專利名稱：：Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶及其制備方法。更詳細地，它涉及一種在通過使用濺射靶沉積薄膜時，可以減少在濺射的初始階段發(fā)生的初始飛濺(splash)的數目的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，及其制備方法。
背景技術：
：電阻率低并且易于加工的Al-基合金廣泛地用于平板顯示器(FPDs)的領域，例如液晶顯示器(LCDs)、等離子體顯示面板(PDPs)、電致發(fā)光顯示器(ELDs)、場發(fā)射顯示器(FEDs)和MEMS(微機電系統(tǒng))顯示器以及觸摸面板和電子紙，并且被用作互連膜、電極膜和反射電極膜的材料。例如，有源矩陣型液晶顯示器包括作為開關元件的薄膜晶體管(TFT)、由導電氧化物膜組成的像素電極，以及具有包含掃描線和信號線的互連的TFT襯底。作為構成掃描線和信號線的互連材料，通常，使用由純A1或Al-Nd合金制成的薄膜。然而，當將各種由薄膜形成的電極部分直接連接到像素電極時，在界面形成了絕緣的氧化鋁，以致增加了接觸電阻。因此，迄今為止，已經將由高熔點金屬例如Mo、Cr、Ti或W制成的阻擋金屬層設置在A1互連材料和像素電極之間，以降低接觸電阻。然而，在插入例如以上提及的阻擋金屬層的方法中，存在的問題在于，制備方法變得麻煩，以致生產成本高。關于這一點，本發(fā)明人已經提出其中作為互連材料，使用A1-Ni合金或進一步包含稀土元素例如Nd或Y的Al-Ni合金的薄膜的方法(參見，JP-A-2004-214606)，作為在不插入阻擋金屬層的情況下，能夠直接連接構成像素電極和互連材料的導電氧化物膜的技術(直接接觸技術)。當使用Al-Ni合金時，在界面形成導電的含Ni析出物，以抑制絕緣的氧化鋁的產生；因此，可以將接觸電阻抑制得低。此外，當使用Al-Ni-稀土元素合金時，可以進一步改善耐熱性。目前，當形成Al-基合金薄膜時，通常，采用使用濺射鈀的濺射法。根據濺射法，在襯底和由與薄膜的材料相同的材料組成的濺射鈀(靶材料)之間產生等離子體放電，使由等離子體放電離子化的氣體與靶材料碰撞，5以將靶材料的原子擊出而沉積在襯底上，從而制備薄膜。與真空沉積法不同，該濺射法具有的優(yōu)點在于，可以形成具有與靶材料的組成相同的組成的薄膜。特別是，通過使用濺射法沉積的Al-基合金薄膜可以溶解在平衡態(tài)中不能溶解的合金元素例如Nd，從而可以發(fā)揮作為薄膜的優(yōu)異性能；因此，濺射法是在工業(yè)上有效的薄膜制備方法，并且促進了作為其原料的10濺射耙材料的發(fā)展。最近，為了應對FPDS的生產率的擴大，在濺射步驟的沉積速率趨向于越來越增加。為了提高沉積速率，可以非常合宜地提高濺射功率。然而，當提高濺射功率時，引起濺射缺陷例如飛濺(細小的熔體粒子)，以致在互連膜中產生缺陷；因此，引起例如FPDs的產量和操作性能劣化的有害效15果。關于這一點，為了抑制飛濺發(fā)生，例如，已經提出了在JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-11-293454和JP-A-2001-279433中所述的方法。在這些中，在基于飛濺是由于鈀材料組織中的細小空隙引起的觀點的全部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基體中的分散狀態(tài)(JP-A-10-147860)、控制Al和過渡金屬元素的化合物在Al基體中的分散狀態(tài)(JP-A-10-199830)或控制添加元素和Al之間的金屬間化合物在靶中的分散狀態(tài)(JP-A-ll-293454)，以抑制飛濺發(fā)生。此外，JP-A-2001-279433公開了下列技術為了減少作為飛濺的原因的電弧放電(不均勻放電)，控制濺射表面的硬度，隨后采用精加25工，以抑制由機械加工引起的表面缺陷產生。另一方面，已經公開了抑制靶由于在制備主要為大的靶時加熱而翹曲的技術(參見JP-A-2006-225687)。在JP-A-2006-225687中，公開了采用Al-Ni-稀土元素合金濺射靶作為目標，當在垂直于靶平面的橫截面中存在超過預定數目的長寬比為2.5以上并且圓等效直徑為0.2pm以上的化合物30時，可以抑制靶變形。如上所述，盡管已經提出了用于減少飛濺的發(fā)生以減少濺射缺陷的各種技術，但是需要進一步的改進。特別是，在濺射的初始階段發(fā)生的初始飛濺劣化了FPD的產量，從而引起嚴重的問題。然而，JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-11-293454和JP-A-2001-279433中公開的飛濺抑制5技術不能充分有效地抑制初始飛濺發(fā)生。此外，在Al-基合金之中，在可用作能夠與構成像素電極的導電氧化物膜直接連接的互連材料，并且用于形成可用作能夠與薄膜晶體管的半導體層直接接觸的互連材料的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金薄膜的Al-基合金濺射耙中，還沒有提出可以克服上述問題的技術。io本發(fā)明人進行了深入細致的研究，以提供一種Al-基合金濺射靶，該Al-基合金濺射靶可以減少在濺射沉積過程中發(fā)生的飛濺，特別是在濺射沉積的初始階段發(fā)生的初始飛濺。結果發(fā)現，包含在Al-Ni-La體系Al-基合金濺射耙中的金屬間化合物(主要由Al和Ni組成的Al-Ni體系金屬間化合物，以及主要由Al和La15組成的Al-La體系金屬間化合物)的粒度分布都與初始飛濺的發(fā)生具有顯著的相關性；因此，當適當地控制金屬間化合物的粒度分布時，可以達到預期的目標，并且這在以前已經作為專利申請?zhí)峤?日本專利申請2006-313506)。下面，在一些情況下將上述發(fā)明稱為"在先Al-Ni-La體系Al-基濺射靶"，或簡稱為"在先發(fā)明"。20
