本發(fā)明涉及包含Al-Te-Cu-Zr合金的濺射靶及其制造方法，特別是用于形成作為電阻變化型材料的包含Al-Te-Cu-Zr合金的薄膜的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶及其制造方法。

背景技術(shù)：

近年來，使用利用電阻變化來記錄信息的包含Te-Al基材料或Te-Zr基材料的薄膜作為電阻變化型記錄材料。作為形成包含這些材料的薄膜的方法，通常使用真空蒸鍍法、濺射法等一般被稱為物理蒸鍍法的方法來進(jìn)行。特別是從操作性、成膜的穩(wěn)定性考慮，多使用磁控濺射法來形成。

使用濺射法的薄膜形成通過以下方式進(jìn)行，使氬離子等正離子與設(shè)置在陰極的靶物理性地撞擊，通過該撞擊能量使構(gòu)成靶的材料放出，從而將與靶材料幾乎相同組成的膜層疊于對置的陰極側(cè)的基板上。使用濺射法的成膜具有以下特征：通過調(diào)節(jié)處理時間、供給功率等，可以以穩(wěn)定的成膜速度形成埃單位的薄膜到數(shù)十μm的厚膜。

形成作為電阻變化型記錄材料的Te-Al基等的合金膜時，特別會成為問題的是，在濺射時在靶表面產(chǎn)生結(jié)瘤，從而導(dǎo)致粉粒、電弧放電。特別是Al-Te-Cu-Zr合金靶由成膜速度不同的多種金屬成分構(gòu)成，因此存在結(jié)瘤產(chǎn)生頻率高、粉粒產(chǎn)生量大的問題。而且，這樣的靶或?yàn)R射時的問題成為使作為記錄介質(zhì)的薄膜的品質(zhì)降低的重要原因。

作為現(xiàn)有的Te-Al基濺射用靶，例如，專利文獻(xiàn)1公開了一種靶，其含有選自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta和鑭系元素的元素組中的一種以上高熔點(diǎn)金屬元素、選自Al、Ge、Zn、Co、Cu、Ni、Fe、Si、Mg、Ga中的一種以上元素和選自S、Se、Te中的一種以上硫族元素。另外，作為其制造方法，公開了制作AlCuZr合金錠，然后粉碎該合金錠而制成合金粉末，在該合金粉末中混合Te粉末和Ge粉末并進(jìn)行燒結(jié)，由此制造AlCuGeTeZr靶材(參照實(shí)施例1)。

在制作包含Te-Al基合金的燒結(jié)體時，Al與Te合金化時，有時生成非常活躍且難以處理的Al-Te。另外，由于Te的蒸氣壓高，在與高熔點(diǎn)的Zr的合成中有時產(chǎn)生組成偏差(1000℃下的Te的蒸氣壓100kPa、Zr的蒸氣壓1kPa以下)。此外，由于構(gòu)成相的濺射速率差大，存在如下問題：成膜速度變得不均勻，從而在濺射靶的表面形成結(jié)瘤，而且由此產(chǎn)生粉粒。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-26679號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明的課題在于解決上述諸問題，特別是提供一種可以有效地抑制濺射時的粉粒產(chǎn)生、結(jié)瘤產(chǎn)生等，并且可以減少靶中所含的氧的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶及其制造方法。

用于解決問題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明人進(jìn)行了廣泛深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過減小構(gòu)成濺射靶的相的濺射速率差，可以使成膜速度均勻，另外，通過將晶粒細(xì)化，并且降低氧含量，可以抑制粉粒的產(chǎn)生、結(jié)瘤的產(chǎn)生，從而可以提高成膜時的成品率。

基于這樣的發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供：

1)一種Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶，其特征在于，所述濺射靶含有20原子％～40原子％的Te、5原子％～20原子％的Cu、5原子％～15原子％的Zr，剩余部分包含Al，并且在靶組織中不存在Te相、Cu相和CuTe相。

2)如上述1)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶，其特征在于，在靶組織中存在Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相。

3)如上述1)或2)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶，其特征在于，所述濺射靶的平均粒徑為10μm以下。

4)如上述1)至3)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶，其特征在于，所述濺射靶的純度為3N以上、氧含量為3000重量ppm以下。

5)如上述1)至4)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶，其特征在于，所述濺射靶含有選自Si、C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、鑭系元素、Ge、Zn、Co、Ni、Fe、Mg、Ga、S、Se中的任意一種以上元素。

6)如上述1)至5)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶，其特征在于，所述濺射靶的相對密度為90％以上。

