Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶及其制备方法

专利名称：：Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶及其制备方法。更详细地，它涉及一种在通过使用溅射靶沉积薄膜时，可以减少在溅射的初始阶段发生的初始飞溅(splash)的数目的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，及其制备方法。
背景技术：
：电阻率低并且易于加工的Al-基合金广泛地用于平板显示器(FPDs)的领域，例如液晶显示器(LCDs)、等离子体显示面板(PDPs)、电致发光显示器(ELDs)、场发射显示器(FEDs)和MEMS(微机电系统)显示器以及触摸面板和电子纸，并且被用作互连膜、电极膜和反射电极膜的材料。例如，有源矩阵型液晶显示器包括作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)、由导电氧化物膜组成的像素电极，以及具有包含扫描线和信号线的互连的TFT衬底。作为构成扫描线和信号线的互连材料，通常，使用由纯A1或Al-Nd合金制成的薄膜。然而，当将各种由薄膜形成的电极部分直接连接到像素电极时，在界面形成了绝缘的氧化铝，以致增加了接触电阻。因此，迄今为止，已经将由高熔点金属例如Mo、Cr、Ti或W制成的阻挡金属层设置在A1互连材料和像素电极之间，以降低接触电阻。然而，在插入例如以上提及的阻挡金属层的方法中，存在的问题在于，制备方法变得麻烦，以致生产成本高。关于这一点，本发明人已经提出其中作为互连材料，使用A1-Ni合金或进一步包含稀土元素例如Nd或Y的Al-Ni合金的薄膜的方法(参见，JP-A-2004-214606)，作为在不插入阻挡金属层的情况下，能够直接连接构成像素电极和互连材料的导电氧化物膜的技术(直接接触技术)。当使用Al-Ni合金时，在界面形成导电的含Ni析出物，以抑制绝缘的氧化铝的产生；因此，可以将接触电阻抑制得低。此外，当使用Al-Ni-稀土元素合金时，可以进一步改善耐热性。目前，当形成Al-基合金薄膜时，通常，采用使用溅射钯的溅射法。根据溅射法，在衬底和由与薄膜的材料相同的材料组成的溅射钯(靶材料)之间产生等离子体放电，使由等离子体放电离子化的气体与靶材料碰撞，5以将靶材料的原子击出而沉积在衬底上，从而制备薄膜。与真空沉积法不同，该溅射法具有的优点在于，可以形成具有与靶材料的组成相同的组成的薄膜。特别是，通过使用溅射法沉积的Al-基合金薄膜可以溶解在平衡态中不能溶解的合金元素例如Nd，从而可以发挥作为薄膜的优异性能；因此，溅射法是在工业上有效的薄膜制备方法，并且促进了作为其原料的10溅射耙材料的发展。最近，为了应对FPDS的生产率的扩大，在溅射步骤的沉积速率趋向于越来越增加。为了提高沉积速率，可以非常合宜地提高溅射功率。然而，当提高溅射功率时，引起溅射缺陷例如飞溅(细小的熔体粒子)，以致在互连膜中产生缺陷；因此，引起例如FPDs的产量和操作性能劣化的有害效15果。关于这一点，为了抑制飞溅发生，例如，已经提出了在JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-11-293454和JP-A-2001-279433中所述的方法。在这些中，在基于飞溅是由于钯材料组织中的细小空隙引起的观点的全部JP-A-10陽147860、JP-A-10-199830和JP-A-11-293454中，控制Al和稀土元20素的化合物的粒子在Al基体中的分散状态(JP-A-10-147860)、控制Al和过渡金属元素的化合物在Al基体中的分散状态(JP-A-10-199830)或控制添加元素和Al之间的金属间化合物在靶中的分散状态(JP-A-ll-293454)，以抑制飞溅发生。此外，JP-A-2001-279433公开了下列技术为了减少作为飞溅的原因的电弧放电(不均匀放电)，控制溅射表面的硬度，随后采用精加25工，以抑制由机械加工引起的表面缺陷产生。另一方面，已经公开了抑制靶由于在制备主要为大的靶时加热而翘曲的技术(参见JP-A-2006-225687)。在JP-A-2006-225687中，公开了采用Al-Ni-稀土元素合金溅射靶作为目标，当在垂直于靶平面的横截面中存在超过预定数目的长宽比为2.5以上并且圆等效直径为0.2pm以上的化合物30时，可以抑制靶变形。如上所述，尽管已经提出了用于减少飞溅的发生以减少溅射缺陷的各种技术，但是需要进一步的改进。特别是，在溅射的初始阶段发生的初始飞溅劣化了FPD的产量，从而引起严重的问题。然而，JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-11-293454和JP-A-2001-279433中公开的飞溅抑制5技术不能充分有效地抑制初始飞溅发生。此外，在Al-基合金之中，在可用作能够与构成像素电极的导电氧化物膜直接连接的互连材料，并且用于形成可用作能够与薄膜晶体管的半导体层直接接触的互连材料的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金薄膜的Al-基合金溅射耙中，还没有提出可以克服上述问题的技术。