、このような金属間化合物が存在する。また、第四の組織において合金相が存在する場合には、合金相に金属間化合物が存在する。単体のアルミニウム、単体の希土類元素、単体のチタン族元素の箇所を少なくすることにより組成のバラツキを抑制することができる。また、ターゲットが金属単体の組み合わせから構成されている場合、スパッタの際には単体毎のスパッタレートが適用され、差が顕著に出るため、均質な膜が得られにくいところ、ターゲットに金属間化合物が存在していると金属元素間のスパッタレートの差異が緩和され、得られる膜の組成ムラが小さくなる。
【0071】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、前記金属間化合物が１種、２種、３種又は４種存在していてもよい。例えば、第一の組織、第二の組織又は第四の組織において合金相が存在する場合において、スパッタリングターゲット中に、金属種の種類の数に応じて１種、２種、３種又は４種の金属間化合物が存在する。ターゲットが金属単体の組み合わせから構成されている場合、スパッタの際には単体毎のスパッタレートが適用され、差が顕著に出るため、均質な膜が得られにくいところ、金属間化合物が１種類又は複数種類存在することで、金属元素間のスパッタレートの差異がより緩和され、得られる膜の組成ムラがより小さくなる。
【0072】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記スパッタリングターゲット中に、アルミニウム、希土類元素及びチタン族元素から選ばれた少なくとも１種の元素の窒化物が１種類以上存在していてもよい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Ｑ値化することができる。例えば、第一の組織～第五の組織において、いずれも、窒素元素を導入することによって、窒化物が存在する。窒化物の種類は、金属種の種類の数に応じて１種、２種、３種又は４種、又はそれ以上の数が存在する。
【0073】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記希土類元素は、スカンジウム及びイットリウムのうち、少なくともいずれか一種であることが好ましい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Ｑ値化することができる。希土類元素として、スカンジウムのみ、イットリウムのみ、又は、スカンジウムとイットリウムの両方の組み合わせが存在する。希土類元素としてスカンジウムとイットリウムの両方を含むとき、例えば、Ａｌ－Ｓｃ－Ｙ材料又はＡｌ－Ｓｃ－Ｙ相が存在する形態のほか、Ａｌ－Ｓｃ材料、Ａｌ－Ｙ材料及びＡｌ－Ｓｃ－Ｙ材料の少なくとも２種の材料が同時に存在する形態、又は、Ａｌ－Ｓｃ相、Ａｌ－Ｙ相及びＡｌ－Ｓｃ－Ｙ相の少なくとも２種の相が同時に存在する形態がある。
【0074】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットでは、前記チタン族元素は、チタン、ジルコニウム及びハフニウムのうち、少なくともいずれか一種であることが好ましい。圧電素子の窒化膜を形成したときに、圧電素子の高温化に対応するとともに高Ｑ値化することができる。チタン族元素としては、チタンのみ、ジルコニウムのみ、ハフニウムのみ、チタンとジルコニウム、チタンとハフニウム、ジルコニウムとハフニウム、又は、チタンとジルコニウムとハフニウム、の場合が存在する。チタン族元素として、例えば、チタンとジルコニウムの両方を含むとき、例えば、Ａｌ－Ｔｉ－Ｚｒ材料又はＡｌ－Ｔｉ－Ｚｒ相が存在する形態のほか、Ａｌ－Ｔｉ材料、Ａｌ－Ｚｒ材料及びＡｌ－Ｔｉ－Ｚｒ材料の少なくとも２種の材料が同時に存在する形態、又は、Ａｌ－Ｔｉ相、Ａｌ－Ｚｒ相及びＡｌ－Ｔｉ－Ｚｒ相の少なくとも２種の相が同時に存在する形態がある。また、チタンとハフニウムの両方を含むとき、例えば、Ａｌ－Ｔｉ－Ｈｆ材料又はＡｌ－Ｔｉ－Ｈｆ相が存在する形態のほか、Ａｌ－Ｔｉ材料、Ａｌ－Ｈｆ材料及びＡｌ－Ｔｉ－Ｈｆ材料の少なくとも２種の材料が同時に存在する形態、又は、Ａｌ－Ｔｉ相、Ａｌ－Ｈｆ相及びＡｌ－Ｔｉ－Ｈｆ相の少なくとも２種の相が同時に存在する形態がある。また、ジルコニウムとハフニウムの両方を含むとき、例えば、Ａｌ－Ｚｒ－Ｈｆ材料又はＡｌ－Ｚｒ－Ｈｆ相が存在する形態のほか、Ａｌ－Ｚｒ材料、Ａｌ－Ｈｆ材料及びＡｌ－Ｚｒ－Ｈｆ材料の少なくとも２種の材料が同時に存在する形態、又は、Ａｌ－Ｚｒ相、Ａｌ－Ｈｆ相及びＡｌ－Ｚｒ－Ｈｆ相の少なくとも２種の相が同時に存在する形態がある。チタンとジルコニウムとハフニウムを含むとき、例えば、Ａｌ－Ｔｉ－Ｚｒ‐Ｈｆ材料又はＡｌ－Ｔｉ－Ｚｒ‐Ｈｆ相が存在する形態のほか、Ａｌ－Ｔｉ材料、Ａｌ－Ｚｒ材料、Ａｌ－Ｈｆ材料、Ａｌ－Ｔｉ－Ｚｒ材料、Ａｌ－Ｔｉ－Ｈｆ材料、Ａｌ－Ｚｒ－Ｈｆ材料及びＡｌ－Ｔｉ－Ｚｒ－Ｈｆ材料の少なくとも２種の材料が同時に存在する形態、又は、Ａｌ－Ｔｉ相、Ａｌ－Ｚｒ相、Ａｌ－Ｈｆ相、Ａｌ－Ｔｉ－Ｚｒ相、Ａｌ－Ｔｉ－Ｈｆ相、Ａｌ－Ｚｒ－Ｈｆ相及びＡｌ－Ｔｉ－Ｚｒ－Ｈｆ相の少なくとも２種の相が同時に存在する形態、さらに、上記の形態において、ＡｌのほかＴｉ、Ｚｒ及びＨｆのうち２種を含む材料若しくは相がさらに加わった形態、ＡｌのほかＴｉ、Ｚｒ及びＨｆのうち１種を含む材料若しくは相がさらに加わった形態、がある。
【0075】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムに含有する希土類元素としてスカンジウム、イットリウムなどが挙げられ、アルミニウムに含有するチタン族元素としてチタン、ジルコニウム、ハフニウムなどが挙げられる。ターゲット中のスカンジウムの含有量は、５～７５原子％が好ましい。より好ましくは、１０～５０原子％である。ターゲット中のイットリウムの含有量は、５～７５原子％が好ましい。より好ましくは、１０～５０原子％である。ターゲット中のチタンの含有量は、５～７５原子％が好ましい。より好ましくは、１０～５０原子％である。ターゲット中のジルコニウムの含有量は、５～７５原子％が好ましい。より好ましくは、１０～５０原子％である。ターゲット中のハフニウムの含有量は、５～７５原子％が好ましい。より好ましくは、１０～５０原子％である。本実施形態に係るスパッタリングターゲットは、アルミニウムとともに、上記各元素が上記含有量を満たすように、少なくとも１種類以上、含有される。
【0076】
アルミニウムに希土類元素、チタン族元素を含有する合金を形成する場合は、まず、前記の組成範囲においてアルミニウム－スカンジウム合金、アルミニウム－イットリウム合金などのアルミニウム－希土類元素合金を形成する。次に、前記の組成範囲においてアルミニウム－チタン合金、アルミニウム－ジルコニウム合金、アルミニウム－ハフニウム合金などのアルミニウム－チタン族元素の合金を形成する。その後、前記アルミニウム－希土類元素の合金と前記アルミニウム－チタン族元素の合金のそれぞれの含有量を調整しながら混合することによりアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金を形成する。また、前記のように２元合金を混合して３元合金を形成せずに、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金を直接形成してもよい。スパッタリングターゲットにおける金属間化合物の形成やスパッタリング時の窒化膜の形成によって高温においても高Ｑ値が得られる圧電膜を形成することができる。