另外，本發(fā)明提供：

7)一種Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：熔煉Cu原料和Te原料而制作CuTe合金錠的工序；將CuTe合金錠粉碎，然后對CuTe粉碎粉和Zr原料粉進(jìn)行熱壓而制作CuTeZr合金的工序；將CuTeZr合金粉碎，然后對CuTeZr粉碎粉和Al原料粉進(jìn)行熱壓而制作CuTeZrAl合金的工序。

8)如上述7)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，在300℃～400℃的溫度下對CuTe粉碎粉和Zr原料粉進(jìn)行熱壓而制作CuTeZr合金。

9)如上述7)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，在400℃～600℃的溫度下對CuTe粉碎粉和Zr原料粉進(jìn)行熱壓而制作CuTeZr合金。

10)如上述7)至9)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，在將CuTeZr合金粉碎的工序中，在惰性氣氛或真空狀態(tài)下將合金粉碎。

11)一種Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：熔煉Cu原料和Te原料而制作CuTe合金錠的工序；將CuTe合金錠粉碎，然后對CuTe粉碎粉、Zr原料粉和Al原料粉進(jìn)行熱壓而制作CuTeZrAl合金的工序。

12)如上述11)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，在300℃～600℃的溫度下對CuTe粉碎粉、Zr原料粉和Al原料粉進(jìn)行熱壓而制作CuTeZrAl合金。

13)如上述6)至12)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，使用平均粒徑為1μm～10μm的CuTe粉碎粉、平均粒徑為1μm～10μm的Zr原料粉、平均粒徑為1μm～10μm的Al原料粉。

14)如上述6)至13)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，對CuTe粉碎粉進(jìn)行氫還原。

15)如上述6)至14)中任一項(xiàng)所述的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的制造方法，其特征在于，在將CuTe合金粉碎的工序中，在惰性氣氛或真空狀態(tài)下將合金粉碎。

發(fā)明效果

本發(fā)明的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體濺射靶具有下述優(yōu)良效果：通過使濺射速率大的Te和Cu與濺射速率小的Al和Zr合金化，可以使成膜速度均勻，另外，由于晶粒細(xì)化、氧含量降低，因此可以抑制以它們?yōu)槠瘘c(diǎn)的粉粒、結(jié)瘤的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的燒結(jié)體的使用FE-EPMA得到的元素分布圖。

圖2為實(shí)施例2的燒結(jié)體的使用FE-EPMA得到的元素分布圖。

圖3為表示濺射靶的利用FE-EPMA的觀察部位的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶具有如下構(gòu)成：含有20原子％～40原子％的Te、含有5原子％～20原子％的Cu、含有5原子％～15原子％的Zr，并且剩余部分包含Al。確定各自的組成范圍以使得能夠得到作為電阻變化型記錄材料的特性。本發(fā)明的合金靶為以Al、Te、Cu、Zr作為主要成分的濺射靶，為了提高作為記錄材料的諸特性，也可以添加其它成分。

本發(fā)明的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶的特征在于，在其組織中不存在Te相、Cu相和CuTe相。由于Te相、Cu相和CuTe相容易被濺射，成膜速度變快，因此通過不存在這樣的相，可以使靶整體的成膜速度均勻。另外，如上所述，CuTe相非?；钴S，因此通過不存在這樣的相，可以使處理變?nèi)菀?。在此，“不存在Te相、Cu相和CuTe相”是指在使用EPMA觀察2000倍的視野而得到的分布像中，各相的面積率小于5％的情況。另外，考慮偏析的可能性，將使用EPMA的觀察部位設(shè)定為如圖3所示的多個部位，在至少其半數(shù)以上的部位，各相的面積率小于5％即可。

本發(fā)明的濺射靶優(yōu)選在其組織中存在Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相。通過以這樣的方式減小靶的構(gòu)成相之間的濺射速率差，可以使成膜速度更均勻，由此，可以顯著減少結(jié)瘤的產(chǎn)生、粉粒的產(chǎn)生。需要說明的是，它們的存在可以通過使用EMPA進(jìn)行的組織觀察來確認(rèn)。

本發(fā)明的濺射靶優(yōu)選平均粒徑為10μm以下。在由成膜速度不同的相構(gòu)成的復(fù)合材料的情況下，通過減小晶粒尺寸，可以減小濺射靶表面的起伏，由此可以減少結(jié)瘤的產(chǎn)生。需要說明的是，如下所述，濺射靶的晶粒尺寸不僅根據(jù)原料粉末的粒徑調(diào)節(jié)大幅變動、而且根據(jù)合金錠的粉碎條件、熱壓條件等大幅變動。

