特許 7425741 ターゲット及び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】2024-01-23

(45)【発行日】2024-01-31

(54)【発明の名称】ターゲット及びターゲットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20240124BHJP

   C04B 35/58 20060101ALI20240124BHJP

   C04B 35/645 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 A

C04B35/58 071

C04B35/645

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020555911

(86)(22)【出願日】2019-04-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-26

(86)【国際出願番号】 EP2019059517

(87)【国際公開番号】W WO2019201796

(87)【国際公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-08-25

(31)【優先権主張番号】GM50075/2018

(32)【優先日】2018-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(73)【特許権者】

【識別番号】515319954

【氏名又は名称】プランゼー コンポジット マテリアルズ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】ポルシク，ペーター

(72)【発明者】

【氏名】ヴェルレ，ザビーネ

【審査官】神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５２８７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４５４６０８９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１２８５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７９８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２９４７３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／３４

Ｃ０４Ｂ ３５／５８

Ｃ０４Ｂ ３５／６４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理気相成長用のターゲットであって、
以下の化学組成：
－以下の化合物（１）～（３）［（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）のうちの少なくとも２つからなる混合物９５モル％～９９．９９モル％、
－ ０．０１モル％～５モル％の炭素（Ｃ）、並びに
－ ０．０１モル％未満の、前記化合物（１）～（３）［（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）］以外の他のホウ化物を有し、
ここで、前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のうちの少なくとも２つからなる前記混合物並びに炭素（Ｃ）の合計が、少なくとも９９．８モル％であり、
且つ以下の物理的特性を有する、
物理気相成長用のターゲット。
－ 密度が、上記で定義された化学組成の理論密度の８６％以上であり、
－ 前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のうちの少なくとも２つからなる前記混合物の粒子の平均粒径が、１０マイクロメートル未満である。

【請求項2】

前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のうちの少なくとも２つからなる前記混合物におけるバナジウム（Ｖ）に対するチタン（Ｔｉ）のモル比が７５／２５～９３．７５／６．２５の範囲内にある請求項１に記載のターゲット。

【請求項3】

炭素（Ｃ）が黒鉛の形態である請求項１又は２に記載のターゲット。

【請求項4】

前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のみがＸ線識別可能な相の形態で存在する、請求項１～３のいずれか１項に記載のターゲット。

【請求項5】

前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のうちの少なくとも１つが、前記ターゲット中に均質に存在しており、そのため、それぞれ少なくとも１ｍｍ^２のサイズの正方形又は円形の異なる測定領域を少なくとも５つ選んだ場合、前記それぞれの測定領域の表面で決定される平均化学組成が、選ばれた全測定領域から計算される平均化学組成から、２０％よりも多くは逸脱していない、請求項１～４のいずれか１項に記載のターゲット。

【請求項6】

前記ターゲットのＸ線撮影検査において、優先的な結晶学的粒子配向を有しない等方性構造が確認でき、その際、前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のうちの少なくとも１つからなる粒子のアスペクト比が、１．５未満である、請求項１～５のいずれか１項に記載のターゲット。

【請求項7】

チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）以外の必要に応じて存在する化学元素が、前記化合物（１）～（３）[（１）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、（２）二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）、（３）二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）]のうちの少なくとも２つからなる前記混合物の組織中に溶解しており、Ｘ線撮影で別個の相として検出され得ない、請求項１～６のいずれか１項に記載のターゲット。

【請求項8】

前記ターゲットのＨＶ３０ビッカース硬さが、１５００ＨＶ３０を超える、請求項１～７のいずれか１項に記載のターゲット。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の物理気相成長用のターゲットの製造方法であって、
－粉末形態で存在する二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び粉末形態で存在する二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）が、混合され、そのようにして作られた粉末バッチが、成形金型内で熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）により圧縮される、製造方法において、
前記粉末バッチが、
－二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合物９５モル％～９９．９９モル％、及び
－炭素（Ｃ）０．０１モル％～５モル％からなること、ここで、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との前記混合物及び炭素（Ｃ）の合計が、少なくとも９９．８モル％であること、並びに
前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）が、少なくとも１，７５０℃の温度で行なわれること、を特徴とする、製造方法。

【請求項10】

炭素が、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）の相又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）の相のうちの一方又は双方の不純物の形態で、存在していない場合、粉末形態で存在する二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び粉末形態で存在する二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）に粉末状の炭素が混合される請求項９に記載の製造方法。

