Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲットおよびその製造方法
【課題】高密度で異常放電が発生し難く、安定した膜組成でスパッタリングが可能なＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲットおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】ＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの金属成分としてのＢｉとＴｉとの原子比が、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）であるターゲットを提供する。特に、ターゲットのＸ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満である。
【解決手段】ＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの金属成分としてのＢｉとＴｉとの原子比が、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）であるターゲットを提供する。特に、ターゲットのＸ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢｉＴｉ系複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲットおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ー光を到達させるため、記録層の半透明化が必要とされる。そのために複数の記録層の各層との間に透明な高屈折率膜として、ＴｉＯ２とＢｉ２Ｏ３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）。
【０００４】
一方、強誘電体メモリ用の誘電体膜としてＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜が知られている。このＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜をスパッタ法により成膜するためのターゲットとしては、例えば特許文献２に、Ｂｉ２Ｏ３粉末とＴｉＯ２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ターゲットが提案されている。また、特許文献３には、Ｔｉ粉末とＢｉ粉末とを混合して焼成して作製したＢｉＴｉターゲットが提案され、このターゲットを酸素を含有する雰囲気中でスパッタリングすることで、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜を成膜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９７７９４号公報（段落番号００１３）
【特許文献２】特開平７−１６６３４０号公報（段落番号００１４，００３７）
【特許文献３】特開２００７−６３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜を形成するための特許文献２記載の従来のターゲットでは、Ｂｉ２Ｏ３粉末とＴｉＯ２粉末とＴｉ粉末との混合粉末を円板ターゲット状に成型し、真空中で焼成しているため、成型体中のＢｉ２Ｏ３が還元されてＢｉとなって溶出することがあり、取出し時にターゲットが割れることがあった。
また、特許文献３記載のＢｉ粉とＴｉ粉とより構成されたターゲットは、Ｂｉが溶解しない２７０℃以下で成形されるため、圧密化はされるものの両金属間の拡散が不十分でスパッタ中に割れることがあった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高密度で異常放電が発生し難く、安定した膜組成のスパッタリングが可能なＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、ＢｉＴｉ系酸化物ターゲットについて研究を進めたところ、予め要素粉末からなる原料粉末を所定温度範囲内で仮焼して得た焼結前の粉末に複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含有させることによって、従来得ることができなかった複合酸化物としてのＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含む高密度のターゲットを形成することができることを見出した。
【０００９】
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系酸化物ターゲットは、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、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含む酸化物からなることを特徴とする。
このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットでは、複合酸化物としてのＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含む酸化物からなるので、このターゲットによりスパッタリングすることで、異常放電が発生し難く、安定した組成のＢｉＴｉ系酸化物膜を形成することができる。
【００１０】
また、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットは、Ｘ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満であることを特徴とする。
【００１１】
このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットでは、Ｘ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満であるので、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有している。
【００１２】
なお、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）となる原子比の比率に設定し、ＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度を、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満とした理由およびＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度を、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満とした理由は、上記範囲を外れると、ターゲットの内部に空孔が多くなり密度が低下すると共に、金属Ｂｉ、ＴｉＯ２あるいはＢｉ２Ｏ３の相が多く含まれる結果、異常放電が増大するためである。
【００１３】