io本发明人进行了深入细致的研究，以提供一种Al-基合金溅射靶，该Al-基合金溅射靶可以减少在溅射沉积过程中发生的飞溅，特别是在溅射沉积的初始阶段发生的初始飞溅。结果发现，包含在Al-Ni-La体系Al-基合金溅射耙中的金属间化合物(主要由Al和Ni组成的Al-Ni体系金属间化合物，以及主要由Al和La15组成的Al-La体系金属间化合物)的粒度分布都与初始飞溅的发生具有显著的相关性；因此，当适当地控制金属间化合物的粒度分布时，可以达到预期的目标，并且这在以前已经作为专利申请提交(日本专利申请2006-313506)。下面，在一些情况下将上述发明称为"在先Al-Ni-La体系Al-基溅射靶"，或简称为"在先发明"。20
发明内容本发明是考虑到上述情形而进行的，并且意在提供一种可以减少在将含Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶用于沉积膜时发生的飞溅，特别是初始飞溅的技术。25在提交在先发明以后，本发明人对Al-Ni-La体系Al-基合金溅射靶进一步进行了深入细致的研究。具体地，对于通过向Al-Ni-La体系Al-基合金溅射靶进一步加入Si得到的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，与以上类似地，详细研究了包含在该溅射靶中的金属间化合物。从而发现，包含在溅射靶中的金属间化合物(主要由Al和Ni组成的Al-Ni体系二元金属间30,化合物，以及主要由Al、Ni、La和Si组成的Al-Ni-La-Si体系四元金属间化合物)的粒度分布都与初始飞溅的发生具有显著的相关性；因此，当适当地控制金属间化合物的粒度分布时，可以达到预期的目标，由此完成本发明。艮口，本发明涉及下列项1至4。51.—种含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，其中当使用扫描电子显微镜以2000倍的放大倍数观察垂直于所述溅射靶的平面的横截面中从(l/4)t至(3/4)t(t:厚度)的截面时，(1)按面积分数计，平均粒径为0.3pm至3)im的Al-Ni体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni体系金属间化合物的总面积为70%以上，io所述A1-Ni体系金属间化合物主要由Al和Ni组成；并且(2)按面积分数计，平均粒径为0.2|im至2pm的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积为70%以上，所述Al-Ni-La-Si体系金属间化合物主要由Al、Ni、La和Si组成。152.根据项1所述的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，其包含0.05原子％至5原子％的量的Ni;0.10原子°/。至1原子％的量的La;禾口0.10原子％至1.5原子％的量的Si。3.—种用于制备根据项1所述的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶的20方法，所述方法包括制备含有0.05原子％至5原子％的量的Ni、0.10原子％至1原子％的量的La，以及0.10原子％至1.5原子％的量的Si的Al-Ni-La-Si体系Al-整n亚；在800至95(TC的温度熔化所述Al-基合金，以得到所述Al-Ni-La-Si25体系Al-基合金的熔体；在6NmVkg以上的气体/金属比下气雾化所述Al-基合金的熔体，以将所述Al-基合金微型化；在900至1200mm的喷射距离下将所述微型化的Al-基合金沉积在收集器上，以得到预制坯；30通过致密化方法使所述Al-基合金预制坯致密化，以得到致密体；和将所述致密体进行塑性加工。4.根据项3的方法，其中所述Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶包含0.05原子％至5原子％的量的Ni;0.10原子％至1原子％的量的La;禾口50.10原子％至1.5原子％的量的Si。根据本发明的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，如上所述，适当地控制存在于溅射靶中的金属间化合物(主要由Al和Ni组成的Al-Ni体系金属间化合物，以及主要由Al、Ni、La和Si组成的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物)的粒度分布；因此，可以抑制飞溅，特别是初始飞溅的发生，由此io可以有效地抑制溅射缺陷。图1A为表1的实施例编号4(发明实施例)的SEM反射电子图像；图1B为SEM反射电子图像中的Al-Ni体系金属间化合物的图像分析结果；15和图1C为SEM反射电子图像中的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的图像分析结果。