【請求項11】

二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）及び炭素の混合物が機械的に粉砕されて前記粉末バッチが作られる請求項９又は１０に記載の製造方法。

【請求項12】

前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）が、少なくとも２０ＭＰａの圧力で行なわれる、請求項９～１１のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項13】

前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）が、真空中又は不活性保護ガス雰囲気中で行なわれる、請求項９～１２のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項14】

基材上に薄層を堆積するための物理気相成長法（ＰＶＤ）における、請求項１～８のいずれか１項に記載のターゲットの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部分の特徴を有する物理気相成長のためのターゲット（被覆源）及び請求項９の特徴を有するターゲットの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術において、物理気相成長は、多種多様な層を製造するために幅広く使用されている。そのような層の用途は広範囲に及ぶため、様々な種類の被覆材料を堆積することが可能である必要がある。

【0003】

その際、物理気相成長には、例えば、蒸着、陰極噴霧（Ｋａｔｈｏｄｅｎｚｅｒｓｔａｅｕｂｕｎｇ）（スパッタ堆積）又はアーク蒸着（Ｌｉｃｈｔｂｏｇｅｎｖｅｒｄａｍｐｆｕｎｇ）（陰極アーク堆積又はアーク源蒸着技術）などの様々な技術が使用される。

【0004】

ターゲットは、この目的のための基板材料に層を堆積するためのＰＶＤ（物理気相成長）プロセスで使用するのに適している。本発明の文脈において、ターゲットという用語は、スパッタターゲット又はアーク陰極であると理解されるべきである。

【0005】

ターゲットは、材料に応じて異なる技術を使用して製造される。その際、基本的には、粉末冶金プロセスと溶融冶金プロセスとを区別することができる。粉末冶金技術の場合、多くの異なる選択肢があり、これらは、統合される要素の特性を考慮しつつ、ターゲットの組成に応じて選ばれる必要がある。例としては、加圧、焼結、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）、鍛造、圧延、熱間プレス（ＨＰ）又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）、並びに、これらの組み合わせが、挙げられる。

【0006】

一般的なターゲット及び方法は、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に記載されている。

【0007】

特に、特許文献３には、少なくとも２つの異なる二ホウ化物を有する焼結体の製造が記載されており、この製造では、比較的低い焼結温度での製造の気孔率が低いという欠点を補うために、ホウ化物の形態にあるニッケル、鉄及びコバルトなどの金属をバインダー及び焼結助剤として使用することが必須である。焼結体をターゲットとして使用する場合、これらの金属により堆積層の純度が損なわれることが欠点である。

【0008】

また、共スパッタリングにより二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）からなる層を製造することも知られており、この場合、実質的に純粋な二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び実質的に純粋な二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）からなる別個のターゲットが使用される。工業的なコーティングプロセスの場合、個々のターゲットが空間的に分離されているため、回転する基材により多重層が不可避的に生じ、化学的に均質な層が生じないことが欠点である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】国際公開第２００８／９６６４８Ａ１号

【文献】特開平０５－１９５１９９号公報

【文献】特開昭５５－１２８５６０号公報

【文献】国際公開第２０１１／１３７４７２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の課題は、高い密度を有し、高純度で化学的に均質な層を作ることが可能であり、微細で且つ等方性の微細構造を有する、一般的なターゲット及びターゲットの一般的な製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この課題は、請求項１の特徴を有するターゲット及び請求項９の特徴を有する方法により解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項において定義されている。基材上に薄層を堆積するための物理気相成長法（ＰＶＤ）における本発明によるターゲットの使用についても保護が求められる。

【0012】

ターゲットを製造するための本発明による方法は比較的高温で行なわれるので、本発明は、ニッケル、コバルト又は鉄等の、バインダー又は焼結助剤を粉末添加物として使用しないで済む。しかしながら、それにより必然的に、組織は、これらの高温で大幅に粗大化し、これは、また、ターゲットとしての使用にとって不利であろう。本発明は、少なくとも２つの異なる相、即ち、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）及び、場合によって、炭素、好ましくは黒鉛（炭素が、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）の相のうちの一方又は双方の不純物の形態で存在していない場合）、からなる粉末を使用することによって、この粗大化を回避する。それにより、比較的高い圧縮温度にも拘わらず、細かい微細構造の維持が確実になる。