本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法は、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、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、該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。
【００１４】
すなわち、このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法では、上記の原子比で秤量したＢｉの酸化物とＴｉの酸化物を粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、を有しているので、予め仮焼によって複合酸化物としてのＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含む仮焼粉から焼結することで、複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有するターゲットを作製することができる。
【００１５】
なお、ＢｉとＴｉとの含有比率を上記範囲に設定した理由は、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（ｘ≦３、７≦ｘ）であると、ターゲットの内部に空孔が多くなり密度が低下すると共に、金属Ｂｉ、ＴｉＯ２あるいはＢｉ２Ｏ３の相が多く含まれる結果、異常放電が増大するためである。
また、上記仮焼の温度を上記範囲に設定した理由は、６００℃未満であると複合酸化物への反応が不十分であり、また８００℃を超えるとホットプレス等の焼結の際に金属Ｂｉ相の融出が生じ高密度な組織が得られないためである。
【００１６】
また、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットは、上記本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法により作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
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系酸化物ターゲットによれば、金属成分としてのＢｉとＴｉとをＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）となる原子比で含有し、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした酸化物からなるので、異常放電の発生を抑えるができるので安定した成膜作業をすることができる。
また、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法では、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、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で仮焼して仮焼粉とする工程と、を有しているので、複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有する本発明のターゲットを作製することができる。
したがって、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットを用いてスパッタリングによりＢｉＴｉ系膜を成膜することで、高記録容量の光記録媒体の記録層間に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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの組織の走査型電子顕微鏡による二次電子像（ＳＥＩ）および反射電子像（ＣＯＭＰ）を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例において、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）による元素分布マッピング像を示す図である。
【図３】本発明に係るＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの比較例１として仮焼工程を除いたターゲットの組織であり、走査型電子顕微鏡による二次電子像および反射電子像を示す図である。
【図４】本発明に係る比較例１において、ＥＰＭＡによる元素分布マッピング像を示す図である。
【図５】本発明に係る比較例２のターゲットの組織であり金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：７としたものにおいて、走査型電子顕微鏡による二次電子像および反射電子像を示す図である。
【図６】本発明に係る比較例２において、ＥＰＭＡによる元素分布マッピング像を示す図である。
【図７】本発明に係る比較例３のターゲットの組織であり金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：３としたものにおいて、走査型電子顕微鏡による二次電子像および反射電子像を示す図である。
【図８】本発明に係る比較例３において、ＥＰＭＡによる元素分布マッピング像を示す図である。
【図９】本発明に係る実施例のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る比較例１のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る比較例２のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る比較例３のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るＢｉＴｉ系酸化物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。
【００２０】
本実施形態のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットは、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、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含む酸化物からなるものである。また、Ｘ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満となっている。
なお、ＢｉとＴｉとの含有比率は、さらにＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（４≦ｘ≦５）であるこいとが望ましい。
【００２１】
このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法は、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、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、該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ホットプレス等を行う工程と、を有している。
【００２２】
