特許 7261694 スパッタリングターゲット及び、スパッタリングターゲットの製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-04-12

(45)【発行日】2023-04-20

(54)【発明の名称】スパッタリングターゲット及び、スパッタリングターゲットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20230413BHJP

   C04B 35/645 20060101ALI20230413BHJP

   B22D 23/00 20060101ALI20230413BHJP

   B22F 3/10 20060101ALI20230413BHJP

   B22F 9/04 20060101ALI20230413BHJP

   C22C 28/00 20060101ALI20230413BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 A

C04B35/645

B22D23/00 C

B22F3/10 F

B22F9/04 C

C22C28/00 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019148037

(22)【出願日】2019-08-09

(65)【公開番号】P2021028411

(43)【公開日】2021-02-25

【審査請求日】2022-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】502362758

【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】森 雄太郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 征央

(72)【発明者】

【氏名】小井土 由将

【審査官】西田 彩乃

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１０４５７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００５／００５６８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０２５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４５６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０８４９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１３６１２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２７９８５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１５２７２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】Y.F.Li et al.，Electronic structure of ferromagnetic semiconductor CrGeTe3 by angle-resolvedphotoemission spectroscopy，PHYSICAL REVIEW，2018年09月14日，B98，125127-1-125127-6，本願引用文献

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／３４

Ｃ０４Ｂ ３５／６４５

Ｂ２２Ｄ ２３／００

Ｂ２２Ｆ ３／１０

Ｂ２２Ｆ ９／０４

Ｃ２２Ｃ ２８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スパッタリングターゲットであって、
Ｃｒを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｇｅを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｔｅを４０ａｔ％～８０ａｔ％で含有し、
Ｘ線回折法で測定されるＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面の回折ピークの積分強度Ｉ（１１３）と、Ｃｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークの積分強度Ｉ（２０４）との強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）が、１５以上であるスパッタリングターゲット。

【請求項2】

ガス成分を除く不純物の含有量が、１００質量ｐｐｍ未満である請求項１に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項3】

酸素含有量が５０００質量ｐｐｍ未満であり、炭素含有量が５００質量ｐｐｍ未満である請求項１又は２に記載のスパッタリングターゲット。

【請求項4】

相対密度が９０％以上である請求項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】

スパッタリングターゲットを製造する方法であって、
前記スパッタリングターゲットが、Ｃｒを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｇｅを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｔｅを４０ａｔ％～８０ａｔ％で含有し、
Ｃｒ原料、Ｇｅ原料及びＴｅ原料を溶解するとともに、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するインゴットを鋳造する溶解鋳造工程と、前記インゴットを粉砕して粉末を得る粉砕工程と、前記粉末を４００℃～５００℃の温度で加熱して焼結させ、焼結体を得る焼結工程とを含む、スパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項6】

焼結工程で、前記粉末を１５ＭＰａ～３５ＭＰａで４時間～８時間にわたって加圧する、請求項５に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項7】

溶解鋳造工程で、Ｃｒ原料、Ｇｅ原料及びＴｅ原料を溶解する際の雰囲気を、不活性ガス雰囲気とし、不活性ガスをアルゴンガスとする、請求項５又は６に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

【請求項8】

溶解鋳造工程で秤量したＣｒ原料、Ｇｅ原料及びＴｅ原料の各原料の割合に対する、焼結工程で得られる焼結体のＣｒ含有量、Ｇｅ含有量及びＴｅ含有量の各含有量のずれがいずれも、±１ａｔ％以内である、請求項５～７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。

【請求項9】

粉砕工程で、５０％粒子径Ｄ５０が１．００μｍ～３．００μｍ、９０％粒子径Ｄ９０が２．００μｍ～１０．００μｍである前記粉末を得る、請求項５～８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】

この明細書は、スパッタリングターゲット及び、スパッタリングターゲットの製造方法に関する技術を開示するものである。

【背景技術】

【0002】

近年は、カルコゲナイドガラスの、結晶相は低抵抗を示す一方でアモルファス相は高抵抗を示すという特異な性質を利用した相変化メモリ（以下、「ＰＲＡＭ」ともいう。）が、その短い書込み時間と優れた耐久性の故に、次世代の記録装置として注目されている。