【0013】

本発明によると、以下の少なくとも２つの化合物：二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）及び／又は焼成中に形成された二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）の混合物並びに炭素（Ｃ）からの合計は、少なくとも９９．８モル％である。これは、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）又は水素（Ｈ）などの元素を考慮しない金属純度である。
本発明の物理気相成長のためのターゲットは、上述の化学組成の理論密度の９０％超、好ましくは９５％超の密度を有している。
また、本発明の物理気相成長のためのターゲットにおいて、二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）及び／又は二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）との混合相からの前記混合物の粒子の平均粒径は、１０マイクロメートル未満、好ましくは３マイクロメートル未満である。

【0014】

本発明による方法に使用することが可能な粉末バッチは、
－二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）からなる混合物９５モル％～１００モル％と、
－必要に応じて炭素（Ｃ）０．０１モル％～５モル％と
からなる。

【0015】

二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）の不純物に基づいて、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）以外のホウ化物が、本発明によるターゲット中に検出され得る（０．０１モル％未満）。

【0016】

本発明の一実施例では、炭素（Ｃ）が黒鉛の形態で存在することが意図されている。

【0017】

以下に考察される本発明による全てのターゲット用粉末バッチの混合物について、例えば、以下の粉末を使用した：
－粒径ｄ_５０値が２．４μｍのＴｉＢ_２
－粒径ｄ_５０値が７．０μｍのＶＢ_２
－粒径が６μｍ未満の黒鉛粉末。

【0018】

これらの粉末を、７４／２４／２モル％のＴｉＢ_２／ＶＢ_２／Ｃの比で混合し、粉砕ボールと共に粉砕ユニットで粉砕した。粉砕済みの粉末混合物を、プレス圧力３０ＭＰａ及び温度２，０００℃で、熱間プレスにより圧縮した。

【0019】

本発明の一実施形態では、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）は、少なくとも１ｍｍ^２のサイズを有する少なくとも５つの正方形又は円形の異なる測定領域が表面上で選択された場合、それぞれの測定範囲の表面について決定される平均化学組成が、選択されたすべての測定範囲から計算される平均化学組成から２０％以上、好ましくは１０％以上、逸脱することがないように、ターゲット中に均一に分布されることが意図されている。

【0020】

本発明による異なるターゲットについての３つのそのような一連の測定値を、以下の表に示す。

【0021】

【表1】

【0022】

各ターゲットについてそれぞれの測定範囲の表面上で決定された平均化学組成は、選択された全ての測定範囲から計算された平均化学組成から最小限にしか逸脱しないことが明らかに分かる。

【0023】

本発明の一実施形態では、ターゲットのＸ線検査において優先的な結晶粒配向を持たない等方性構造が見られることが意図されており、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）及び／又は混合相（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２の混合物の粒子のアスペクト比は、１．５未満、好ましくは１．２未満、特に好ましくは本質的に１、である。
本発明のターゲットにおいて、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）以外の必要に応じて存在する化学元素が、二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）及び／又は二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）との混合相からの前記混合物の組織中に溶解しており、Ｘ線撮影で別個の相として検出され得ないことが好ましい。

【0024】

本発明の一実施形態では、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び／又は二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）及び／又は二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）のみが、Ｘ線撮影で識別可能な相の形態で存在することが意図されている。
本発明のターゲットのＨＶ３０ビッカース硬さは、１５００ ＨＶ３０を超えることが好ましく、２０００ ＨＶ３０を超えることがより好ましい。

【0025】

本発明によれば、物理気相成長用のターゲットの製造方法であって、
－粉末形態で存在する二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）、粉末形態で存在する二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）及び
－必要に応じて粉末状の炭素（炭素が不純物として存在していない場合）
が、混合され、必要に応じて機械的に粉砕され、そのようにして作られた粉末バッチが、成形金型内で熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）により圧縮される、
製造方法において、
前記粉末バッチが、
－二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）との混合物９５モル％～１００モル％、及び
－必要に応じて、炭素（Ｃ）０．０１モル％～５モル％
からなること、ここで、金属純度について、二ホウ化チタン（ＴｉＢ _２ ）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ _２ ）との前記混合物及び炭素（Ｃ）からの合計が、少なくとも９９．８モル％であること、
並びに
前記熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）が、少なくとも１，７５０℃、好ましくは少なくとも１，８５０℃、特に好ましくは少なくとも１，９５０℃、の温度で行なわれること、を
特徴とする、製造方法が提供される。
方法に関して、本発明の一実施形態は、熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）が、少なくとも２０ＭＰａ、好ましくは少なくとも３０ＭＰａ、の圧力で行なわれることが意図されている。

