[发明专利]溅射靶及溅射靶的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制靶破裂，降低溅射时的异常放电，而且能够稳定地高速成膜，以硅(Si)为主要成分的溅射靶及其制造方法。

本申请基于2014年4月17日在日本申请的专利申请2014－85233号及2015年3月19日在日本申请的专利申请2015－56107号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

为了形成硅(Si)膜、硅的氮化物膜、或硅的氧化物膜，通常使用硅(Si)溅射靶。Si膜是使用Si溅射靶而直接成膜，但形成硅的氮化物膜或硅的氧化物膜时，一般使用Si溅射靶，在包含氮、氧的气氛下使用反应性溅射技术而成膜。

为了形成这些膜，一般使用晶体Si溅射靶(单晶或多晶的Si溅射靶)。晶体Si溅射靶具有纯度高且容易获得等优点，但存在溅射时容易破裂，并且成膜速度非常慢等问题。

因此，提出了通过晶体Si溅射靶的热处理及化学蚀刻处理而实现成膜速度、耐破裂性的提高(例如，参考专利文献1)。另一方面，提出了为了实现成膜速度、耐破裂性的提高，使用Si粉末制造Si的烧结体的方法(例如，参考专利文献2、3等)。通过该制造方法，能够得到烧结体密度为99％以上的高密度溅射靶。

另外，提出了由Si、以及Mo、W、Ti、Nb、Cr、Ta的高熔点金属群的硅化物构成的溅射靶(例如，参考专利文献4)。并且，提出了通过喷镀法，利用含有原子序号为11以下的金属的金属硅形成靶材，制造降低靶材的电阻率且具有导电性的Si溅射靶的方法(例如，参考专利文献5)。

专利文献1：日本特开平7－268616号公报

专利文献2：日本专利第3819863号公报

专利文献3：日本专利第4354721号公报

专利文献4：日本特开2002－173765号公报

专利文献5：日本特开2012－007218号公报

根据在上述专利文献2、3提出的溅射靶的制造方法，能够获得烧结体密度为99％以上的高密度溅射靶，但是在使用所获得的溅射靶的溅射成膜中，其成膜速度与晶体Si溅射靶没有差别，仍然存在溅射时容易破裂的问题。

并且，根据上述专利文献4，提出了以Si为主要成分，并添加由Mo、W、Ti、Nb、Cr、Ta构成的高熔点金属群的硅化物的溅射靶，但有关该溅射靶具有以下问题。

i)若依照具有从烧结至冷却的一般的制造，则其工序变得复杂，由于添加高熔点金属容易产生应力，并产生残余应力，在烧结体容易产生裂缝。并且，在高功率密度下直流(DC)溅射成膜时容易破裂。

ii)为了确保溅射靶的导电性，硅只能添加至97重量％，若添加其以上，则导电性消失。因此，无法制作硅添加量为97重量％以上的溅射靶。

iii)由于使用高熔点金属，因此无法适用于使用喷镀法的靶制造方法，无法制造圆筒型溅射靶等平板形状以外的溅射靶。

另一方面，在上述专利文献5中，提出了通过喷镀法制造具有导电性的Si溅射靶的方法，但在此，由于未展开添加原子序号为11之后的金属元素，因此无法解决使用该Si溅射靶溅射成膜时，成膜速度慢的问题。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种提高溅射靶的抗折强度而抑制易破裂，降低溅射时的异常放电，而且，能够稳定地高速成膜的以Si为主要成分的溅射靶。

本发明人等得到如下研究结果：通过在Si溅射靶添加Ni或Al、及B或P，能够轻松地实现低阻化，进而，能够提高溅射靶的强度。

本发明中确认到通过在Si溅射靶添加Ni或Al、及B或P，溅射靶低阻化，能够适用于直流(DC)溅射、中频(MF)溅射，且能够实现溅射成膜的提高，并且溅射靶的抗折强度提高，能够制作在机械加工时，进而在溅射时耐破裂性优异的溅射靶。

由此，本发明从上述研究结果获得，为了解决所述问题而采用了以下结构。

(1)本发明的溅射靶，其特征在于，是含有0.5～10at％的选自Ni及Al中的至少一种金属元素、及0.01～10000重量ppm的B或P，剩余部分由Si及不可避免的杂质构成的烧结体，所述烧结体的体积电阻为10Ω·cm以下，并且，理论密度比为85％～99％，抗折强度为65N/mm²以上。