图2A为表1的实施例编号4(发明实施例)的SEM反射电子图像；图2B为显示图2A中l(基体)的组成的EDX分析结果的图；图2C为显示图2A中2(灰色化合物)的组成的EDX分析结果的图；和图2D为显示图2A20中3(白色化合物)的组成的EDX分析结果的图。图3为部分显示用于制备预制坯的装置的实例的截面图。图4为图3中的X的基本部分的放大图。图5为显示表1的实施例编号4(发明实施例)的Al-Ni体系金属间化合物的粒度分布的图。25图6为显示表1中的实施例编号4(发明实施例)中的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的粒度分布的图。参考标记和符号的描述1感应熔化炉302Al-基合金熔体3a和3b气雾化器4a和4b线轴(bobbin)的气孔5收集器6喷嘴56a和6b气雾化器喷嘴的中心轴A喷射轴Al喷嘴6的尖端A2收集器5的中心A3收集器5的中心A2的水平线与喷射轴A相交的点ioL喷射距离a气雾化器出口角度卩收集器角度具体实施例方式15在本说明书中，"主要由Al和Ni组成的Al-Ni体系金属间化合物"是指这样的化合物，其中当根据其中使用了配置有EDX(能量色散X射线荧光光谱仪)的SEM(扫描电子显微镜)的下述方法来分析溅射靶时，如图2C中所示，强烈地检测到Al和Ni的峰，而基本上没有检测到除上述元素之外的元素的峰。作为典型的Al-Ni体系金属间化合物，列举二元金属间化20合物，例如Al3Ni。此外，"主要由Al、Ni、La和Si组成的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物"是指这样的化合物，其中当根据与以上类似的方法分析溅射靶时，如下述图2D中所示，强烈地检测到A1、Ni、La和Si的峰，而基本上没有检测到除上述元素之外的元素的峰。25此外，在本说明书中，"可以抑制初始飞溅发生(减少)"是指，当在显示于下述实施例中的条件(溅射时间81秒)下进行溅射时，飞溅的平均值小于8个点/cm2。因而，在本发明中，将溅射时间设定在81秒，并且评价在溅射沉积的初始阶段的飞溅。即，本发明与其中没有评价初始阶段飞溅的发生的JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-10-293454和30JP-A-2001-279433中所述的技术在评价标准方面是不同的。首先，将描述作为本发明的目标的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金。用于本发明的Al-基合金在作为基体的Al中包含Ni、La和Si。选择所述合金元素的原因在于，含有所述元素的Al-基合金膜不仅可用作能够与构成像素电极的导电氧化物膜直接连接的互连材料，而且可用作能够与5薄膜晶体管的半导体层直接接触的互连材料。具体地，当加入Ni时，抑制了在Al-基合金膜和Si半导体层之间的界面中发生Al和Si的相互扩散。此外，当特别是加入稀土元素中的La时，耐热性进一步改善，由此有效抑制了Al-基合金膜表面上的小丘(hillock)(肿块状突起)的产生。此外，当加入Si时，进一步有效抑制了在Al-基合金膜和Si半导体层之间的界面中io发生Al和Si的相互扩散。关于Al-Ni-稀土元素体系Al-基合金溅射靶，JP-A-2006-225687也公开了目标为具有以上组成的溅射靶的技术。然而，与本发明不同，目标基本上不是含有作为稀土元素的La的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶。不言而喻的是，在JP-A-2006-225687中，没有以下的技术构思在Al-Ni-La-Si15体系Al-基合金溅射靶中，为了抑制初始飞溅发生，控制预定的金属间化合物的粒度分布。此外，在JP-A-2006-225687中限定的化合物(金属间化合物)是长宽比为2.5以上并且圆等效直径为0.2以上的盘状化合物，在金属间化合物的形状方面，与具有球形化合物的本发明不同。再有，两者的制备方法也不同。如将在以下所描述的，在本发明中，与20JP-A-2006-225687相类似，Al-基合金预制坯优选通过使用喷射成型法制备。然而，在JP-A-2006-225687中，特别是，将喷嘴直径O控制到2.5至10mm，并且将气压控制到0.3至1.5MPa，以保证预定的盘状化合物。另一方面，在本发明中，特别是，将气体/金属比控制到6Ni^/kg以上，以保证需要的粒度分布。在JP-A-2006-225687中，完全没有考虑到气体/金25属比；因此，即使采用JP-A-2006-225687中公开的制备方法时，也不能制备本发明的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶。再有，作为Al-基合金溅射靶的飞溅抑制技术，例如，除JP-A-2006-225687之外，还在JP-A-2004-214606、JP-A-10-147860、JP-A-10-199830和JP-A-11-293454中公开了其中控制Al基体中的Al和稀30土元素之间的化合物或金属间化合物的分散状态的技术。