JP6977348B2 - Sputtering target and how to manufacture the sputtering target - Google Patents

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Description

本発明は、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）を含むセラミックス膜をスパッタリングにより成膜するためのスパッタリングターゲット、及びスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a sputtering target for forming a ceramic film containing SiAlON by sputtering, and a method for manufacturing the sputtering target.

Ｓｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）からなるセラミックス材料は、通称サイアロンとして知られている。サイアロンは、一般に、硬度が高く耐摩耗性に優れ、耐熱性や耐食性に優れた材料である。このため、サイアロン膜は、サーマルプリンタのサーマルプリントヘッドの保護膜などに広く利用されている。 A ceramic material composed of Si (silicon), Al (aluminum), O (oxygen), and N (nitrogen) is commonly known as Sialon. Sialon is generally a material having high hardness, excellent wear resistance, and excellent heat resistance and corrosion resistance. Therefore, the Sialon film is widely used as a protective film for a thermal print head of a thermal printer.

サイアロン膜を成膜する方法として、スパッタリング法が知られている。特許文献１には、直流スパッタリングを可能とする導電性サイアロンスパッタリングターゲットとして、Ｙ２Ｏ３を０．２〜１０重量％と、Ｔｉの炭化物、窒化物及び炭窒化物のうち１種又は２種以上を１０〜４０重量％とを含有し、残部がサイアロンと不可避不純物からなるターゲットが開示されている。 A sputtering method is known as a method for forming a sialon film. Patent Document 1, as an electrically conductive Sialon sputtering target which enables DC sputtering, Y 2 and O 3 of 0.2 to 10 wt%, a carbide of Ti, 1 or 2 or of nitrides and carbonitrides A target containing 10 to 40% by weight of the above and the balance of which is sialon and unavoidable impurities is disclosed.

特開平１０−２９１８６３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-291863

近年のサーマルプリンタの高速化に伴って、サーマルプリントヘッドの保護膜においては、さらなる耐摩耗性の向上が求められている。すなわち、従来の導電性サイアロンスパッタリングターゲットを用いて成膜されたセラミックス膜（サイアロン膜）よりも膜硬度が高く、耐摩耗性に優れるセラミックス膜が求められている。 With the increase in speed of thermal printers in recent years, there is a demand for further improvement in wear resistance of the protective film of the thermal print head. That is, there is a demand for a ceramic film having a higher film hardness and excellent wear resistance than a ceramic film (sialon film) formed by using a conventional conductive Sialon sputtering target.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、膜硬度の高いセラミックス膜を直流（ＤＣ）スパッタリングによって成膜することができるスパッタリングターゲット、及びスパッタリングターゲット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-mentioned circumstances , and provides a sputtering target capable of forming a ceramic film having a high film hardness by direct current (DC) sputtering, and a method for manufacturing the sputtering target. The purpose.

本発明のスパッタリングターゲットは、Ｔｉ：８．５質量％以上３５質量％以下と、Ｙ：０．１０質量％以上６．０質量％以下と、ＳｉとＡｌとＮ（窒素）とＯ（酸素）とＣ（炭素）とを含む、スパッタリングターゲットであって、Ｃを、０．２０質量％以上２．０質量％以下の範囲内にて含み、比抵抗値が０．１Ω・ｃｍ以下であることを特徴としている。 The sputtering targets of the present invention are Ti: 8.5% by mass or more and 35% by mass or less, Y: 0.10% by mass or more and 6.0% by mass or less, Si, Al, N (nitrogen) and O (oxygen). to include a C (carbon), a sputtering target, a C, seen including within the scope of 0.20 wt% to 2.0 wt% or less, the specific resistance value is less than 0.1 [Omega · cm It is characterized by that.

本発明のスパッタリングターゲットによれば、Ｔｉを８．５質量％以上３５質量％以下の量で含むので、従来の導電性サイアロンスパッタリングターゲットと同様に、直流スパッタリングによってセラミックス膜を成膜することができる。また、Ｃを０．２０質量％以上２．０質量％以下の範囲内にて含むので、直流スパッタリングによって成膜されたセラミックス膜は、通常はＣを０．１５質量％以上１．８質量％以下の範囲内にて含むので膜硬度が高くなる。 According to the sputtering target of the present invention, since Ti is contained in an amount of 8.5% by mass or more and 35% by mass or less, a ceramic film can be formed by direct current sputtering in the same manner as the conventional conductive Sialon sputtering target. .. Further, since C is contained in the range of 0.20% by mass or more and 2.0% by mass or less, the ceramic film formed by DC sputtering usually contains C in an amount of 0.15% by mass or more and 1.8% by mass or less. Since it is contained within the following range, the film hardness becomes high.

ここで、本発明のスパッタリングターゲットにおいては、Ｓｉ：１７質量％以上４５質量％以下、Ａｌ：１質量％以上１７質量％以下であることが好ましい。
この場合、Ｓｉを１７質量％以上４５質量％以下の範囲、Ａｌを１質量％以上１７質量％以下にて含むので、このスパッタリングターゲットによって成膜されたセラミックス膜は、硬度が高く耐摩耗性に優れ、耐熱性や耐食性に優れたサイアロン組成を含む膜として利用できる。 Here, in the sputtering target of the present invention, Si: 17% by mass or more and 45% by mass or less, and Al: 1% by mass or more and 17% by mass or less are preferable.
In this case, since Si is contained in the range of 17% by mass or more and 45% by mass or less and Al is contained in the range of 1% by mass or more and 17% by mass or less, the ceramic film formed by this sputtering target has high hardness and wear resistance. It can be used as a film containing a sialon composition having excellent heat resistance and corrosion resistance.

本発明のスパッタリングターゲットの製造方法は、ＴｉＮ粉末と、Ｙ２Ｏ３粉末と、カーボン粉末と、Ｓｉ３Ｎ４粉末と、Ａｌ２Ｏ３粉末と、ＡｌＮ粉末とを混合して、ＴｉＮ粉末を１０質量％以上４５質量％以下の範囲内、Ｙ２Ｏ３粉末を０．１質量％以上８質量％以下の範囲内、カーボン粉末を０．３質量％以上３．７質量％以下の範囲内にて含む原料粉末混合物を調製する工程と、前記原料粉末混合物を加熱して焼結させる工程と、を備えることを特徴としている。 Method for producing the sputtering target of the present invention, a TiN powder, a Y 2 O 3 powder, and carbon powder, and Si 3 N 4 powder, and Al 2 O 3 powder, were mixed with AlN powder, a TiN powder in the range of 10 mass% or more and 45 mass% or less, Y 2 O 3 powder in the range of 8% by mass or less than 0.1 wt%, the carbon powder in the range of not less than 3.7 mass% to 0.3 mass% It is characterized by comprising a step of preparing a raw material powder mixture contained in the above, and a step of heating and sintering the raw material powder mixture.