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（化学式：Ｂｉ２Ｏ３、純度：３Ｎ、平均粒径：２１μｍ）、酸化チタン（化学式：ＴｉＯ２、純度：３Ｎ、平均粒径：３μｍ）の各粉末を、金属成分の原子比が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、例えばアルコールを用いる。
【００２３】
次に、得られた混合粉末を乾燥後、例えば目開き：５００μｍの篩にかけジルコニアボールを除去した後、７００℃にて５時間、大気中で仮焼して仮焼粉を作製する。この際、混合粉末には、仮焼によって複合酸化物が形成されている。さらに、この仮焼粉と５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２４時間解砕し、解砕粉を得る。なお、この際の溶媒には、例えばアルコールを用いる。
次に、得られた解砕粉を乾燥後、目開き５００μｍの篩にかけ、ジルコニアボールを除去する。その後、前記解砕粉を黒鉛モールドに充填し、例えば８５０℃にて３時間、３５０Ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で真空ホットプレスし、ターゲットとする。
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／ｃｍ２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。
【００２４】
このように作製した本実施形態のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットでは、ＢｉとＴｉとを上記原子比で含有し、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含む酸化物からなるので、このターゲットによりスパッタリングすることで、異常放電が発生し難く、安定した組成のＢｉＴｉ系酸化物膜を形成することができる。
特に、本発明のターゲットはＸ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満となるので、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有している。
【実施例１】
【００２５】
上記本実施形態に基づいて実際に作製したＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの実施例について、走査型電子顕微鏡およびＥＰＭＡによる評価を行った結果を図１および図２に示す。
【００２６】
なお、比較例１として、上記本実施形態から仮焼工程を除いて作製したターゲットについても同様に上記評価を行った。その結果を図３および図４に示す。
また、比較例２として、金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：７として作製したターゲットについても同様に上記評価を行った。その結果を図５および図６に示す。
さらに、比較例３として、金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：３として作製したターゲットについても同様に上記評価を行った結果を図７および図８に示す。
【００２７】
本実施例のターゲットでは、図１および図２に示す走査型電子顕微鏡による二次電子像、反射電子像およびＥＰＭＡによる元素分布マッピング像からわかるように、ターゲットは空孔が少なく、また金属成分のＢｉとＴｉとが非常に均一に分散している。これに対し、比較例１では、図３からわかるように、試料表面に凹凸が多数観察されている。これは、試料内に空孔が多数存在していることを示唆している。また、比較例１では、図４からわかるように、ホットプレス中において還元によって生成した金属ビスマスおよび未反応の酸化チタンと考えられる組織が観察されている。
【００２８】
また、比較例２では、図５からわかるように、上記本実施例および比較例１よりも試料表面に凹凸が観察され、図６からわかるように、ホットプレス中に還元によって生成した金属ビスマスおよび未反応の酸化チタンと考えられる組織が観察されている。
さらに、比較例３では、図７からわかるように、上記本実施例および比較例１よりも試料表面に多数の凹凸が観察され、図８からわかるように、還元によって生成した金属ビスマスおよび未反応の酸化ビスマスと考えられる組織が観察されている。
【００２９】
次に、上記本実施例のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットについて、ＸＲＤによる評価を行った結果を図９に示す。なお、上記比較例１〜３のターゲットについても、同様にＸＲＤによる評価を行った。その結果を図１０から図１２に示す。
Ｘ線回折の測定条件は次のとおりである。
試料の準備：試料はＳｉＣ−Ｐａｐｅｒ（ｇｒｉｔ １８０）にて湿式研磨、乾燥の後、測定試料とした。
装置：理学電気社製（ＲＩＮＴ−Ｕｌｔｉｍａ／ＰＣ）
管球：Ｃｕ
管電圧：４０ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
走査範囲（２θ）：５°〜９０°
スリットサイズ：発散（ＤＳ）２／３度、散乱（ＳＳ）２／３度、受光（ＲＳ）０.８ｍｍ
測定ステップ幅：２θで０.０２度
スキャンスピード：毎分２度
試料台回転スピード：３０ｒｐｍ
【００３０】
本実施例のターゲットでは、図９に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２（ＰＤＦ Ｎｏ．３５−０７９５）に帰属する回折ピークのみが観測された。この結果、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致しており、本実施例のターゲットは、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２単相であると考えられる。これに対し、比較例１では、図１０に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２に帰属する回折ピークの他に、ＴｉＯ２（ＰＤＦ Ｎｏ．８８−１１７２）、Ｂｉ（ＰＤＦ Ｎｏ．８５−１３３１）と考えられるピークが観測されている。この結果は、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致している。
【００３１】
また、比較例２では、図１１に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２に帰属する回折ピークの他に、ＴｉＯ２、Ｂｉと考えられるピークが観測されている。この結果は、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致している。また、ＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの（２θ＝２７．６°）強度は、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク（２θ＝３０．１°）強度の８．６％であった。
【００３２】
