JP2012036433A - BiTi BASED OXIDE SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME - Google Patents

BiTi BASED OXIDE SPUTTERING TARGET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a BiTi based oxide sputtering target which can stably perform sputtering even at a high output, and has reduced cracks, and a method for producing the same.SOLUTION: The BiTi based oxide sputtering target contains a metal oxide phase including Bi and Ti, and has a thermal conductivity of ≥1.4 W/mk. Further, the method for producing the sputtering target includes: a step of pulverizing the oxide of Bi and the oxide of Ti and mixing them to produce mixed powder; a step of calcining the mixed powder so as to be calcined powder; a step of adding boron oxide of 1 to 9 mol% (0.4 to 3.6 at% expressed in terms of boron) to the calcined powder, and disintegrating and mixing the same so as to be added calcined powder; and a step of heating the added calcined powder in a vacuum or an inert gas atmosphere while applying pressure thereto, and performing sintering.

Description

本発明は、BiTi系酸化物スパッタリングターゲットおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a BiTi-based oxide sputtering target and a method for producing the same.

近年、写真や動画の高画質化に伴い、光記録媒体等へ記録する際のデジタルデータが増大し、記録媒体の高容量化が求められ、既に、高記録容量の光記録媒体として二層記録方式により50GBの容量を有したBlu−ray Disc(登録商標)が販売されている。このBlu−ray Disc(登録商標)は、今後もさらなる高容量化が望まれており、記録層の多層化による高容量化の研究が盛んに行われている。   In recent years, with the improvement of the picture quality of photographs and moving images, digital data when recording on an optical recording medium or the like has increased, and there has been a demand for an increase in the capacity of the recording medium. Blu-ray Disc (registered trademark) having a capacity of 50 GB depending on the system is on the market. The Blu-ray Disc (registered trademark) is desired to have a higher capacity in the future, and research on increasing the capacity by increasing the number of recording layers has been actively conducted.

このような複数の記録層を積層した光記録媒体の実現には、全ての記録層にレーザ光を到達させるため、記録層や反射層の半透明化が必要とされる。一方、多層光記録媒体において複数の記録層の各層との間に405nmの波長の光に対する屈折率が高く、消衰係数の小さい光学調整層が要望され、このような膜が成膜できる材料として、TiO、Bi、Nb、Ta等が知られている。例えば、TiOとBiの混合物の膜を設けることが報告されている(特許文献1参照)。 In order to realize such an optical recording medium in which a plurality of recording layers are laminated, it is necessary to make the recording layer and the reflective layer translucent in order to allow the laser light to reach all the recording layers. On the other hand, in a multilayer optical recording medium, an optical adjustment layer having a high refractive index for light having a wavelength of 405 nm and a small extinction coefficient is desired between each of a plurality of recording layers. TiO 2 , Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and the like are known. For example, it has been reported that a film of a mixture of TiO 2 and Bi 2 O 3 is provided (see Patent Document 1).

一方、強誘電体メモリ用の誘電体膜としてBiTi12膜が知られている。このBiTi12膜をスパッタ法により成膜するためのスパッタリングターゲットとしては、例えば特許文献2に、Bi粉末とTiO粉末とTi粉末との混合粉末を真空中で、1300℃で2時間焼成して作製するスパッタリングターゲットが提案されている。 On the other hand, a Bi 4 Ti 3 O 12 film is known as a dielectric film for a ferroelectric memory. As a sputtering target for forming this Bi 4 Ti 3 O 12 film by sputtering, for example, Patent Document 2 discloses a mixed powder of Bi 2 O 3 powder, TiO 2 powder and Ti powder in vacuum of 1300. There has been proposed a sputtering target produced by baking at 2 ° C. for 2 hours.