【0077】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法について説明する。本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法は、（１）アルミニウムと希土類元素とからなる原料、（２）アルミニウムとチタン族元素とからなる原料、又は、（３）アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とからなる原料と、を製造する第１工程と、前記第１工程で製造された原料から（１）アルミニウムと希土類元素との合金粉末（アルミニウム－希土類元素）、（２）アルミニウムとチタン族元素との合金粉末（アルミニウム－チタン族元素）、又は、（３）アルミニウムと希土類元素とチタン族元素との合金粉末（アルミニウム－希土類元素－チタン族元素）を製造する第２工程と、前記第２工程で得た粉末から（１）アルミニウム－希土類元素の焼結体、（２）アルミニウム－チタン族元素の焼結体、（３）アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の焼結体を得る第３工程と、を有する。また、アルミニウム母相を含むスパッタリングターゲットを製造する場合には、スパッタリングターゲットの製造方法は、主として母相となる予定のアルミニウム原料と、主として母相中に存在する材料又は相となる予定の原料として（１）アルミニウムと希土類元素とからなる原料、（２）アルミニウムとチタン族元素とからなる原料、又は、（３）アルミニウムと希土類元素とチタン族元素とからなる原料と、を製造する第１工程と、前記第１工程で製造された原料から主として母相となる予定のアルミニウム粉末と、主として母相中に存在する材料又は相となる予定の合金粉末として（１）アルミニウムと希土類元素との合金粉末（アルミニウム－希土類元素）、（２）アルミニウムとチタン族元素との合金粉末（アルミニウム－チタン族元素）、又は、（３）アルミニウムと希土類元素とチタン族元素との合金粉末（アルミニウム－希土類元素－チタン族元素）と、を製造する第２工程と、前記第２工程で得た粉末から（１）アルミニウムとアルミニウム－希土類元素の焼結体、（２）アルミニウムとアルミニウム－チタン族元素の焼結体、又は、（３）アルミニウムとアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の焼結体、を得る第３工程と、を有する。
【0078】
［第１工程］
この工程は、第２工程でアルミニウム－希土類元素の合金粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金粉末若しくはアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を製造するときに使用する原料を作製する工程である。第１工程において作製する、粉末を製造するための原料（以降、単に「原料」ともいう。）は、（１Ａ）出発原材料として合金ターゲットの構成元素の単金属をそれぞれ準備し、これを混合して原料とする形態、（２Ａ）出発原材料として合金ターゲットと同じ組成の合金を準備してこれを原料とする形態、又は（３Ａ）出発原材料として合金ターゲットと構成元素は同じ又は一部欠落していて、組成比が所望の組成比とはずれている合金と、所望の組成に調整するために配合される単金属とを準備してこれらを混合して原料とする形態、が例示される。出発原材料として、アルミニウムと希土類元素、アルミニウムとチタン族元素、又はアルミニウムと希土類元素とチタン族元素のいずれかを溶解装置に投入し、溶解して、アルミニウム－希土類元素の合金の原料、アルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又は、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料を作製する。溶解した後に、アルミニウム－希土類元素の合金の原料、アルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料の中に不純物が多量に混入しないように溶解装置に使用する装置や容器の材質も不純物が少ないものを用いることが好ましい。溶解法としては、以下の溶解温度に対応可能な方法を選択する。溶解温度としては、１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素の合金、１３００～１８００℃でアルミニウム－チタン族元素の合金、又は１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金を加熱する。溶解装置内の雰囲気としては真空度が１×１０‐２Ｐａ以下の真空雰囲気、水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する不活性ガス雰囲気などとする。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウムの原料を製造する場合には、７００～９００℃でアルミニウムを加熱し、溶解装置に投入して他の原料と同様に製造する。
この工程は、第２工程でアルミニウム－希土類元素の合金粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金粉末若しくはアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を製造するときに使用する原料を作製する工程である。第１工程において作製する、粉末を製造するための原料（以降、単に「原料」ともいう。）は、（１Ａ）出発原材料として合金ターゲットの構成元素の単金属をそれぞれ準備し、これを混合して原料とする形態、（２Ａ）出発原材料として合金ターゲットと同じ組成の合金を準備してこれを原料とする形態、又は（３Ａ）出発原材料として合金ターゲットと構成元素は同じ又は一部欠落していて、組成比が所望の組成比とはずれている合金と、所望の組成に調整するために配合される単金属とを準備してこれらを混合して原料とする形態、が例示される。出発原材料として、アルミニウムと希土類元素、アルミニウムとチタン族元素、又はアルミニウムと希土類元素とチタン族元素のいずれかを溶解装置に投入し、溶解して、アルミニウム－希土類元素の合金の原料、アルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又は、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料を作製する。溶解した後に、アルミニウム－希土類元素の合金の原料、アルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料の中に不純物が多量に混入しないように溶解装置に使用する装置や容器の材質も不純物が少ないものを用いることが好ましい。溶解法としては、以下の溶解温度に対応可能な方法を選択する。溶解温度としては、１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素の合金、１３００～１８００℃でアルミニウム－チタン族元素の合金、又は１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金を加熱する。溶解装置内の雰囲気としては真空度が１×１０‐２Ｐａ以下の真空雰囲気、水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する不活性ガス雰囲気などとする。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウムの原料を製造する場合には、７００～９００℃でアルミニウムを加熱し、溶解装置に投入して他の原料と同様に製造する。
【0079】
合金粉末の原料の形態は、前記（１Ａ）（２Ａ）（３Ａ）で記載した３つの原料形態のほか、合金粒又は合金塊であっても良く、或いは粉末、粒、塊の組合せであってもよい。粉末、粒、塊は、粒径の違いを表現したものであるが、いずれであっても、第２工程による粉末製造装置で使用できれば特に粒径の制限はない。具体的には、第２工程の粉末製造装置内で原料を溶解するため、粉末製造装置に供給可能な原料の大きさであれば特に制限はない。
