[发明专利]溅射靶用氧化铬粉末及溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及能够提供不产生破裂、高纯度、高密度靶的溅射靶用氧化铬粉末及使用该氧化铬粉末烧结而成的溅射靶。

背景技术

氧化铬或含氧化铬的溅射靶，作为通过溅射形成热敏头等的耐磨损性保护膜、磁记录介质或磁记录介质用基膜、液晶显示器(LCD)面板的黑色遮光部(ブラツクマトリツクス)膜、发热电阻体(発熱抵抗体)基膜、相变型光记录介质用电介质膜等薄膜或层的靶材使用。

一般而言，氧化铬或者含有氧化铬的靶多数容易破裂、低密度、纯度也低。靶密度低或者纯度低时，对薄膜的特性产生各种影响。

纯度低杂质多的情况下，进行溅射时该杂质容易成为微粒产生或者结核的起点，产生异常放电，成为产生成膜速度及膜组成的变动的原因。

另外，密度低会使孔增加，晶粒变得粗大，并且靶的溅射面不均匀且粗糙，因此在溅射时使微粒产生或结核增加，成为溅射膜的特性下降的原因。

但是，如上所述，氧化铬或者含有氧化铬的靶容易破裂，因此存在的问题是难以高密度化。因此，积极地添加氧化铬，将氧化铬自身作为靶材使用的例子少。

其中，公开了在煅烧氧化铬成形体制造烧结体时，在35％以下的范围调节空隙率的技术(例如，参见专利文献1)。此时，将市售的绿色氧化铬粉末作为原料进行烧结，虽然作为耐火材料使用尚可，但是显然通过这种程度的改良作为溅射用靶材的话，不能得到充分的特性。

作为磁记录介质的基膜，公开了使用含有高浓度氧的铬靶的例子(参照专利文献2)。

此时，由于铬的氧固溶限小，因此大量含有氧时氧化铬以非金属夹杂物的形式混入。如果该夹杂物无秩序地存在，人们指出会产生下列问题：在通过溅射成膜时，产生作为夹杂物的氧化铬的带电或局部异常放电，另外，夹杂物由此而从靶脱离，漂浮在成膜槽中。

作为改良的措施，提出了使氧化铬微细且均匀地分散到金属铬中。另外，此时，也提出在金属铬粉末中添加氧化铬粉末，并且同样地通过热处理使氧化铬微细且均匀地分散于金属铬中(参照专利文献3)。

但是，在这些情况下，由于氧化铬自身的纯度问题以及因含有氧化铬而造成的低密度化问题没有解决，因此不能说是溅射靶制造的根本解决对策。

另外，作为在液晶显示面板的黑色遮光部中使用的氧化铬薄膜形成用溅射靶，提出了由金属靶与氧化铬构成的铬类靶的制造方法(例如，参照专利文献4)。此时，氧化铬在金属铬中均匀分散，并且氧化铬是致密的，因此放电电压稳定、成膜良好。

作为具体的制造例，记载了使用市售的氧化铬，在其中混合铬的碳化物并进行煅烧、还原、粉碎后，进一步在真空中进行二次烧结，由此使氧化铬均匀地分散到金属铬中得到致密的靶的例子。这种情况下，氧化铬的纯度也没有特别的改善，并且存在混入C的新问题，因此也不是含氧化铬溅射靶制造的根本解决对策。

作为同样的方法，提出了在市售的铬氧化物中混合碳粉末并进行煅烧、还原、粉碎后，进一步进行烧结，由此使氧化铬均匀地分散到金属铬中，使放电稳定，并且抑制微粒产生的方案(参照专利文献5)。

但是，这种情况下，氧化铬的纯度也没有特别的改善，并且存在C混入的新问题，因此不是含氧化铬溅射靶制造的根本解决对策。

另外，提出了将市售的铬氧化物与氧化锆的混合成形体放入石墨粉末中烧结而成的具有在轴承中使用的耐磨损性、高强度、高韧性的烧结体的方法(例如，参照专利文献6)。这种方法中氧化铬的纯度也没有特别改善，并且从烧结气氛来自存在C混入的新问题，因此不是含氧化铬溅射靶利用的根本解决对策。

专利文献1：日本特开昭54-141808号公报

专利文献2：日本特开平8-73963号公报

专利文献3：日本特开平6-264159号公报

专利文献4：日本特开平8-199349号公报

专利文献5：日本特开平9-279334号公报

专利文献6：日本特开平4-132659号公报

发明内容

本发明的目的在于提供可以提高氧化铬自身的纯度，同时在制造溅射靶时可以提高烧结密度的溅射靶用氧化铬粉末，并且在使用该氧化铬粉末制造溅射靶时提供使晶粒微细化、不产生破裂，而且可以抑制由杂质引起的微粒或结核的产生，进一步可以抑制异常放电的，均匀且致密的溅射靶。

为了解决上述问题，本发明人们进行了广泛深入的研究，结果发现，提高氧化铬粉末自身的纯度是极为重要的，通过优化靶密度、结晶粒径和相对密度，可以提高成膜特性。

本发明基于以上发现提供以下发明。