【0003】

このＰＲＡＭでは現在、その相変化膜としてＧｅＳｂＴｅ系材料を用いることが主流である。
しかしながら、ＧｅＳｂＴｅ系の相変化膜では、書込みに大きなエネルギーが必要になるという短所がある。

【0004】

ＧｅＳｂＴｅ系に代わる相変化膜の材料としては、短い書込み時間ながらも消費エネルギーの大幅な低減を実現できるＣｒＧｅＴｅ系が有望であると考えられる。これに関する技術としては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、「Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを主成分とし、結晶相における抵抗値がアモルファス相における抵抗値よりも大きい、相変化材料」が提案されている。

【0005】

なお、非特許文献１には、Ｃｒ：Ｇｅ：Ｔｅが１０：１３．５：７６．５になる原料の混合物を、真空引きされた石英アンプル中に封入し、１日中１０５０℃に加熱した後、７日かけて４５０℃に徐冷し、ＣｒＧｅＴｅ₃化合物の結晶を得たとの記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１７／１０４５７７号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】Y.F.Li et al., “Electronic structure of ferromagnetic semiconductor CrGeTe3 by angle-resolved photoemission spectroscopy”, Physical Review B 98, September 2018, p. 125127-1－125127-6

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅの三元素を含有するスパッタリングターゲットは現状では市場で流通していない。特許文献１には、「ターゲットには、純Ｃｒ、純Ｇｅ、純Ｔｅあるいは各２元合金（Ｃｒ－Ｇｅ、Ｃｒ－Ｔｅ、Ｇｅ－Ｔｅ合金）を用いた多元スパッタリングにより成膜出力を変化させ濃度を調整し成膜する、あるいは予め成分調整した３元合金ターゲット（Ｃｒ－Ｇｅ－Ｔｅ合金）を用いて成膜する。」とは記載されているものの、その実施例では、「ターゲットは純元素Ｃｒ、Ｇｅ、Ｔｅを用い、各ターゲットの成膜出力を変え、各種組成のアモルファス相薄膜を作成した。」とされている。

【0009】

それ故に、ＣｒＧｅＴｅ系の相変化膜を形成するには、特許文献１にも記載されているように、各元素を含有する複数のスパッタリングターゲットを用いるコスパッタにより成膜することが必要になるも、これはデバイスの製造を有効に行え得る水準とはいえない。

【0010】

また現状では、産業上使用することに適したＣｒＧｅＴｅ系合金の合成方法が存在しないと考えられる。非特許文献１に記載された方法では、ＣｒＧｅＴｅ₃化合物の合成に計８日を要しており、この方法は、ＣｒＧｅＴｅ系のスパッタリングターゲットを量産する場合等において生産性が著しく低くなる。

【0011】

この明細書では、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するスパッタリングターゲット及び、そのスパッタリングターゲットの製造方法を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この明細書で開示するスパッタリングターゲットは、Ｃｒを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｇｅを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｔｅを４０ａｔ％～８０ａｔ％で含有し、Ｘ線回折法で測定されるＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面の回折ピークの積分強度Ｉ（１１３）と、Ｃｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークの積分強度Ｉ（２０４）との強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）が、１５以上であるものである。

【0013】

この明細書で開示するスパッタリングターゲットの製造方法は、前記スパッタリングターゲットが、Ｃｒを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｇｅを１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｔｅを４０ａｔ％～８０ａｔ％で含有し、Ｃｒ原料、Ｇｅ原料及びＴｅ原料を溶解するとともに、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するインゴットを鋳造する溶解鋳造工程と、前記インゴットを粉砕して粉末を得る粉砕工程と、前記粉末を４００℃～５００℃の温度で加熱して焼結させ、焼結体を得る焼結工程とを含むものである。

【発明の効果】

【0014】

上述したスパッタリングターゲット及び、スパッタリングターゲットの製造方法によれば、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するスパッタリングターゲットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例１の焼結体ＡのＥＰＭＡによるマッピング像である。