本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、焼結工程において、Ｓｉ３Ｎ４粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＡｌＮ粉末が焼結することによってサイアロンの相が生成する。この焼結工程において、Ｙ２Ｏ３粉末が焼結助剤として作用することによって、緻密なサイアロン相が生成する。また、ＴｉＮ粉末は生成したサイアロン相の相間に、導電性を有するＴｉＮ相を形成するので、直流スパッタリングによる成膜が可能な程度の導電性を有する焼結体（スパッタリングターゲット）を得ることができる。さらに、得られたスパッタリングターゲットは、通常は、カーボン粉末を原料としたＣを０．２質量％以上２．０質量％以下の範囲内にて含むので、膜硬度が高いセラミックス膜の成膜が可能となる。 According to the method for producing a sputtering target of the present invention, a sialon phase is formed by sintering Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder and Al N powder in the sintering step. In this sintering process, by Y 2 O 3 powder acts as a sintering agent to produce the dense sialon phase. Further, since the TiN powder forms a conductive TiN phase between the generated sialon phases, it is possible to obtain a sintered body (sputtering target) having a degree of conductivity capable of forming a film by direct current sputtering. .. Further, since the obtained sputtering target usually contains C made from carbon powder in the range of 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less, a ceramic film having a high film hardness can be formed. It will be possible.

本発明によれば、膜硬度の高いセラミックス膜を直流（ＤＣ）スパッタリングによって成膜することができるスパッタリングターゲット、及びスパッタリングターゲットの製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a sputtering target capable of forming a ceramic film having a high film hardness by direct current (DC) sputtering, and a method for manufacturing the sputtering target.

本発明の一実施形態に係るセラミックス膜の元素分布を示す図である。It is a figure which shows the elemental distribution of the ceramic film which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットのターゲット面の元素分布を示す図である。It is a figure which shows the element distribution of the target surface of the sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法を示すフロー図である。It is a flow figure which shows the manufacturing method of the sputtering target which concerns on one Embodiment of this invention.

以下に、本発明の一実施形態に係るセラミックス膜、スパッタリングターゲット、及びスパッタリングターゲットの製造方法を、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態のセラミックス膜は、例えば、サーマルプリンタのサーマルプリントヘッドの保護膜として用いられるものである。本実施形態のセラミックス膜は、スパッタリングによって成膜されるスパッタ膜であることが好ましい。また、本実施形態のスパッタリングターゲットは、上記のセラミックス膜を、直流スパッタリングによって成膜する際に用いられるものである。 Hereinafter, a ceramic film, a sputtering target, and a method for manufacturing the sputtering target according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
The ceramic film of the present embodiment is used, for example, as a protective film for a thermal print head of a thermal printer. The ceramic film of the present embodiment is preferably a sputtering film formed by sputtering. Further, the sputtering target of the present embodiment is used when the above ceramic film is formed into a film by direct current sputtering.

＜セラミックス膜＞
本実施形態のセラミックス膜は、Ｔｉ：８．５質量％以上３６質量％以下と、Ｙ：０．１０質量％以上８．０質量％以下と、サイアロン組成とを含有し、さらにＣを、０．１５質量％以上１．８質量％以下の範囲内にて含む。Ｔｉの含有量は９．０質量％以上３５．９質量％以下の範囲内にあることが好ましい。Ｙの含有量は０．１２質量％以上６．６質量％以下の範囲内にあることが好ましい。セラミックス膜に含まれているＴｉ、ＹおよびＣを除く残部組成は、サイアロン組成（Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ）と不可避不純物であることが好ましい。セラミックス膜中のＳｉの含有量は、１７質量％以上４５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。また、セラミックス膜中のＡｌの含有量は、１質量％以上１７質量％以下の範囲内にあることが好ましい。 <Ceramics film>
The ceramic film of the present embodiment contains Ti: 8.5% by mass or more and 36% by mass or less, Y: 0.10% by mass or more and 8.0% by mass or less, and a sialon composition, and further C is 0. Included within the range of .15% by mass or more and 1.8% by mass or less. The Ti content is preferably in the range of 9.0% by mass or more and 35.9% by mass or less. The Y content is preferably in the range of 0.12% by mass or more and 6.6% by mass or less. The remaining composition excluding Ti, Y and C contained in the ceramic film is preferably a sialon composition (Si, Al, O, N) and unavoidable impurities. The content of Si in the ceramic film is preferably in the range of 17% by mass or more and 45% by mass or less. Further, the Al content in the ceramic film is preferably in the range of 1% by mass or more and 17% by mass or less.

図１は、本実施形態のセラミックス膜の元素（Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃ）の分布を示す図である。なお、元素分布は、ＥＰＭＡによって測定したものである。
図１に示すように、本実施形態のセラミックス膜は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃの各元素がほぼ均一に分散している。 FIG. 1 is a diagram showing the distribution of elements (Si, Al, O, N, Ti, Y, C) of the ceramic film of the present embodiment. The element distribution is measured by EPMA.
As shown in FIG. 1, in the ceramic film of the present embodiment, each element of Si, Al, O, N, Ti, Y, and C is dispersed almost uniformly.

＜スパッタリングターゲット＞
本実施形態のスパッタリングターゲットは、上述のセラミックス膜と同様に、ＴｉとＹとサイアロン組成とＣを含有する。但し、Ｔｉの含有量は、８．５質量％以上３５質量％以下の範囲内、Ｙの含有量０．１質量％以上６．０質量％以下の範囲内、Ｃの含有量は、０．２質量％以上２．０質量％以下の範囲内とされている。 <Sputtering target>
The sputtering target of the present embodiment contains Ti, Y, a sialon composition, and C, similarly to the ceramic film described above. However, the Ti content is in the range of 8.5% by mass or more and 35% by mass or less, the Y content is in the range of 0.1% by mass or more and 6.0% by mass or less, and the C content is 0. It is in the range of 2% by mass or more and 2.0% by mass or less.