然而，在全部这些技术中，没有具体公开作为本发明的目标的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶。在包括上述专利文件的现有技术部分中所公开的文件的任何一个中，都没有公开像本发明一样含有作为稀土元素的La和Si的Al-基合金。如将在以下所述的，根据以下新发现完成了本发明含有La和Si的5Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射耙在金属间化合物的形状方面大大不同于含有除La之外的稀土元素的Al-Ni-稀土元素体系Al-基合金溅射靶(例如在JP-A-2006-225687中公开的Al-Ni-Nd体系Al-基合金溅射靶)。在本发明的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶中，如图2A至2D中所示，虽然存在由Al和Ni组成的二元金属间化合物和由Al、Ni、La和Si组成的四io元金属间化合物，但是基本上不存在三元金属间化合物。另一方面，在JP-A-2006-225687中公开的Al-Ni-Nd体系Al-基合金溅射靶中，存在主要由Al、Ni和Nd组成的三元金属间化合物，而几乎不存在由Al和Ni组成的二元金属间化合物。因此，在Al-Ni-稀土元素体系Al-基合金溅射靶之中，可以认为本发明中的技术专用于Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射耙。is在本发明的Al-基合金中所含有的Ni的含量优选为0.05原子％至5原子％。此范围是基于使用"在先Al-Ni-La体系Al-基合金溅射靶"的实验结果确定的。当Ni的量的下限小于0.05原子n/。时，粒径小于0.3pm的金属间化合物的面积分数变大。因而，当溅射靶材料的表面经机械-加工时，金属间化合物掉落(falloff)，以致增加不规则处的表面积，由此增加了初20始飞溅的数目。另一方面，当Ni的量的上限超过5原子Q/。时，粒径大于3pm的金属间化合物的面积分数增加。因而，当溅射耙材料的表面经机械-加工时，表面上的不规则处变大，以致增加不导电夹杂物例如氧化物的夹杂，从而导致初始飞溅的数目的增加。Ni的含量优选为0.1原子。/。至4原子％，更优选为0.2原子％至3原子％。25此外，在本发明的Al-基合金中所含有的La的含量优选为0.10原子％至1原子％。此范围是基于使用"在先Al-Ni-La体系Al-基合金溅射靶"的实验结果确定的。当La的量的下限小于0.10原子％时，粒径小于0.2|im的金属间化合物的面积分数变大。因而，当溅射耙材料的表面经机械-加工时，金属间化合物掉落，以致增加不规则处的表面积，由此增加了初始飞30溅的数目。另一方面，当La的量的上限超过l原子。/。时，粒径大于2)am的金属间化合物的面积分数增加。因而，当溅射靶材料的表面经机械-加工时，表面的不规则处变大，以致增加不导电夹杂物例如氧化物的夹杂，从而导致初始飞溅的数目的增加。La的含量优选为0.15原子％至0.8原子％以下，更优选为0.2原子％至0.6原子％。5在本发明的Al-基合金中所含有的Si的含量优选为0.10原子％至1.5原子％。此范围是基于以下所述的实验结果确定的。当Si的量的下限小于0.10原子％时，粒径小于0.2iam的金属间化合物的面积分数变大。因而，当溅射靶材料的表面经机械-加工时，金属间化合物掉落，以致增加不规则处的表面积，由此增加了初始飞溅的数目。另一方面，当Si的量的上限超io过1.5原子％时，粒径大于2iimi的金属间化合物的面积分数增加。因而，当溅射靶材料的表面经机械-加工时，表面的不规则处变大，以致增加不导电夹杂物例如氧化物的夹杂，从而导致初始飞溅的数目的增加。Si的含量更优选为0.10原子％至1.0原子％。如上所述，本发明中使用的Al-基合金包含NiLa和Si以及为Al和不15可避免的杂质的余量。作为不可避免的杂质，例如，可以列举在制备过程中不可避免地混入的元素如Fe、Cu、C、O和N。其次，将描述作为本发明特征的金属间化合物。在本发明的溅射靶中，以下所述并且存在于溅射耙中的金属间化合物满足下列要求(1)和(2)。20(l)对于主要由Al和Ni组成的Al-Ni体系金属间化合物，按面积分数计，平均粒径为0.3pm至3pm的Al-Ni体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni体系金属间化合物的总面积为70%以上。(2)对于主要由Al、Ni、La和Si组成的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物，按面积分数计，平均粒径为0.2jam至2pm的Al-Ni-La-Si体系金属间化合25物的总面积相对于全部Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积为70%以上。