【図2】実施例１の焼結体ＡのＸ線回折結果を示すグラフである。

【図3】実施例１の粉末ＡのＸ線回折結果を示すグラフである。

【図4】実施例２の焼結体Ａ’のＥＰＭＡによるマッピング像である。

【図5】実施例２の焼結体Ａ’のＸ線回折結果を示すグラフである。

【図6】比較例の焼結体ＢのＥＰＭＡによる５００倍のマッピング像である。

【図7】比較例の焼結体ＢのＥＰＭＡによる２０００倍のマッピング像である。

【図8】比較例の焼結体ＢのＸ線回折結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、この明細書で開示する実施の形態について詳細に説明する。
一の実施形態のスパッタリングターゲットは、Ｃｒ（クロム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）及びＴｅ（テルル）を含有するものであって、Ｘ線回折法で測定されるＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面の回折ピークの積分強度Ｉ（１１３）と、Ｃｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークの積分強度Ｉ（２０４）との強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）が、１５以上である。

【0017】

（組成）
スパッタリングターゲットは、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するものである。Ｃｒの含有量は、たとえば１０ａｔ％～３０ａｔ％、好ましくは１５ａｔ％～２５ａｔ％である。Ｇｅの含有量は、たとえば１０ａｔ％～３０ａｔ％、好ましくは１５ａｔ％～２５ａｔ％である。Ｔｅの含有量は、たとえば４０ａｔ％～８０ａｔ％、好ましくは５０ａｔ％～７０ａｔ％である。Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅをそれぞれ、このような範囲で含むことにより、相変化膜に供するＣｒＧｅＴｅ合金とすることができる。なお、スパッタリングターゲットの組成は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）により測定することができる。

【0018】

スパッタリングターゲットは、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅ以外の、ガス成分を除く不純物の含有量が、好ましくは１００質量ｐｐｍ未満、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以下である。このような不純物としては、主として、Ｆｅ、Ｎｉ及びＳｉからなる群から選択される少なくとも一種等を挙げることができる。当該不純物の含有量が多い場合、スパッタリングによる成膜中にパーティクルが増加することが懸念される。ガス成分を除く各不純物の含有量は、グロー放電質量分析法（ＧＤＭＳ）に測定することができる。

【0019】

また、スパッタリングターゲットは、ガス成分として、酸素、炭素、窒素及び硫黄からなる群から選択される少なくとも一種を含むことがある。このうち、酸素含有量は、好ましくは５０００質量ｐｐｍ未満、より好ましくは１５００質量ｐｐｍ以下であり、炭素含有量は、好ましくは５００質量ｐｐｍ以下、より好ましくは５００質量ｐｐｍ未満である。酸素を比較的多く含む場合は、スパッタ膜の抵抗値が高くなるおそれがあり、炭素が多すぎると、パーティクルが増加する可能性がある。ガス成分の測定は、ＬＥＣＯ分析より行うことができる。

【0020】

（Ｘ線回折ピーク強度比）
スパッタリングターゲットには、ＣｒＧｅＴｅ₃が含まれる。スパッタリングターゲットがＣｒＧｅＴｅ₃を含むことは、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）により確認することができる。より詳細には、スパッタリングターゲットについてＸ線回折法で測定を行った場合に、ＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面の回折ピークの積分強度Ｉ（１１３）と、Ｃｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークの積分強度Ｉ（２０４）との強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）が、１５以上である。これは、ＣｒＧｅＴｅ₃相の合金となっている割合が多く、Ｃｒ₃Ｔｅ₄やＧｅＴｅへの相分離が少ないことを意味する。これにより、所要のスパッタリング特性を有効に発揮することができる。言い換えれば、Ｃｒ₃Ｔｅ₄やＧｅＴｅへの相分離が多く発生している場合、相分離によるスパッタリングレートの違いが顕著になり、スパッタリングにより形成した薄膜の組成が狙い通りに得られないこと、相の違いからノジュールが形成され、異常放電が発生することのおそれがある。

【0021】

強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）は、２５以上であることが好ましく、３０以上であることがより好ましく、さらに５０以上であることがより一層好ましい。

【0022】

上述した回折ピークの強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）の測定は、次のようにして行う。はじめに、スパッタリングターゲットから採取した１０ｍｍ角程度に切断したブロックを得て、このブロックの測定面を２０００番手の研磨紙まで研磨を行う。次いで、このサンプルに対してＸ線回折法を用いて、そのＸ線回折プロファイルを得る。それにより得られたＸ線回折プロファイルにＫα２除去などのデータ処理を施した後、ＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）のＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅ）を用いて同定を行う。強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）は、ＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面については２９．３°付近に、またＣｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面については３９．５°付近にそれぞれ現れる回折ピークの積分強度を算出し、それらの比として求める。ここで測定条件として、管電圧は４０ｋＶ、管電流は３０ｍＡ、スキャンスピードは５０°／ｍｉｎ、ステップは０．０１°とする。実際のピークは歪等によるピークシフトが起こることがあるため、ＩＣＤＤカードを参照し、±０．２°付近の最大のピークをピークとして採用する。バックグラウンドの除去は行わない。測定装置としては、リガク社製のＳｍａｒｔＬａｂを用いることができる。