【0080】
［第２工程］
この工程は、アルミニウム－希土類元素の合金粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金粉末、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を製造する工程である。第１工程で製造したアルミニウム－希土類元素の合金の原料、アルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又は、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料のうち少なくとも一種の原料を粉末製造装置に投入し、溶解して溶湯とした後、溶湯にガスや水などを吹き付け、溶湯を飛散させて急冷凝固して粉末を作製する。溶解した後にアルミニウム－希土類元素の合金の粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金の粉末、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の粉末の中に不純物が多量に混入しないように粉末製造装置に使用する装置や容器の材質も不純物が少ないものを用いることが好ましい。溶解法としては、以下の溶解温度に対応可能な方法を選択する。溶解温度としては、１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素の合金の原料、１３００～１８００℃でアルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又は、１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料を加熱する。粉末製造装置内の雰囲気としては真空度が１×１０‐２Ｐａ以下の真空雰囲気、水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する不活性ガス雰囲気などで行う。吹き付けを行うときの溶湯の温度としては、「アルミニウム－希土類元素の合金、アルミニウム－チタン族元素の合金、又は、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金のそれぞれの融点＋１００℃以上」で行うことが好ましく、「アルミニウム－希土類元素の合金、アルミニウム－チタン族元素の合金、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金のそれぞれの融点＋１５０～２５０℃」で行うことがより好ましい。温度が高すぎると造粒中の冷却が十分に行われず、粉末となりにくく、生産の効率が良くないためである。また、温度が低すぎると、噴射時のノズル詰まりが発生しやすくなる問題が生じやすい。吹き付けを行うときのガスは窒素、アルゴンなどを用いるがこれに限定されない。合金粉末の場合、急冷凝固することによって合金粉末の金属間化合物の析出が溶解法のときと比較して抑えられ、海島構造の島に相当する析出粒子径が小さくなることがあり、合金粉体の段階において既にその状態が得られ、焼結した後やターゲットを形成したときにおいても維持される。急冷された粉末は、第１工程で準備したアルミニウムと希土類元素、アルミニウムとチタン族元素、又は、アルミニウムと希土類元素とチタン族元素の元素比となる。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウムの粉末を製造する場合には、７００～９００℃でアルミニウムを加熱し、溶解装置に投入して他の粉末と同様に製造する。
この工程は、アルミニウム－希土類元素の合金粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金粉末、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を製造する工程である。第１工程で製造したアルミニウム－希土類元素の合金の原料、アルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又は、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料のうち少なくとも一種の原料を粉末製造装置に投入し、溶解して溶湯とした後、溶湯にガスや水などを吹き付け、溶湯を飛散させて急冷凝固して粉末を作製する。溶解した後にアルミニウム－希土類元素の合金の粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金の粉末、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の粉末の中に不純物が多量に混入しないように粉末製造装置に使用する装置や容器の材質も不純物が少ないものを用いることが好ましい。溶解法としては、以下の溶解温度に対応可能な方法を選択する。溶解温度としては、１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素の合金の原料、１３００～１８００℃でアルミニウム－チタン族元素の合金の原料、又は、１３００～１８００℃でアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の原料を加熱する。粉末製造装置内の雰囲気としては真空度が１×１０‐２Ｐａ以下の真空雰囲気、水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する不活性ガス雰囲気などで行う。吹き付けを行うときの溶湯の温度としては、「アルミニウム－希土類元素の合金、アルミニウム－チタン族元素の合金、又は、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金のそれぞれの融点＋１００℃以上」で行うことが好ましく、「アルミニウム－希土類元素の合金、アルミニウム－チタン族元素の合金、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金のそれぞれの融点＋１５０～２５０℃」で行うことがより好ましい。温度が高すぎると造粒中の冷却が十分に行われず、粉末となりにくく、生産の効率が良くないためである。また、温度が低すぎると、噴射時のノズル詰まりが発生しやすくなる問題が生じやすい。吹き付けを行うときのガスは窒素、アルゴンなどを用いるがこれに限定されない。合金粉末の場合、急冷凝固することによって合金粉末の金属間化合物の析出が溶解法のときと比較して抑えられ、海島構造の島に相当する析出粒子径が小さくなることがあり、合金粉体の段階において既にその状態が得られ、焼結した後やターゲットを形成したときにおいても維持される。急冷された粉末は、第１工程で準備したアルミニウムと希土類元素、アルミニウムとチタン族元素、又は、アルミニウムと希土類元素とチタン族元素の元素比となる。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウムの粉末を製造する場合には、７００～９００℃でアルミニウムを加熱し、溶解装置に投入して他の粉末と同様に製造する。
【0081】
［第３工程］
この工程は、第２工程で得た粉末からターゲットとなる焼結体を得る工程である。焼結法としては、ホットプレス法（以下、ＨＰともいう。）、放電プラズマ焼結法（以下、ＳＰＳともいう。）、又は熱間等方圧焼結法（以下、ＨＩＰともいう）によって焼結を行う。第２工程で得たアルミニウム－希土類元素の合金粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金粉末、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を用いて焼結する。焼結するときに用いる粉末は以下のケースである。
（１Ｂ）アルミニウム－希土類元素の合金の場合はアルミニウム－希土類元素の合金粉末を用いる。