特開2008−97794号公報(段落番号0013)JP 2008-97794 A (paragraph number 0013) 特開平7−166340号公報(段落番号0014,0037)JP-A-7-166340 (paragraph numbers 0014, 0037)

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記材料のうち、TiO、Bi、Nb、Taは、405nmの波長の光に対する屈折率が2.4〜2.7と十分ではない。また、BiTi12は、405nmの波長の光に対する屈折率が2.8と高いものの、高電力にて長時間のスパッタを行うとスパッタリングターゲットが割れ、異常放電が発生するという問題点がある。
The following problems remain in the conventional technology.
That is, among the above materials, TiO 2 , Bi 2 O 3 , Nb 2 O 5 , and Ta 2 O 5 have an insufficient refractive index of 2.4 to 2.7 with respect to light having a wavelength of 405 nm. Bi 4 Ti 3 O 12 has a high refractive index of 2.8 with respect to light having a wavelength of 405 nm. However, when sputtering is performed at a high power for a long time, the sputtering target breaks and abnormal discharge occurs. There is.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高い出力でも安定してスパッタリング可能で、割れの少ないBiTi系酸化物スパッタリングターゲットおよびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a BiTi-based oxide sputtering target that can be stably sputtered even at a high output and has few cracks, and a method for producing the same.

本発明者らは、BiTi系酸化物スパッタリングターゲットについて研究を進めたところ、原料に酸化硼素を添加することにより硼素(B)が組織に分散若しくは拡散し、従来得られなかった高い熱伝導率が実現され、高い耐熱衝撃性や応力緩和効果を得ることができることを見出した。   As a result of research on the BiTi-based oxide sputtering target, the present inventors have found that boron (B) is dispersed or diffused in the structure by adding boron oxide to the raw material, resulting in a high thermal conductivity that could not be obtained conventionally. It has been realized that high thermal shock resistance and stress relaxation effects can be obtained.

したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットは、BiとTiとを含む金属酸化物相を含み、熱伝導率が、1.4W/m・K以上であることを特徴とする。
このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットでは、熱伝導率が1.4W/m・K以上と高いため、高い出力でスパッタしても割れが発生し難く、異常放電の発生を抑制することができる。
Therefore, the present invention has been obtained from the above findings, and the following configuration has been adopted in order to solve the above problems. That is, the BiTi-based oxide sputtering target of the present invention includes a metal oxide phase containing Bi and Ti, and has a thermal conductivity of 1.4 W / m · K or more.
Since this BiTi-based oxide sputtering target has a high thermal conductivity of 1.4 W / m · K or higher, cracks are hardly generated even when sputtering is performed at a high output, and the occurrence of abnormal discharge can be suppressed.

また、本発明のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットは、硼素を含有することを特徴とする。
すなわち、このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットでは、硼素を含有するので、上記のような高い熱伝導率が得られる。これは、Tiサイトに硼素が置換されることで形成されたキャリアであるホールが熱伝導の担い手となるためと考えられる。
Moreover, the BiTi-based oxide sputtering target of the present invention is characterized by containing boron.
That is, since this BiTi-based oxide sputtering target contains boron, the high thermal conductivity as described above can be obtained. This is presumably because holes, which are carriers formed by substitution of boron at the Ti site, are responsible for heat conduction.

さらに、本発明のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットは、硼素の含有量が、0.4〜3.6at%であることを特徴とする。
すなわち、このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットでは、硼素の含有量が、0.4〜3.6at%であるので、熱伝導率向上の十分な効果が得られると共に高記録容量の光記録媒体の記録層間に設ける透明な膜として必要な高屈折率を得ることができる。なお、硼素の含有量が、0.4at%未満であると、上記のような十分な添加効果を得ることができないと共に、3.6at%を超えると、膜の屈折率が2.7未満となり、高記録容量の光記録媒体の記録層間に設ける膜として十分ではないためである。
Furthermore, the BiTi-based oxide sputtering target of the present invention is characterized in that the boron content is 0.4 to 3.6 at%.
That is, in this BiTi-based oxide sputtering target, the boron content is 0.4 to 3.6 at%, so that a sufficient effect of improving the thermal conductivity can be obtained and recording on an optical recording medium having a high recording capacity is possible. A high refractive index required as a transparent film provided between the layers can be obtained. When the boron content is less than 0.4 at%, the above-described sufficient addition effect cannot be obtained, and when it exceeds 3.6 at%, the refractive index of the film becomes less than 2.7. This is because the film provided between the recording layers of the optical recording medium having a high recording capacity is not sufficient.