【0023】

（相対密度）
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く、さらに９５％以上であることがより一層好ましい。相対密度が低すぎると、アーキングが発生する懸念がある。

【0024】

相対密度は、相対密度＝実測密度÷理論密度×１００（％）の式より算出する。ここで、実測密度は、重量を体積で割った値であり、体積をアルキメデス法により測定する。理論密度は、スパッタリングターゲットの全体がＣｒＧｅＴｅ₃であると仮定して、ＣｒＧｅＴｅ₃の真密度である６．０９ｇ／ｃｍ³を用いる。この理論密度を用いて算出された当該相対密度は、１００％を超えることもあり得る。

【0025】

（製造方法）
上述したスパッタリングターゲットは、たとえば、次の述べるような方法にて製造することができる。
はじめに、Ｃｒ原料、Ｇｅ原料及びＴｅ原料を溶解するとともに、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するインゴットを鋳造する溶解鋳造工程を行う。

【0026】

ここで、Ｔｅは低融点金属であってその沸点は９８８℃であるのに対し、Ｃｒは高融点金属であってその融点は１８６７℃である。このことから、単純にこれらを溶解して合成しようとしても、溶解時にＴｅが揮発し、狙いの組成が得られないと考えられる。また一般に、高融点金属と低融点金属を合成することは困難である。

【0027】

これに対し、この実施形態では、Ｃｒ原料、Ｔｅ原料及びＧｅ原料を、不活性ガス雰囲気下で溶解させる。溶解時に不活性ガス雰囲気とすれば、低融点のＴｅ原料の揮発が抑制されるので、狙いの組成が得られやすくなるので好ましい。その結果として、所期した組成のＣｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するインゴットが得られやすくなる。但し、溶解時に真空雰囲気又は大気雰囲気としても、有効に溶解鋳造を行うことができる場合もある。

【0028】

好ましくは、真空誘導溶解炉の装置内を不活性ガスで満たし、その不活性ガス雰囲気下で、Ｃｒ原料、Ｔｅ原料及びＧｅ原料を溶解るつぼ内に投入して溶解させる。

【0029】

不活性ガス雰囲気とする場合、当該不活性ガスとしては、アルゴンガス、窒素ガス等を挙げることができるが、なかでも、アルゴンガスとすることが好ましい。アルゴンガスを用いることにより、窒化物の形成を避けることができる。窒素ガスを用いると、８００℃程度でＣｒとＮが反応して、一窒化クロム（ＣｒＮ）が生成される可能性がある。

【0030】

不活性ガス雰囲気とする場合の不活性ガス雰囲気中の不活性ガスの分圧は、ある程度高くすることが好ましい。不活性ガスの分圧が低すぎると、Ｔｅの揮発が大きくなることが懸念される。なお、不活性ガスの分圧が高すぎることによる不都合は特にないが、装置が高圧関係法規に触れる等の理由より高分圧は実務上望まれない。

【0031】

特に真空誘導溶解炉を用いると、単にコイルの付属しない容器にて不活性雰囲気中で加熱する場合と比べて、溶湯内部から熱がかかり沸騰することによって溶湯が混ざり均一になりやすい。したがって、ここでは真空誘導溶解炉を用いることが好適である。

【0032】

なお、狙いの組成として、後の鋳造工程で製造されるＣｒＧｅＴｅインゴットのＣｒの含有量が１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｇｅの含有量が１０ａｔ％～３０ａｔ％、Ｔｅの含有量が４０ａｔ％～８０ａｔ％となるように、Ｃｒ、Ｔｅ及びＧｅをそれぞれ溶解るつぼに投入することができる。但し、製造しようとするスパッタリングターゲットによっては、この組成は変更することもあり得る。