図２は、本実施形態のスパッタリングターゲットのターゲット面の元素（Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃ）の分布を示す図である。なお、元素分布は、ＥＰＭＡによって測定したものである。
図２に示すように、本実施形態のスパッタリングターゲットは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎを含むサイアロン相と、ＴｉとＮを含むＴｉＮ相からなる組織を有している。Ｙは、主としてサイアロン相に分散されている。Ｃは、主としてＴｉＮ相に分散されている。 FIG. 2 is a diagram showing the distribution of elements (Si, Al, O, N, Ti, Y, C) on the target surface of the sputtering target of the present embodiment. The element distribution is measured by EPMA.
As shown in FIG. 2, the sputtering target of the present embodiment has a structure composed of a sialon phase containing Si, Al, O, and N and a TiN phase containing Ti and N. Y is mainly dispersed in the sialon phase. C is mainly dispersed in the TiN phase.

サイアロン相は、Ｓｉ３Ｎ４粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＡｌＮ粉末が焼結することによって生成した相であることが好ましい。
サイアロン相の組成は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚ（但し、Ｚは、０＜Ｚ≦４．２を満足する数である）の組成式で表されることが好ましい。但し、サイアロン相の結晶構造に、特に制限はなく、α−サイアロン相であってもよいし、β−サイアロン相であってもよい。また、サイアロン相は非晶質であってもよい。 The sialon phase is preferably a phase formed by sintering Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder and Al N powder.
The composition of the sialon phase is preferably represented by a composition formula of Si 6-Z Al ZO Z N 8-Z (where Z is a number satisfying 0 <Z ≦ 4.2). However, the crystal structure of the sialon phase is not particularly limited, and may be an α-sialon phase or a β-sialon phase. Further, the sialon phase may be amorphous.

なお前記組成式はＺを変数としてサイアロン組成を表す一般的な組成式であるが、現実的には秤量誤差や分析精度のバラつきの問題等もあるため、前記組成式に対して各々のＺの値としては多少の誤差は許容される。具体的には前記組成式のＳｉの個数を決めるＺをＺｓ、Ａｌの個数を決めるＺをＺａ、Ｏの個数を決めるＺをＺｏ、Ｎの個数を決めるＺをＺｎとした場合、前記組成式はＳｉ６−ＺｓＡｌＺａＯＺｏＮ８−Ｚｎと書き表されるが、これらＺｓ、Ｚａ、Ｚｏ、Ｚｎの最大値をＺｍａｘ、最小値をＺｍｉｎとすると、Ｚｍａｘ−Ｚｍｉｎ≦０．２程度のバラつきは許容範囲である。更に実際に使用されるＺの下限としてはＺ≧０．１が妥当であり、これを勘案するとサイアロンの具体的な組成範囲としては、Ｓｉ：１７質量％以上５９質量％以下、Ａｌ：０．９質量％以上４０質量％以下、Ｏ：０．５質量％以上２４質量％以下、Ｎ：１８質量％以上３９．５質量％以下と表すことができる。より好ましくはＺ：０．２以上３．０以下であり、具体的な組成範囲としては、Ｓｉ：２５質量％以上５８質量％以下、Ａｌ：１．９質量％以上３４質量％以下、Ｏ：１質量％以上２０質量％以下、Ｎ：２３質量％以上３９質量％以下である。更に好ましくはＺ：０．３以上２．０以下であり、具体的な組成範囲としては、Ｓｉ：４０質量％以上５７質量％以下、Ａｌ：２．８質量％以上２０質量％以下、Ｏ：１．７質量％以上１２質量％以下、Ｎ：３０質量％以上３８．５質量％以下である。 The composition formula is a general composition formula expressing the sialon composition with Z as a variable, but in reality, there are problems such as weighing error and variation in analysis accuracy, so that each Z is used with respect to the composition formula. Some errors are allowed in the value. Specifically, when Z for determining the number of Si in the composition formula is Zs, Z for determining the number of Al is Za, Z for determining the number of O is Zo, and Z for determining the number of N is Zn, the composition formula. Is written as Si 6-Zs Al Za O Zo N 8-Zn. Variations are acceptable. Further, Z ≧ 0.1 is appropriate as the lower limit of Z actually used, and considering this, the specific composition range of Sialon is Si: 17% by mass or more and 59% by mass or less, Al: 0. It can be expressed as 9% by mass or more and 40% by mass or less, O: 0.5% by mass or more and 24% by mass or less, and N: 18% by mass or more and 39.5% by mass or less. More preferably, Z: 0.2 or more and 3.0 or less, and specific composition ranges include Si: 25% by mass or more and 58% by mass or less, Al: 1.9% by mass or more and 34% by mass or less, O: 1% by mass or more and 20% by mass or less, N: 23% by mass or more and 39% by mass or less. More preferably, Z: 0.3 or more and 2.0 or less, and specific composition ranges include Si: 40% by mass or more and 57% by mass or less, Al: 2.8% by mass or more and 20% by mass or less, O: It is 1.7% by mass or more and 12% by mass or less, and N: 30% by mass or more and 38.5% by mass or less.

なお、本実施形態のスパッタリングターゲットは、後述のとおり、サイアロン組成以外にＴｉＮとＹ２Ｏ３とＣを含有する。従って、スパッタリングターゲット中のＳｉ、Ａｌの含有量は、サイアロン単独の場合の含有量よりも少なくなる。スパッタリングターゲット中のＳｉの含有量は、好ましくは１７質量％以上４５質量％以下の範囲内、より好ましくは２０質量％以上４０質量％以下の範囲内、さらに好ましくは２５質量％以上３５質量％以下の範囲内である。また、スパッタリングターゲット中のＡｌの含有量は、好ましくは１質量％以上１７質量％以下の範囲内、より好ましくは２質量％以上１０質量％以下の範囲内、さらに好ましくは３質量％以上６質量％以下の範囲内である。 Incidentally, the sputtering target of the present embodiment, as described below, containing TiN and a Y 2 O 3 C other than sialon composition. Therefore, the content of Si and Al in the sputtering target is smaller than that in the case of Sialon alone. The content of Si in the sputtering target is preferably in the range of 17% by mass or more and 45% by mass or less, more preferably in the range of 20% by mass or more and 40% by mass or less, and further preferably 25% by mass or more and 35% by mass or less. Is within the range of. The content of Al in the sputtering target is preferably in the range of 1% by mass or more and 17% by mass or less, more preferably in the range of 2% by mass or more and 10% by mass or less, and further preferably 3% by mass or more and 6% by mass. It is within the range of% or less.