本発明のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの製造方法は、上記本発明のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットを作製する方法であって、Biの酸化物とTiの酸化物とを粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、該混合粉末を仮焼して仮焼粉とする工程と、該仮焼粉に酸化硼素を1〜9mol%(硼素換算で0.4〜3.6at%)添加したものを解砕しながら混合して添加仮焼粉とする工程と、該添加仮焼粉を真空または不活性ガス雰囲気中で圧力を加えながら加熱して焼結させる工程と、を有していることを特徴とする。
すなわち、このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの製造方法では、仮焼粉に酸化硼素を1〜9mol%(硼素換算で0.4〜3.6at%)添加したものを解砕しながら混合し、これをホットプレス等で加圧焼結するので、硼素が組織に分散若しくは拡散して添加され、高い熱伝導率で安定したスパッタリングが可能であると共に、高屈折率の膜を成膜可能なスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、本発明で添加する酸化硼素(B)の融点は460℃であるため、焼結助剤として機能するため、スパッタリングターゲットの密度を高めると共に、硼素が分散若しくは拡散しやすくなり、スパッタによってスパッタリングターゲットに掛かる応力を和らげる効果も発揮すると考えられる。
The manufacturing method of the BiTi-based oxide sputtering target according to the present invention is a method for producing the BiTi-based oxide sputtering target according to the present invention, wherein a mixed powder is obtained by grinding and mixing Bi oxide and Ti oxide. A step of preparing, a step of calcining the mixed powder to obtain a calcined powder, and a product obtained by adding 1 to 9 mol% of boron oxide (0.4 to 3.6 at% in terms of boron) to the calcined powder. Mixing the mixture while crushing to make an additive calcined powder, and heating and sintering the additive calcined powder while applying pressure in a vacuum or an inert gas atmosphere. Features.
That is, in this method of manufacturing a BiTi-based oxide sputtering target, a mixture obtained by adding 1 to 9 mol% of boron oxide to calcined powder (0.4 to 3.6 at% in terms of boron) is mixed while being crushed. Is sintered by hot pressing or the like, so that boron is dispersed or diffused in the structure and added, so that stable sputtering with high thermal conductivity is possible and a sputtering target capable of forming a film with a high refractive index. Can be obtained.
Since the melting point of boron oxide (B 2 O 3 ) added in the present invention is 460 ° C., it functions as a sintering aid, so that the density of the sputtering target is increased, and boron is easily dispersed or diffused. It is considered that the effect of reducing the stress applied to the sputtering target by sputtering is also exhibited.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るBiTi系酸化物スパッタリングターゲットによれば、熱伝導率が1.4W/m・K以上と高いため、高い出力でスパッタしても割れが発生し難く、異常放電の発生を抑制することができる。また、このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットを作製する本発明の製造方法では、酸化硼素を1〜9mol%(硼素換算で0.4〜3.6at%)添加したものをホットプレス等で加圧焼結するので、高い熱伝導率が得られ、高い出力でも異常放電の発生を抑制して安定したスパッタリングが可能であると共に、高屈折率の膜を成膜可能なスパッタリングターゲットを得ることができる。
したがって、本発明のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングによりBiTi系酸化物膜を成膜することで、高記録容量の光記録媒体の構成層として設ける透明な高屈折率膜に適した膜を得ることができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the BiTi-based oxide sputtering target according to the present invention, since the thermal conductivity is as high as 1.4 W / m · K or more, cracking hardly occurs even if sputtering is performed at a high output, and abnormal discharge occurs. Can be suppressed. In the production method of the present invention for producing this BiTi-based oxide sputtering target, boron oxide added in an amount of 1 to 9 mol% (0.4 to 3.6 at% in terms of boron) is subjected to pressure firing using a hot press or the like. As a result, a high thermal conductivity can be obtained, a sputtering target capable of forming a film having a high refractive index can be obtained while suppressing the occurrence of abnormal discharge even at a high output and enabling stable sputtering.
Therefore, a film suitable for a transparent high refractive index film provided as a constituent layer of an optical recording medium having a high recording capacity by forming a BiTi oxide film by sputtering using the BiTi oxide sputtering target of the present invention. Can be obtained.