發(fā)明內容本發(fā)明是考慮到上述情形而進行的，并且意在提供一種可以減少在將含Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶用于沉積膜時發(fā)生的飛濺，特別是初始飛濺的技術。25在提交在先發(fā)明以后，本發(fā)明人對Al-Ni-La體系Al-基合金濺射靶進一步進行了深入細致的研究。具體地，對于通過向Al-Ni-La體系Al-基合金濺射靶進一步加入Si得到的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，與以上類似地，詳細研究了包含在該濺射靶中的金屬間化合物。從而發(fā)現，包含在濺射靶中的金屬間化合物(主要由Al和Ni組成的Al-Ni體系二元金屬間30,化合物，以及主要由Al、Ni、La和Si組成的Al-Ni-La-Si體系四元金屬間化合物)的粒度分布都與初始飛濺的發(fā)生具有顯著的相關性；因此，當適當地控制金屬間化合物的粒度分布時，可以達到預期的目標，由此完成本發(fā)明。艮口，本發(fā)明涉及下列項1至4。51.—種含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，其中當使用掃描電子顯微鏡以2000倍的放大倍數觀察垂直于所述濺射靶的平面的橫截面中從(l/4)t至(3/4)t(t:厚度)的截面時，(1)按面積分數計，平均粒徑為0.3pm至3)im的Al-Ni體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni體系金屬間化合物的總面積為70%以上，io所述A1-Ni體系金屬間化合物主要由Al和Ni組成；并且(2)按面積分數計，平均粒徑為0.2|im至2pm的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積為70%以上，所述Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物主要由Al、Ni、La和Si組成。152.根據項1所述的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，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.—種用于制備根據項1所述的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶的20方法，所述方法包括制備含有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體系Al-整n亞；在800至95(TC的溫度熔化所述Al-基合金，以得到所述Al-Ni-La-Si25體系Al-基合金的熔體；在6NmVkg以上的氣體/金屬比下氣霧化所述Al-基合金的熔體，以將所述Al-基合金微型化；在900至1200mm的噴射距離下將所述微型化的Al-基合金沉積在收集器上，以得到預制坯；30通過致密化方法使所述Al-基合金預制坯致密化，以得到致密體；和將所述致密體進行塑性加工。4.根據項3的方法，其中所述Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶包含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。根據本發(fā)明的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，如上所述，適當地控制存在于濺射靶中的金屬間化合物(主要由Al和Ni組成的Al-Ni體系金屬間化合物，以及主要由Al、Ni、La和Si組成的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物)的粒度分布；因此，可以抑制飛濺，特別是初始飛濺的發(fā)生，由此io可以有效地抑制濺射缺陷。圖1A為表1的實施例編號4(發(fā)明實施例)的SEM反射電子圖像；圖1B為SEM反射電子圖像中的Al-Ni體系金屬間化合物的圖像分析結果；15和圖1C為SEM反射電子圖像中的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的圖像分析結果。圖2A為表1的實施例編號4(發(fā)明實施例)的SEM反射電子圖像；圖2B為顯示圖2A中l(wèi)(基體)的組成的EDX分析結果的圖；圖2C為顯示圖2A中2(灰色化合物)的組成的EDX分析結果的圖；和圖2D為顯示圖2A20中3(白色化合物)的組成的EDX分析結果的圖。圖3為部分顯示用于制備預制坯的裝置的實例的截面圖。