さらに、比較例３では、図１２に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２に帰属する回折ピークの他に、Ｂｉ２Ｏ３（ＰＤＦ Ｎｏ．７４−１３７５）と考えられるピークが観測されている。この結果は、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致している。また、Ｂｉ２Ｏ３相の（０１３）面によるピーク（２θ＝２８．０°）強度はＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク強度の７２．４％であった。
このように本実施例では、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の単相からなる高密度な組織を有しているのに対し、比較例１〜３では、空孔が多くまた金属Ｂｉ、Ｂｉ２Ｏ３やＴｉＯ２等の相を含む組織となっている。
【００３３】
次に、仮焼温度と保持時間とホットプレス温度とを変えてターゲットを作製した際のターゲット密度比および金属Ｂｉの生成の有無を、表１に示す。
なお、この仮焼工程は、昇温、保持および冷却の過程で構成されており、昇温で所定の温度に達した時点から当該温度を保持する時間を保持時間としている。したがって、表１において、保持時間が０ｈ（時間）とされている場合は、所定の温度に達した直後に冷却を行った場合を示している。
【００３４】
【表１】
【００３５】
この表１に示すとおり、仮焼を行わずにホットプレスした場合は高密度且つ金属が析出していないターゲットを作製することができなかった。また、仮焼温度を５００℃とした場合、保持時間を３０時間としてもホットプレス後のターゲットにおいて金属Ｂｉが融出した。これは５００℃の仮焼温度では原料の反応が十分でなく、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相が十分形成されていないため未反応のＢｉ２Ｏ３がホットプレス中に還元して金属Ｂｉが生成し、融出が生じたためと考えられる。さらに、仮焼温度が６００〜８００℃では、原料の反応が十分進みＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相が形成されてホットプレスにて高密度且つ金属Ｂｉの生成のないターゲットが得られた。また、仮焼温度を９００℃以上とすると、原料の反応が進みすぎ、逆に金属Ｂｉの生成に伴う融出が生じる結果、高密度のターゲットが得られなかった。
【００３６】
次に、本発明および比較例のターゲットを用いて実際にスパッタリングを行い、得られたスパッタ膜について評価した。
【００３７】
まず、φ１２５ｍｍに加工した本実施例のターゲットを無酸素銅製のバッキングプレートにインジウムを用いてボンディングし、スパッタ装置に装着して成膜試験を行った。成膜の際は、到達真空圧力：７×１０-４Ｐａまで真空排気した後、アルゴンガス：５０ｓｃｃｍと酸素ガス：１．５ｓｃｃｍとを供給し、ガスの全圧を１Ｐａとし、高周波電源を用いて５００Ｗの電力を投入して行った。
【００３８】
表２に、ターゲットを構成する金属成分のＢｉとＴｉの原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（２≦ｘ≦８）としていずれも仮焼温度：７００℃、保持時間：５時間、ホットプレス温度：８５０℃、ホットプレスの保持時間：３時間の条件で作製したターゲットを前述のスパッタ条件にて１時間スパッタを行った際の異常放電回数、各ターゲットでのＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの（２θ＝２７．６°）強度と、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク（２θ＝３０．１°）強度との比、並びにＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面によるピーク（２θ＝２８．０°）強度とＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク強度との比を示す。なお、異常放電回数は目視にて計測した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２の結果から、異常放電を抑制するためには、ターゲットを構成するＴｉＯ２相はＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相のＸＲＤにおけるピーク強度に対しピーク強度比８．６％未満、より好ましい範囲としてはピーク強度比４．４％以下、さらに好ましい範囲としてはピーク強度比１．３％以下であると良いことが判る。
またＢｉ２Ｏ３相の好ましい範囲としてはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相のＸＲＤにおけるピーク強度に対しピーク強度比７２．４％未満、より好ましい範囲としてはピーク強度比５０．１％以下、さらに好ましい範囲としてはピーク強度比２６．５％以下であると良いことが判る。
次に、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：４．５とした実施例４の成膜レートは０．８８ｎｍ／ｓｅｃであった。前述のスパッタ条件で１００ｎｍ成膜し、４０５ｎｍの波長に対する屈折率と光の吸収度合いを示す消衰係数とを測定した。
【００４１】
その結果、得られたスパッタ膜は、屈折率ｎ＝２．８２、消衰係数ｋ＝０．００１であった。このように、得られた膜は、十分小さな消衰係数を有することから４０５ｎｍの波長において透明性が高く、また大きな屈折率も示している。このように、本実施例のターゲットを用いて成膜したスパッタ膜は、青色レーザを用いた高記録容量の光記録媒体に設ける高屈折率膜に適した特性を有している。
【００４２】
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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢｉＴｉ系複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲットおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ー光を到達させるため、記録層の半透明化が必要とされる。そのために複数の記録層の各層との間に透明な高屈折率膜として、ＴｉＯ２とＢｉ２Ｏ３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）。
【０００４】
一方、強誘電体メモリ用の誘電体膜としてＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜が知られている。このＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜をスパッタ法により成膜するためのターゲットとしては、例えば特許文献２に、Ｂｉ２Ｏ３粉末とＴｉＯ２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ターゲットが提案されている。また、特許文献３には、Ｔｉ粉末とＢｉ粉末とを混合して焼成して作製したＢｉＴｉターゲットが提案され、このターゲットを酸素を含有する雰囲気中でスパッタリングすることで、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜を成膜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９７７９４号公報（段落番号００１３）
