JPH0159209B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、粉砕性の良いモリブデンシリサイド
或いはタングステンシリサイドの合成方法に関す
るものであり、特には、モリブデン或いはタング
ステンのシリサイド製ターゲツトを製造する目的
で上記シリサイドを合成するに当り粉砕性の良好
な合成物を生成し、後の粉砕工程の負担を軽減す
るものである。モリブデンシリサイド或いはタン
グステンシリサイドターゲツトは、MOS・LSI
デバイスのゲート電極、ソース電極及びドレイン
電極に代表される電子工業用途での薄膜形成に有
用である。 発明の背景 半導体装置の電極あるいは配線、特にMOS・
LSIのゲート電極としてはポリシリコンが従来用
いられてきたが、MOS・LSIの高集積化に伴い
ポリシリコンゲート電極の抵抗による信号伝搬遅
延が問題化している。一方、セルフアライン法に
よるMOS素子形成を容易ならしめる為ゲート電
極、ソース電極及びドレイン電極として融点の高
い材料の使用が所望されている。こうした状況に
おいてポリシリコンより抵抗率の低い高融点金属
ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の研究
が進む一方、シリコンゲートプロセスとの互換性
を第１とした高融点金属シリサイド電極の研究が
活発に進行しつつある。そうした高融点金属シリ
サイドの有望な実用例は、モリブデンシリサイド
（MOSix）及びタングステンシリサイド（WSix）
である。 半導体装置の電極あるいは配線用の高融点金属
シリサイド薄膜の形成に有効な方法として、スパ
ツタ法及び電子ビーム蒸着法がある。スパツタ法
はターゲツト板にアルゴンイオンを衝突させて金
属を放出させ、放出金属をターゲツト板に対向し
た基板に推積させる方法である。電子ビーム蒸着
法は、電子ビームによりインゴツト蒸発源を溶解
し、蒸着を行う方法である。いずれにせよ、生成
膜の純度その他の性状は、ターゲツト板或いは蒸
発源の純度、組成、スパツタリング特性等により
左右される。 以下、本明細書において「ターゲツト」とは、
スパツタ源或いは蒸着源として板状その他の形態
に賦形された高融点金属シリサイド物品をすべて
包括するものとする。 こうしたターゲツトは、合成されたモリブデン
シリサイド或いはタングステンシリサイド粉を出
発材料として、成形及び真空焼結工程或いは加圧
焼結工程を経由してシリサイド焼結体を作製し、
そしてそれを最終形態へと機械加工することによ
り作製される。 従来技術とその問題点 従来からのモリブデンシリサイド或いはタング
ステンシリサイドの合成法は、高純度のモリブデ
ン粉或いはタングステン粉と高純度のシリコン粉
とを所定のモル比にて混合し、水素又は真空中に
て800〜1400℃の温度に加熱して両者を反応合成
することから成つた。反応時に四塩化ケイ素を触
媒として用いることもある。合成反応は Mo（Ｗ）＋xSi→MoSix（WSix） （ｘ＝２〜3.5） に従う発熱反応である。このため、合成時の温度
上昇により、合成されたシリサイドは固く焼結
し、粉砕によつて粉にするのに非常な困難を伴
う。粉砕が困難であると、粉砕に長時間を要し、
粉砕コストが非常に高くなり、ターゲツトコスト
への負担となつてはね返る。粉砕は一般にボール
ミルによつて行なわれるが、長時間の粉砕はそれ
だけボール、容器等からの汚染の機会を増加し、
それだけターゲツト不純物量を増大する恐れがあ
る。電子工業用途、特に半導体デバイスと関連し
てのターゲツトは鉄その他の不純物を極度に嫌
い、使用する原料モリブデン或いはタングステン
及びシリコンもそうした不純物の少ない高純度の
ものを使用いているが、粉砕段階で汚染が起こる
とそうした努力が台無しになつてしまう。 発明の目的 本発明は、合成に際してほとんど焼結せず、容
易に粉化しうる、即ち粉砕性の良好なモリブデン
シリサイド或いはタングステンシリサイドの合成
方法を提供することである。 発明の概要 本発明者等は、上記目的に向け、焼結防止策に
ついて検討を重ねた。触媒を使つて合成温度を下
げても反応時に反応熱で昇温して焼結してしま
う。また、合成反応が短時間で完了してしまうこ
とから合成時間を調整することは困難であり焼結
を防止できない。このように焼結の防止は容易で