如上所述，在作为本发明的目标的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶中，当根据将在以下所述的测量方法对SEM反射电子图像中的金属间化合物进行图像分析时，可以观察到的主要的金属间化合物仅为如上所述的30二元金属间化合物和四元金属间化合物两类，而基本上不存在根据类似方法观察典型使用的Al-Ni-Nd体系Al-基合金溅射靶时所观察到的三元金属间化合物(参见图2A至2D)。在本发明中，对于每一种金属间化合物，基于通过增加某种平均粒径在预定范围内的某种金属间化合物的面积分数(占有率)可以有效抑制初始5飞溅发生的实验结果，尽可能大地设定金属间化合物的面积分数(在本发明中，70%以上)。由于上述金属间化合物抑制飞溅发生的机理认为如下。艮口，初始飞溅发生的原因通常认为是，当溅射耙材料的表面经机械-加工时，金属间化合物掉落，由此增加了不规则处的表面积。于是，(1)io对于主要由Al和Ni组成的Al-Ni体系金属间化合物，当平均粒径小于0.3pm的金属间化合物的面积分数变大时，初始飞溅的发生数目增加，而另一方面，当平均粒径大于3)im的金属间化合物的面积分数变大时，据认为，由于机械加工所引起的表面不规则处的增加，不导电夹杂物如氧化物的夹杂增加，从而导致初始飞溅的发生数目的增加。在(2)主要由A1、Ni、15La和Si组成的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物中也类似地发现了这样的趋势。即，当平均粒径小于0.2pm的金属间化合物的面积分数变大时，初始飞溅的发生数目增加，而另一方面，当平均粒径大于2)Lim的金属间化合物的面积分数变大时，据认为，由于机械加工所引起的表面不规则处的增加，不导电夹杂物如氧化物的夹杂增加，从而导致初始飞溅的发生数目20的增加。在Al-Ni体系金属间化合物和Al-Ni-La-Si体系金属间化合物之间，有助于抑制初始飞溅发生的平均粒径范围彼此稍微不同。据认为，这是因为金属间化合物和Al基体之间的界面强度不同。艮P,Al-Ni-La-Si体系金属间化合物和Al基体之间的界面强度强于Al-Ni体系金属间化合物和Al基25体之间的界面强度。在本发明中，以面积分数计，将具有满足所述范围的平均粒径的每一种金属间化合物的占有率设定在70%以上。占有率越大越好。对于每一种金属间化合物，占有率优选为75%以上，并且更优选为80%以上。作为本发明的目标的上述金属间化合物中每一种的粒度分布的测量方30法如下。首先，制备含有Ni、La和Si的溅射靶。然后，通过使用配置有EDX的SEM(在下述实施例中，使用Quanta200FEG(商品名，由飞利浦有限公司(PhilipsCo.，Ltd.)制造)或Supra-35(商品名，由卡尔蔡司有限公司(CarlZeissCo.，Ltd.)制造))，在2000倍的放大5倍数下观察溅射靶的测量平面(在平面的垂直方向(轧制平面法线方向，ND)上的横截面中从(l/4)t(t:厚度)至(3/4)t的部分的任意三个点)，并且拍摄反射电子图像。测量平面预先经镜面抛光。将一个视场尺寸设定为基本上60pmx50|imi。通过使用分析系统NanoHunterNS2K-Pro(商品名，由纳米系统公司(NanosystemCorp.)制造)对拍摄的反射电子图像进行图像分析，由io此得到Al-Ni体系金属间化合物和Al-Ni-La-Si体系金属间化合物中每一种的平均粒径(圆等效直径)和具有所述平均粒径的各种金属间化合物在整个金属间化合物中所占的面积分数。因而，得到在全部三个视场中的面积分数，并且将其平均值作为每一种金属间化合物的面积分数。根据测量方法，通过色差(色调差别)容易地区分Al-Ni体系金属间化合15物和Al-Ni-La-Si体系金属间化合物。Al-Ni体系金属间化合物的反射电子图像显示为灰色。Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的反射电子图像显示为白色。为了参考目的，在图1A至1C中，对于在下述实施例中描述的表l中的实施例编号4(发明实施例)，显示了根据此方法得到的SEM反射电子图20像(图1A);Al-Ni体系金属间化合物的图像(图1B);以及Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的图像(图1C)。如图1A至1C中所示，Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的反射电子图像显得比Al-Ni体系金属间化合物的反射电子图像更白。此外，在图2A至2D中，对于与以上相同的实施例编号4(发明实施例)25的SEM反射电子图像，使用EDX分析了基体(图2A中的1)、灰色化合物(图2A中的2)和白色化合物(图2A中的3)的组成，并且显示了它们的结果。己经证实，如图2B中所示，基体1仅由A1组成；如图2C中所示，灰色色化合物2基本上由Al和Ni组成；以及如图2D中所示，白色化合物3基本上由A1、Ni、La和Si组成。30然后，将描述本发明的用于制备溅射耙的方法。首先，制备含有0.05原子°/。至5原子％的Ni、0.10原子％至1原子％的La以及0.10原子％至1.5原子％的Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金。