【特許文献２】特開平７−１６６３４０号公報（段落番号００１４，００３７）
【特許文献３】特開２００７−６３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２膜を形成するための特許文献２記載の従来のターゲットでは、Ｂｉ２Ｏ３粉末とＴｉＯ２粉末とＴｉ粉末との混合粉末を円板ターゲット状に成型し、真空中で焼成しているため、成型体中のＢｉ２Ｏ３が還元されてＢｉとなって溶出することがあり、取出し時にターゲットが割れることがあった。
また、特許文献３記載のＢｉ粉とＴｉ粉とより構成されたターゲットは、Ｂｉが溶解しない２７０℃以下で成形されるため、圧密化はされるものの両金属間の拡散が不十分でスパッタ中に割れることがあった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高密度で異常放電が発生し難く、安定した膜組成のスパッタリングが可能なＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、ＢｉＴｉ系酸化物ターゲットについて研究を進めたところ、予め要素粉末からなる原料粉末を所定温度範囲内で仮焼して得た焼結前の粉末に複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含有させることによって、従来得ることができなかった複合酸化物としてのＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含む高密度のターゲットを形成することができることを見出した。
【０００９】
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系酸化物ターゲットは、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、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含む酸化物からなることを特徴とする。
このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットでは、複合酸化物としてのＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含む酸化物からなるので、このターゲットによりスパッタリングすることで、異常放電が発生し難く、安定した組成のＢｉＴｉ系酸化物膜を形成することができる。
【００１０】
また、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットは、Ｘ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満であることを特徴とする。
【００１１】
このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットでは、Ｘ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満であるので、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有している。
【００１２】
なお、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）となる原子比の比率に設定し、ＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度を、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満とした理由およびＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度を、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満とした理由は、上記範囲を外れると、ターゲットの内部に空孔が多くなり密度が低下すると共に、金属Ｂｉ、ＴｉＯ２あるいはＢｉ２Ｏ３の相が多く含まれる結果、異常放電が増大するためである。
【００１３】
本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法は、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、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、該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。
【００１４】
すなわち、このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法では、上記の原子比で秤量したＢｉの酸化物とＴｉの酸化物を粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、を有しているので、予め仮焼によって複合酸化物としてのＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含む仮焼粉から焼結することで、複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有するターゲットを作製することができる。
【００１５】
なお、ＢｉとＴｉとの含有比率を上記範囲に設定した理由は、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（ｘ≦３、７≦ｘ）であると、ターゲットの内部に空孔が多くなり密度が低下すると共に、金属Ｂｉ、ＴｉＯ２あるいはＢｉ２Ｏ３の相が多く含まれる結果、異常放電が増大するためである。
また、上記仮焼の温度を上記範囲に設定した理由は、６００℃未満であると複合酸化物への反応が不十分であり、また８００℃を超えるとホットプレス等の焼結の際に金属Ｂｉ相の融出が生じ高密度な組織が得られないためである。
【００１６】
また、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットは、上記本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法により作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
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系酸化物ターゲットによれば、金属成分としてのＢｉとＴｉとをＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）となる原子比で含有し、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした酸化物からなるので、異常放電の発生を抑えるができるので安定した成膜作業をすることができる。