（２Ｂ）アルミニウム－チタン族元素の合金の場合はアルミニウム－チタン族元素の合金粉末を用いる。
（３Ｂ）アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の場合は、例えば、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を用いるか、アルミニウム－希土類元素の合金粉末とアルミニウム－チタン族元素の合金粉末の２種類を混合した混合粉末を用いる。
前記（１Ｂ）～（３Ｂ）で示したいずれかの粉末を型に詰め、１０～３０ＭＰａの予備加圧で粉末を型とパンチ等で密閉してから焼結することが好ましい。このとき、焼結温度を７００～１３００℃とすることが好ましく、加圧力は、４０～１９６ＭＰａとすることが好ましい。焼結装置内の雰囲気としては真空度が１×１０‐２Ｐａ以下の真空雰囲気、水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する不活性ガス雰囲気などで行う。水素ガスは０．１ｖｏｌ％以上は含まれていることが好ましい。保持時間（焼結温度の最高温度の保持時間）は、２時間以下が好ましく、より好ましくは１時間以下、さらに好ましくは保持時間なしが好ましい。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウム粉末を上記（１Ｂ）、（２Ｂ）又は（３Ｂ）の合金粉末に混合させる場合には、焼結温度を５００～６００℃とする以外は同様の条件で焼結することが好ましい。
この工程は、第２工程で得た粉末からターゲットとなる焼結体を得る工程である。焼結法としては、ホットプレス法（以下、ＨＰともいう。）、放電プラズマ焼結法（以下、ＳＰＳともいう。）、又は熱間等方圧焼結法（以下、ＨＩＰともいう）によって焼結を行う。第２工程で得たアルミニウム－希土類元素の合金粉末、アルミニウム－チタン族元素の合金粉末、又はアルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を用いて焼結する。焼結するときに用いる粉末は以下のケースである。
（１Ｂ）アルミニウム－希土類元素の合金の場合はアルミニウム－希土類元素の合金粉末を用いる。
（２Ｂ）アルミニウム－チタン族元素の合金の場合はアルミニウム－チタン族元素の合金粉末を用いる。
（３Ｂ）アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金の場合は、例えば、アルミニウム－希土類元素－チタン族元素の合金粉末を用いるか、アルミニウム－希土類元素の合金粉末とアルミニウム－チタン族元素の合金粉末の２種類を混合した混合粉末を用いる。
前記（１Ｂ）～（３Ｂ）で示したいずれかの粉末を型に詰め、１０～３０ＭＰａの予備加圧で粉末を型とパンチ等で密閉してから焼結することが好ましい。このとき、焼結温度を７００～１３００℃とすることが好ましく、加圧力は、４０～１９６ＭＰａとすることが好ましい。焼結装置内の雰囲気としては真空度が１×１０‐２Ｐａ以下の真空雰囲気、水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する窒素ガス雰囲気あるいは水素ガスを４ｖｏｌ％以下含有する不活性ガス雰囲気などで行う。水素ガスは０．１ｖｏｌ％以上は含まれていることが好ましい。保持時間（焼結温度の最高温度の保持時間）は、２時間以下が好ましく、より好ましくは１時間以下、さらに好ましくは保持時間なしが好ましい。アルミニウム母相をターゲット中に含ませる場合などにおいて、アルミニウム粉末を上記（１Ｂ）、（２Ｂ）又は（３Ｂ）の合金粉末に混合させる場合には、焼結温度を５００～６００℃とする以外は同様の条件で焼結することが好ましい。
【0082】
少なくとも第１工程から第３工程を経ることにより、スパッタリングターゲットの面内方向及び厚さ方向の組成ずれを抑え、薄膜形成時に影響を及ぼす不純物の含有量が少ないスパッタリングターゲットを作製することができる。さらに、塩素の含有量の少ないスパッタリングターゲットを作製することができる。
【0083】
本実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法では、次のような変形例も包含される。すなわち第１工程において、主として母相となる予定のアルミニウム原料と、主として母相中に存在する材料又は相となる予定の原料として（１）希土類元素原料、（２）チタン族元素原料、又は、（３）希土類元素とチタン族元素とからなる原料と、を製造してもよい。第２工程において、前記第１工程で製造された原料をそれぞれアトマイズ粉末としてもよい。第３工程では、第１工程で得られた原料又は第２工程で得られた粉末から（１）アルミニウムと希土類元素の焼結体、（２）アルミニウムとチタン族元素の焼結体、又は、（３）アルミニウムと希土類元素－チタン族元素の焼結体、を得る。
【0084】
本実施形態において、（条件１）及び（条件２）における組成分析の方法は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ）、蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）などがあるが、ＥＤＳによる組成分析が好ましい。
【実施例】
【0085】
以下、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。
【0086】
（実施例１）
純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＳｃ原料を粉末製造装置に投入し、次に、粉末製造装置内を５×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気に調整して、溶解温度１７００℃でＡｌ原料とＳｃ原料を溶解して溶湯とし、次に、アルゴンガスを溶湯に吹き付け、溶湯を飛散させて急冷凝固して、粒子径が１５０μｍ以下のＡｌ－４０原子％Ｓｃ粉末（この場合、Ａｌは６０原子％Ａｌであるが、Ａｌの原子百分率の記載を省略している。以降も同様。）を作製した。その後、Ａｌ－４０原子％Ｓｃ粉末を放電プラズマ焼結（以降、ＳＰＳ焼結ともいう。）用のカーボン型に充填した。次に１０ＭＰａの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をＳＰＳ装置（型番：ＳＰＳ－８２５、ＳＰＳシンテックス社製）に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を５５０℃、加圧力３０ＭＰａ、焼結装置内の雰囲気を８×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を０時間、の条件で焼結を実施した。Ａｌ－４０原子％Ｓｃ焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、実施例１のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを作製した。次に、Ａｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの断面を、電子顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。観察した電子顕微鏡の画像を図７に示す。図７の画像の横辺の長さは２５０μｍである。図７の結果、コントラストに濃淡が小さく、金属間化合物が微細であるとともに均一に分散されていることが確認できた。また、図７の電子顕微鏡の画像の結果、ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットについて、質量分析装置（型番：Ｅｌｅｍｅｎｔ ＧＤ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は５．