然后，使用上述Al-基合金，优选根据喷射成型法制备Al-基合金预制坯(在得到最终致密体之前的中间体)，随后通过使用致密化方法使该预制5坯致密化。这里，喷射成型法是其中用气体雾化各种熔融金属，并且使在半熔融态/半凝固态/固态中淬火的粒子沉积，以得到具有预定形状的预制坯的方法。根据所述方法，存在的各种益处在于，除了可以在单一工序中得到根据熔体浇铸法或粉末冶金法难以得到的大预制坯以外，还可以使晶粒细io小，并且可以使合金元素均匀分散。用于制备预制坯的步骤包括基本上在(液相线温度+15(TC)至(液相线温度+30(TC)范围内的温度熔化Al-基合金，以得到Al-基合金的熔体；在具有6NmVkg以上的由气体流出量/熔体流出量的比率表示的气体/金属比的条件下，气雾化Al-基合金的熔体，以微型化；和在具有基本上900至151200mm的喷射距离的条件下，将微型化的Al-基合金沉积在收集器上，以得到预制坯。下面参考图3和4，详述用于得到预制坯的各个步骤。图3为部分显示用于制备本发明预制坯的装置的实例的截面图。图4为图3中X的基本部分的放大图。20图3中所示的装置包括用于熔化Al-基合金的感应熔化炉1;设置在感应熔化炉1下面的气雾化器3a和3b;和用于沉积预制坯的收集器5。感应熔化炉1包括用于滴下Al-基合金的熔体2的喷嘴6。此外，气雾化器3a和3b分别具有用于雾化气体的线轴的气孔4a和4b。收集器5包括驱动装置例如步进式电动机(在该附图中未示出)。25首先，制备具有上述组成的Al-基合金。将Al-基合金放入感应熔化炉1中，随后优选在惰性气体(例如，Ar气)气氛中，在基本上在Al-基合金的液相线温度+15(TC至Al-基合金的液相线温度+30(TC的范围内的温度熔化。熔化温度通常被设定在(液相线温度+5(rC)至(液相线温度+20(TC)的范30围内的温度(参见，例如JP-A-09-248665)。然而，在本发明中，为了适当地控制两种金属间化合物的粒度分布，设定上述范围。在作为本发明目标的Al-Ni-La-Si体系Al-合金的情况下，熔化温度基本上被设定在800至95(TC的范围内。当熔化温度小于80(TC时，喷嘴在喷射成型时被堵塞。另一方面，当熔化温度超过95(TC时，由于液滴温度变高，由此平均粒径为53Mm以上的Al-Ni体系金属间化合物所占有的面积分数增加，不能得到需要的飞溅抑制效果(参考下述实施例)。合金—的熔化温度优选在(液相线温度十15(TC)至(液相线温度+30(rC)的范围内。在作为本发明目标的Al-M-La-Si体系Al-基合金的情况下，熔化温度优选在800至95(TC的范围内，更优选在850至95(TC的范围内。io然后，将如上所述得到的合金熔体2通过喷嘴6滴入具有惰性气氛的室(在该附图中未示出)中。在所述室中，从被安置到气雾化器3a和3b的线轴的气孔4a和4b，将加压惰性气体的射流喷射至合金熔体2，从而微型化合金熔体。如上所述，优选使用惰性气体或氮气来进行气雾化，由此可以抑制熔15体氧化。作为惰性气体，例如，可以列举氩气。这里，将气体/金属比设定在6NmVkg以上。气体/金属比由气体流出量(Nm"/金属流出量(kg)的比率表示。在本说明书中，气体流出量是指从用于气雾化Al-基合金的熔体的线轴的气孔4a和4b所流出的气体的总量(最终使用量)。此外，在本说明书中，熔体流出量是指从其中存在有Al-20基合金的熔体的容器(感应熔化炉l)的熔体流出口(喷嘴6)流出的烙体的总当气体/金属比小于6NmVkg时，液滴的尺寸趋向变大，从而降低了冷却速度。因此，增加了平均粒径大于3pm的Al-Ni体系金属间化合物的占有率，从而导致不能得到需要的效果(参考下述实施例)。25气体/金属比越大越好。例如，气体/金属比优选为6.5NmVkg以上，更优选7NmVkg以上。对它的上限没有具体限制。然而，出于在气雾化期间的液滴流动的稳定性和成本的观点，优选将气体/金属比的上限设定在15NmVkg，更优选设定在10Nm3/kg。此外，当由相对的气雾化喷嘴的中心轴6a和6b所形成的角度由2a30表示时，优选将(x控制在1至10。的范围内。由相对的气雾化喷嘴的中心轴6a和6b所形成的角度2a是指，如图4中所示，气雾化器4a和4b相对于熔体2垂直滴下时的线(相应于喷射轴A)的各自倾角a的总角度。在下面，a被称为"气雾化器出口角a"。气雾化器出口角a优选在1°至7°的范围内。、5随后，将如此微型化的Al-基合金(液滴)沉积在收集器5上，以得到预制坯。—这里，优选将喷射距离控制在900至1200mm的范围内。喷射距离限定了液滴的沉积位置，并且如图3中所示，它是指从喷嘴6的尖端(图3中的A1)至收集器5的中心(图3中的A2)的距离L。如将在以下所述的，io因为收集器5以收集器角(3倾斜，因此严格地说，喷射距离L是指喷嘴6的尖端与其中收集器5的中心A2的水平线和喷射轴A交叉的点(图3中的A3)之间的距离。这里，为了便于说明，喷射轴A限定了Al-基合金的液滴垂直落下的方向。通常，将在喷射成型中的喷射距离基本上控制在500mm。然而，在15本发明中，为了得到两种金属间化合物的需要的粒度分布，采用了上述范围(参考下述实施例)。