另外，本發(fā)明的濺射靶優(yōu)選氧含量為3000重量ppm以下。通過以這樣的方式降低氧含量，可以抑制由其造成的粉粒的產(chǎn)生，還可以提高電阻變化型存儲器等器件的特性。另外，雜質(zhì)元素的存在使器件特性降低，因此更優(yōu)選將濺射靶的純度調(diào)節(jié)為3N(99.9％)以上。

本發(fā)明的濺射靶為以Al、Te、Cu、Zr作為主要成分的濺射靶，但是為了調(diào)節(jié)電阻變化型存儲器等器件的特性，可以添加其它成分。例如，可以添加選自Si、C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、鑭系元素、Ge、Zn、Co、Ni、Fe、Mg、Ga、S、Se中的任意一種以上元素。這些添加物優(yōu)選以0.1重量％～5.0重量％的比例添加，由此可以提高器件性能。

本發(fā)明的濺射靶的相對密度優(yōu)選為90％以上。通過使用這樣的高密度靶，可以實(shí)現(xiàn)良好的濺射。本發(fā)明中的相對密度由下式計算：

相對密度＝{(燒結(jié)體的密度)/(理論密度)}×100。

其中，所述燒結(jié)體密度通過使用游標(biāo)卡尺測量燒結(jié)體的尺寸，由其體積和測定重量計算，理論密度如下所示，通過原料的單質(zhì)密度分別乘以混合質(zhì)量比，并對所得到的值求和而求出：

理論密度＝Σ{(各原料的理論密度×混合比)+(各原料的理論密度×混合比)+……}。

本發(fā)明的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶例如可以通過以下方法來制作。

(CuTe的合成)

首先，準(zhǔn)備Cu原料、Te原料，并稱量這些原料以得到所期望的組成比。接著，將這些原料投入石英安瓿瓶中，并進(jìn)行真空密封，然后在擺動式合成爐中進(jìn)行合成處理。為了充分地熔煉Cu和Te，熔煉溫度優(yōu)選設(shè)定為1000℃～1300℃。熔煉后在爐內(nèi)進(jìn)行冷卻。此時得到的燒結(jié)體的組織由CuTe相和Te相構(gòu)成。需要說明的是，雖然也考慮一次性地合成CuTeZr，但是由于Te的蒸氣壓高，會引起組成偏差，因而優(yōu)選通過首先制作CuTe，然后添加Zr而進(jìn)行CuTeZr的合成。

接著，將合成結(jié)束后的CuTe燒結(jié)體粉碎。粉碎可以使用搗碎機(jī)、球磨機(jī)、振動粉碎機(jī)、針磨機(jī)、錘式粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)等一般的設(shè)備。為了有效地防止粉碎粉的氧化，優(yōu)選在真空或惰性氣氛下進(jìn)行處理。無法在真空或惰性氣氛下進(jìn)行處理的情況下，可以通過在其后進(jìn)行氫還原來降低氧含量。然后，可以使用篩將以這樣的方式粉碎后的CuTe粉碎粉調(diào)節(jié)為粒徑0.1μm～10μm。

(CuTeZr的合成)

將CuTe粉和Zr粉以所期望的組成比混合，并通過熱壓進(jìn)行燒結(jié)、合成。燒結(jié)溫度在固相合成的情況下可以設(shè)定為300℃～400℃，在液相合成的情況下可以設(shè)定為400℃～600℃(其中，不包含400℃)。另外，為了促進(jìn)Te與Zr的反應(yīng)，優(yōu)選Zr粉的粒徑為0.1μm～10μm。接著，將合成結(jié)束后的CuTeZr燒結(jié)體粉碎。粉碎可以使用與前述相同的一般的設(shè)備。CuTeZr難以通過氫還原降低氧含量，因此為了防止粉碎粉的氧化，優(yōu)選在真空或惰性氣氛下進(jìn)行處理。此時得到的燒結(jié)體的組織由CuTe相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。然后，可以使用篩將CuTeZr粉碎粉調(diào)節(jié)為0.1μm～10μm。

(CuTeZrAl的合成)

將CuTeZr粉和Al粉以所期望的組成比混合，并通過熱壓進(jìn)行燒結(jié)、合成。為了進(jìn)行CuTeZr與Al的合成反應(yīng)，優(yōu)選將燒結(jié)溫度設(shè)定為300℃～600℃。另外，為了促進(jìn)與CuTeZr的反應(yīng)，優(yōu)選Al粉的粒徑為0.1μm～10μm。由此，可以得到包含Al相、CuAl相、CuTe相、TeZr相和Zr相的組織的燒結(jié)體。