６ｐｐｍであった。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを用い、スパッタ装置（型番ＭＰＳ－６０００－Ｃ４、ＵＬＶＡＣ社製）を用いてΦ７６．２ｍｍ×５ｍｍｔの単結晶Ｓｉ基板上に成膜した。成膜条件は、スパッタ装置内を真空引きして成膜前到達真空度が５×１０－５Ｐａ以下に到達後、Ａｒガスを用いてスパッタ装置内の圧力を０．１３Ｐａに調整した。その後、単結晶Ｓｉ基板を３００℃に加熱しながらＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットのスパッタ電力を１５０Ｗに調整し、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このときＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＳｃ原料を粉末製造装置に投入し、次に、粉末製造装置内を５×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気に調整して、溶解温度１７００℃でＡｌ原料とＳｃ原料を溶解して溶湯とし、次に、アルゴンガスを溶湯に吹き付け、溶湯を飛散させて急冷凝固して、粒子径が１５０μｍ以下のＡｌ－４０原子％Ｓｃ粉末（この場合、Ａｌは６０原子％Ａｌであるが、Ａｌの原子百分率の記載を省略している。以降も同様。）を作製した。その後、Ａｌ－４０原子％Ｓｃ粉末を放電プラズマ焼結（以降、ＳＰＳ焼結ともいう。）用のカーボン型に充填した。次に１０ＭＰａの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をＳＰＳ装置（型番：ＳＰＳ－８２５、ＳＰＳシンテックス社製）に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を５５０℃、加圧力３０ＭＰａ、焼結装置内の雰囲気を８×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を０時間、の条件で焼結を実施した。Ａｌ－４０原子％Ｓｃ焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、実施例１のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを作製した。次に、Ａｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの断面を、電子顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。観察した電子顕微鏡の画像を図７に示す。図７の画像の横辺の長さは２５０μｍである。図７の結果、コントラストに濃淡が小さく、金属間化合物が微細であるとともに均一に分散されていることが確認できた。また、図７の電子顕微鏡の画像の結果、ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットについて、質量分析装置（型番：Ｅｌｅｍｅｎｔ ＧＤ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は５．６ｐｐｍであった。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを用い、スパッタ装置（型番ＭＰＳ－６０００－Ｃ４、ＵＬＶＡＣ社製）を用いてΦ７６．２ｍｍ×５ｍｍｔの単結晶Ｓｉ基板上に成膜した。成膜条件は、スパッタ装置内を真空引きして成膜前到達真空度が５×１０－５Ｐａ以下に到達後、Ａｒガスを用いてスパッタ装置内の圧力を０．１３Ｐａに調整した。その後、単結晶Ｓｉ基板を３００℃に加熱しながらＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットのスパッタ電力を１５０Ｗに調整し、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このときＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
【0087】
（実施例２）
実施例１において、Ａｌ－４０原子％Ｓｃ粉末の代わりに粒子径が１５０μｍ以下のＡｌ－３０原子％Ｓｃ粉末を製造し、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりにΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを製造した以外は、同様にして、実施例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを得た。次に、実施例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットについて実施例１と同様にして塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は３．７ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに実施例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－３０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このときＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
実施例１において、Ａｌ－４０原子％Ｓｃ粉末の代わりに粒子径が１５０μｍ以下のＡｌ－３０原子％Ｓｃ粉末を製造し、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりにΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを製造した以外は、同様にして、実施例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを得た。次に、実施例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットについて実施例１と同様にして塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は３．７ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに実施例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－３０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このときＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
【0088】
（参考例３）
実施例１において、純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＳｃ原料を用いる代わりに純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＴｉ原料を用いた以外は同様にして、粒子径が１５０μｍ以下のＡｌ－４０原子％Ｔｉ粉末を作製した。次に実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりにΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを製造した以外は、実施例１と同様にして、参考例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを得た。次に、参考例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットについて実施例１と同様にして塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は４．０ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＴｉとＡｌＴｉの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに参考例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｔｉ膜を厚さ１μｍで形成した。このときＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