本発明に係るBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの実施例(Bを添加した場合)において、EPMAによる元素分布マッピングを示す画像である。In an embodiment of BiTi based oxide sputtering target according to the present invention (the case of adding B 2 O 3), an image showing the element distribution mapping by EPMA. 本発明に係るBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの比較例(SiOを添加した場合)において、EPMAによる元素分布マッピングを示す画像である。In Comparative example BiTi based oxide sputtering target according to the present invention (case of adding SiO 2), an image showing the element distribution mapping by EPMA. 本発明に係る比較例(TiOを添加した場合)において、EPMA(電子線マイクロアナライザ)による元素マッピングを示す画像である。Comparative example according to the present invention (case of adding TiO 2), an image showing elemental mapping by EPMA (electron probe microanalyzer). 本発明に係る比較例(Nbを添加した場合)において、EPMAによる元素分布マッピングを示す画像である。Comparative example according to the present invention (case of adding Nb 2 O 5), an image showing the element distribution mapping by EPMA. 本発明に係るBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの実施例および各比較例において、熱伝導率とスパッタリングターゲット密度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between thermal conductivity and a sputtering target density in the Example of BiTi type | system | group oxide sputtering target which concerns on this invention, and each comparative example.

以下、本発明に係るBiTi系酸化物スパッタリングターゲットおよびその製造方法の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a BiTi-based oxide sputtering target and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described.

本実施形態のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットは、BiとTiとを含む金属酸化物相を含み、熱伝導率が、1.4W/m・K以上であって、硼素を含有している。なお、この熱伝導率は、後述する条件設定でレーザーフラッシュ法により測定されたものである。
また、上記硼素の含有量は、0.4〜3.6at%に設定されている。
なお、このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲットを構成する金属成分のBiとTiを、Bi:Ti=6:x(3<x<7)となる原子比で含有し、例えばBiTi12相からなる、あるいはBiTi12相を主相として含む酸化物からなるものである。
The BiTi-based oxide sputtering target of the present embodiment includes a metal oxide phase containing Bi and Ti, has a thermal conductivity of 1.4 W / m · K or more, and contains boron. This thermal conductivity is measured by the laser flash method under the condition setting described later.
The boron content is set to 0.4 to 3.6 at%.
This BiTi-based oxide sputtering target contains Bi and Ti as metal components constituting the sputtering target in an atomic ratio of Bi: Ti = 6: x (3 <x <7), for example, Bi 4 Ti. consisting 3 O 12 phase, or made of a Bi 4 Ti 3 O 12 phase an oxide containing as a main phase.

このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの製造方法は、スパッタリングターゲットを構成する金属成分としてのBiとTiとをBi:Ti=6:x(3<x<7)となる原子比で秤量したBiの酸化物とTiの酸化物とを粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、該混合粉末を仮焼して仮焼粉とする工程と、該仮焼粉に酸化硼素(B)を1〜9mol%(硼素換算で0.4〜3.6at%)添加したものを解砕混合して添加仮焼粉とする工程と、該添加仮焼粉を真空または不活性ガス雰囲気中で圧力を加えながら加熱して焼結させる工程と、を有している。 In this BiTi-based oxide sputtering target manufacturing method, Bi and Ti as metal components constituting the sputtering target are weighed at an atomic ratio of Bi: Ti = 6: x (3 <x <7). Pulverizing and mixing the product and Ti oxide, producing a mixed powder, calcining the mixed powder into a calcined powder, and boron oxide (B 2 O 3 ) on the calcined powder A step of adding 1 to 9 mol% (0.4 to 3.6 at% in terms of boron) to pulverize and mix to make an added calcined powder, and pressure the added calcined powder in a vacuum or an inert gas atmosphere Heating and sintering while adding.