圖4為圖3中的X的基本部分的放大圖。圖5為顯示表1的實施例編號4(發(fā)明實施例)的Al-Ni體系金屬間化合物的粒度分布的圖。25圖6為顯示表1中的實施例編號4(發(fā)明實施例)中的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的粒度分布的圖。參考標記和符號的描述1感應熔化爐302Al-基合金熔體3a和3b氣霧化器4a和4b線軸(bobbin)的氣孔5收集器6噴嘴56a和6b氣霧化器噴嘴的中心軸A噴射軸Al噴嘴6的尖端A2收集器5的中心A3收集器5的中心A2的水平線與噴射軸A相交的點ioL噴射距離a氣霧化器出口角度卩收集器角度具體實施例方式15在本說明書中，"主要由Al和Ni組成的Al-Ni體系金屬間化合物"是指這樣的化合物，其中當根據其中使用了配置有EDX(能量色散X射線熒光光譜儀)的SEM(掃描電子顯微鏡)的下述方法來分析濺射靶時，如圖2C中所示，強烈地檢測到Al和Ni的峰，而基本上沒有檢測到除上述元素之外的元素的峰。作為典型的Al-Ni體系金屬間化合物，列舉二元金屬間化20合物，例如Al3Ni。此外，"主要由Al、Ni、La和Si組成的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物"是指這樣的化合物，其中當根據與以上類似的方法分析濺射靶時，如下述圖2D中所示，強烈地檢測到A1、Ni、La和Si的峰，而基本上沒有檢測到除上述元素之外的元素的峰。25此外，在本說明書中，"可以抑制初始飛濺發(fā)生(減少)"是指，當在顯示于下述實施例中的條件(濺射時間81秒)下進行濺射時，飛濺的平均值小于8個點/cm2。因而，在本發(fā)明中，將濺射時間設定在81秒，并且評價在濺射沉積的初始階段的飛濺。即，本發(fā)明與其中沒有評價初始階段飛濺的發(fā)生的JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-10-293454和30JP-A-2001-279433中所述的技術在評價標準方面是不同的。首先，將描述作為本發(fā)明的目標的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金。用于本發(fā)明的Al-基合金在作為基體的Al中包含Ni、La和Si。選擇所述合金元素的原因在于，含有所述元素的Al-基合金膜不僅可用作能夠與構成像素電極的導電氧化物膜直接連接的互連材料，而且可用作能夠與5薄膜晶體管的半導體層直接接觸的互連材料。具體地，當加入Ni時，抑制了在Al-基合金膜和Si半導體層之間的界面中發(fā)生Al和Si的相互擴散。此外，當特別是加入稀土元素中的La時，耐熱性進一步改善，由此有效抑制了Al-基合金膜表面上的小丘(hillock)(腫塊狀突起)的產生。此外，當加入Si時，進一步有效抑制了在Al-基合金膜和Si半導體層之間的界面中io發(fā)生Al和Si的相互擴散。關于Al-Ni-稀土元素體系Al-基合金濺射靶，JP-A-2006-225687也公開了目標為具有以上組成的濺射靶的技術。然而，與本發(fā)明不同，目標基本上不是含有作為稀土元素的La的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶。不言而喻的是，在JP-A-2006-225687中，沒有以下的技術構思在Al-Ni-La-Si15體系Al-基合金濺射靶中，為了抑制初始飛濺發(fā)生，控制預定的金屬間化合物的粒度分布。此外，在JP-A-2006-225687中限定的化合物(金屬間化合物)是長寬比為2.5以上并且圓等效直徑為0.2以上的盤狀化合物，在金屬間化合物的形狀方面，與具有球形化合物的本發(fā)明不同。再有，兩者的制備方法也不同。如將在以下所描述的，在本發(fā)明中，與20JP-A-2006-225687相類似，Al-基合金預制坯優(yōu)選通過使用噴射成型法制備。然而，在JP-A-2006-225687中，特別是，將噴嘴直徑O控制到2.5至10mm，并且將氣壓控制到0.3至1.5MPa，以保證預定的盤狀化合物。另一方面，在本發(fā)明中，特別是，將氣體/金屬比控制到6Ni^/kg以上，以保證需要的粒度分布。在JP-A-2006-225687中，完全沒有考慮到氣體/金25屬比；因此，即使采用JP-A-2006-225687中公開的制備方法時，也不能制備本發(fā)明的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶。再有，作為Al-基合金濺射靶的飛濺抑制技術，例如，除JP-A-2006-225687之外，還在JP-A-2004-214606、JP-A-10-147860、JP-A-10-199830和JP-A-11-293454中公開了其中控制Al基體中的Al和稀30土元素之間的化合物或金屬間化合物的分散狀態(tài)的技術。然而，在全部這些技術中，沒有具體公開作為本發(fā)明的目標的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶。在包括上述專利文件的現有技術部分中所公開的文件的任何一個中，都沒有公開像本發(fā)明一樣含有作為稀土元素的La和Si的Al-基合金。