除了上述方法以外，可以將CuTe粉、Zr粉、Al粉以所期望的組成比混合，并在300℃～600℃的溫度下熱壓而進(jìn)行燒結(jié)、合成。合成CuTeZr時，如上所述，由于無法通過氫還原實(shí)現(xiàn)氧的減少，因而通過將CuTeZr的合成與CuTeZrAl的合成一體化、并將工藝簡化，可以有效地抑制氧混入。即使在通過這樣的方法進(jìn)行制作的情況下，所得到的燒結(jié)體的組織也由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。

(其它成分的添加)

為了提高器件性能而在上文中列出的添加元素優(yōu)選在以下的工序中添加。對于Ge、Ga、S、Se和Zn，由于熔點(diǎn)低，因此可以容易地合成，此外，由于活性相對較低，因此優(yōu)選在熔煉Cu、Te時一并添加。對于C、Ti、Hf、V、Nb、Ta、鑭系元素和Mg，由于熔點(diǎn)高，因此難以合成，此外，由于活性高、難以脫氧，因此優(yōu)選在將Zr粉、Al粉與CuTe粉混合時一并添加。對于其它的Si、Co、Ni、Fe等，可以在前述的任一工序中適當(dāng)添加。

根據(jù)需要可以對通過以上的方法合成的CuTeZrAl燒結(jié)體和添加了其它成分的燒結(jié)體利用切削、研磨等機(jī)械加工而制作成規(guī)定形狀的濺射靶。由此，可以制作具有上述特征的本發(fā)明的Al-Te-Cu-Zr合金濺射靶。

實(shí)施例

以下，基于實(shí)施例和比較例進(jìn)行說明。需要說明的是，本實(shí)施僅為一個例子，本發(fā)明不受該例任何限制。即，本發(fā)明僅受權(quán)利要求書限制，包含本發(fā)明所含的實(shí)施例以外的各種變形。

(實(shí)施例1)

稱量純度4N的Cu原料和純度5N的Te原料以得到Cu:Te＝30:70(原子％)的組成。選擇能夠放入合成用安瓿瓶的大小的Cu線材和Te微粒作為原料。接著，為了防止熔煉中的氧化和來自外部的污染，將原料投入高純度石英安瓿瓶內(nèi)，并進(jìn)行真空密封。在選擇安瓿瓶時，使用內(nèi)徑80mm、長度200mm的安瓿瓶以減小溫度分布并且使熔液容易均勻混合。然后，為了進(jìn)行合金化而實(shí)施熔煉。在1000℃下保持4小時以使Cu與Te充分反應(yīng)、熔煉。此時，為了使熔液均勻，以周期30Hz搖動。熔煉結(jié)束后，在爐內(nèi)緩慢冷卻至室溫，從而制作了鑄錠。通過以上方式，得到了純度4N的高純度CuTe錠。

接著，將該錠在大氣中用搗碎機(jī)進(jìn)行粉碎。在搗碎機(jī)粉碎時，為了防止來自構(gòu)件的污染，準(zhǔn)備洗凈的錘子和罐。為了有效地實(shí)施搗碎機(jī)粉碎，將每一罐的投入量設(shè)定為400g，以周期60Hz進(jìn)行1小時粉碎。然后，用90μm的篩進(jìn)行分級，僅回收篩下物。需要說明的是，對于篩上物，在下一批次的處理時投入，之后對全部量進(jìn)行上述處理。對于以這樣的方式得到的粉末，為了進(jìn)一步減少氧，對其實(shí)施氫還原處理。氫還原設(shè)定為充分減少氧并且不顯著發(fā)生頸縮的條件，設(shè)定還原溫度325℃、保持時間6小時、氫流量5升/分鐘。通過這樣的方式可以將CuTe粉的氧含量由680重量ppm降低至80重量ppm。

接著，稱量最大粒徑90μm的CuTe粉和最大粒徑10μm的Zr粉以得到CuTe:Zr＝83.3:16.7(原子％)的組成。將該原料粉填充于直徑480mm的石墨模具中并進(jìn)行熱壓，從而制作了燒結(jié)體。將燒結(jié)條件設(shè)定為：燒結(jié)溫度325℃(固相反應(yīng))、加壓壓力300kgf/cm²、保持時間4小時，然后再在燒結(jié)溫度400℃(固相反應(yīng))、加壓壓力300kgf/cm²、保持時間4小時的條件下進(jìn)行燒結(jié)。需要說明的是，燒結(jié)均在真空環(huán)境下進(jìn)行。關(guān)于所得到的燒結(jié)體，將EPMA的分布像示于圖1。由圖1確認(rèn)了燒結(jié)體組織由TeZr相和Zr相構(gòu)成。