実施例１において、純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＳｃ原料を用いる代わりに純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＴｉ原料を用いた以外は同様にして、粒子径が１５０μｍ以下のＡｌ－４０原子％Ｔｉ粉末を作製した。次に実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりにΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを製造した以外は、実施例１と同様にして、参考例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを得た。次に、参考例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットについて実施例１と同様にして塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は４．０ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＴｉとＡｌＴｉの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに参考例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｔｉ膜を厚さ１μｍで形成した。このときＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
【0089】
（比較例１）
粒子径が１５０μｍ以下、純度３Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度２ＮのＳｃ粉末とを用いてＡｌ－４０原子％Ｓｃとなるように各粉末の量を調整の上、混合を行った。その後、Ａｌ－４０原子％Ｓｃ混合粉末をＳＰＳ焼結用のカーボン型に充填した。次に１０ＭＰａの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をＳＰＳ装置（型番：ＳＰＳ－８２５、ＳＰＳシンテックス社製）に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を５５０℃、加圧力３０ＭＰａ、焼結装置内の雰囲気を８×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を０時間、の条件で焼結を実施した。焼結後のＡｌ－４０原子％Ｓｃ焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、比較例１のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを作製した。次に、比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットについて実施例１と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は１４６ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。実施例１と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
粒子径が１５０μｍ以下、純度３Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度２ＮのＳｃ粉末とを用いてＡｌ－４０原子％Ｓｃとなるように各粉末の量を調整の上、混合を行った。その後、Ａｌ－４０原子％Ｓｃ混合粉末をＳＰＳ焼結用のカーボン型に充填した。次に１０ＭＰａの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をＳＰＳ装置（型番：ＳＰＳ－８２５、ＳＰＳシンテックス社製）に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を５５０℃、加圧力３０ＭＰａ、焼結装置内の雰囲気を８×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を０時間、の条件で焼結を実施した。焼結後のＡｌ－４０原子％Ｓｃ焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、比較例１のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを作製した。次に、比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットについて実施例１と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は１４６ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。実施例１と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
【0090】
（比較例２）
比較例１において、Ａｌ－４０原子％Ｓｃの代わりにＡｌ－３０原子％Ｓｃとなるように各粉末の量を調整した以外は同様にして、比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに、比較例２のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを作製した。次に、比較例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットについて実施例１と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は１８０ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに比較例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－３０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき比較例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。実施例２と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