如將在以下所述的，根據以下新發(fā)現完成了本發(fā)明含有La和Si的5Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射耙在金屬間化合物的形狀方面大大不同于含有除La之外的稀土元素的Al-Ni-稀土元素體系Al-基合金濺射靶(例如在JP-A-2006-225687中公開的Al-Ni-Nd體系Al-基合金濺射靶)。在本發(fā)明的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶中，如圖2A至2D中所示，雖然存在由Al和Ni組成的二元金屬間化合物和由Al、Ni、La和Si組成的四io元金屬間化合物，但是基本上不存在三元金屬間化合物。另一方面，在JP-A-2006-225687中公開的Al-Ni-Nd體系Al-基合金濺射靶中，存在主要由Al、Ni和Nd組成的三元金屬間化合物，而幾乎不存在由Al和Ni組成的二元金屬間化合物。因此，在Al-Ni-稀土元素體系Al-基合金濺射靶之中，可以認為本發(fā)明中的技術專用于Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射耙。is在本發(fā)明的Al-基合金中所含有的Ni的含量優(yōu)選為0.05原子％至5原子％。此范圍是基于使用"在先Al-Ni-La體系Al-基合金濺射靶"的實驗結果確定的。當Ni的量的下限小于0.05原子n/。時，粒徑小于0.3pm的金屬間化合物的面積分數變大。因而，當濺射靶材料的表面經機械-加工時，金屬間化合物掉落(falloff)，以致增加不規(guī)則處的表面積，由此增加了初20始飛濺的數目。另一方面，當Ni的量的上限超過5原子Q/。時，粒徑大于3pm的金屬間化合物的面積分數增加。因而，當濺射耙材料的表面經機械-加工時，表面上的不規(guī)則處變大，以致增加不導電夾雜物例如氧化物的夾雜，從而導致初始飛濺的數目的增加。Ni的含量優(yōu)選為0.1原子。/。至4原子％，更優(yōu)選為0.2原子％至3原子％。25此外，在本發(fā)明的Al-基合金中所含有的La的含量優(yōu)選為0.10原子％至1原子％。此范圍是基于使用"在先Al-Ni-La體系Al-基合金濺射靶"的實驗結果確定的。當La的量的下限小于0.10原子％時，粒徑小于0.2|im的金屬間化合物的面積分數變大。因而，當濺射耙材料的表面經機械-加工時，金屬間化合物掉落，以致增加不規(guī)則處的表面積，由此增加了初始飛30濺的數目。另一方面，當La的量的上限超過l原子。/。時，粒徑大于2)am的金屬間化合物的面積分數增加。因而，當濺射靶材料的表面經機械-加工時，表面的不規(guī)則處變大，以致增加不導電夾雜物例如氧化物的夾雜，從而導致初始飛濺的數目的增加。La的含量優(yōu)選為0.15原子％至0.8原子％以下，更優(yōu)選為0.2原子％至0.6原子％。5在本發(fā)明的Al-基合金中所含有的Si的含量優(yōu)選為0.10原子％至1.5原子％。此范圍是基于以下所述的實驗結果確定的。當Si的量的下限小于0.10原子％時，粒徑小于0.2iam的金屬間化合物的面積分數變大。因而，當濺射靶材料的表面經機械-加工時，金屬間化合物掉落，以致增加不規(guī)則處的表面積，由此增加了初始飛濺的數目。另一方面，當Si的量的上限超io過1.5原子％時，粒徑大于2iimi的金屬間化合物的面積分數增加。因而，當濺射靶材料的表面經機械-加工時，表面的不規(guī)則處變大，以致增加不導電夾雜物例如氧化物的夾雜，從而導致初始飛濺的數目的增加。Si的含量更優(yōu)選為0.10原子％至1.0原子％。如上所述，本發(fā)明中使用的Al-基合金包含NiLa和Si以及為Al和不15可避免的雜質的余量。作為不可避免的雜質，例如，可以列舉在制備過程中不可避免地混入的元素如Fe、Cu、C、O和N。其次，將描述作為本發(fā)明特征的金屬間化合物。在本發(fā)明的濺射靶中，以下所述并且存在于濺射耙中的金屬間化合物滿足下列要求(1)和(2)。20(l)對于主要由Al和Ni組成的Al-Ni體系金屬間化合物，按面積分數計，平均粒徑為0.3pm至3pm的Al-Ni體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni體系金屬間化合物的總面積為70%以上。(2)對于主要由Al、Ni、La和Si組成的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物，按面積分數計，平均粒徑為0.2jam至2pm的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合25物的總面積相對于全部Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積為70%以上。如上所述，在作為本發(fā)明的目標的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶中，當根據將在以下所述的測量方法對SEM反射電子圖像中的金屬間化合物進行圖像分析時，可以觀察到的主要的金屬間化合物僅為如上所述的30二元金屬間化合物和四元金屬間化合物兩類，而基本上不存在根據類似方法觀察典型使用的Al-Ni-Nd體系Al-基合金濺射靶時所觀察到的三元金屬間化合物(參見圖2A至2D)。