濺射靶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的一個實施方式涉及濺射靶，上述濺射靶利用由金屬材料形成的接合材料 將靶材與基體材料接合。
【背景技術(shù)】
[0002] 以濺射方式形成薄膜時所使用的濺射靶材以貼合于用于支撐該濺射靶材的基體 材料的狀態(tài)安裝于濺射裝置。代表性的濺射靶具有將成形為板狀的靶材貼合于同樣為板狀 的支撐基體材料（其也稱為"支撐板"）的形態(tài)。
[0003] 安裝于濺射裝置的濺射靶在以濺射方式成膜時保持在減壓下，并被照射氬氣等的 輝光放電等離子體中產(chǎn)生的離子來進行濺射。由于離子照射使靶材溫度上升，因此在濺射 裝置中設(shè)置有濺射靶的冷卻機構(gòu)。作為冷卻機構(gòu)，多采用使冷卻水在支撐基體材料的背側(cè) 流動的結(jié)構(gòu)。
[0004] 靶材和支撐基體材料通常為不同的材質(zhì)，因此為了將兩者接合要使用接合材料。 作為接合材料，使用銦、錫等熔點比較低的金屬材料。
[0005] 在利用濺射的薄膜制備技術(shù)中，以磁控管濺射法為主。關(guān)于用于磁控管濺射裝置 的平板型濺射靶，由于濺射，靶材所消耗的腐蝕區(qū)域狹窄，因此，靶材的有效使用率為20% 至30%的程度。對此，開發(fā)了將靶材的形狀為圓筒型的圓筒型濺射靶。
[0006] 圓筒型濺射靶具有在圓筒狀的基體材料的外周面上安裝有筒型的靶材的結(jié)構(gòu)。一 邊使這種圓筒型濺射靶旋轉(zhuǎn)、一邊進行濺射成膜，據(jù)此擴大靶材所消耗的腐蝕區(qū)域，來實現(xiàn) 靶材的使用率的改善（例如參照專利文獻1)。
[0007] (現(xiàn)有技術(shù)文獻）
[0008] (專利文獻）
[0009] 專利文獻1 :日本特開2010-018883號公報
[0010] 濺射靶利用接合材料將靶材與基體材料相貼合。此時，若設(shè)置于靶材與基體材料 之間的接合材料填充得不均勻而產(chǎn)生空隙，則接合強度會降低。另外，若接合材料中存在空 隙，則上述部位處靶材的熱量難以通過基體材料擴散，有可能發(fā)生熱變形致使靶材損壞的 不良情況。
[0011] 在圓筒型濺射靶中，在圓筒型基體材料與同軸地配置于該圓筒型基體材料的圓筒 型濺射靶材之間設(shè)置有間隙部，在上述間隙部中填充接合材料來將兩者固定。若接合材料 未良好地填充于圓筒型基體材料與圓筒型濺射靶材之間的間隙部中而形成空隙，則會接合 不良，在濺射成膜中會發(fā)生圓筒型濺射靶材進行空轉(zhuǎn)、或者產(chǎn)生變形而開裂的不良情況。
[0012] 在專利文獻1中記載的圓筒型濺射靶中，在填充了接合材料之后，從沿著圓筒軸 方向的一端開始冷卻，依次向另一端冷卻，冷卻中進一步供給熔融狀態(tài)的接合材料，據(jù)此可 以將空隙的比例減少至一定水平。
[0013] 若將平板型的濺射靶安裝于濺射裝置之內(nèi)，則以靜止的狀態(tài)被使用，然而圓筒型 濺射靶以其自身旋轉(zhuǎn)的方式被使用，因此要求接合材料具有可以承受這種狀態(tài)的接合強 度。另外，由于圓筒型濺射靶材借助于圓筒型基體材料而保持為單軸狀態(tài)，因此需要將圓筒 型濺射靶材保持成即便由自重引起的翹曲、熱變形或機械變形發(fā)生作用，靶材也不會容易 地發(fā)生開裂。然而，問題是僅簡單地在圓筒型基體材料與圓筒型濺射靶材之間填充接合材 料以便不產(chǎn)生空隙是難以滿足這些要求的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的之一在于提供一種可防止圓筒型濺射靶材的 開裂且可穩(wěn)定地保持在圓筒型基體材料上的圓筒型濺射靶。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式提供的濺射靶包括：由金屬形成的基體材料、設(shè)置于 基體材料的一面的濺射靶材、設(shè)置于基體材料與濺射靶材之間的接合材料，接合材料至少 包含第一金屬元素和第二金屬元素，相對于第一金屬元素，第二金屬元素以lOppm以上、 5000ppm以下的濃度被包含。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式提供的濺射靶包括：由金屬形成的圓筒型基體材料、 以同軸方式設(shè)置于圓筒型基體材料的外周面的圓筒型濺射靶材、設(shè)置于圓筒型基體材料與 上述圓筒型濺射靶材之間的接合材料，接合材料至少包含第一金屬元素和第二金屬元素， 相對于第一金屬元素，第二金屬元素以lOppm以上、5000ppm以下的濃度被包含。
[0017] 本發(fā)明的一個實施方式中，優(yōu)選地，第一金屬元素為銦（In)，第二金屬元素為選自 銅（Cu)、鈦（Ti)及鎳（Ni)中的一種。
[0018] 本發(fā)明的一個實施方式中，第一金屬元素為銦（In)，第二金屬元素為銅（Cu)，優(yōu) 選地，相對于作為第一金屬元素的銦（In)，作為第二金屬元素的銅（Cu)以2000ppm以上、 5000ppm以下的濃度被包含。
[0019] 本發(fā)明的一個實施方式中，第一金屬元素為銦（In)，第二金屬元素為鈦（Ti)，優(yōu) 選地，相對于作為第一金屬元素的銦（In)，作為第二金屬元素的鈦（Ti)以18ppm以上、 120ppm以下的濃度被包含。