ＴｉＮは導電性を有することから、ＴｉＮ相は、スパッタリングターゲットに対して直流スパッタリングによる成膜が可能な程度の導電性を付与する作用効果を有する。
スパッタリングターゲットのＴｉ（即ち、ＴｉＮ相）の含有量が少なくなりすぎると、導電性が低下して直流スパッタリングによる成膜が困難となるおそれがある。一方、Ｔｉの含有量が多くなりすぎると、相対的にサイアロン相の含有量が少なくなり、成膜されたセラミックス膜の純度が低下して、膜硬度が低下するおそれがある。このため、本実施形態では、スパッタリングターゲットのＴｉの含有量を、８．５質量％以上３５質量％以下の範囲内と設定している。スパッタリングターゲットのＴｉの含有量は、好ましくは１５質量％以上３０質量％以下の範囲内、さらに好ましくは２０質量％以上３０質量％以下の範囲内である。 Since TiN has conductivity, the TiN phase has the effect of imparting conductivity to the sputtering target to the extent that a film can be formed by direct current sputtering.
If the content of Ti (that is, the TiN phase) of the sputtering target is too small, the conductivity may decrease and it may be difficult to form a film by DC sputtering. On the other hand, if the Ti content is too high, the content of the sialon phase is relatively low, the purity of the formed ceramic film is lowered, and the film hardness may be lowered. Therefore, in the present embodiment, the Ti content of the sputtering target is set within the range of 8.5% by mass or more and 35% by mass or less. The Ti content of the sputtering target is preferably in the range of 15% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably in the range of 20% by mass or more and 30% by mass or less.

Ｙは、Ｙ２Ｏ３として存在していることが好ましい。Ｙ２Ｏ３は、Ｓｉ３Ｎ４粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＡｌＮ粉末が焼結してサイアロン相を生成する際に焼結助剤として作用する。このため、Ｙは主としてサイアロン相に分散している。
スパッタリングターゲットのＹ（即ち、Ｙ２Ｏ３）の含有量が少なくなりすぎると、サイアロン相が生成しにくくなるおそれがある。一方、Ｙの含有量が多くなりすぎると、サイアロン相の純度が低くなり、成膜されたセラミックス膜の純度が低下して、膜硬度が低下するおそれがある。このため、本実施形態では、スパッタリングターゲットのＹの含有量を、０．１０質量％以上６．０質量％以下の範囲内と設定している。スパッタリングターゲットのＹの含有量は、好ましくは１．０質量％以上４．０質量％以下の範囲内、さらに好ましくは１．５質量％以上３．０質量％以下の範囲内である。 It is preferable that Y exists as Y 2 O 3. Y 2 O 3 acts as a sintering aid when the Si 3 N 4 powder, the Al 2 O 3 powder and the Al N powder are sintered to form a sialon phase. Therefore, Y is mainly dispersed in the sialon phase.
If the Y (ie, Y 2 O 3 ) content of the sputtering target is too low, it may be difficult to form the sialon phase. On the other hand, if the Y content is too high, the purity of the sialon phase may be lowered, the purity of the formed ceramic film may be lowered, and the film hardness may be lowered. Therefore, in the present embodiment, the Y content of the sputtering target is set within the range of 0.10% by mass or more and 6.0% by mass or less. The Y content of the sputtering target is preferably in the range of 1.0% by mass or more and 4.0% by mass or less, and more preferably in the range of 1.5% by mass or more and 3.0% by mass or less.

Ｃは、成膜されたセラミックス膜の膜硬度を高める作用効果を有する。
スパッタリングターゲットのＣの含有量は、０．２０質量％以上２．０質量％以下の範囲内とされている。Ｃの含有量が少なくなりすぎると、Ｃによる上記の作用効果が得られにくくなる。一方、Ｃの含有量が多くなりすぎる場合も、成膜されたセラミックス膜の膜硬度が低下することがある。 C has the effect of increasing the film hardness of the formed ceramic film.
The C content of the sputtering target is in the range of 0.20% by mass or more and 2.0% by mass or less. If the content of C is too small, it becomes difficult to obtain the above-mentioned action and effect by C. On the other hand, if the C content is too high, the film hardness of the formed ceramic film may decrease.

本実施形態のスパッタリングターゲットは、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下であることによって、直流スパッタリングによってセラミックス膜を安定して成膜することができる。 The sputtering target of the present embodiment preferably has a specific resistance of 0.1 Ω · cm or less. When the specific resistance is 0.1 Ω · cm or less, a ceramic film can be stably formed by DC sputtering.

＜スパッタリングターゲットの製造方法＞
次に、本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法について、図３のフロー図を参照して説明する。
本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法は、ＴｉＮ粉末、Ｙ２Ｏ３粉末、カーボン粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末、ＡｌＮ粉末を混合して原料粉末混合物を調製する混合工程Ｓ０１と、得られた原料粉末混合物を所定の形状に成形して成形体を得る成形工程Ｓ０２と、得られた成形体を焼成して焼結体を得る焼結工程Ｓ０３と、得られた焼結体を加工する加工工程Ｓ０４とを備えている。 <Manufacturing method of sputtering target>
Next, the method for manufacturing the sputtering target of the present embodiment will be described with reference to the flow chart of FIG.
Method for producing the sputtering target of the present embodiment, TiN powder, Y 2 O 3 powder, carbon powder, Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder, mixing process by mixing AlN powder to prepare a raw material powder mixture S01 The molding step S02 of molding the obtained raw material powder mixture into a predetermined shape to obtain a molded body, the sintering step S03 of firing the obtained molded body to obtain a sintered body, and the obtained sintering. It is provided with a processing step S04 for processing the body.

（混合工程Ｓ０１）
混合工程Ｓ０１では、ＴｉＮ粉末、Ｙ２Ｏ３粉末、カーボン粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末、そしてＡｌＮ粉末を所定の組成比となるように秤量するとともに、これらの原料粉末を混合して、原料粉末混合物を調製する。原料粉末混合物のＴｉＮ粉末の含有量は好ましくは１０質量％以上４５質量％以下、特に好ましくは２０質量％以上４０質量％以下の範囲内である。Ｙ２Ｏ３粉末の含有量は、好ましくは０．１質量％以上８質量％以下の範囲内である。カーボン粉末の含有量は０．３質量％以上３．７質量％以下の範囲内である。カーボン粉末としては、グラファイト粉末を用いることができる。 (Mixing step S01)
In the mixing step S01, TiN powder, Y 2 O 3 powder, carbon powder, Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder, and with weighing an AlN powder to make a predetermined composition ratio, these raw material powders Mix to prepare a raw material powder mixture. The content of the TiN powder in the raw material powder mixture is preferably in the range of 10% by mass or more and 45% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less. The content of Y 2 O 3 powder is preferably in the range of 8 mass% 0.1 mass% or more. The content of the carbon powder is in the range of 0.3% by mass or more and 3.7% by mass or less. Graphite powder can be used as the carbon powder.

Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末およびＡｌＮ粉末の配合割合は、サイアロンを生成する割合である。サイアロンを生成する割合は、例えば、質量比で８８：７：５（＝Ｓｉ３Ｎ４粉末：Ａｌ２Ｏ３粉末：ＡｌＮ粉末）である。 The blending ratio of Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder and Al N powder is the ratio of producing sialon. The ratio of producing sialon is, for example, 88: 7: 5 (= Si 3 N 4 powder: Al 2 O 3 powder: Al N powder) in terms of mass ratio.

原料粉末の混合は、特に制限はないが、ボールミル等の粉砕機能を有する混合装置を用いて行うことが好ましい。また、原料粉末の混合は、湿式で行ってもよいし、乾式で行ってもよい。 The mixing of the raw material powder is not particularly limited, but it is preferably performed using a mixing device having a crushing function such as a ball mill. Further, the raw material powder may be mixed by a wet method or a dry method.

（成形工程Ｓ０２）
次に、成形工程Ｓ０２では、調製した原料粉末混合物を所定の形状に成形して成形体を得る。成形体の成形方法としては、プレス成形法を用いることができる。 (Molding step S02)
Next, in the molding step S02, the prepared raw material powder mixture is molded into a predetermined shape to obtain a molded product. As a molding method of the molded body, a press molding method can be used.

（焼結工程Ｓ０３）
次に、焼結工程Ｓ０３では、得られた成形体を常圧で焼成して、原料粉末混合物を焼結させて焼結体を得る。成形体の焼成時の雰囲気には特に制限はない。成形体の焼成は大気中で行ってもよいし、不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。焼成温度は、通常、１６００℃以上１８００℃以下の範囲内である。 (Sintering step S03)
Next, in the sintering step S03, the obtained molded product is fired at normal pressure to sinter the raw material powder mixture to obtain a sintered body. There is no particular limitation on the atmosphere of the molded product when it is fired. The molded product may be fired in the atmosphere or in an inert gas atmosphere. The firing temperature is usually in the range of 1600 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower.

（加工工程Ｓ０４）
加工工程Ｓ０４では、得られた焼結体に対して切削加工又は研削加工を施すことにより、所定形状のスパッタリングターゲットに加工する。こうして、直流スパッタリングによってセラミックス膜（サイアロン膜）の成膜が可能な程度の導電性を有するスパッタリングターゲット（導電性サイアロンスパッタリングターゲット）を製造することができる。 (Processing process S04)
In the processing step S04, the obtained sintered body is cut or ground to be processed into a sputtering target having a predetermined shape. In this way, it is possible to manufacture a sputtering target (conductive sialon sputtering target) having a degree of conductivity capable of forming a ceramic film (sialon film) by direct current sputtering.

上述の構成とされた本実施形態のセラミックス膜によれば、Ｃを０．１５質量％以上１．８質量％以下の範囲内にて含むので、膜硬度が高くなる。 According to the ceramic film of the present embodiment having the above-described configuration, since C is contained in the range of 0.15% by mass or more and 1.8% by mass or less, the film hardness becomes high.

また、本実施形態のスパッタリングターゲットによれば、Ｔｉを含むので、従来のスパッタリングターゲットと同様に、直流スパッタリングによってセラミックス膜を成膜することができる。また、Ｃを０．２質量％以上２．０質量％以下の範囲内にて含むので、直流スパッタリングによって成膜されたセラミックス膜は、通常はＣを０．１５質量％以上１．８質量％以下の範囲内にて含むので膜硬度が高くなる。 Further, since the sputtering target of the present embodiment contains Ti, a ceramic film can be formed by direct current sputtering as in the case of the conventional sputtering target. Further, since C is contained in the range of 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less, the ceramic film formed by DC sputtering usually contains C in an amount of 0.15% by mass or more and 1.8% by mass or less. Since it is contained within the following range, the film hardness becomes high.

本実施形態のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、焼結工程において、Ｓｉ３Ｎ４粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＡｌＮ粉末が焼結することによってサイアロンの相が生成する。この焼結工程において、Ｙ２Ｏ３粉末が焼結助剤として作用することによって、緻密なサイアロン相が生成する。また、ＴｉＮ粉末は生成したサイアロン相の相間に、導電性を有するＴｉＮ相を形成するので、直流スパッタリングによる成膜が可能な程度の導電性を有するスパッタリングターゲットを得ることができる。さらに、得られたスパッタリングターゲットは、通常は、カーボン粉末を原料としたＣを０．２質量％以上２．０質量％以下の範囲内にて含むので、膜硬度が高いセラミックス膜の成膜が可能となる。 According to the method for manufacturing a sputtering target of the present embodiment, a sialon phase is generated by sintering Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder, and Al N powder in the sintering step. In this sintering process, by Y 2 O 3 powder acts as a sintering agent to produce the dense sialon phase. Further, since the TiN powder forms a conductive TiN phase between the generated sialon phases, it is possible to obtain a sputtering target having a degree of conductivity capable of forming a film by direct current sputtering. Further, since the obtained sputtering target usually contains C made from carbon powder in the range of 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less, a ceramic film having a high film hardness can be formed. It will be possible.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、スパッタリングターゲットは、不可避不純物を含有していてもよい。ここで、不可避不純物は、原料粉末に不可避的に含まれている不純物、及び製造工程において不可避的に混入する不純物を意味する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the invention.
For example, the sputtering target may contain unavoidable impurities. Here, the unavoidable impurities mean impurities unavoidably contained in the raw material powder and impurities unavoidably mixed in the manufacturing process.

また、本実施形態では、原料粉末として、Ｓｉ３Ｎ４粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＡｌＮ粉末を用いたが、これら原料粉末の代わりにサイアロン粉末を用いてもよい。さらに、先ず、Ｓｉ３Ｎ４粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＡｌＮ粉末とＹ２Ｏ３粉末とを混合し、得られた混合粉末を焼成してＹ２Ｏ３含有サイアロン粉末を作製し、次いで、このＹ２Ｏ３含有サイアロン粉末とＴｉＮ粉末とカーボン粉末とを混合することによって原料粉末混合物を調製してもよい。またさらに、カーボン粉末として、焼結工程での焼成によってカーボンを生成する有機物粉末を用いてもよい。 Further, in the present embodiment, as a material powder, was used Si 3 N 4 powder Al 2 O 3 powder and AlN powder may be used sialon powder in place of these raw material powders. Further, first, Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder, Al N powder and Y 2 O 3 powder are mixed, and the obtained mixed powder is fired to prepare Y 2 O 3 containing sialon powder, and then. the raw material powder mixture may be prepared by mixing the Y 2 O 3 containing sialon powder and a TiN powder and carbon powder. Further, as the carbon powder, an organic powder that produces carbon by firing in the sintering step may be used.