当喷射距离小于900mm时，在高温状态中的液滴沉积在收集器上，以致冷却速度变慢。因此，增加平均粒径为3nm以上的Al-Ni体系金属间化合物的占有率，从而导致不能得到需要的效果。另一方面，当喷射距离超过1200mm时，产量变差。喷射距离优选基本上在20950至1100mm的范围内。此外，优选将收集器角(3控制在20至45。的范围内。如图3中所示，收集器角P是指收集器5相对于喷射轴A的倾角。在上面描述了用于得到预制坯的优选方法。根据标准方法，通过使用致密化方法将如此得到的Al-基合金的预制25坯致密化，以得到致密体，随后对该致密体使用塑性加工，可以制备出溅射靶。首先，通过对预制坯使用致密化方法，得到Al-基合金致密体。作为致密化方法，优选使用在基本上等压的方向上对预制坯加压的方法，特别是，在加热下施加压力的热等静压制(HIP)。具体地，优选例如在80MPa30以上的压力下，并且在400至60(TC范围内的温度使用HIP处理。HIP处理的时间优选基本上在1至IO小时的范围内。然后，锻造Al-基合金致密体以得到板坯。对锻造条件没有具体限制，只要使用通常用于制备溅射靶的方法即可。然而，优选在基本上50(TC的温度下将锻造前的Al-基合金致密体加热基本5上1至3小时以后使用锻造。在具有300至55(TC的轧制温度和40至90%的总轧制压縮比的条件下，对如上所述得到的板坯使用轧制处理。如将在下述实施例中显示的，在本发明中，必须如上所述细致地控制轧制条件。当在其中任何一项条件在所述范围之外的条件下使用轧制时，不能得到需要的结晶取向。io这里，总轧制压縮比由下式表示总轧制压縮比(％)={(轧制之前的厚度)-(轧制之后的厚度)}/(轧制之前的厚度)xlOO通过喷射成型法制备的、难以在处理期间导致结构变化的Al-基合金可以根据冷轧和热轧的任一个来制备。然而，为了提高每一道次的处理量，15可以将Al-基合金材料在抗变形性低的温度范围内有效加热并且处理；因此，优选采用热轧。然后，在250至50(TC范围内的温度使用加热处理(热处理或退火)0.5至4小时。在加热处理期间的气氛没有具体限制，可以是空气、惰性气体和真空中的任何一种。然而，考虑到生产率和成本，优选在空气中加热。20当在热处理之后机械加工处理为预定的形状时，可以得到需要的溅射靶。在制备能够与构成像素电极的导电氧化物膜直接连接的Al-Ni-La-Si合金膜的互连材料，以及能够与薄膜晶体管的半导体层直接接触的Al-Ni-La-Si合金膜的互连材料时，特别优选使用根据本发明的Al-Ni-La-Si25合金靶。实施例以下，参考实施例，将更具体地描述本发明。然而，本发明并不限于以下实施例或被其限制，而可以通过在可以适合本发明的要旨的范围内适30当更改来进行，并且所有这些都包含于本发明的技术范围之内。实施例1使用具有显示于表1和2中的各种组成的Al-基合金，根据以下喷射成型法，得到Al-基合金预制坯(密度基本上50至60%)。5(喷射成型条件)熔化温度950°C气体/金属比7NmVkg喷射距离1000mm气雾化器出口角度(a):7°10收集器角度(P):35°将如此得到的预制坯密封在容器(capsule)中，随后脱气，进而随后对整个容器使用热等静压制(HIP)，由此得到Al-Ni-La-Si体系Al-基合金致密体。在55(TC的HIP温度，在85MPa的HIP压力下进行HIP处理，HIP时间为2小时。15将如此得到的致密体锻造成为板坯金属材料，随后轧制，使得板的厚度与最终产品(靶)的厚度基本上相同，进而随后进行退火和机械加工(切角加工和车削加工)，由此制备盘状Al-(0.02-5.5原子％Ni)-(0.05-1.5原子％La)-(0.05-2原子。/。)Si体系Al-基合金溅射靶(尺寸直径101.6mmx厚度5.0mm)。详细条件如下。20锻造之前的加热条件500'C，2小时轧制之前的加热条件400°C，2小时总轧制压縮比50%退火条件400°C，1小时然后，使用根据上述方法得到的溅射靶中的每一个，测量在下列条件25下进行溅射时所发生的飞溅(初始飞溅)数目。首先，通过使用溅射装置"SputteringSystemHSM-542S"(商品名，由岛津公司(ShimadzuCorp.)制造)对Si晶片衬底(尺寸直径100.0mmx厚度0.50mm)进行DC磁控溅射。溅射条件如下。背压3.0xl(T6托以下；Ar气体压力2.25xl(T3托；30Ar气体流量30sccm;溅射功率811W;衬底和溅射靶之间的距离51.6mm;衬底温度室温溅射时间81秒因而，对于一个溅射靶，形成了16个薄膜。然后，通过使用粒子计数器(商品名WaferSurfaceDetectorWM-3，5由拓普康公司(TopconCorp.)制造)，测量在薄膜的表面上发现的粒子的位置坐标、尺寸(平均粒径)和数目。此处，将其尺寸为3pm以上的视作粒子。其后，使用光学显微镜(放大倍数1000倍)观察薄膜表面，并且在将其形状为半球形的视作飞溅的情况下，测量每单位面积的飞溅的数目。详细地，在每次调换Si晶片衬底的情况下，类似地将对一个薄膜进行io溅射的步骤连续重复16次，并且将飞溅的数目的平均值作为"初始飞溅的出现频率"。