[发明专利]溅射靶及其制造方法

说明书

本发明的溅射靶包含Al和Sc的合金、且以25原子％～50原子％含有Sc，其中氧含量为2000质量ppm以下、维氏硬度Hv的偏差为20％以下。

技术领域

本发明涉及一种包含Al和Sc的合金、且适合用于形成压电性材料等的薄膜的溅射靶及其制造方法，特别是提出了可有助于提高通过溅射形成的压电性材料的压电特性的技术。

背景技术

在便携式电话等无线通信设备中，使用被称作SAW器件的压电性材料的滤波器。SAW器件是利用沿压电性材料表面传播的弹性表面波(SAW：Surface Acoustic Wave(表面声波))，通过必需的频率，滤除不需要的频率，由于损失低、具有优异的特性、同时能够实现小型化、薄型化而广泛普及。

另一方面，SAW器件在频率变高时配线宽度会变窄，加工工艺变得困难，因此为了应对近年来的电波的高频率带化，使用被称作FBAR器件的压电薄膜谐振器(FBAR：FilmBulk Acoustic Resonator(薄膜体声波谐振器))来代替SAW器件。在该谐振器中，除了使用氮化铝压电薄膜以外，有时会使用钪铝氮化物压电薄膜。该压电薄膜可以通过溅射铝合金来形成。

作为形成这样的压电薄膜的溅射中所使用的溅射靶，有包含铝合金的靶，所述铝合金为在铝中添加了铜、钛、铪和钯等中的至少一种的铝合金、或者如专利文献1等所记载的添加了钪、钇和镧系元素中的至少一种的铝合金。

其中，根据非专利文献1，含有钪的铝合金特别是在钪含量处于规定范围内时具有高压电常数，能够发挥优异的压电特性(特别是参照Fig.3)，由此认为：含有钪的铝合金的溅射靶对上述压电薄膜的形成有效。

这里，在专利文献2中，关于通过使用这样的钪铝合金对基板进行溅射的溅射制造钪铝氮化物的方法进行了记载。而且，还记载着：作为该溅射中使用的靶，以金属铝和金属钪为原料，利用真空熔解法制作Sc_0.42Al_0.58合金靶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－96647号公报；

专利文献2：日本特开2012－12673号公报；

非专利文献

非专利文献1：加藤等7人,Enhancement of Piezoelectric Response inScandium Aluminum Nitride Alloy Thin Films prepared by Dual Reactive Co-Sputtering”,Denso technical review,Denso株式会社,2012年,第17卷,第202－207页。

发明内容

技术问题

然而，在利用如上所述的压电薄膜获得良好的压电特性时，需要减少用于形成该压电薄膜的溅射靶中所含的氧或碳。

然而，由于钪等稀土类金属和氧非常活跃，因此特别是在利用雾化法制造包含铝和钪的合金的溅射靶时，氧含量会变得极高而达到1.0质量％左右。因此，利用现有的溅射靶，无法提高压电薄膜的压电特性。

针对这种情况，认为不利用专利文献1中提出的雾化法、而是利用熔解法来制造溅射靶，从而可以降低溅射靶的氧含量。

然而，在熔解法中，由于无法选定像粉末法那样的起始原料(微粒、雾化粉等)，因此利用熔解法制造的含有较多量的钪的溅射靶存在着以下问题：靶整体在硬度上产生偏差，在溅射时等会发生开裂。

在专利文献2中，记载着利用真空熔解法制作钪铝合金的溅射靶，但在真空熔解法中，由于难以均匀控制钪的组成，因此若不是小径靶，则无法获得所期望的特性。