上記製法の一例について詳述すれば、例えば、まず酸化ビスマス、酸化チタンの各粉末を、含有金属の比率がBi:Ti=6:x(3<x<7)になるように秤量する。次に、秤量した粉末をボールミル装置などを用いて混合し、混合粉末を作製する。なお、混合に用いる溶媒としては、例えばアルコールが挙げられる。
次に、得られた混合粉末を乾燥後、大気中で焼成(仮焼)し仮焼粉を作製する。仮焼の条件としては、例えば、600〜800℃、3〜10時間である。
続いて、所定量の酸化硼素を添加し、ボールミル装置などを用いて解砕し、解砕粉を得る。なお、解砕に用いる溶媒としては、例えばヘキサンが挙げられる。得られた解砕粉を黒鉛モールドに充填し、ホットプレスすることで本発明のスパッタリングターゲットが得られる。なお、このホットプレスの条件としては、550〜1150℃にて1〜10時間、100〜600kgf/cmの圧力にて真空または不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
If an example of the said manufacturing method is explained in full detail, for example, each powder of a bismuth oxide and a titanium oxide will be first weighed so that the ratio of a containing metal may become Bi: Ti = 6: x (3 <x <7). Next, the weighed powder is mixed using a ball mill apparatus or the like to produce a mixed powder. In addition, as a solvent used for mixing, alcohol is mentioned, for example.
Next, the obtained mixed powder is dried and then fired (calcined) in the air to prepare a calcined powder. As conditions of calcination, it is 600-800 degreeC and 3 to 10 hours, for example.
Subsequently, a predetermined amount of boron oxide is added and pulverized using a ball mill or the like to obtain pulverized powder. In addition, as a solvent used for crushing, hexane is mentioned, for example. The obtained pulverized powder is filled into a graphite mold and hot pressed to obtain the sputtering target of the present invention. The hot pressing is preferably performed at 550 to 1150 ° C. for 1 to 10 hours at a pressure of 100 to 600 kgf / cm 2 in a vacuum or an inert gas atmosphere.

このように作製した本実施形態のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットでは、熱伝導率が1.4W/m・K以上と高いため、高い出力でスパッタしても割れが発生し難く、異常放電の発生を抑制することができる。
このBiTi系酸化物スパッタリングターゲットでは、硼素を含有することにより、上記のような高い熱伝導率が得られる。特に、硼素の含有量が、0.4〜3.6at%であるので、熱伝導率向上の十分な効果が得られると共に高記録容量の光記録媒体の記録層間に設ける透明な膜として必要な高屈折率を得ることができる。
In the BiTi-based oxide sputtering target of this embodiment manufactured in this way, the thermal conductivity is as high as 1.4 W / m · K or higher, so that cracking hardly occurs even when sputtering is performed at a high output, and abnormal discharge occurs. Can be suppressed.
In this BiTi-based oxide sputtering target, the high thermal conductivity as described above can be obtained by containing boron. In particular, since the boron content is 0.4 to 3.6 at%, a sufficient effect of improving the thermal conductivity can be obtained, and it is necessary as a transparent film provided between recording layers of an optical recording medium having a high recording capacity. A high refractive index can be obtained.

また、本実施形態のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの製造方法では、仮焼粉に酸化硼素を1〜9mol%(硼素換算で0.4〜3.6at%)添加したものを解砕混合して添加仮焼粉とし、これをホットプレス等で加圧焼結するので、硼素が組織に分散若しくは拡散して添加され、高い熱伝導率で安定したスパッタリングが可能であると共に、高屈折率の膜を成膜可能なスパッタリングターゲットを得ることができる。
なお、本実施形態で添加する酸化硼素(B)の融点は460℃であるため、焼結助剤として機能するため、スパッタリングターゲットの密度を高めると共に、硼素が分散若しくは拡散しやすくなり、スパッタによってスパッタリングターゲットに掛かる応力を和らげる効果も発揮すると考えられる。
Moreover, in the manufacturing method of the BiTi-type oxide sputtering target of this embodiment, what added 1-9 mol% (0.4-3.6at% in conversion of boron) boron oxide to calcining powder is pulverized and mixed. Additive calcined powder is pressed and sintered with a hot press or the like, so boron is dispersed or diffused in the structure, and stable sputtering with high thermal conductivity is possible and a film with a high refractive index. Can be obtained.
Since the melting point of boron oxide (B 2 O 3 ) added in this embodiment is 460 ° C., it functions as a sintering aid, so that the density of the sputtering target is increased and boron is easily dispersed or diffused. It is considered that the effect of reducing the stress applied to the sputtering target by sputtering is also exhibited.

上記本実施形態に基づいて実際に作製したBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの実施例について、評価を行った結果を以下に示す。   The result of having evaluated about the Example of the BiTi-type oxide sputtering target actually produced based on the said this embodiment is shown below.