【0026】

熱間プレスによる製造例：
－ ボールミルで粉砕して製造したＴｉＢ_２／ＶＢ_２７５／２５モル％の粉末混合物
－ ２３８×３５３ｍｍのフォーマットのツールで熱間プレスして、以下のパラメータで３２×２３８×３５３ｍｍの寸法のプレートにする
－ ２，０００℃
－ ２９．５ＭＰａの圧力に相当する２５２トンの力
－ 焼結温度での保持時間３０分。

【0027】

プレートによる達成密度は４．５４ｇ／ｃｍ^３であり、従って、理論密度４．５ｇ／ｃｍ^３のＴｉＢ_２７５モル％及び理論密度５．１ｇ／ｃｍ^３のＶＢ_２２５モル％の混合比を用いて計算して得られたこの材料の理論密度４．６４ｇ／ｃｍ^３の約９７．８％である。

【0028】

方法に関して、本発明の一実施形態では、熱間プレス又はスパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）は、真空中又は不活性保護ガス雰囲気中で行なわれることが意図されている。

【0029】

本開示に記載されているＴｉＢ_２／ＶＢ_２混合物から作られたターゲットの微細構造は、結晶サイズ、密度、ドーピング及び純度並びに熱間プレス又はＳＰＳを経由する製造プロセスに関して、ホウ化物の他の組合せ、取り分け、ホウ化物ＴｉＢ_２、ＶＢ_２、ＣｒＢ_２、ＺｒＢ_２、ＮｂＢ_２、ＭｏＢ_２、ＭｏＢ_２、ＨｆＢ_２、ＴａＢ_２、ＷＢ_２、Ｗ_２Ｂ_５の組み合わせ、に、当業者が、応用することができる。混合物は、少なくとも２つのホウ化物からなる系、例えば、２つのホウ化物からの二元系、又は混合物中に同時に３、４又はそれ以上のホウ化物を含有する系である。

【0030】

本発明の例示的な実施形態は、図を参照して議論される。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、純粋なＴｉＢ_２から作製された本発明に従わないターゲットのＳＥＭ（走査型子顕微鏡）画像を示す。

【図2】図２は、純粋なＴｉＢ_２から作製された本発明に従わない更なるターゲットのＳＥＭ画像を示す。

【図3a】図３ａは、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製された本発明によるターゲットのＳＥＭ画像を示す。

【図3b】図３ｂは、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製された本発明によるターゲットのＳＥＭ画像を示す。

【図4】図４は、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製された本発明によるターゲットのＳＥＭ画像を示す。

【図5】図５は、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製された本発明によるターゲットのＳＥＭ画像を示す。

【図6】図６は、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製された本発明によるターゲットのＳＥＭ画像を示す。

【図7a】図７ａは、図３ｂによる本発明のターゲットの放射線撮影画像（ＸＲＤ）を示す。

【図7b】図７ｂは、図７ａのターゲットの放射線撮影画像（ＸＲＤ）の拡大切片を示す。

【図8】図８は、７５／２５モル％のＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製された本発明のターゲットについての硬度試験の結果の写真である。

【図9】図９は、図４によるターゲットについての硬度試験の結果の写真である。

【図10】図１０は、図５によるターゲットの硬度試験の結果の写真である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１及び図２は、対応して高い密度を達成するために異なる温度で圧縮された純粋なＴｉＢ_２材料の構造の例を示す。比較を容易にするために、拡大は、両方の図において同一であるように選択されている。温度が高すぎると、粒子は非常に粗くなる。

【0033】

図１は、１，６５０℃で熱間プレスした純ＴｉＢ_２を示す。構造は、依然として比較的微細粒であり、推定平均粒径は２μｍである。材料の密度は、４．４３ｇ／ｃｍ^３であり、従って、ＴｉＢ_２についての理論密度４．５２ｇ／ｃｍ^３の約９８％である。

【0034】

図２は、１，７００℃で熱間プレスした純ＴｉＢ_２を示す。構造は、既に部分的に比較的粗大化しており、個々の粒子は１０μｍより大きい。材料の密度は、ＴｉＢ_２の理論密度の約９８．５％である。

【0035】

図３～図５は、二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）及び／若しくは二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）の混合物並びに／又は二ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）と二ホウ化バナジウム（ＶＢ_２）との混合相（（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２）中のバナジウム（Ｖ）に対するチタン（Ｔｉ）のモル比が、１：９９～９９：１の範囲、好ましくは１０：９０～９０：１０、の範囲である、本発明によるターゲットの例を示す。図３～図５におけるＴｉＢ_２／ＶＢ_２材料の構造は、いかなるテクスチャリングをも示さず、本質的に１の粒子アスペクト比を有する等方性構造を示す。