【0033】

Ｃｒ、Ｔｅ及びＧｅの溶湯を得た後は、該溶湯を、所定の形状の内部空間を有する鋳型内に流し込んで、その鋳型内で冷却して固化させる。これにより、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有する所定の形状のインゴットを製造することができる。
なおここで、溶湯を鋳型内に流し込む際や、鋳型内で冷却する際にも、上記の溶解時と同様の真空雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気、好ましくはアルゴンガス雰囲気とすることが好ましい。これにより、鋳造時もＴｅの揮発を抑制することができて、狙いの組成がさらに得られやすくなる。

【0034】

このような溶解鋳造を採用することにより、先述の非特許文献１に記載されたようなアンプル封入による場合に比して、生産性を大きく高めることができる。特に真空誘導溶解炉を用いると、比較的短時間で原料を溶解させることができる。但し、溶解鋳造工程で得られるインゴットは、十分にＣｒＧｅＴｅ系合金となっていない。それ故に、以下に述べるように、さらに粉砕工程及び焼結工程を行う。

【0035】

次いで、上記の溶解鋳造工程で得られたインゴットを粉砕し、粉末とする粉砕工程を行う。粉砕工程では、種々の粉砕機を用いた機械粉砕を採用することができるが、具体的には、たとえば、スタンプミル又はハンマーミル等を挙げることができる。
これにより、ある程度微細な粉末を得る。当該粉末の５０％粒子径Ｄ５０は、好ましくは１．００μｍ～８．００μｍ、より好ましくは１．００μｍ～３．００μｍ、さらに好ましくは１．１５μｍ～２．５μｍとする。また、当該粉末の９０％粒子径Ｄ９０は、好ましくは２．００μｍ～１０．００μｍ、より好ましくは３．０μｍ～６．０μｍとする。粉末の５０％粒子径が大きすぎる場合、ＣｒＴｅもしくはＧｅＴｅの相が現れてしまうおそれがあり、小さすぎる場合、表面酸化が著しい状態となる可能性がある。また、粉末の９０％粒子径が大きすぎる場合、やはりＣｒＴｅもしくはＧｅＴｅの相が現れてしまうおそれがある。粉末の５０％粒子径Ｄ５０、９０％粒子径Ｄ９０は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置で測定して得られる粒子径分布グラフで、体積基準の頻度の累積が５０％、９０％になる粒子径を求めることにより算出する。粉砕工程での粉砕条件は、このような粒径の粉末が得られるように適宜調整することができる。

【0036】

その後、粉砕工程で得られた粉末を加熱して焼結させ、焼結体を得る焼結工程を行う。焼結工程では、粉末を、４００℃～５００℃の温度で加熱しながら、１５ＭＰａ～３５ＭＰａで４時間～８時間にわたって加圧することが好ましい。このような焼結は、たとえばホットプレス等により行うことができる。

【0037】

焼結時の温度が高すぎる場合は、成分の揮発によりポアの多い焼結体となることや、粉末が溶融した状態となることが懸念される。一方、焼結時の温度が低すぎると、焼結後に得られる焼結体で、Ｃｒ₃Ｔｅ₄やＧｅＴｅへの相分離が多くなって、ＣｒＧｅＴｅ₃相が十分に生成されないおそれがある。このような観点から、焼結時の温度は、好ましくは４００℃～５００℃、より好ましくは４２０℃～４８０℃とする。

【0038】

また、この際の加圧力が小さすぎる場合は、低密度の焼結体となる可能性があり、この一方で大きすぎる場合は、粉末を充填したダイケースが破壊されることが懸念される。このような理由から、加圧力は、１５ＭＰａ～３５ＭＰａとすることが好ましい。
そしてまた、加圧する時間は、短すぎると低密度の焼結体となるおそれがあり、長すぎると粒成長が進行する可能性がある。したがって、加圧時間の好ましい範囲は、４時間～８時間である。

【0039】

焼結体は、上述した所定の各工程を経て作製されることにより、狙いの組成に近いものが得られやすくなる。具体的には、焼結工程で得られる焼結体では、溶解鋳造工程で秤量したＣｒ原料、Ｇｅ原料及びＴｅ原料の各原料の割合に対する、当該焼結体のＣｒ含有量、Ｇｅ含有量及びＴｅ含有量の各含有量のずれがいずれも、±１ａｔ％以内であることが好適である。焼結体が狙いの組成から大きくずれるものになると、組成のコントロールが難しくなるが、ここでは、このような組成のずれが小さい焼結体を作製することができる。なお、このうちＴｅ原料は、揮発を考慮して秤量重量より多めに添加することもある。焼結体のＣｒ、Ｇｅ及びＴｅの各含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）により測定することができる。