在本实施例中，将其初始飞溅的出现频率小于8个点/cn^的一个作为"对于减少初始飞溅是有效的可接受的(A)"，并且将其初始飞溅的出现频率为8个点/cm3以上的一个作为"对于减少初始飞溅是无效的不可接受的(B)"。15其结果一起显示于表1和2中。为了参考的目的，关于表l的实施例编号4(发明实施例)，Al-Ni体系金属间化合物的粒度分布显示于图5中，并且Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的粒度分布显示于图6中。在图6中，为了便利起见，仅显示粒度至多为1.2pm的粒度分布。然而，根本没有发现具有粒度超过1.2pm的尺寸的粒子。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>从表l，可以作出如下考虑。在实施例编号2至5中，适当地控制了Al-Ni体系金属间化合物和Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的粒度分布。因此，初始飞溅的减少效果优升。另一方面，实施例编号1是使用含有较少Si的Al-基合金的实施例，而实施例编号6是使用含有大量Si的Al-基合金的实施例。在它们每个中，由于有助于抑制飞溅发生的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积分数是微小的，因此上述实施例不能有效抑制飞溅发生。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>从表2，可以作出如下考虑。在实施例编号8至10以及13至15中，适当地控制了Al-Ni体系金属间化合物和Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的粒度分布。因此，初始飞溅的减少效果优异。另一方面，实施例编号7是使用含有较少的Ni的Al-基合金的实施例，而实施例编号11是使用含有大量Ni的Al-基合金的实施例。在它们每个中，由于有助于抑制飞溅发生的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积分数是微小的，因此上述实施例不能有效抑制飞溅发生。另外，编号12是使用含有较少La的Al-基合金的实施例，而实施例编号16是使用含有大量La的Al-基合金的实施例。在它们每个中，由于有助于抑制飞溅发生的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积分数是微小的，因此上述实施例不能有效抑制飞溅发生。通过参考具体实施方案而详细描述了本发明。然而，对于本领域的技术人员显然的是，在不背离本发明的精神的情况下，可以对本发明进行各种更改和修改。本申请基于在2007年7月24日提交的日本专利申请2007-192214，其全部内容都通过引用而结合在此。此外，通过参考而结合这里引用的全部参考文献。权利要求1.一种含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，其中当使用扫描电子显微镜以2000倍的放大倍数观察在垂直于所述溅射靶的平面的横截面中从(1/4)t至(3/4)t(t厚度)的截面时，(1)按面积分数计，平均粒径为0.3μm至3μm的Al-Ni体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni体系金属间化合物的总面积为70％以上，所述Al-Ni体系金属间化合物主要由Al和Ni组成；并且(2)按面积分数计，平均粒径为0.2μm至2μm的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积为70％以上，所述Al-Ni-La-Si体系金属间化合物主要由Al、Ni、La和Si组成。全文摘要本发明涉及一种含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，其中当使用扫描电子显微镜以2000倍的放大倍数观察在垂直于所述溅射靶的平面的横截面中从(1/4)t至(3/4)t(t厚度)的截面时，(1)按面积分数计，平均粒径为0.3μm至3μm的Al-Ni体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni体系金属间化合物的总面积为70％以上，所述Al-Ni体系金属间化合物主要由Al和Ni组成；并且(2)按面积分数计，平均粒径为0.2μm至2μm的Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积相对于全部Al-Ni-La-Si体系金属间化合物的总面积为70％以上，所述Al-Ni-La-Si体系金属间化合物主要由Al、Ni、La和Si组成。文档编号C23C14/14GK101353779SQ20081013403公开日2009年1月28日申请日期2008年7月22日优先权日2007年7月24日发明者南部旭,后藤裕史,岩崎祐纪,川上信之,得平雅也,越智元隆,高木胜寿申请人:株式会社神户制钢所;株式会社钢臂功科研