また、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法では、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、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で仮焼して仮焼粉とする工程と、を有しているので、複合酸化物であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有する本発明のターゲットを作製することができる。
したがって、本発明のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットを用いてスパッタリングによりＢｉＴｉ系膜を成膜することで、高記録容量の光記録媒体の記録層間に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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの組織の走査型電子顕微鏡による二次電子像（ＳＥＩ）および反射電子像（ＣＯＭＰ）を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例において、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）による元素分布マッピング像を示す図である。
【図３】本発明に係るＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの比較例１として仮焼工程を除いたターゲットの組織であり、走査型電子顕微鏡による二次電子像および反射電子像を示す図である。
【図４】本発明に係る比較例１において、ＥＰＭＡによる元素分布マッピング像を示す図である。
【図５】本発明に係る比較例２のターゲットの組織であり金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：７としたものにおいて、走査型電子顕微鏡による二次電子像および反射電子像を示す図である。
【図６】本発明に係る比較例２において、ＥＰＭＡによる元素分布マッピング像を示す図である。
【図７】本発明に係る比較例３のターゲットの組織であり金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：３としたものにおいて、走査型電子顕微鏡による二次電子像および反射電子像を示す図である。
【図８】本発明に係る比較例３において、ＥＰＭＡによる元素分布マッピング像を示す図である。
【図９】本発明に係る実施例のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る比較例１のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る比較例２のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る比較例３のターゲットの、Ｘ線回折（ＸＲＤ）結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るＢｉＴｉ系酸化物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。
【００２０】
本実施形態のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットは、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、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含む酸化物からなるものである。また、Ｘ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満となっている。
なお、ＢｉとＴｉとの含有比率は、さらにＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（４≦ｘ≦５）であるこいとが望ましい。
【００２１】
このＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法は、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、該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、該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ホットプレス等を行う工程と、を有している。
【００２２】
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（化学式：Ｂｉ２Ｏ３、純度：３Ｎ、平均粒径：２１μｍ）、酸化チタン（化学式：ＴｉＯ２、純度：３Ｎ、平均粒径：３μｍ）の各粉末を、金属成分の原子比が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、例えばアルコールを用いる。
【００２３】
次に、得られた混合粉末を乾燥後、例えば目開き：５００μｍの篩にかけジルコニアボールを除去した後、７００℃にて５時間、大気中で仮焼して仮焼粉を作製する。この際、混合粉末には、仮焼によって複合酸化物が形成されている。さらに、この仮焼粉と５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２４時間解砕し、解砕粉を得る。なお、この際の溶媒には、例えばアルコールを用いる。
次に、得られた解砕粉を乾燥後、目開き５００μｍの篩にかけ、ジルコニアボールを除去する。その後、前記解砕粉を黒鉛モールドに充填し、例えば８５０℃にて３時間、３５０Ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で真空ホットプレスし、ターゲットとする。
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／ｃｍ２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。
【００２４】
このように作製した本実施形態のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットでは、ＢｉとＴｉとを上記原子比で含有し、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相からなる、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相として含む酸化物からなるので、このターゲットによりスパッタリングすることで、異常放電が発生し難く、安定した組成のＢｉＴｉ系酸化物膜を形成することができる。
特に、本発明のターゲットはＸ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満となるので、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相、あるいはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を主相とした高密度な組織を有している。
【実施例１】
【００２５】
上記本実施形態に基づいて実際に作製したＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの実施例について、走査型電子顕微鏡およびＥＰＭＡによる評価を行った結果を図１および図２に示す。