比較例１において、Ａｌ－４０原子％Ｓｃの代わりにＡｌ－３０原子％Ｓｃとなるように各粉末の量を調整した以外は同様にして、比較例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに、比較例２のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを作製した。次に、比較例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットについて実施例１と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は１８０ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＳｃとＡｌＳｃの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに比較例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－３０原子％Ｓｃ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき比較例２のＡｌ－３０原子％Ｓｃターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。実施例２と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
【0091】
（比較例３）
比較例１において、粒子径が１５０μｍ以下、純度３Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度２ＮのＳｃ粉末とを用いてＡｌ－４０原子％Ｓｃとなるように各粉末の量を調整する代わりに、粒子径が１５０μｍ以下、純度３Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度２ＮのＴｉ粉末とを用いてＡｌ－４０原子％Ｔｉとなるように各粉末の量を調整した以外は同様にして、比較例３のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを作製した。次に、比較例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットについて実施例１と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は２１６ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＴｉとＡｌＴｉの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに比較例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｔｉ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき比較例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。参考例３と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
比較例１において、粒子径が１５０μｍ以下、純度３Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度２ＮのＳｃ粉末とを用いてＡｌ－４０原子％Ｓｃとなるように各粉末の量を調整する代わりに、粒子径が１５０μｍ以下、純度３Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度２ＮのＴｉ粉末とを用いてＡｌ－４０原子％Ｔｉとなるように各粉末の量を調整した以外は同様にして、比較例３のΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを作製した。次に、比較例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットについて実施例１と同様に塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は２１６ｐｐｍであった。ターゲットは、Ａｌ２ＴｉとＡｌＴｉの二種類の金属間化合物からなり、第一の組織を有していた。次に、実施例１のＡｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの代わりに比較例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットを用いた以外は実施例１と同様にして、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－４０原子％Ｔｉ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき比較例３のＡｌ－４０原子％Ｔｉターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧が安定せず、異常放電が確認された。参考例３と比較して異常放電が発生した原因としては、スパッタリングターゲット中の塩素が成膜時における加熱によって放出されたことが考えられる。
【0092】
（比較例４）
純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＳｃ原料をＡｌ－４０原子％Ｓｃとなるように秤量し、アーク溶解装置（ＵＬＶＡＣ社製 ＡＭＥ－３００型）にて溶解し、６０ｍｍ角×６ｍｍ程度の溶解した板を得た。次にこの板を機械加工してΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのスパッタリングターゲットを作製しようと試みたが、研削加工では板の外周に欠けが発生し、ワイヤー放電加工による切断加工では板にクラックが発生し、スパッタリングターゲットを作製することができなかった。クラックが発生した原因を確認するために、Ａｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの断面を、電子顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。観察した電子顕微鏡の画像を図８に示す。図８の画像の横辺の長さは２５０μｍである。図８の結果、上端の不連続な表面がターゲット加工面であるが、金属間化合物の内部に割れが確認できた。そのため、粗大化した金属間化合物の粒子を起点にクラックが入りやすく、加工性が悪くなったものと考えられる。
純度４ＮのＡｌ原料と純度３ＮのＳｃ原料をＡｌ－４０原子％Ｓｃとなるように秤量し、アーク溶解装置（ＵＬＶＡＣ社製 ＡＭＥ－３００型）にて溶解し、６０ｍｍ角×６ｍｍ程度の溶解した板を得た。次にこの板を機械加工してΦ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのスパッタリングターゲットを作製しようと試みたが、研削加工では板の外周に欠けが発生し、ワイヤー放電加工による切断加工では板にクラックが発生し、スパッタリングターゲットを作製することができなかった。クラックが発生した原因を確認するために、Ａｌ－４０原子％Ｓｃターゲットの断面を、電子顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。観察した電子顕微鏡の画像を図８に示す。図８の画像の横辺の長さは２５０μｍである。図８の結果、上端の不連続な表面がターゲット加工面であるが、金属間化合物の内部に割れが確認できた。そのため、粗大化した金属間化合物の粒子を起点にクラックが入りやすく、加工性が悪くなったものと考えられる。
【0093】
表１に実施例１、２、参考例３及び比較例１～３について、Ａｌに対して添加された元素の種類、添加元素の添加量及び塩素の含有量を示した。実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、参考例３と比較例３をそれぞれ比較することによって、上記の通り、Ａｌに対する添加元素の種類及び添加量が同じであっても、塩素の含有量が所定値（１００ｐｐｍ以下）でなければ、成膜時において異常放電が発生することがわかった。
【0094】