[実施例1]
酸化ビスマス(化学式:Bi、純度:3N、平均粒径:21μm)、酸化チタン(化学式:TiO、純度:3N、平均粒径:3μm)の各粉末を、含有金属の比率がBi:Ti=6:4.5になるように秤量する。
次に、秤量した粉末とその3倍量(重量比)のジルコニアボール(直径5mm)とをポリ容器に入れ、ボールミル装置にて18時間湿式混合して混合粉末を作製する。なお、この際の溶媒には、アルコールを用いた。
次に、得られた混合粉末を乾燥後、目開き500μmの篩にかけ、700℃にて5時間、大気中で焼成し仮焼粉を作製する。
[Example 1]
Each powder of bismuth oxide (chemical formula: Bi 2 O 3 , purity: 3N, average particle size: 21 μm), titanium oxide (chemical formula: TiO 2 , purity: 3N, average particle size: 3 μm), and the ratio of contained metal is Bi : Weigh so that Ti = 6: 4.5.
Next, the weighed powder and 3 times its amount (weight ratio) zirconia balls (diameter 5 mm) are put in a plastic container and wet mixed in a ball mill apparatus for 18 hours to produce a mixed powder. In addition, alcohol was used for the solvent in this case.
Next, the obtained mixed powder is dried, passed through a sieve having an opening of 500 μm, and calcined in the atmosphere at 700 ° C. for 5 hours to prepare a calcined powder.

この仮焼粉を目開き500μmの篩にかける。酸化ビスマスと酸化チタンが全て反応しBiTi12となっているとし、全体の1mol%(硼素換算で0.4at%)となるように酸化硼素(化学式:B、純度:3N、粒径:250μm以下)を添加する。さらに、その5倍量(重量比)のジルコニアボール(直径5mm)と共にポリ容器に入れ、ボールミル装置にて24時間解砕し、解砕粉を得る。なお、この際の溶媒には、ヘキサンを用いた。
得られた解砕粉を乾燥後、目の開き500μmの篩にかけ、ジルコニアボールを除去する。その後、上記解砕粉を黒鉛モールドに充填し、850℃にて3時間、350kgf/cmの圧力で真空ホットプレスし、実施例1のスパッタリングターゲットを得た。
The calcined powder is passed through a sieve having an opening of 500 μm. Assuming that bismuth oxide and titanium oxide all react to form Bi 4 Ti 3 O 12 , boron oxide (chemical formula: B 2 O 3 , purity: 1 mol% (0.4 at% in terms of boron) as a whole) 3N, particle size: 250 μm or less). Further, the zirconia balls (5 mm in diameter) of 5 times the weight (diameter 5 mm) are put in a plastic container and crushed for 24 hours with a ball mill device to obtain crushed powder. In this case, hexane was used as the solvent.
The obtained crushed powder is dried and then passed through a sieve having an opening of 500 μm to remove zirconia balls. Thereafter, the pulverized powder was filled into a graphite mold, and vacuum hot-pressed at 850 ° C. for 3 hours at a pressure of 350 kgf / cm 2 to obtain the sputtering target of Example 1.

[実施例1〜5、比較例1]
酸化硼素の添加量を変更した以外は実施例1と同様にして、実施例1〜5、比較例1のスパッタリングターゲットを作製した。
[比較例2〜4]
酸化硼素に代えて、SiO、TiO、Nbを添加した以外は実施例1と同様にして、比較例2〜4のスパッタリングターゲットを作製した。
[Examples 1 to 5, Comparative Example 1]
Sputtering targets of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of boron oxide added was changed.
[Comparative Examples 2 to 4]
Sputtering targets of Comparative Examples 2 to 4 were produced in the same manner as in Example 1 except that SiO 2 , TiO 2 , and Nb 2 O 5 were added instead of boron oxide.

[評価]
上述の各実施例・比較例のスパッタリングターゲットについて、下記の条件で各種の評価を実施した。
[Evaluation]
Various evaluation was implemented on the following conditions about the sputtering target of each above-mentioned Example and comparative example.