【００２６】
なお、比較例１として、上記本実施形態から仮焼工程を除いて作製したターゲットについても同様に上記評価を行った。その結果を図３および図４に示す。
また、比較例２として、金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：７として作製したターゲットについても同様に上記評価を行った。その結果を図５および図６に示す。
さらに、比較例３として、金属成分の原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：３として作製したターゲットについても同様に上記評価を行った結果を図７および図８に示す。
【００２７】
本実施例のターゲットでは、図１および図２に示す走査型電子顕微鏡による二次電子像、反射電子像およびＥＰＭＡによる元素分布マッピング像からわかるように、ターゲットは空孔が少なく、また金属成分のＢｉとＴｉとが非常に均一に分散している。これに対し、比較例１では、図３からわかるように、試料表面に凹凸が多数観察されている。これは、試料内に空孔が多数存在していることを示唆している。また、比較例１では、図４からわかるように、ホットプレス中において還元によって生成した金属ビスマスおよび未反応の酸化チタンと考えられる組織が観察されている。
【００２８】
また、比較例２では、図５からわかるように、上記本実施例および比較例１よりも試料表面に凹凸が観察され、図６からわかるように、ホットプレス中に還元によって生成した金属ビスマスおよび未反応の酸化チタンと考えられる組織が観察されている。
さらに、比較例３では、図７からわかるように、上記本実施例および比較例１よりも試料表面に多数の凹凸が観察され、図８からわかるように、還元によって生成した金属ビスマスおよび未反応の酸化ビスマスと考えられる組織が観察されている。
【００２９】
次に、上記本実施例のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットについて、ＸＲＤによる評価を行った結果を図９に示す。なお、上記比較例１〜３のターゲットについても、同様にＸＲＤによる評価を行った。その結果を図１０から図１２に示す。
Ｘ線回折の測定条件は次のとおりである。
試料の準備：試料はＳｉＣ−Ｐａｐｅｒ（ｇｒｉｔ １８０）にて湿式研磨、乾燥の後、測定試料とした。
装置：理学電気社製（ＲＩＮＴ−Ｕｌｔｉｍａ／ＰＣ）
管球：Ｃｕ
管電圧：４０ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
走査範囲（２θ）：５°〜９０°
スリットサイズ：発散（ＤＳ）２／３度、散乱（ＳＳ）２／３度、受光（ＲＳ）０.８ｍｍ
測定ステップ幅：２θで０.０２度
スキャンスピード：毎分２度
試料台回転スピード：３０ｒｐｍ
【００３０】
本実施例のターゲットでは、図９に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２（ＰＤＦ Ｎｏ．３５−０７９５）に帰属する回折ピークのみが観測された。この結果、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致しており、本実施例のターゲットは、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２単相であると考えられる。これに対し、比較例１では、図１０に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２に帰属する回折ピークの他に、ＴｉＯ２（ＰＤＦ Ｎｏ．８８−１１７２）、Ｂｉ（ＰＤＦ Ｎｏ．８５−１３３１）と考えられるピークが観測されている。この結果は、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致している。
【００３１】
また、比較例２では、図１１に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２に帰属する回折ピークの他に、ＴｉＯ２、Ｂｉと考えられるピークが観測されている。この結果は、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致している。また、ＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの（２θ＝２７．６°）強度は、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク（２θ＝３０．１°）強度の８．６％であった。
【００３２】
さらに、比較例３では、図１２に示すように、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２に帰属する回折ピークの他に、Ｂｉ２Ｏ３（ＰＤＦ Ｎｏ．７４−１３７５）と考えられるピークが観測されている。この結果は、ＥＰＭＡによる組織観察の結果と良く一致している。また、Ｂｉ２Ｏ３相の（０１３）面によるピーク（２θ＝２８．０°）強度はＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク強度の７２．４％であった。
このように本実施例では、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の単相からなる高密度な組織を有しているのに対し、比較例１〜３では、空孔が多くまた金属Ｂｉ、Ｂｉ２Ｏ３やＴｉＯ２等の相を含む組織となっている。
【００３３】
次に、仮焼温度と保持時間とホットプレス温度とを変えてターゲットを作製した際のターゲット密度比および金属Ｂｉの生成の有無を、表１に示す。
なお、この仮焼工程は、昇温、保持および冷却の過程で構成されており、昇温で所定の温度に達した時点から当該温度を保持する時間を保持時間としている。したがって、表１において、保持時間が０ｈ（時間）とされている場合は、所定の温度に達した直後に冷却を行った場合を示している。
【００３４】
【表１】
【００３５】
この表１に示すとおり、仮焼を行わずにホットプレスした場合は高密度且つ金属が析出していないターゲットを作製することができなかった。また、仮焼温度を５００℃とした場合、保持時間を３０時間としてもホットプレス後のターゲットにおいて金属Ｂｉが融出した。これは５００℃の仮焼温度では原料の反応が十分でなく、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相が十分形成されていないため未反応のＢｉ２Ｏ３がホットプレス中に還元して金属Ｂｉが生成し、融出が生じたためと考えられる。さらに、仮焼温度が６００〜８００℃では、原料の反応が十分進みＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相が形成されてホットプレスにて高密度且つ金属Ｂｉの生成のないターゲットが得られた。また、仮焼温度を９００℃以上とすると、原料の反応が進みすぎ、逆に金属Ｂｉの生成に伴う融出が生じる結果、高密度のターゲットが得られなかった。
【００３６】
次に、本発明および比較例のターゲットを用いて実際にスパッタリングを行い、得られたスパッタ膜について評価した。
【００３７】
