[发明专利]溅射靶材及其制造方法有效
申请号: | 201280054142.5 | 申请日: | 2012-10-25 |
公开(公告)号: | CN103917687A | 公开(公告)日: | 2014-07-09 |
发明(设计)人: | 冈本研;荒堀忠久;佐藤彰繁;宮下幸夫;草野英二;坂本宗明 | 申请(专利权)人: | 飞罗得陶瓷股份有限公司 |
主分类号: | C23C14/34 | 分类号: | C23C14/34;C04B35/053 |
代理公司: | 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 | 代理人: | 刘新宇;李茂家 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 溅射 及其 制造 方法 | ||
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膜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,使用了氧化镁烧结体的靶材(以下,也称为“氧化镁靶材”、“magnesia target”、“MgO靶材”)作为用于硬盘的磁头、高性能非易失存储器等的隧道磁阻元件(TMR元件)的隧道势垒层的膜材料、或作为形成等离子体显示板(PDP)的保护膜或绝缘膜的用途中膜材料的供给源使用。
TMR元件是检测利用了隧道磁阻效果的外部磁力的变化的元件,具有夹在导电体(电极)的、数纳米以下的极薄的绝缘体层(隧道势垒层)。电阻变化率(MR比)越大的TMR元件越可以敏锐地检测出磁力变化而具备高性能,作为隧道势垒层材料,氧化镁被视为特别有期望的。
氧化镁靶材由于通常为绝缘材料,所以氧化镁溅射膜的形成使用高频溅射装置。该装置中,将氧化镁靶材接合于电极,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膜。
专利文献1中公开了涉及“烧结密度接近理论密度、气体放出少、使(111)面取向、溅射时的二次电子放出受到促进的氧化镁烧结体·溅射·靶材”的发明。专利文献1的氧化镁·溅射·靶材由在施加了单轴压力的面使大量(111)面晶体取向的烧结体构成,溅射时的二次电子放出受到促进而提高溅射效率。另外,实施例中,平均晶粒直径均为10μm左右。
专利文献2中公开了通过在纯度为99.50%以上且不足99.99%、相对密度97.5%~99.5%的范围内制备来改善氧化镁·溅射·靶材的蒸镀速度。其比较例中报告有在大气炉1650℃下焙烧的99.99%烧结体的事例。
专利文献3提出了氧化镁粉末的效率良好的水系造粒的方法,对通过气相氧化反应法得到的比表面积:7.5m2/g的、制成立方体形状的纯度为99.985%的氧化镁使用聚乙二醇、聚羧酸铵造粒、成形,在电炉1650℃下焙烧而得到相对密度96.1%的烧结体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-173502号公报
专利文献2:日本特开2007-138198号公报
专利文献3:日本特开2004-84018号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1中虽然公开了关于改善溅射效率的烧结体的晶体结构,但未对形成的溅射膜的性能进行验证。例如,在TMR元件的隧道势垒层等的用途中,形成的膜材料自身在高绝缘耐压下可靠性高、溅射膜的膜厚分布·膜质为均质的方面比为极薄膜、溅射的效率更重要。
专利文献2也仅提出了重视溅射的效率的材料的方案,但并未对形成的膜材料的性能进行讨论。另外,在该发明中,纯度不超过99.99%被认定为良好,但这样纯度低的烧结体不能实现溅射膜的高绝缘耐压化和均质化。需要说明的是,比较例中纯度虽为99.99%,但其相对密度停留在97.8~98.0%的范围,该烧结体不能实现溅射膜的高绝缘耐压化和均质化。
专利文献3中,造粒工序得到改善,但最终得到的烧结体的相对密度停留在96.1%。
本发明的目的在于提供兼具高耐绝缘性和均质性的、能够形成氧化镁绝缘层的溅射靶材及其制造方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述的课题,本发明人等对涉及作为各种装置的绝缘层所利用的氧化镁薄膜的物性、尤其是使用了该靶材的、由溅射形成的溅射膜的优异的耐绝缘性和均质性进行了深入研究,结果发现,作为靶材的原料的氧化镁烧结体的更高纯度化的必要的,使其纯度为99.99%以上(4N)、进一步为99.995%以上(4N5)、进一步优选为99.999%以上(5N)是必要的,进而,提高高纯度的氧化镁烧结体的相对密度、使晶粒直径微细化是有效的,从而完成了本发明。
本发明的要旨为下述(1)~(7)的溅射靶材和下述(8)~(10)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、相对密度超过98%、且平均晶粒直径为8μm以下的氧化镁烧结体。
(2)根据上述(1)的溅射靶材,其使用了以质量%计纯度为99.995%以上的氧化镁烧结体。
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