【0040】

上記の焼結工程で得られた焼結体に対し、必要に応じて機械加工等を施して、スパッタリングターゲットを製造することができる。
このようなスパッタリングターゲットは、コスパッタによらず、ＣｒＧｅＴｅ系の相変化膜を形成することができるので、相変化メモリの製造能率等の観点から有利である。

【実施例】

【0041】

次に、上述したようなスパッタリングターゲットを試作し、その効果を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、それに限定されることを意図するものではない。

【0042】

（実施例１）
Ｔｅ：６０ａｔ％、Ｇｅ：２０ａｔ％、Ｃｒ：２０ａｔ％となるように秤量した原料を、アルゴンガス雰囲気の下、真空誘導溶解炉（富士電波工業社製のＦＶＭ－３）で溶解した後、その溶湯を鋳型に流し込んで、Ｃｒ、Ｇｅ及びＴｅを含有するインゴットを鋳造した。このインゴットを、ピンミルと称される粉砕機（アイシンナノテクノロジーズ社製のＭ－４Ｂ）にて粉砕して、粉末Ａを得た。レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置としてＣＩＬＡＳ社製の１０６４Ｌ型を用いて測定したところ、粉末Ａの５０％粒子径Ｄ５０は１３．８４μｍ、９０％粒子径Ｄ９０は３６．４９μｍであった。この粉末Ａをホットプレスにより焼結し、焼結体Ａを作製した。ホットプレスでの焼結時の条件としては、温度を４５０℃、加圧力を３０ＭＰａ、加圧時間を５時間とした。ホットプレスには、第一機電社製の３０ｔホットプレスを用いた。

【0043】

焼結体Ａの組織について、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）でマッピングを行った。その結果を図１に示す。図１より、Ｃｒ－Ｔｅの粒子とＧｅ－Ｔｅの粒子が若干見られるものの、面積の９０％以上がＣｒ－Ｇｅ－Ｔｅの三元素が分散した領域で占められていることが解かる。
また、焼結体Ａの密度は６．０５ｇ／ｃｍ³であり、ＣｒＧｅＴｅ₃の真密度６．０９ｇ／ｃｍ³を１００％とした相対密度は９９．３４％となり、十分に緻密な組織が得られたことが解かった。

【0044】

また、焼結体Ａについて、先述した方法によるＸ線回折（ＸＲＤ）を行った。Ｘ線回折装置としては、リガク社製のＳｍａｒｔＬａｂを用いた。図２に、そのＸ線回折プロファイルを示す。図２から解かるように、２θが２９．３°付近に現れるＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面の回折ピークの積分強度Ｉ（１１３）が２１７９５であったのに対し、３９．５°付近に現れるＣｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークの積分強度Ｉ（２０４）は６３７であった。したがって、それらの強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）は３４．２１５になる。

【0045】

一方、粉末ＡについてＸ線回折（ＸＲＤ）を行った結果を、図３に示す。２θが２９．３°付近に現れるＣｒＧｅＴｅ₃の（１１３）面の回折ピークの積分強度は５１１０であったのに対し、３９．５°付近に現れるＣｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークの積分強度は３７０４であった。これにより、粉末Ａについての回折ピークの強度比は１．３８になる。これは、上述した焼結体Ａの強度比と比較するとかなり小さい。このことから、粉末ＡにおいてはＣｒＧｅＴｅ₃の組成比は小さく、Ｃｒ₃Ｔｅ₄の組成比が大きいということがいえる。焼結体Ａで強度比が大きくなっているのは、所定の条件下でのホットプレスによる焼結の影響であると考えられる。

【0046】

また、粉末Ａ及び焼結体Ａのそれぞれについて、誘導結合プラズマ発行分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）により組成を、ＬＥＣＯ分析によりガス不純物の分析を行った。また、グロー放電質量分析法（ＧＤＭＳ）により、金属不純物の分析を行った。それらの結果を表１及び２に示す。
組成に関しては、狙い組成であるＣｒ：２０ａｔ％、Ｇｅ：２０ａｔ％、Ｔｅ：６０ａｔ％に対して、±１ａｔ％の範囲に収まっていた。粉末・焼結体の両方で±１ａｔ％の範囲であることからターゲットとしては均一な組成が得られていることが推認される。ガス不純物に関し、酸素は１０００ｐｐｍ未満、炭素は１００ｐｐｍ未満の含有量であった。さらに、ＧＤＭＳによる不純物分析では、総和が１７．７２４質量ｐｐｍであり、９９．９９質量％の純度が得られたことが解かった。