接著，將該燒結(jié)體在氧10ppm以下的Ar氣氛中用搗碎機(jī)進(jìn)行粉碎。粉碎條件與粉碎CuTe錠時相同。然后，用90μm的篩進(jìn)行分級，僅回收篩下物。需要說明的是，對于篩上物，在下一批次的處理時投入，之后對全部量進(jìn)行上述處理。稱量以這樣的方式得到的最大粒徑90μm的CuTeZr粉末和純度4N、平均粒徑3μm的Al霧化粉以得到Al:Te:Cu:Zr＝40:35:15:10(原子％)的組成。將該原料粉填充于直徑480mm的石墨模具中并進(jìn)行熱壓，從而制作了燒結(jié)體。將燒結(jié)條件設(shè)定為：燒結(jié)溫度400℃、加壓壓力300kgf/cm²、保持時間4小時、氬氣氣氛。關(guān)于所得到的燒結(jié)體，將EPMA的分布像示于圖2。由圖2確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。

通過以上方式，得到了純度3N以上、氧濃度3000重量ppm、相對密度90％、平均粒徑8μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。接著，通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是由結(jié)瘤、氧化物引起的微弧放電顯著降低、粉粒(0.2μm以上)為20個以下，粉粒產(chǎn)生率極低。

(實(shí)施例2)

除了將CuTe粉和Zr粉的混合粉的燒結(jié)溫度(最高)由400℃變更為500℃(液相反應(yīng))以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2900重量ppm、相對密度93％、平均粒徑9μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。接著，通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用該靶在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行了濺射，結(jié)果粉粒(0.2μm以上)極少，為18個。

(實(shí)施例3)

進(jìn)一步對實(shí)施例1中制作的粒徑90μm以下的CuTe粉進(jìn)行了氣流粉碎機(jī)粉碎。粉碎后的最大粒徑為5μm，氧含量為680重量ppm。接著，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行氫還原，得到了氧濃度80重量ppm的低氧粉末。稱量并混合以這樣的方式制作的最大粒徑5μm且氧濃度80重量ppm的CuTe粉末、最大粒徑10μm且氧濃度5100重量ppm的Al粉、和最大粒徑10μm且氧濃度8000重量ppm的Zr粉末以得到與實(shí)施例1相同的組成。將該原料粉填充于直徑480mm的石墨模具中并進(jìn)行熱壓，從而制作了燒結(jié)體。將燒結(jié)條件以與實(shí)施例1相同的方式設(shè)定為：燒結(jié)溫度325℃、加壓壓力300kgf/cm²、保持時間4小時，然后再在燒結(jié)溫度400℃、加壓壓力300kgf/cm²、保持時間4小時、氬氣氣氛的條件下進(jìn)行燒結(jié)。通過以上方式，得到了純度3N以上、氧濃度1900重量ppm、相對密度94％、平均粒徑7μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為25個。

(實(shí)施例4)

除了將Al、Te、Cu、Zr的組成比變更為如表1所示以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2700重量ppm、相對密度90％、平均粒徑8μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為20個。

(實(shí)施例5)

除了將Al、Te、Cu、Zr的組成比變更為如表1所示以外，在與實(shí)施例2相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2400重量ppm、相對密度93％、平均粒徑9μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為18個。

(實(shí)施例6)

除了在Cu、Te的熔煉時添加了Ga作為添加元素以得到表1所示的組成以外，在與實(shí)施例3相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2800重量ppm、相對密度92％、平均粒徑6μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Ga)燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、CuGa相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為39個。

(實(shí)施例7)

除了在Cu、Te的熔煉時添加了S作為添加元素以得到表1所示的組成以外，在與實(shí)施例3相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2800重量ppm、相對密度90％、平均粒徑6μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有S)燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、CuS相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為21個。

(實(shí)施例8)

除了在CuTe粉、Zr粉、Al粉的燒結(jié)時添加了Ti粉作為添加元素以得到表1所示的組成以外，在與實(shí)施例3相同的條件下制作了燒結(jié)體。此時，Ti粉的最大粒徑為10μm、氧濃度為7900重量ppm。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2600重量ppm、相對密度95％、平均粒徑8μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Ti)燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相、Ti相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為27個。