在本發(fā)明中，對于每一種金屬間化合物，基于通過增加某種平均粒徑在預定范圍內的某種金屬間化合物的面積分數(占有率)可以有效抑制初始5飛濺發(fā)生的實驗結果，盡可能大地設定金屬間化合物的面積分數(在本發(fā)明中，70%以上)。由于上述金屬間化合物抑制飛濺發(fā)生的機理認為如下。艮口，初始飛濺發(fā)生的原因通常認為是，當濺射耙材料的表面經機械-加工時，金屬間化合物掉落，由此增加了不規(guī)則處的表面積。于是，(1)io對于主要由Al和Ni組成的Al-Ni體系金屬間化合物，當平均粒徑小于0.3pm的金屬間化合物的面積分數變大時，初始飛濺的發(fā)生數目增加，而另一方面，當平均粒徑大于3)im的金屬間化合物的面積分數變大時，據認為，由于機械加工所引起的表面不規(guī)則處的增加，不導電夾雜物如氧化物的夾雜增加，從而導致初始飛濺的發(fā)生數目的增加。在(2)主要由A1、Ni、15La和Si組成的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物中也類似地發(fā)現了這樣的趨勢。即，當平均粒徑小于0.2pm的金屬間化合物的面積分數變大時，初始飛濺的發(fā)生數目增加，而另一方面，當平均粒徑大于2)Lim的金屬間化合物的面積分數變大時，據認為，由于機械加工所引起的表面不規(guī)則處的增加，不導電夾雜物如氧化物的夾雜增加，從而導致初始飛濺的發(fā)生數目20的增加。在Al-Ni體系金屬間化合物和Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物之間，有助于抑制初始飛濺發(fā)生的平均粒徑范圍彼此稍微不同。據認為，這是因為金屬間化合物和Al基體之間的界面強度不同。艮P,Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物和Al基體之間的界面強度強于Al-Ni體系金屬間化合物和Al基25體之間的界面強度。在本發(fā)明中，以面積分數計，將具有滿足所述范圍的平均粒徑的每一種金屬間化合物的占有率設定在70%以上。占有率越大越好。對于每一種金屬間化合物，占有率優(yōu)選為75%以上，并且更優(yōu)選為80%以上。作為本發(fā)明的目標的上述金屬間化合物中每一種的粒度分布的測量方30法如下。首先，制備含有Ni、La和Si的濺射靶。然后，通過使用配置有EDX的SEM(在下述實施例中，使用Quanta200FEG(商品名，由飛利浦有限公司(PhilipsCo.，Ltd.)制造)或Supra-35(商品名，由卡爾蔡司有限公司(CarlZeissCo.，Ltd.)制造))，在2000倍的放大5倍數下觀察濺射靶的測量平面(在平面的垂直方向(軋制平面法線方向，ND)上的橫截面中從(l/4)t(t:厚度)至(3/4)t的部分的任意三個點)，并且拍攝反射電子圖像。測量平面預先經鏡面拋光。將一個視場尺寸設定為基本上60pmx50|imi。通過使用分析系統(tǒng)NanoHunterNS2K-Pro(商品名，由納米系統(tǒng)公司(NanosystemCorp.)制造)對拍攝的反射電子圖像進行圖像分析，由io此得到Al-Ni體系金屬間化合物和Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物中每一種的平均粒徑(圓等效直徑)和具有所述平均粒徑的各種金屬間化合物在整個金屬間化合物中所占的面積分數。因而，得到在全部三個視場中的面積分數，并且將其平均值作為每一種金屬間化合物的面積分數。根據測量方法，通過色差(色調差別)容易地區(qū)分Al-Ni體系金屬間化合15物和Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物。Al-Ni體系金屬間化合物的反射電子圖像顯示為灰色。Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的反射電子圖像顯示為白色。為了參考目的，在圖1A至1C中，對于在下述實施例中描述的表l中的實施例編號4(發(fā)明實施例)，顯示了根據此方法得到的SEM反射電子圖20像(圖1A);Al-Ni體系金屬間化合物的圖像(圖1B);以及Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的圖像(圖1C)。如圖1A至1C中所示，Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的反射電子圖像顯得比Al-Ni體系金屬間化合物的反射電子圖像更白。此外，在圖2A至2D中，對于與以上相同的實施例編號4(發(fā)明實施例)25的SEM反射電子圖像，使用EDX分析了基體(圖2A中的1)、灰色化合物(圖2A中的2)和白色化合物(圖2A中的3)的組成，并且顯示了它們的結果。己經證實，如圖2B中所示，基體1僅由A1組成；如圖2C中所示，灰色色化合物2基本上由Al和Ni組成；以及如圖2D中所示，白色化合物3基本上由A1、Ni、La和Si組成。30然后，將描述本發(fā)明的用于制備濺射耙的方法。首先，制備含有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體系Al-基合金。