【0047】

【表1】

【0048】

【表2】

【0049】

（実施例２）
上記のインゴットを、ピンミルで粉砕した後にさらに、ジェットミルで粉砕して粉末Ａ’を得たことを除いて実施例１と同様にして、この粉末Ａ’にホットプレスを行い、焼結体Ａ’を作製した。粉末Ａ’の５０％粒子径Ｄ５０は１．８９μｍ、９０％粒子径Ｄ９０は３．８９μｍであった。なお、ジェットミルとしては、株式会社アイシンナノテクノロジーズ製のナノジェットマイザーを用いた。

【0050】

焼結体Ａ’について、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）での５００倍及び２０００倍のマッピングの結果をそれぞれ、図４に示す。図４では、Ｃｒ－Ｔｅの粒子とＧｅ－Ｔｅの粒子は見られず、全面がＣｒＧｅＴｅ₃となっていた。
また、焼結体Ａ’の密度は５．９７ｇ／ｃｍ³であり、ＣｒＧｅＴｅ₃の真密度６．０９ｇ／ｃｍ³を１００％とした相対密度は９８．０４％となり、十分に緻密な組織が得られたことが解かった。

【0051】

また、焼結体Ａ’について、先述した方法によるＸ線回折（ＸＲＤ）を行った。図５に、そのＸ線回折プロファイルを示す。図５から解かるように、２θが３９．５°付近に現れるはずのＣｒ₃Ｔｅ₄の（２０４）面の回折ピークが検出されず略ゼロであった。また、上記のＥＰＭＡのマッピングからも、全体に均一なＣｒＧｅＴｅ₃となっていることが認められる。そのため、強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）は、１５を大きく上回ってかなり大きくなると推認される。

【0052】

また、焼結体Ａ’からサンプリングした粉末について、誘導結合プラズマ発行分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）により組成を、ＬＥＣＯ分析によりガス不純物の分析を行った。また、グロー放電質量分析法（ＧＤＭＳ）により、金属不純物の分析を行った。それらの結果を表３及び４に示す。
組成に関しては、狙い組成であるＣｒ：２０ａｔ％、Ｇｅ：２０ａｔ％、Ｔｅ：６０ａｔ％に対して、±１ａｔ％の範囲に収まっていた。焼結体Ａ’で±１ａｔ％の範囲であることからターゲットとしては均一な組成が得られていることが推認される。ガス不純物に関し、酸素は１０００ｐｐｍ未満、炭素は１００ｐｐｍ未満の含有量であった。さらに、ＧＤＭＳによる不純物分析では、総和が２３．８３４質量ｐｐｍであり、実施例１と同様に９９．９９質量％の純度を得ていることが分かった。

【0053】

【表3】

【0054】

【表4】

【0055】

（比較例）
粉末Ａを、上記の実施例１よりも低い３５５℃で加熱して焼結したことを除いて、実施例１と同様にして、焼結体Ｂを作製した。

【0056】

焼結体Ｂの実密度は５．０７ｇ／ｃｍ³、相対密度は８３．２５％であった。焼結体Ａと比較すると密度がかなり低い。そのため、アーキングの発生などスパッタリングターゲットとしての性能に問題があることが容易に推測される。焼結体Ｂについて、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）での５００倍及び２０００倍のマッピングの結果をそれぞれ、図６及び７に示す。図６及び７から、多くの部分で、Ｃｒが存在する箇所にＧｅが存在せず、またＧｅが存在する箇所にＣｒが存在しないことから、Ｃｒ－ＴｅやＧｅ－Ｔｅが多く占める組織であるということが言える。

【0057】

さらにＸ線回折結果を図８に示す。これは図３の粉末の結果とよく似たピークを示しており、焼結・反応が進んでいないことを示している。焼結体Ｂの強度比Ｉ（１１３）／Ｉ（２０４）は０．４０３であった。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】