[屈折率]
分光エリプソメトリー法にて、405nmの波長に対する屈折率を測定した。
・分析装置:J.A. Woollam社製 多入射角回転補償子型高速分光エリプソメーター M-2000U
・測定範囲:245〜1000nm
[熱伝導率]
下記条件のレーザーフラッシュ法により行った。
・分析装置:NETZSCH−GeratebauGmbH製 Xeフラッシュアナライザー
・試料サイズ:10×10×2t mm
・測定温度:25℃
・標準比較試料:SUS310
・パルス幅:0.2ms
・チャージレベル:270V
(測定は同じ試料にて三回行い、平均値を求めた。)
[Refractive index]
The refractive index for a wavelength of 405 nm was measured by spectroscopic ellipsometry.
・ Analyzer: Multi-angle incidence rotation compensator type high-speed spectroscopic ellipsometer made by JA Woollam M-2000U
Measurement range: 245 to 1000 nm
[Thermal conductivity]
The laser flash method was performed under the following conditions.
・ Analyzer: Xe flash analyzer manufactured by NETZSCH-Geratebau GmbH ・ Sample size: 10 × 10 × 2 t mm
・ Measurement temperature: 25 ℃
Standard comparison sample: SUS310
・ Pulse width: 0.2 ms
・ Charge level: 270V
(Measurement was performed three times on the same sample, and the average value was obtained.)

[スパッタ評価]
直径125mmに加工した実施例および比較例のスパッタリングターゲットを銅製のバッキングプレートにインジウムを用いて接合してスパッタ試験を行った。
このスパッタの際は、アルゴンガスを50sccmと酸素ガス1.5sccmとを一定の流量で供給し、ガスの全圧を1Paとし、高周波電源を用いて800Wの電力を投入して、スパッタリングターゲットに割れが発生するまでの時間を計測した。
[Sputtering evaluation]
The sputtering targets of Examples and Comparative Examples processed to a diameter of 125 mm were joined to a copper backing plate using indium, and a sputtering test was performed.
In this sputtering, 50 sccm of argon gas and 1.5 sccm of oxygen gas are supplied at a constant flow rate, the total pressure of the gas is set to 1 Pa, power of 800 W is applied using a high frequency power source, and the sputtering target is cracked. The time until the occurrence of was measured.

一連の評価の結果を表1に、熱伝導率を測定した結果を図5に示す。また、実施例2のスパッタリングターゲットの断面をEPMAにて元素マッピングした画像を図1に、比較例2〜4のものを図2〜4に示す。   The results of a series of evaluations are shown in Table 1, and the results of measuring the thermal conductivity are shown in FIG. Moreover, the image which carried out the element mapping of the cross section of the sputtering target of Example 2 by EPMA is shown in FIG. 1, and the thing of Comparative Examples 2-4 is shown in FIGS.

<屈折率>
表1から、酸化硼素の添加量が9mol%(硼素換算で3.6at%)より多いと膜の屈折率が2.7未満となるため、青色レーザを用いた高記録容量の光記録媒体の記録層間に設ける透明な膜として不十分であることがわかる。
<熱伝導率>
表1および図5より、密度の値に因らず、酸化硼素を添加することで熱伝導率が向上した。これは、Tiサイトに硼素が置換されることで形成されたキャリアであるホールが熱伝導の担い手となるためと考えられる。
<Refractive index>
From Table 1, since the refractive index of the film is less than 2.7 when the amount of boron oxide added is more than 9 mol% (3.6 at% in terms of boron), the optical recording medium having a high recording capacity using a blue laser is used. It can be seen that the transparent film provided between the recording layers is insufficient.
<Thermal conductivity>
From Table 1 and FIG. 5, the thermal conductivity was improved by adding boron oxide regardless of the density value. This is presumably because holes, which are carriers formed by substitution of boron at the Ti site, are responsible for heat conduction.

<EPMA測定>
図2〜4より、酸化珪素、酸化チタン、酸化ニオブをそれぞれ添加した比較例2〜4のスパッタリングターゲットでは、数μmの大きさの添加した酸化物が観察された。一方、図1より、実施例2のスパッタリングターゲットは、非常に均一に硼素が分散若しくは拡散していることがわかる。このように硼素が非常に均一に分布することで、スパッタリングターゲットに加わる熱衝撃を緩和していると考えられる。
<EPMA measurement>
2 to 4, in the sputtering targets of Comparative Examples 2 to 4 to which silicon oxide, titanium oxide, and niobium oxide were added, oxides having a size of several μm were observed. On the other hand, FIG. 1 shows that boron is dispersed or diffused very uniformly in the sputtering target of Example 2. Thus, it is considered that the thermal shock applied to the sputtering target is alleviated by the very uniform distribution of boron.