然后，使用上述Al-基合金，優(yōu)選根據噴射成型法制備Al-基合金預制坯(在得到最終致密體之前的中間體)，隨后通過使用致密化方法使該預制5坯致密化。這里，噴射成型法是其中用氣體霧化各種熔融金屬，并且使在半熔融態(tài)/半凝固態(tài)/固態(tài)中淬火的粒子沉積，以得到具有預定形狀的預制坯的方法。根據所述方法，存在的各種益處在于，除了可以在單一工序中得到根據熔體澆鑄法或粉末冶金法難以得到的大預制坯以外，還可以使晶粒細io小，并且可以使合金元素均勻分散。用于制備預制坯的步驟包括基本上在(液相線溫度+15(TC)至(液相線溫度+30(TC)范圍內的溫度熔化Al-基合金，以得到Al-基合金的熔體；在具有6NmVkg以上的由氣體流出量/熔體流出量的比率表示的氣體/金屬比的條件下，氣霧化Al-基合金的熔體，以微型化；和在具有基本上900至151200mm的噴射距離的條件下，將微型化的Al-基合金沉積在收集器上，以得到預制坯。下面參考圖3和4，詳述用于得到預制坯的各個步驟。圖3為部分顯示用于制備本發(fā)明預制坯的裝置的實例的截面圖。圖4為圖3中X的基本部分的放大圖。20圖3中所示的裝置包括用于熔化Al-基合金的感應熔化爐1;設置在感應熔化爐1下面的氣霧化器3a和3b;和用于沉積預制坯的收集器5。感應熔化爐1包括用于滴下Al-基合金的熔體2的噴嘴6。此外，氣霧化器3a和3b分別具有用于霧化氣體的線軸的氣孔4a和4b。收集器5包括驅動裝置例如步進式電動機(在該附圖中未示出)。25首先，制備具有上述組成的Al-基合金。將Al-基合金放入感應熔化爐1中，隨后優(yōu)選在惰性氣體(例如，Ar氣)氣氛中，在基本上在Al-基合金的液相線溫度+15(TC至Al-基合金的液相線溫度+30(TC的范圍內的溫度熔化。熔化溫度通常被設定在(液相線溫度+5(rC)至(液相線溫度+20(TC)的范30圍內的溫度(參見，例如JP-A-09-248665)。然而，在本發(fā)明中，為了適當地控制兩種金屬間化合物的粒度分布，設定上述范圍。在作為本發(fā)明目標的Al-Ni-La-Si體系Al-合金的情況下，熔化溫度基本上被設定在800至95(TC的范圍內。當熔化溫度小于80(TC時，噴嘴在噴射成型時被堵塞。另一方面，當熔化溫度超過95(TC時，由于液滴溫度變高，由此平均粒徑為53Mm以上的Al-Ni體系金屬間化合物所占有的面積分數增加，不能得到需要的飛濺抑制效果(參考下述實施例)。合金—的熔化溫度優(yōu)選在(液相線溫度十15(TC)至(液相線溫度+30(rC)的范圍內。在作為本發(fā)明目標的Al-M-La-Si體系Al-基合金的情況下，熔化溫度優(yōu)選在800至95(TC的范圍內，更優(yōu)選在850至95(TC的范圍內。io然后，將如上所述得到的合金熔體2通過噴嘴6滴入具有惰性氣氛的室(在該附圖中未示出)中。在所述室中，從被安置到氣霧化器3a和3b的線軸的氣孔4a和4b，將加壓惰性氣體的射流噴射至合金熔體2，從而微型化合金熔體。如上所述，優(yōu)選使用惰性氣體或氮氣來進行氣霧化，由此可以抑制熔15體氧化。作為惰性氣體，例如，可以列舉氬氣。這里，將氣體/金屬比設定在6NmVkg以上。氣體/金屬比由氣體流出量(Nm"/金屬流出量(kg)的比率表示。在本說明書中，氣體流出量是指從用于氣霧化Al-基合金的熔體的線軸的氣孔4a和4b所流出的氣體的總量(最終使用量)。此外，在本說明書中，熔體流出量是指從其中存在有Al-20基合金的熔體的容器(感應熔化爐l)的熔體流出口(噴嘴6)流出的烙體的總當氣體/金屬比小于6NmVkg時，液滴的尺寸趨向變大，從而降低了冷卻速度。因此，增加了平均粒徑大于3pm的Al-Ni體系金屬間化合物的占有率，從而導致不能得到需要的效果(參考下述實施例)。25氣體/金屬比越大越好。例如，氣體/金屬比優(yōu)選為6.5NmVkg以上，更優(yōu)選7NmVkg以上。對它的上限沒有具體限制。然而，出于在氣霧化期間的液滴流動的穩(wěn)定性和成本的觀點，優(yōu)選將氣體/金屬比的上限設定在15NmVkg，更優(yōu)選設定在10Nm3/kg。此外，當由相對的氣霧化噴嘴的中心軸6a和6b所形成的角度由2a30表示時，優(yōu)選將(x控制在1至10。的范圍內。由相對的氣霧化噴嘴的中心軸6a和6b所形成的角度2a是指，如圖4中所示，氣霧化器4a和4b相對于熔體2垂直滴下時的線(相應于噴射軸A)的各自傾角a的總角度。在下面，a被稱為"氣霧化器出口角a"。氣霧化器出口角a優(yōu)選在1°至7°的范圍內。、5隨后，將如此微型化的Al-基合金(液滴)沉積在收集器5上，以得到預制坯。—這里，優(yōu)選將噴射距離控制在900至1200mm的范圍內。噴射距離限定了液滴的沉積位置，并且如圖3中所示，它是指從噴嘴6的尖端(圖3中的A1)至收集器5的中心(圖3中的A2)的距離L。如將在以下所述的，io因為收集器5以收集器角(3傾斜，因此嚴格地說，噴射距離L是指噴嘴6的尖端與其中收集器5的中心A2的水平線和噴射軸A交叉的點(圖3中的A3)之間的距離。這里，為了便于說明，噴射軸A限定了Al-基合金的液滴垂直落下的方向。通常，將在噴射成型中的噴射距離基本上控制在500mm。然而，在15本發(fā)明中，為了得到兩種金屬間化合物的需要的粒度分布，采用了上述范圍(參考下述實施例)。當噴射距離小于900mm時，在高溫狀態(tài)中的液滴沉積在收集器上，以致冷卻速度變慢。