さらにまた、本実施形態では、原料粉末混合物を成形工程にて成形体とした後、焼結工程にて常圧で焼成して焼結体を得ているが、ホットプレスやＨＩＰ（熱間等方圧加圧）などの加圧焼結によって焼結体を得てもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the raw material powder mixture is formed into a molded product in the molding process and then fired at normal pressure in the sintering process to obtain a sintered body, which is obtained by hot pressing or HIP (hot or the like). A sintered body may be obtained by pressure sintering such as (side pressure pressurization).

以下に、本発明の効果を確認するために行った確認実験の結果について説明する。なお、下記の表１、２中の＊印を付した値は、本発明の範囲外となる値である。 The results of the confirmation experiment conducted to confirm the effect of the present invention will be described below. The values marked with * in Tables 1 and 2 below are values outside the scope of the present invention.

＜スパッタリングターゲットの作製＞
原料粉末として、ＴｉＮ粉末（純度：３Ｎ、平均粒径：０．８μｍ）、Ｙ２Ｏ３粉末（純度：３Ｎ、平均粒径：０．６μｍ）、カーボン粉末（グラファイト粉末、純度：４Ｎ、平均粒径：１μｍ）、Ｓｉ３Ｎ４粉末（純度３Ｎ、平均粒径：０．６μｍ）、Ａｌ２Ｏ３粉末（純度：４Ｎ、平均粒径：０．４μｍ）、ＡｌＮ粉末（純度：４Ｎ、平均粒径：１．２μｍ）を用意した。
ＴｉＮ粉末、Ｙ２Ｏ３粉末、カーボン粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末及びＡｌＮ粉末を下記の表１に示す配合比となるように秤量した。表１の「準備したサイアロン原料の配合比」は、サイアロンを生成するＳｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末およびＡｌＮ粉末の合計量を１００質量％として算出した各粉末の配合比であり、「原料粉末の配合比」は、ＴｉＮ粉末、Ｙ２Ｏ３粉末、カーボン（Ｃ）粉末、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末及びＡｌＮ粉末の合計量を１００質量％として算出した各粉末の配合比である。
なお、本発明例１〜７、比較例１〜６において、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末及びＡｌＮ粉末の配合比はモル比で、８：１：１（＝Ｓｉ３Ｎ４：Ａｌ２Ｏ３：ＡｌＮ）であり、生成するサイアロンの組成式は、Ｓｉ５．３３Ａｌ０．６７Ｏ０．６７Ｎ７．３３（Ｚ＝０．６７）である。本発明例８、比較例７〜８において、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末及びＡｌＮ粉末の配合比はモル比で、１：１：１（＝Ｓｉ３Ｎ４：Ａｌ２Ｏ３：ＡｌＮ）であり、生成するサイアロンの組成式は、Ｓｉ３．０Ａｌ３．０Ｏ３．０Ｎ５．０（Ｚ＝３．０）である。本発明例９、比較例９〜１０において、Ｓｉ３Ｎ４粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末及びＡｌＮ粉末の配合比はモル比で、２９：１：１（＝Ｓｉ３Ｎ４：Ａｌ２Ｏ３：ＡｌＮ）であり、生成するサイアロンの組成式は、Ｓｉ５．８Ａｌ０．２Ｏ０．２Ｎ７．８（Ｚ＝０．２）である。 <Making a sputtering target>
As the raw material powder, TiN powder (purity: 3N, average particle size: 0.8μm), Y 2 O 3 powder (purity: 3N, average particle size: 0.6 .mu.m), carbon powder (graphite powder, purity: 4N, average Particle size: 1 μm), Si 3 N 4 powder (purity 3 N, average particle size: 0.6 μm), Al 2 O 3 powder (purity: 4 N, average particle size: 0.4 μm), Al N powder (purity: 4 N, Average particle size: 1.2 μm) was prepared.
TiN powder were weighed Y 2 O 3 powder, carbon powder, Si 3 N 4 powder, the Al 2 O 3 powder and AlN powder so that the compounding ratio shown in Table 1 below. The "blending ratio of the prepared sialon raw material" in Table 1 is the blending ratio of each powder calculated with the total amount of Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder and Al N powder producing sialon as 100% by mass. "raw material powder blending ratio" is the powder calculated TiN powder, Y 2 O 3 powder, carbon (C) powder, Si 3 N 4 powder, the total amount of Al 2 O 3 powder and AlN powder as 100 wt% It is a compounding ratio of.
In Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 of the present invention, the compounding ratio of the Si 3 N 4 powder, the Al 2 O 3 powder and the Al N powder is 8: 1: 1 (= Si 3 N 4:) in terms of molar ratio. Al 2 O 3 : Al N), and the composition formula of the sialon produced is Si 5.33 Al 0.67 O 0.67 N 7.33 (Z = 0.67). In Examples 8 of the present invention and Comparative Examples 7 to 8, the compounding ratio of the Si 3 N 4 powder, the Al 2 O 3 powder and the Al N powder is a molar ratio of 1: 1: 1 (= Si 3 N 4 : Al 2 O 3). : AlN), and the composition formula of the generated sialon is Si 3.0 Al 3.0 O 3.0 N 5.0 (Z = 3.0). In Examples 9 of the present invention and Comparative Examples 9 to 10, the compounding ratio of Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3 powder and Al N powder is 29: 1: 1 (= Si 3 N 4 : Al 2 O 3) in molar ratio. : AlN), and the composition formula of the generated sialon is Si 5.8 Al 0.2 O 0.2 N 7.8 (Z = 0.2).

秤量した各原料粉末を、湿式ボールミルで混合し、その後、１５０℃の温度で２４時間乾燥して原料粉末混合物を調製した。 Each weighed raw material powder was mixed in a wet ball mill and then dried at a temperature of 150 ° C. for 24 hours to prepare a raw material powder mixture.

調製した原料粉末混合物を、１４００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力でプレスして、円板状に成形した。得られた円板状成形体を、大気中、１６９０℃の温度で５時間焼成して、焼結体を得た。得られた焼結体を機械加工して、直径１２５ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを作製した。なお、スパッタリングターゲットは、分析用と成膜用の２個作製した。 The prepared raw material powder mixture was pressed at a pressure of 1400 kgf / cm 2 to form a disk. The obtained disc-shaped molded product was fired in the air at a temperature of 1690 ° C. for 5 hours to obtain a sintered body. The obtained sintered body was machined to prepare a disk-shaped sputtering target having a diameter of 125 mm and a thickness of 5 mm. Two sputtering targets were prepared, one for analysis and the other for film formation.