まず、φ１２５ｍｍに加工した本実施例のターゲットを無酸素銅製のバッキングプレートにインジウムを用いてボンディングし、スパッタ装置に装着して成膜試験を行った。成膜の際は、到達真空圧力：７×１０-４Ｐａまで真空排気した後、アルゴンガス：５０ｓｃｃｍと酸素ガス：１．５ｓｃｃｍとを供給し、ガスの全圧を１Ｐａとし、高周波電源を用いて５００Ｗの電力を投入して行った。
【００３８】
表２に、ターゲットを構成する金属成分のＢｉとＴｉの原子比をＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（２≦ｘ≦８）としていずれも仮焼温度：７００℃、保持時間：５時間、ホットプレス温度：８５０℃、ホットプレスの保持時間：３時間の条件で作製したターゲットを前述のスパッタ条件にて１時間スパッタを行った際の異常放電回数、各ターゲットでのＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの（２θ＝２７．６°）強度と、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク（２θ＝３０．１°）強度との比、並びにＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面によるピーク（２θ＝２８．０°）強度とＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面によるピーク強度との比を示す。なお、異常放電回数は目視にて計測した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２の結果から、異常放電を抑制するためには、ターゲットを構成するＴｉＯ２相はＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相のＸＲＤにおけるピーク強度に対しピーク強度比８．６％未満、より好ましい範囲としてはピーク強度比４．４％以下、さらに好ましい範囲としてはピーク強度比１．３％以下であると良いことが判る。
またＢｉ２Ｏ３相の好ましい範囲としてはＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相のＸＲＤにおけるピーク強度に対しピーク強度比７２．４％未満、より好ましい範囲としてはピーク強度比５０．１％以下、さらに好ましい範囲としてはピーク強度比２６．５％以下であると良いことが判る。
次に、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：４．５とした実施例４の成膜レートは０．８８ｎｍ／ｓｅｃであった。前述のスパッタ条件で１００ｎｍ成膜し、４０５ｎｍの波長に対する屈折率と光の吸収度合いを示す消衰係数とを測定した。
【００４１】
その結果、得られたスパッタ膜は、屈折率ｎ＝２．８２、消衰係数ｋ＝０．００１であった。このように、得られた膜は、十分小さな消衰係数を有することから４０５ｎｍの波長において透明性が高く、また大きな屈折率も示している。このように、本実施例のターゲットを用いて成膜したスパッタ膜は、青色レーザを用いた高記録容量の光記録媒体に設ける高屈折率膜に適した特性を有している。
【００４２】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属成分としてのＢｉとＴｉとの原子比が、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）であることを特徴とするＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲット。
【請求項２】
請求項１に記載のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットにおいて、
ターゲットのＸ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満であることを特徴とするＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲット。
【請求項３】
金属成分としてのＢｉとＴｉとの原子比がＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）となるように秤量したＢｉの酸化物とＴｉの酸化物を粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、
該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、
該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Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の製造方法により作製されたことを特徴とするＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲット。
【請求項１】
金属成分としてのＢｉとＴｉとの原子比が、Ｂｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）であることを特徴とするＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲット。
【請求項２】
請求項１に記載のＢｉＴｉ系酸化物ターゲットにおいて、
ターゲットのＸ線回折によりＴｉＯ２相の（１１０）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の８．６％未満、またはＢｉ２Ｏ３相の（０１３）面による回折ピークの強度が、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相の（１７１）面による回折ピークの強度の７２．４％未満であることを特徴とするＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲット。
【請求項３】
金属成分としてのＢｉとＴｉとの原子比がＢｉ：Ｔｉ＝６：ｘ（３＜ｘ＜７）となるように秤量したＢｉの酸化物とＴｉの酸化物を粉砕混合して混合粉末を作製する工程と、
該混合粉末を温度：６００〜８００℃で１〜２０時間仮焼して仮焼粉とする工程と、
該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Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲットの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の製造方法により作製されたことを特徴とするＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２相を含むＢｉＴｉ系酸化物ターゲット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２１９７９６（Ｐ２０１１−２１９７９６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８３４３（Ｐ２０１０−８８３４３）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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