[0020] 本發(fā)明一個實施方式中，第一金屬元素為銦（In)，第二金屬元素為鎳（Ni)，相對 于作為第一金屬元素的銦（In)，作為第二金屬元素的鎳（Ni)以44ppm以上、480ppm以下的 濃度被包含。
[0021] 接合材料的邵氏硬度為1. 1以上1. 7以下，接合材料相對于氧化銦錫（ΙΤ0, Indium Tin Oxide)表面的接觸角可以為15°以上且小于25°。
[0022] 濺射靶材為陶瓷燒結(jié)體，例如上述陶瓷燒結(jié)體可以包含氧化銦?；w材料的外側(cè) 表面的表面粗糙度（Ra)的值可以為1. 8 μπι以上。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可以獲得如下的濺射靶，即為了將濺射靶材和基體 材料接合，使用至少包含第一金屬元素和第二金屬元素，相對于第一金屬元素，第二金屬元 素以1 %以下的濃度被包含的接合材料，據(jù)此可以得到可防止濺射靶材的開裂且可以穩(wěn)定 地保持在基體材料上的濺射靶。
【附圖說明】
[0024] 圖1為示出本發(fā)明一個實施方式的圓筒型濺射靶的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0025] 圖2為示出本發(fā)明一個實施方式的圓筒型濺射靶的結(jié)構(gòu)的截面。
[0026] 圖3為說明本發(fā)明一個實施方式的圓筒型濺射靶的制備方法的剖面圖。
[0027] 圖4為示出接合材料的潤濕性的評價方法的圖。
[0028] (附圖標記的說明）
[0029] 100 :圓筒型濺射靶；102 :圓筒型濺射靶材；104 :圓筒型基體材料；106 :接合材 料；108 :間隙部；110 :加熱器。
【具體實施方式】
[0030] 以下參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。然而，本發(fā)明可以以很多不同的方案來 實施，不應(yīng)受限于以下例示的實施方式的記載內(nèi)容來進行解釋。另外，為了使說明更加明 確，與實際的方案相比，存在附圖示意性地示出各部分的寬度、厚度、形狀等的情況，始終只 是一個例子，并不限制本發(fā)明的解釋。另外，在本說明書和各附圖中，對于已經(jīng)在圖中出現(xiàn) 的與上述的要素相同的要素，標注同一附圖標記并適當?shù)厥÷栽敿毜恼f明。
[0031] [圓筒型濺射靶]
[0032] 圖1為示出本發(fā)明一個實施方式的圓筒型濺射靶的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2為示出本 發(fā)明一個實施方式的圓筒型濺射靶的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0033] 圓筒型濺射靶100包括圓筒型濺射靶材102和支撐上述圓筒型濺射靶材102的 圓筒型基體材料104。圓筒型派射革E材102借助于接合材料106而固定于圓筒型基體材料 104。接合材料106用于填充設(shè)置在圓筒型濺射靶材102與圓筒型基體材料104之間的間 隙部。
[0034] 圓筒型濺射靶材102設(shè)置為包圍圓筒型基體材料104的外周面。優(yōu)選地，圓筒型 濺射靶材102設(shè)置為相對于圓筒型基體材料104的中心軸為同軸或大致同軸。根據(jù)這種結(jié) 構(gòu)，在將圓筒型濺射靶安裝于濺射裝置，使其以圓筒型基體材料104為中心旋轉(zhuǎn)時，圓筒型 濺射靶材102于被成膜面（試樣基板）之間的間隔可以保持為一定。
[0035] 關(guān)于圓筒型濺射靶100,可以對圓筒型基體材料104安裝多個圓筒型濺射靶材 102。當將多個圓筒型濺射靶材102安裝于圓筒型基體材料104時，優(yōu)選地，帶有間隙地配 置各圓筒型濺射靶材102。間隙在1_以下即可，例如，為0. 2_至0. 5_即可。通過如此 帶有間隙地配置多個圓筒型濺射靶材102可以防止損壞。
[0036] 根據(jù)本實施方式，通過利用接合材料106將多個圓筒型濺射靶材102接合于圓筒 型基體材料104,可以提供長度為100mm以上的圓筒型濺射靶。
[0037][圓筒型濺射靶材]
[0038] 如圖1及圖2所示，圓筒型濺射靶材102以中空形式成形，具有圓筒形狀。圓筒型 濺射靶材102具有至少數(shù)毫米至數(shù)十毫米的壁厚，可以將上述壁厚部分整體利用為靶材。 圓筒型濺射靶材102的中空部分中插入有圓筒型基體材料104,借助于接合材料106接合。 圓筒型濺射靶材102和圓筒型基體材料104并不是緊貼著設(shè)置，而是兩者帶有間隙地配置， 且為了填充上述間隙而設(shè)置有接合材料106。為了穩(wěn)定地保持圓筒型濺射靶材102和圓筒 型基體材料104,優(yōu)選地，在上述間隙部中，以接合材料106中無空隙的方式進行設(shè)置。
[0039] 圓筒型濺射靶材102中的圓筒的外側(cè)表面為靶表面，圓筒的內(nèi)側(cè)表面成為面向圓 筒型基體材料104而與接合材料106接觸的面。因此，在制備時，圓筒型濺射靶材1