＜スパッタリングターゲットの評価＞
分析用のスパッタリングターゲットを用いて、下記の方法により、比抵抗と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃの含有量を測定し、ターゲット面の組織の観察を行った。 <Evaluation of sputtering target>
Using a sputtering target for analysis, the resistivity and the contents of Si, Al, O, N, Ti, Y, and C were measured by the following method, and the structure of the target surface was observed.

（比抵抗の測定）
四探針法により測定した。測定装置は三菱化学アナリテック社Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰを使用した。その測定結果を、表１に示す。 (Measurement of resistivity)
It was measured by the four-probe method. The measuring device used was Loresta-GP manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech. The measurement results are shown in Table 1.

（Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｙの含有量の測定）
スパッタリングターゲットを粉砕して、組成分析用粉末を調製した。組成分析用粉末を酸に溶解し、得られた酸溶液をＩＣＰ分析して、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｙの含有量を測定した。その測定結果を、表１に示す。 (Measurement of Si, Al, Ti, Y content)
The sputtering target was pulverized to prepare a powder for composition analysis. The powder for composition analysis was dissolved in an acid, and the obtained acid solution was subjected to ICP analysis to measure the contents of Si, Al, Ti, and Y. The measurement results are shown in Table 1.

（Ｏ、Ｎ、Ｃの含有量）
組成分析用粉末を加熱して、発生したガスを分析し、Ｏ、Ｎ、Ｃの含有量を測定した。Ｏ、ＮについてはＮ／Ｏの質量％比を求めた。その測定結果を、表１に示す。 (Contents of O, N, C)
The powder for composition analysis was heated, the generated gas was analyzed, and the contents of O, N, and C were measured. For O and N, the mass% ratio of N / O was determined. The measurement results are shown in Table 1.

（ターゲット面の組織観察）
ＥＰＭＡを用いて、ターゲット面の元素マッピングを行った。その結果、本発明例１〜９で作製されたスパッタリングターゲットは、いずれも図２に示すように、サイアロン相とＴｉＮ相を有する組織を有していた。Ｙは、主としてサイアロン相に分散されていて、Ｃは、主としてＴｉＮ相に分散されていた。 (Observation of the structure of the target surface)
Elemental mapping of the target surface was performed using EPMA. As a result, the sputtering targets produced in Examples 1 to 9 of the present invention all had a structure having a sialon phase and a TiN phase, as shown in FIG. Y was mainly dispersed in the Sialon phase, and C was mainly dispersed in the TiN phase.

＜セラミックス膜の成膜＞
成膜用のスパッタリングターゲットを無酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これをスパッタ装置に装着し、以下の条件にて直流スパッタリングして、セラミックス膜を成膜した。 <Ceramic film formation>
A sputtering target for film formation was soldered to a backing plate made of oxygen-free copper, which was mounted on a sputtering device, and DC sputtering was performed under the following conditions to form a ceramic film.

（スパッタ条件）
投入電力：Ｐｕｌｓｅ−直流４００Ｗ
ガス流量：Ａｒ：２９．４ｃｃ／ｍｉｎ、Ｎ２：０．６ｃｃ／ｍｉｎ
全圧：０．６Ｐａ
基板加熱：３００℃
基板材質：ガラス
セラミックス膜の膜厚：３μｍ (Spatter conditions)
Input power: Pulse-DC 400W
Gas flow rate: Ar: 29.4 cc / min, N 2 : 0.6 cc / min
Total pressure: 0.6Pa
Substrate heating: 300 ° C
Substrate material: Glass ceramic film thickness: 3 μm

＜セラミックス膜の評価＞
得られたセラミックス膜について、下記の方法により、膜硬度と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃの含有量を測定し、膜表面の組織の観察を行った。 <Evaluation of ceramic film>
With respect to the obtained ceramic film, the film hardness and the contents of Si, Al, O, N, Ti, Y and C were measured by the following methods, and the structure of the film surface was observed.

（膜硬度の測定）
セラミックス膜の膜硬度は、ナノインデンターにより測定した。その結果を表２に示す。 (Measurement of film hardness)
The film hardness of the ceramic film was measured by a nanoindenter. The results are shown in Table 2.

（Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｙの含有量の測定）
ガラス基板からセラミックス膜を剥がし取った。剥がし取ったセラミックス膜を酸に溶解し、得られた酸溶液をＩＣＰ分析して、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｙの含有量を測定した。その測定結果を、表２に示す。 (Measurement of Si, Al, Ti, Y content)
The ceramic film was peeled off from the glass substrate. The peeled ceramic film was dissolved in acid, and the obtained acid solution was subjected to ICP analysis to measure the contents of Si, Al, Ti, and Y. The measurement results are shown in Table 2.

（Ｏ、Ｎ、Ｃの含有量の測定）
剥がし取ったセラミックス膜を加熱し、発生したガスを分析して、Ｏ、Ｎ、Ｃの含有量を測定した。Ｏ、ＮについてはＮ／Ｏの質量％比を求めた。その測定結果を、表２に示す。 (Measurement of O, N, C content)
The peeled ceramic film was heated, the generated gas was analyzed, and the contents of O, N, and C were measured. For O and N, the mass% ratio of N / O was determined. The measurement results are shown in Table 2.

（膜表面の組織観察）
ＥＰＭＡを用いて、膜表面の元素マッピングを行った。その結果、本発明例１〜９で作製されたセラミックス膜は、いずれも図１に示すように、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃの各元素がほぼ均一に分散していた。 (Observation of membrane surface structure)
Elemental mapping of the film surface was performed using EPMA. As a result, as shown in FIG. 1, in each of the ceramic films produced in Examples 1 to 9 of the present invention, each element of Si, Al, O, N, Ti, Y, and C was dispersed almost uniformly. ..