これらの結果から、酸化硼素を添加した本実施例のスパッタリングターゲットは、割れが発生するまでの時間が長く、また割れが小さいため、その後も異常放電が多発することはなかった。   From these results, the sputtering target of this example to which boron oxide was added had a long time until cracking occurred and the cracking was small, so that abnormal discharge did not occur frequently thereafter.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態および上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態および上記実施例では、仮焼粉をホットプレスして焼結させているが、他の焼結方法としてHIP法(熱間等方加圧式焼結法)等を採用しても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment and the above examples, the calcined powder is hot-pressed and sintered. However, as another sintering method, the HIP method (hot isostatic pressing method) is adopted. It doesn't matter.

Claims (4)

BiとTiとを含む金属酸化物相を含み、
熱伝導率が、1.4W/mk以上であることを特徴とするBiTi系酸化物スパッタリングターゲット。
Comprising a metal oxide phase comprising Bi and Ti;
A BiTi-based oxide sputtering target having a thermal conductivity of 1.4 W / mk or more.
請求項1に記載のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットにおいて、
硼素を含有することを特徴とするBiTi系酸化物スパッタリングターゲット。
In the BiTi-based oxide sputtering target according to claim 1,
A BiTi-based oxide sputtering target containing boron.
請求項2に記載のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットにおいて、
硼素の含有量が、0.4〜3.6at%であることを特徴とするBiTi系酸化物スパッタリングターゲット。
In the BiTi-based oxide sputtering target according to claim 2,
A BiTi-based oxide sputtering target having a boron content of 0.4 to 3.6 at%.
請求項1から3のいずれか一項に記載のBiTi系酸化物スパッタリングターゲットを作製する方法であって、
Biの酸化物とTiの酸化物とを粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、
該混合粉末を仮焼して仮焼粉とする工程と、
該仮焼粉に酸化硼素を1〜9mol%添加したものを解砕しながら混合して添加仮焼粉とする工程と、
該添加仮焼粉を真空または不活性ガス雰囲気中で圧力を加えながら加熱して焼結させる工程と、を有していることを特徴とするBiTi系酸化物スパッタリングターゲットの製造方法。
A method for producing a BiTi-based oxide sputtering target according to any one of claims 1 to 3,
A step of pulverizing and mixing Bi oxide and Ti oxide to produce a mixed powder;
A step of calcining the mixed powder into a calcined powder;
A step of adding 1 to 9 mol% of boron oxide to the calcined powder and mixing it while crushing to obtain an added calcined powder;
And a step of heating and sintering the added calcined powder while applying pressure in a vacuum or an inert gas atmosphere, and a method for producing a BiTi-based oxide sputtering target.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264525A (en) * 1995-03-20 1996-10-11 Olympus Optical Co Ltd Deposition of laminar compound thin film of bismuth
JP2000302545A (en) * 1999-04-21 2000-10-31 Sumitomo Special Metals Co Ltd Bi4Ti3O12 FERROELECTRIC AND ITS PRODUCTION
JP2003073173A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method of manufacturing sintered compact and sintered compact and spattering terget using it
JP2005256087A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd Target for sputtering and thin dielectric optical film formed by using the same, and its manufacturing method
JP2008057045A (en) * 2007-10-09 2008-03-13 Agc Ceramics Co Ltd Oxide sintered compact sputtering target
JP2008210492A (en) * 2007-01-30 2008-09-11 Ricoh Co Ltd Optical recording medium, sputtering target, and method for producing same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264525A (en) * 1995-03-20 1996-10-11 Olympus Optical Co Ltd Deposition of laminar compound thin film of bismuth
JP2000302545A (en) * 1999-04-21 2000-10-31 Sumitomo Special Metals Co Ltd Bi4Ti3O12 FERROELECTRIC AND ITS PRODUCTION
JP2003073173A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method of manufacturing sintered compact and sintered compact and spattering terget using it
JP2005256087A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd Target for sputtering and thin dielectric optical film formed by using the same, and its manufacturing method
JP2008210492A (en) * 2007-01-30 2008-09-11 Ricoh Co Ltd Optical recording medium, sputtering target, and method for producing same
JP2008057045A (en) * 2007-10-09 2008-03-13 Agc Ceramics Co Ltd Oxide sintered compact sputtering target

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