なく、さらに、採られるべき対策は生成シリサイ
ドを汚染するものであつてはならない。そこで、
本発明者等は、既に合成したシリサイド粉を合成
時に繰返し添加することを想到し、実験の結果好
結果を得た。繰返し量は、合成すべき混合粉末の
２〜40重量％とするのがよい。こうした繰返し物
は一種の反応希釈剤或いは焼結防止剤として作用
する。 斯くして、本発明は、モリブデン粉或いはタン
グステン粉とシリコン粉との混合粉からモリブデ
ンシリサイド或いはタングステンシリサイドを合
成する方法において、合成ずみのシリサイド粉を
混合粉に添加することにより、粉砕性の良好なシ
リサイドを合成することを特徴とするモリブデン
或いはタングステンシリサイドの合成方法を提供
する。 発明の具体的説明 原料シリコン粉末並びに原料モリブデン或いは
タングステン粉末は高純度のものを使用する。特
に、電子工業用途に用いられるターゲツト作製の
為には放射性元素、アルカリ金属及び遷移金属含
有量の少ないものが望まれる。高純度のシリコン
粉は容易に市販入手しうる。モリブデン及びタン
グステンについても、上記不純物の少ない高純度
のものを調整する技術が確立されており、更に、
この改善についていくつかの方法が提案されてい
る。 こうした、モリブデン或いはタングステン粉と
シリコン粉とをモル比１：２〜3.5の配合比で更
に既に合成しそして粉砕ずみの合成シリサイド粉
を上記混合粉量の２〜40重量％加えて、これらを
充分に混合する。混合は例えばＶ型ミキサ等を用
いて行われる。繰返される合成シリサイド粉はシ
リサイドになる範囲即ちMo（Ｗ）Si_2.0〜Mo（Ｗ）
Si_3.5のものならいずれも使用しうるが、被添加混
合粉と同じモル比のものが好ましい。なお本発明
にいう既に合成し、そして粉砕ずみの合成シリサ
イド粉としては先に合成したものを繰返し使用し
てもよいし新たに別途合成したものを使用しても
よい。 合成は、水素又は真空雰囲気において800〜
1400℃に加熱することにより実施される。この場
合、触媒として四塩化ケイ素を用いてもよく、そ
の場合は約950℃で合成が可能である。本発明に
おいては合成条件は特定されない。 合成シリサイド粉の繰返し添加量を多くする程
粉砕性の良好なシリサイドが合成しうる。２％の
添加によりすりつぶしによつて粉砕が容易に可能
となり、添加効果が認められる。そのため、本発
明では２％を繰返添加量の下限とした。15％以上
の添加によつて突崩す程度で容易に粉となるシリ
サイドが得られる。しかし、繰返し添加量をあま
り多くすると、合成反応が妨害されまた粉砕効果
も飽和し、そして製造コストを増大する。実験の
結果として、その上限を40％に定めた。 こうして粉砕性の良好な合成シリサイドが得ら
れる。参考までに、爾後工程について簡単に述べ
ると、合成シリサイドは、ボールミルその他の粉
砕機により粉砕され、35〜45メツシユアンダーへ
の分級を行つて合成シリサイド粉とされる。従
来、この粉砕段階が困難であり、コスト増及び汚
染物導入を招いていたが、本発明により粉砕工程
の負担が激減する。 この後、粉末はターゲツト成形工程に送られ成
形及び真空焼結により或いは加圧焼結によりシリ
サイド焼結体を生成し、その後機械加工によつて
最終ターゲツトに仕上げられる。 発明の効果 １ 粉砕時間が短縮され、粉砕工程のコストが下
がり、それだけ最終製品ターゲツトが安価とな
る。 ２ 粉砕中の汚染が激減し、高品質を求められ
る、特に半導体デバイス目的のターゲツトを製
造可ならしめる。 実施例 高純度モリブデン粉と高純度シリコン粉とをモ
ル比１：2.2で配合し、更に既に合成したシリサ
イド粉を表１に示す通り加えて、Ｖ型ミキサで混
合し、10^-5トールの真空雰囲気中約1250℃で合成
を行つた。合成シリサイド粉を乳鉢にて粉砕し、
粉砕の容易性を調べた。タングステンについても
同様に実験した。結果を表１に示す。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モリブデン粉或いはタングステン粉とシリコ
   ン粉との混合粉からモリブデンシリサイド或いは
   タングステンシリサイドを合成する方法におい
   て、合成ずみのシリサイド粉を混合粉に添加する
   ことにより、粉砕性の良好なシリサイドを合成す
   ることを特徴とするモリブデン或いはタングステ
   ンシリサイドの合成方法。