因此，增加平均粒徑為3nm以上的Al-Ni體系金屬間化合物的占有率，從而導致不能得到需要的效果。另一方面，當噴射距離超過1200mm時，產量變差。噴射距離優(yōu)選基本上在20950至1100mm的范圍內。此外，優(yōu)選將收集器角(3控制在20至45。的范圍內。如圖3中所示，收集器角P是指收集器5相對于噴射軸A的傾角。在上面描述了用于得到預制坯的優(yōu)選方法。根據標準方法，通過使用致密化方法將如此得到的Al-基合金的預制25坯致密化，以得到致密體，隨后對該致密體使用塑性加工，可以制備出濺射靶。首先，通過對預制坯使用致密化方法，得到Al-基合金致密體。作為致密化方法，優(yōu)選使用在基本上等壓的方向上對預制坯加壓的方法，特別是，在加熱下施加壓力的熱等靜壓制(HIP)。具體地，優(yōu)選例如在80MPa30以上的壓力下，并且在400至60(TC范圍內的溫度使用HIP處理。HIP處理的時間優(yōu)選基本上在1至IO小時的范圍內。然后，鍛造Al-基合金致密體以得到板坯。對鍛造條件沒有具體限制，只要使用通常用于制備濺射靶的方法即可。然而，優(yōu)選在基本上50(TC的溫度下將鍛造前的Al-基合金致密體加熱基本5上1至3小時以后使用鍛造。在具有300至55(TC的軋制溫度和40至90%的總軋制壓縮比的條件下，對如上所述得到的板坯使用軋制處理。如將在下述實施例中顯示的，在本發(fā)明中，必須如上所述細致地控制軋制條件。當在其中任何一項條件在所述范圍之外的條件下使用軋制時，不能得到需要的結晶取向。io這里，總軋制壓縮比由下式表示總軋制壓縮比(％)={(軋制之前的厚度)-(軋制之后的厚度)}/(軋制之前的厚度)xlOO通過噴射成型法制備的、難以在處理期間導致結構變化的Al-基合金可以根據冷軋和熱軋的任一個來制備。然而，為了提高每一道次的處理量，15可以將Al-基合金材料在抗變形性低的溫度范圍內有效加熱并且處理；因此，優(yōu)選采用熱軋。然后，在250至50(TC范圍內的溫度使用加熱處理(熱處理或退火)0.5至4小時。在加熱處理期間的氣氛沒有具體限制，可以是空氣、惰性氣體和真空中的任何一種。然而，考慮到生產率和成本，優(yōu)選在空氣中加熱。20當在熱處理之后機械加工處理為預定的形狀時，可以得到需要的濺射靶。在制備能夠與構成像素電極的導電氧化物膜直接連接的Al-Ni-La-Si合金膜的互連材料，以及能夠與薄膜晶體管的半導體層直接接觸的Al-Ni-La-Si合金膜的互連材料時，特別優(yōu)選使用根據本發(fā)明的Al-Ni-La-Si25合金靶。實施例以下，參考實施例，將更具體地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于以下實施例或被其限制，而可以通過在可以適合本發(fā)明的要旨的范圍內適30當更改來進行，并且所有這些都包含于本發(fā)明的技術范圍之內。實施例1使用具有顯示于表1和2中的各種組成的Al-基合金，根據以下噴射成型法，得到Al-基合金預制坯(密度基本上50至60%)。5(噴射成型條件)熔化溫度950°C氣體/金屬比7NmVkg噴射距離1000mm氣霧化器出口角度(a):7°10收集器角度(P):35°將如此得到的預制坯密封在容器(capsule)中，隨后脫氣，進而隨后對整個容器使用熱等靜壓制(HIP)，由此得到Al-Ni-La-Si體系Al-基合金致密體。在55(TC的HIP溫度，在85MPa的HIP壓力下進行HIP處理，HIP時間為2小時。15將如此得到的致密體鍛造成為板坯金屬材料，隨后軋制，使得板的厚度與最終產品(靶)的厚度基本上相同，進而隨后進行退火和機械加工(切角加工和車削加工)，由此制備盤狀Al-(0.02-5.5原子％Ni)-(0.05-1.5原子％La)-(0.05-2原子。/。)Si體系Al-基合金濺射靶(尺寸直徑101.6mmx厚度5.0mm)。詳細條件如下。20鍛造之前的加熱條件500'C，2小時軋制之前的加熱條件400°C，2小時總軋制壓縮比50%退火條件400°C，1小時然后，使用根據上述方法得到的濺射靶中的每一個，測量在下列條件25下進行濺射時所發(fā)生的飛濺(初始飛濺)數目。首先，通過使用濺射裝置"SputteringSystemHSM-542S"(商品名，由島津公司(ShimadzuCorp.)制造)對Si晶片襯底(尺寸直徑100.0mmx厚度0.50mm)進行DC磁控濺射。濺射條件如下。背壓3.0xl(T6托以下；Ar氣體壓力2.25xl(T3托；30Ar氣體流量30sccm;濺射功率811W;襯底和濺射靶之間的距離51.6mm;襯底溫度室溫濺射時間81秒因而，對于一個濺射靶，形成了16個薄膜。然后，通過使用粒子計數器(商品名WaferSurfaceDetectorWM-3，5由拓普康公司(TopconCorp.)制造)，測量在薄膜的表面上發(fā)現的粒子的位置坐標、尺寸(平均粒徑)和數目。此處，將其尺寸為3pm以上的視作粒子。其后，使用光學顯微鏡(放大倍數1000倍)觀察薄膜表面，并且在將其形狀為半球形的視作飛濺的情況下，測量每單位面積的飛濺的數目。詳細地，在每次調換Si晶片襯底的情況下，類似地將對一個薄膜進行io濺射的步驟連續(xù)重復16次，并且將飛濺的數目的平均值作為"初始飛濺的出現頻率"。