(實(shí)施例9)

除了在Cu、Te的熔煉時添加了Ge作為添加元素以得到表1所示的組成、并且在CuGeTe粉、Zr粉、Al粉的燒結(jié)時添加了C粉作為添加元素以得到表1所示的組成以外，在與實(shí)施例3相同的條件下制作了燒結(jié)體。此時，Ti粉的最大粒徑為2μm、氧濃度為3100重量ppm。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2700重量ppm、相對密度91％、平均粒徑9μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Ge、C)燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、C相、CuAl相、GeTe相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為16個。

(實(shí)施例10)

除了在Cu、Te的熔煉時添加了Se作為添加元素以得到表1所示的組成、并且在CuSeTe粉、Al粉、Zr粉的燒結(jié)時添加了Si粉作為添加元素以得到表1所示的組成以外，在與實(shí)施例3相同的條件下制作了燒結(jié)體。此時，Si粉的最大粒徑為2μm、氧濃度為1600重量ppm。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2900重量ppm、相對密度91％、平均粒徑7μm的Al-Te-Cu-Zr合金(含有Se、Si)燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、Si相、SeTeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)極少，為33個。

(比較例1)

稱量并混合平均粒徑40μm且氧濃度100重量ppm的Cu粉、平均粒徑30μm且氧濃度100重量ppm的Te粉、平均粒徑40μm且氧濃度8000重量ppm的Zr粉和平均粒徑40μm且氧濃度100重量ppm的Al粉以得到與實(shí)施例1相同的組成。將該原料粉填充于直徑480mm的石墨模具中并進(jìn)行熱壓，從而制作了燒結(jié)體。燒結(jié)條件為燒結(jié)溫度370℃、加壓壓力300kgf/cm²、保持時間4小時、氬氣氣氛，在該條件下進(jìn)行了燒結(jié)。通過以上方式，得到了純度3N以上、氧濃度2600重量ppm、相對密度95％、平均粒徑7μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、Cu相、CuTe相、CuTeZr相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)顯著增加至468個。

(比較例2)

除了將CuTeZr粉和Al粉的混合粉的燒結(jié)溫度(最高)由400℃變更為370℃以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度3600重量ppm、相對密度83％、平均粒徑9μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)增加至221個。

(比較例3)

將CuTeZr燒結(jié)體在氧10ppm以下的Ar氣氛中進(jìn)行粉碎，然后在大氣中放置30分鐘。其結(jié)果是氧濃度由450重量ppm增加至820重量ppm。除了將該CuTeZr粉作為原料粉以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度3600重量ppm、相對密度95％、平均粒徑8μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)增加至309個。

(比較例4)

除了將Al、Te、Cu、Zr的組成比變更為如表1所示以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度3000重量ppm、相對密度90％、平均粒徑8μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)減少至54個。但是，這樣的組成無法得到充分的器件特性。

(比較例5)

除了將Al、Te、Cu、Zr的組成比變更為如表1所示以外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2600重量ppm、相對密度92％、平均粒徑5μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)減少至35個。但是，這樣的組成無法得到充分的器件特性。

(比較例6)

除了將作為原料粉的CuGaTe粉、Zr粉、Al粉的最大粒徑變更為150μm以外，在與實(shí)施例6相同的條件下制作了燒結(jié)體。由此，得到了純度3N以上、氧濃度2700重量ppm、相對密度93％、平均粒徑15μm的Al-Te-Cu-Zr合金燒結(jié)體。另外，確認(rèn)了燒結(jié)體組織由Al相、CuAl相、TeZr相和Zr相構(gòu)成。通過對該燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工而制作濺射靶，并使用所得到的靶進(jìn)行了濺射。其結(jié)果是粉粒(0.2μm以上)增加至134個。

表1

產(chǎn)業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明的Al-Te-Cu-Zr基合金燒結(jié)體濺射靶具有下述優(yōu)良效果：由于構(gòu)成組織的相少而可以使成膜速度均勻，另外，由于晶粒尺寸微細(xì)、氧含量降低，因此可以抑制以它們?yōu)槠瘘c(diǎn)的粉粒產(chǎn)生、結(jié)瘤產(chǎn)生。因此，本發(fā)明對于穩(wěn)定地供給作為高品質(zhì)的電阻變化型記錄材料的包含Al-Te基合金的薄膜是有用的。