Figure 0006977348
Figure 0006977348

Figure 0006977348
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Ｔｉの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例１のスパッタリングターゲットを用いて成膜したセラミックス膜は、Ｔｉの含有量が本発明の範囲よりも多く、また膜硬度が低くなった。膜硬度が低くなったのは、スパッタリングターゲットのＴｉの含有量が多くなりすぎて、相対的にサイアロン相の含有量が少なくなり、成膜されたセラミックス膜の純度が低下したためであると考えられる。一方、Ｔｉの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例２のスパッタリングターゲットは、直流スパッタリングによってセラミックス膜を成膜できなかった。これは、表１に示す比抵抗から明らかなように、スパッタリングターゲットのＴｉの含有量が少なくなりすぎて、導電性が低下したためであると考えられる。 The ceramic film formed by using the sputtering target of Comparative Example 1 having a Ti content higher than the range of the present invention had a Ti content higher than the range of the present invention and a lower film hardness. It is considered that the reason why the film hardness was low was that the Ti content of the sputtering target was too high, the content of the sialon phase was relatively low, and the purity of the formed ceramic film was lowered. .. On the other hand, the sputtering target of Comparative Example 2 having a Ti content lower than the range of the present invention could not form a ceramic film by DC sputtering. It is considered that this is because, as is clear from the specific resistivity shown in Table 1, the Ti content of the sputtering target is too low and the conductivity is lowered.

Ｙの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例３のスパッタリングターゲットを用いて成膜したセラミックス膜は、Ｙの含有量が本発明の範囲を超えており、また膜硬度が低くなった。膜硬度が低くなったのは、スパッタリングターゲットのＹの含有量が多くなりすぎて、サイアロン相の純度が低くなり、成膜されたセラミックス膜の純度が低下したためであると考えられる。一方、Ｙの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例４のスパッタリングターゲットを用いて成膜したセラミックス膜は、Ｙの含有量が本発明の範囲よりも少なくなり、膜硬度が低くなった。膜硬度が低くなったのは、スパッタリングターゲットのＹの含有量が少なくなりすぎて原料粉末が焼結しにくく、サイアロン相が生成しにくくなり、成膜されたセラミックス膜においてもサイアロン相が生成しにくくなったためであると考えられる。 The ceramic film formed by using the sputtering target of Comparative Example 3 having a Y content higher than the range of the present invention had a Y content exceeding the range of the present invention and a low film hardness. It is considered that the reason why the film hardness was low was that the Y content of the sputtering target was too high, the purity of the sialon phase was low, and the purity of the formed ceramic film was low. On the other hand, in the ceramic film formed by using the sputtering target of Comparative Example 4 in which the Y content is lower than the range of the present invention, the Y content is lower than the range of the present invention and the film hardness is low. .. The reason why the film hardness is low is that the Y content of the sputtering target is too low, the raw material powder is difficult to sinter, and the sialon phase is difficult to be formed. It is thought that this is because it became difficult.

Ｃの含有量が本発明の範囲よりも多い比較例５、７、９のスパッタリングターゲットを用いて成膜したセラミックス膜は、Ｃの含有量が本発明の範囲よりも多く、膜硬度が低くなった。一方、Ｃの含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例６、８、１０のスパッタリングターゲットを用いて成膜したセラミックス膜は、Ｃの含有量が本発明の範囲よりも少なくなり、膜硬度が低くなった。 The ceramic film formed by using the sputtering targets of Comparative Examples 5, 7 and 9 having a C content higher than the range of the present invention has a higher C content than the range of the present invention and a lower film hardness. rice field. On the other hand, the ceramic film formed by using the sputtering targets of Comparative Examples 6, 8 and 10 having a C content lower than the range of the present invention has a C content lower than the range of the present invention and has a film hardness. Has become low.

これに対して、Ｔｉ、Ｙ、Ｃの含有量が本発明の範囲にある本発明例１〜９のスパッタリングターゲットを用いて成膜したセラミックス膜は、膜硬度が高くなることが確認された。 On the other hand, it was confirmed that the ceramic film formed by using the sputtering targets of Examples 1 to 9 of the present invention having Ti, Y, and C contents within the range of the present invention has a high film hardness.

以上の確認実験の結果から、本発明によれば、膜硬度の高いセラミックス膜、この膜硬度の高いセラミックス膜を直流スパッタリングによって成膜することができるスパッタリングターゲット、及びスパッタリングターゲットの製造方法を提供可能であることが確認された。 From the results of the above confirmation experiments, according to the present invention, it is possible to provide a ceramic film having a high film hardness, a sputtering target capable of forming the ceramic film having a high film hardness by DC sputtering, and a method for manufacturing the sputtering target. It was confirmed that.

Claims (4)

Ｔｉ：８．５質量％以上３５質量％以下と、Ｙ：０．１０質量％以上６．０質量％以下と、ＳｉとＡｌとＮ（窒素）とＯ（酸素）とＣ（炭素）とを含む、スパッタリングターゲットであって、
Ｃを、０．２０質量％以上２．０質量％以下の範囲内にて含み、比抵抗値が０．１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。 Ti: 8.5% by mass or more and 35% by mass or less, Y: 0.10% by mass or more and 6.0% by mass or less, and Si, Al, N (nitrogen), O (oxygen), and C (carbon). Including, sputtering targets,
A sputtering target containing C in the range of 0.20% by mass or more and 2.0% by mass or less, and having a specific resistance value of 0.1Ω · cm or less. Ｓｉ：１７質量％以上４５質量％以下、Ａｌ：１質量％以上１７質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to claim 1 , wherein Si: 17% by mass or more and 45% by mass or less, and Al: 1% by mass or more and 17% by mass or less. Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎを含むサイアロン相とＴｉとＮを含むＴｉＮ相とを有し、ＣはＴｉＮ相に分散されている請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to claim 1 or 2 , which has a sialon phase containing Si, Al, O, and N and a TiN phase containing Ti and N, wherein C is dispersed in the TiN phase. ＴｉＮ粉末と、Ｙ２Ｏ３粉末と、カーボン粉末と、Ｓｉ３Ｎ４粉末と、Ａｌ２Ｏ３粉末と、ＡｌＮ粉末とを混合して、ＴｉＮ粉末を１０質量％以上４５質量％以下の範囲内、Ｙ２Ｏ３粉末を０．１質量％以上８質量％以下の範囲内、カーボン粉末を０．３質量％以上３．７質量％以下の範囲内にて含む原料粉末混合物を調製する工程と、
前記原料粉末混合物を加熱して焼結させる工程と、
を備えることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。 And TiN powder, Y 2 O 3 powder, and carbon powder, and Si 3 N 4 powder was mixed with Al 2 O 3 powder and AlN powder in the range of TiN powder following 45 wt% to 10 wt% among them, preparing a raw material powder mixture containing at Y 2 O 3 powder in the range of 8% by mass or less than 0.1 wt%, the carbon powder in the range of not less than 3.7 mass% to 0.3 mass% When,
The step of heating and sintering the raw material powder mixture and
A method of manufacturing a sputtering target, which comprises.
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