【0036】

図３ａは、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２が７５／２５モル％の材料から作製され、１，９００℃でＳＰＳにより圧縮されたターゲットの詳細を示す。材料の密度は４．１９ｇ／ｃｍ^３であり、従って、理論密度４．５ｇ／ｃｍ^３のＴｉＢ_２の７５モル％及び理論密度５．１ｇ／ｃｍ^３のＶＢ_２の２５モル％の混合比を使用して計算される、この材料についての理論密度の４．６４ｇ／ｃｍ^３の約９０％である。

【0037】

図３ｂは、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２が７５／２５モル％の材料から作製され、２，０００℃でＳＰＳにより圧縮されたターゲットの詳細を示す。材料の密度は４．４９ｇ／ｃｍ^３であり、従って、理論密度４．５ｇ／ｃｍ^３のＴｉＢ_２の７５モル％及び理論密度５．１ｇ／ｃｍ^３のＶＢ_２の２５モル％の混合比を使用して計算される、この材料についての理論密度の４．６４ｇ／ｃｍ^３の約９０％である。

【0038】

図４は、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２が８７．５／１２．５モル％の材料から作製され、２，０００℃でＳＰＳにより圧縮されたターゲットの詳細を示す。材料の密度は４．５２ｇ／ｃｍ^３であり、従って、理論密度４．５ｇ／ｃｍ^３のＴｉＢ_２の８７．５モル％及び理論密度５．１ｇ／ｃｍ^３のＶＢ_２の１２．５モル％の混合比を使用して計算される、この材料についての理論密度の４．５７ｇ／ｃｍ^３の約９９％である。

【0039】

図５は、２，０００℃でＳＰＳにより圧縮されたＴｉＢ_２／ＶＢ_２が９３．７５／６．２５モル％の材料を示す。材料の密度は４．４６ｇ／ｃｍ^３であり、従って、理論密度４．５ｇ／ｃｍ^３のＴｉＢ_２９３．７５モル％及び理論密度５．１ｇ／ｃｍ^３のＶＢ_２６．２５モル％の混合比を使用して計算される、この材料についての理論密度４．５３ｇ／ｃｍ^３の約９８％である。

【0040】

本発明による上述のターゲットは、ＳＰＳプロセスによって製造され、これは、それぞれの場合において真空中で実施された。

【0041】

比較のために、図６は、それが最も低い許容可能な温度で圧縮されたことにより依然として高い気孔率を有する構造、即ち１，７５０℃で、ＳＰＳにより圧縮されたＴｉＢ_２／ＶＢ_２が７５／２５モル％の材料、を示す。材料の密度は４．０１ｇ／ｃｍ^３であり、従って、理論密度４．５ｇ／ｃｍ^３のＴｉＢ_２７５モル％及び理論密度５．１ｇ／ｃｍ^３のＶＢ_２２５モル％の混合比を使用して計算される、この材料についての理論密度４．６４ｇ／ｃｍ^３の約８６％である。

【0042】

図７ａ及び図７ｂは、図３ｂによる組成を有するターゲットについての相分析のためのＸ線スペクトルを示す。興味深いのは、ＴｉＢ_２、（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２及びＶＢ_２の各相に特徴的な反射である。当業者は、これらの３つの相ＴｉＢ_２、（Ｔｉ，Ｖ）Ｂ_２及びＶＢ_２を、これらのスペクトルに割り当てることができる。

【0043】

図８～図１０は、それぞれ、ＴｉＢ_２／ＶＢ_２混合ターゲット上で測定された、ＦＩＶ３０硬度痕（Ｈａｅｒｔｅｅｉｎｄｒｕｃｋ）の一例を示す。硬度に関する代表的な記述のために、３つのＦＩＶ３０硬度痕を基礎として使用した。

【0044】

図８は、７５／２５モル％のＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製されたターゲットについての３つのＨＶ３０硬度痕のうちの１つを示す。

【0045】

図９は、８７．５／１２．５モル％のＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製されたターゲットについての３つのＦＩＶ３０硬度痕のうちの１つを示す。

【0046】

図１０は、９３．７５／６．２５モル％のＴｉＢ_２／ＶＢ_２から作製されたターゲットについての３つのＦＩＶ３０硬度痕のうちの１つを示す。

【0047】

測定結果を以下の表にまとめる。

【表2】

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図8】

【図9】

【図10】