在本實施例中，將其初始飛濺的出現頻率小于8個點/cn^的一個作為"對于減少初始飛濺是有效的可接受的(A)"，并且將其初始飛濺的出現頻率為8個點/cm3以上的一個作為"對于減少初始飛濺是無效的不可接受的(B)"。15其結果一起顯示于表1和2中。為了參考的目的，關于表l的實施例編號4(發(fā)明實施例)，Al-Ni體系金屬間化合物的粒度分布顯示于圖5中，并且Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的粒度分布顯示于圖6中。在圖6中，為了便利起見，僅顯示粒度至多為1.2pm的粒度分布。然而，根本沒有發(fā)現具有粒度超過1.2pm的尺寸的粒子。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>從表l，可以作出如下考慮。在實施例編號2至5中，適當地控制了Al-Ni體系金屬間化合物和Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的粒度分布。因此，初始飛濺的減少效果優(yōu)升。另一方面，實施例編號1是使用含有較少Si的Al-基合金的實施例，而實施例編號6是使用含有大量Si的Al-基合金的實施例。在它們每個中，由于有助于抑制飛濺發(fā)生的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積分數是微小的，因此上述實施例不能有效抑制飛濺發(fā)生。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>從表2，可以作出如下考慮。在實施例編號8至10以及13至15中，適當地控制了Al-Ni體系金屬間化合物和Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的粒度分布。因此，初始飛濺的減少效果優(yōu)異。另一方面，實施例編號7是使用含有較少的Ni的Al-基合金的實施例，而實施例編號11是使用含有大量Ni的Al-基合金的實施例。在它們每個中，由于有助于抑制飛濺發(fā)生的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積分數是微小的，因此上述實施例不能有效抑制飛濺發(fā)生。另外，編號12是使用含有較少La的Al-基合金的實施例，而實施例編號16是使用含有大量La的Al-基合金的實施例。在它們每個中，由于有助于抑制飛濺發(fā)生的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積分數是微小的，因此上述實施例不能有效抑制飛濺發(fā)生。通過參考具體實施方案而詳細描述了本發(fā)明。然而，對于本領域的技術人員顯然的是，在不背離本發(fā)明的精神的情況下，可以對本發(fā)明進行各種更改和修改。本申請基于在2007年7月24日提交的日本專利申請2007-192214，其全部內容都通過引用而結合在此。此外，通過參考而結合這里引用的全部參考文獻。權利要求1.一種含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，其中當使用掃描電子顯微鏡以2000倍的放大倍數觀察在垂直于所述濺射靶的平面的橫截面中從(1/4)t至(3/4)t(t厚度)的截面時，(1)按面積分數計，平均粒徑為0.3μm至3μm的Al-Ni體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni體系金屬間化合物的總面積為70％以上，所述Al-Ni體系金屬間化合物主要由Al和Ni組成；并且(2)按面積分數計，平均粒徑為0.2μm至2μm的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積為70％以上，所述Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物主要由Al、Ni、La和Si組成。全文摘要本發(fā)明涉及一種含有Ni、La和Si的Al-Ni-La-Si體系Al-基合金濺射靶，其中當使用掃描電子顯微鏡以2000倍的放大倍數觀察在垂直于所述濺射靶的平面的橫截面中從(1/4)t至(3/4)t(t厚度)的截面時，(1)按面積分數計，平均粒徑為0.3μm至3μm的Al-Ni體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni體系金屬間化合物的總面積為70％以上，所述Al-Ni體系金屬間化合物主要由Al和Ni組成；并且(2)按面積分數計，平均粒徑為0.2μm至2μm的Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積相對于全部Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物的總面積為70％以上，所述Al-Ni-La-Si體系金屬間化合物主要由Al、Ni、La和Si組成。文檔編號C23C14/14GK101353779SQ20081013403公開日2009年1月28日申請日期2008年7月22日優(yōu)先權日2007年7月24日發(fā)明者南部旭,后藤裕史,巖崎祐紀,川上信之,得平雅也,越智元隆,高木勝壽申請人:株式會社神戶制鋼所;株式會社鋼臂功科研