比較例４では、溶解法のみで板を作製したので、得られた板は金属間化合物が粗大化した組織を有していた。そのため金属間化合物は脆くなり、この脆い金属間化合物を起点に加工途中の欠けやクラックが発生したものと考えられる。それに対し、実施例１では溶解、急冷凝固による造粒を行うことによって金属間化合物が粗大化した組織になることが抑制され、その後、焼結というプロセスを経てスパッタリングターゲットが作製されるために微細な組織が維持され、欠けやクラックが抑止され、加工性が向上しているものと考えられる。実施例１のスパッタリングターゲットでは、微細な組織が維持されることによってターゲット内の場所による組成ズレが小さい。組成ズレを確認するため、（条件１）におけるスパッタリングターゲットのスパッタ面内方向及びターゲット厚さ方向の組成を確認した。組成はＥＤＳ（日本電子製）を用いて測定した。その結果、いずれも基準となる組成に対して差が±１％以内であり、組成ズレが小さいことが確認できた。それに対して比較例４では、測定個所によっては、基準となる組成に対して差が±３％以内に入らない箇所があり、実施例１と比較して、組成ズレが大きいことが分かった。
【0095】
【表1】
【0096】
実施例１において、質量分析装置（型番：Ｅｌｅｍｅｎｔ ＧＤ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いてフッ素の含有量を測定した。フッ素の含有量は５．５ｐｐｍであった。また、比較例１において、同様にフッ素の含有量を測定した。フッ素の含有量は１３０ｐｐｍであった。
【0097】
実施例１において、質量分析装置（型番：ＯＮ８３６、ＬＥＣＯ社製）を用いて酸素の含有量を測定した。酸素の含有量は４２４ｐｐｍであった。また、比較例１において、同様に酸素の含有量を測定した。酸素の含有量は２９９３ｐｐｍであった。
【0098】
（実施例４）
粒子径が１５０μｍ以下、純度４Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度３ＮのＳｃＮ粉末とを用いてＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮとなるように各粉末の量を調整の上、混合を行った。その後、Ａｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮ混合粉末を放電プラズマ焼結（以降、ＳＰＳ焼結ともいう。）用のカーボン型に充填した。次に１０ＭＰａの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をＳＰＳ装置（型番：ＳＰＳ－８２５、ＳＰＳシンテックス社製）に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を５５０℃、加圧力３０ＭＰａ、焼結装置内の雰囲気を８×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を０時間、の条件で焼結を実施した。焼結後のＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮ焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、Φ５０ｍｍ×６ｍｍｔのＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮターゲットを作製した。ターゲットの作製時において、加工性は良好で、ターゲット形状に成型可能であった。作製したターゲットの表面をマイクロスコープで観察した。観察した画像を図９に示す。図９の画像の横辺の長さは６５０μｍである。図９からＳｃＮに対してＡｌが大部分を占めていることが確認でき、繋がったＡｌの存在によりアルミニウム母相が存在すると考えられる。その結果、ターゲット作製時の加工性が得られたものと考えられる。このとき、ターゲットはＡｌとＳｃＮの二種類の相からなり、第五の組織‐２を有していた。
粒子径が１５０μｍ以下、純度４Ｎの純Ａｌ粉末と粒子径が１５０μｍ以下、純度３ＮのＳｃＮ粉末とを用いてＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮとなるように各粉末の量を調整の上、混合を行った。その後、Ａｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮ混合粉末を放電プラズマ焼結（以降、ＳＰＳ焼結ともいう。）用のカーボン型に充填した。次に１０ＭＰａの予備加圧で混合粉末を型とパンチ等で密閉し、混合粉末を充填した型をＳＰＳ装置（型番：ＳＰＳ－８２５、ＳＰＳシンテックス社製）に設置した。そして焼結条件として、焼結温度を５５０℃、加圧力３０ＭＰａ、焼結装置内の雰囲気を８×１０－３Ｐａ以下の真空雰囲気、焼結温度の最高温度の保持時間を０時間、の条件で焼結を実施した。焼結後のＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮ焼結体を研削加工機、旋盤等を用いて加工し、Φ５０ｍｍ×６ｍｍｔのＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮターゲットを作製した。ターゲットの作製時において、加工性は良好で、ターゲット形状に成型可能であった。作製したターゲットの表面をマイクロスコープで観察した。観察した画像を図９に示す。図９の画像の横辺の長さは６５０μｍである。図９からＳｃＮに対してＡｌが大部分を占めていることが確認でき、繋がったＡｌの存在によりアルミニウム母相が存在すると考えられる。その結果、ターゲット作製時の加工性が得られたものと考えられる。このとき、ターゲットはＡｌとＳｃＮの二種類の相からなり、第五の組織‐２を有していた。
【0099】
次に、実施例４のＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮターゲットについて、質量分析装置（型番：Ｅｌｅｍｅｎｔ ＧＤ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて塩素の含有量を測定した。塩素の含有量は３５．４ｐｐｍであった。
【0100】
次に、実施例４のＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮターゲットを用い、スパッタ装置（型番ＭＰＳ－６０００－Ｃ４、ＵＬＶＡＣ社製）を用いてΦ７６．２ｍｍ×５ｍｍｔの単結晶Ｓｉ基板上に成膜した。成膜条件は、スパッタ装置内を真空引きして成膜前到達真空度が５×１０－５Ｐａ以下に到達後、Ａｒガスを用いてスパッタ装置内の圧力を０．１３Ｐａに調整した。その後、単結晶Ｓｉ基板を３００℃に加熱しながらＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮターゲットのスパッタ電力を１５０Ｗに調整し、単結晶Ｓｉ基板上にＡｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮ膜を厚さ１μｍで形成した。このとき、Ａｌ－１０ｍｏｌ％ＳｃＮターゲットのスパッタリングの状況を観察したが、電圧は安定しており、異常放電などは確認されずに成膜することができた。
【符号の説明】
【0101】
１００，２００，３００，４００ スパッタリングターゲット
Ｏ 中心
Ｌ，Ｑ 仮想十字線
Ｓ１～Ｓ９ スパッタ面の測定箇所
Ｃ１～Ｃ９ 断面の測定箇所
Ｐ１～Ｐ９ スパッタ面の測定箇所
Ｄ１～Ｄ９ 断面の測定箇所
１ Ａｌ－ＲＥ合金粒子
３ Ａｌ母相
２，２ａ，２ｂ Ａｌ－ＲＥ合金の結晶粒
４，４ａ，４ｂ アルミニウム結晶粒
Ｏ 中心
Ｌ，Ｑ 仮想十字線
Ｓ１～Ｓ９ スパッタ面の測定箇所
Ｃ１～Ｃ９ 断面の測定箇所
Ｐ１～Ｐ９ スパッタ面の測定箇所
Ｄ１～Ｄ９ 断面の測定箇所
１ Ａｌ－ＲＥ合金粒子
３ Ａｌ母相
２，２ａ，２ｂ Ａｌ－ＲＥ合金の結晶粒
４，４ａ，４ｂ アルミニウム結晶粒
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
