JPH0754139A - スパッタリングターゲット - Google Patents
スパッタリングターゲットInfo
- Publication number
- JPH0754139A JPH0754139A JP20417594A JP20417594A JPH0754139A JP H0754139 A JPH0754139 A JP H0754139A JP 20417594 A JP20417594 A JP 20417594A JP 20417594 A JP20417594 A JP 20417594A JP H0754139 A JPH0754139 A JP H0754139A
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- Japan
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- sputtering target
- oxide film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性，加工性，酸化被膜の形成性、その他
の各種特性に優れた合金膜の生成に優れたスパッタリン
グターゲットを提供する。 【構成】 原子パーセントでモリブデン１５〜５０％、
残部タンタルおよび付随的不純物よりなるよう両者の面
積比で調整した複合ターゲットであるスパッタリングタ
ーゲットである。
の各種特性に優れた合金膜の生成に優れたスパッタリン
グターゲットを提供する。 【構成】 原子パーセントでモリブデン１５〜５０％、
残部タンタルおよび付随的不純物よりなるよう両者の面
積比で調整した複合ターゲットであるスパッタリングタ
ーゲットである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性，加工性，酸化
被膜の形成性，その他の特性が優れた合金膜の生成に好
適なスパッタリングターゲットに関する。
被膜の形成性，その他の特性が優れた合金膜の生成に好
適なスパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を
用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子
として用いて構成されるアクティブマトリクス型液晶表
示装置が注目されている。
用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子
として用いて構成されるアクティブマトリクス型液晶表
示装置が注目されている。
【０００３】これは、非晶質のガラス基板を用い、低温
成膜ができるａ−Ｓｉ膜を用いてＴＦＴアレイを形成す
ることにより、大面積，高精細，高画質，かつ安価なパ
ネルディスプレイ（フラット型テレビジョン）が実現で
きる可能性があるからである。
成膜ができるａ−Ｓｉ膜を用いてＴＦＴアレイを形成す
ることにより、大面積，高精細，高画質，かつ安価なパ
ネルディスプレイ（フラット型テレビジョン）が実現で
きる可能性があるからである。
【０００４】このアクティブマトリクス型液晶表示装置
の表示画素をできるだけ小さくし、かつ大面積にするた
めには、ＴＦＴへの信号線、すなわちゲート配線とデー
タ配線を細くかつ長くすることが必要である。
の表示画素をできるだけ小さくし、かつ大面積にするた
めには、ＴＦＴへの信号線、すなわちゲート配線とデー
タ配線を細くかつ長くすることが必要である。
【０００５】例えば、ゲート電極配線をガラス基板側に
設け、この上に絶縁膜やａ−Ｓｉ膜を重ねてＴＦＴを構
成する逆スタガー型のＴＦＴ構造を採用する場合、ゲー
ト電極配線は薄くて十分に低抵抗であり、その後の各種
薬品処理にも耐える材料であることが要求される。
設け、この上に絶縁膜やａ−Ｓｉ膜を重ねてＴＦＴを構
成する逆スタガー型のＴＦＴ構造を採用する場合、ゲー
ト電極配線は薄くて十分に低抵抗であり、その後の各種
薬品処理にも耐える材料であることが要求される。
【０００６】従来、このような要求を満たすゲート電極
配線材料として、タンタル（Ｔａ）やチタン（Ｔｉ）な
ど各種の金属膜が用いられている。
配線材料として、タンタル（Ｔａ）やチタン（Ｔｉ）な
ど各種の金属膜が用いられている。
【０００７】しかし、近年さらに大面積化，高精細化を
図るためには、より低抵抗で加工性が良く、膜剥がれを
発生せず、しかもその後の各種薬品処理にも耐性に優れ
た材料が望まれている。
図るためには、より低抵抗で加工性が良く、膜剥がれを
発生せず、しかもその後の各種薬品処理にも耐性に優れ
た材料が望まれている。
【０００８】ドレイン，ソース電極配線を基板側に設け
るスタガー型ＴＦＴ構造を利用する場合には、ドレイ
ン，ソース電極配線に上記のような特性が要求されるこ
とになる。
るスタガー型ＴＦＴ構造を利用する場合には、ドレイ
ン，ソース電極配線に上記のような特性が要求されるこ
とになる。
【０００９】一方、単結晶Ｓｉ基板を用いた半導体集積
回路においても、同様な問題がある。
回路においても、同様な問題がある。
【００１０】例えば、ダイナミックＲＡＭに代表される
メモリ集積回路で用いられるＭＯＳトランジスタのゲー
ト電極配線には、不純物ドープ多結晶シリコン膜が一般
に使用されてきた。しかし、さらに素子の微細化，高集
積化を図るためには、多結晶シリコン膜では比抵抗が高
すぎる。
メモリ集積回路で用いられるＭＯＳトランジスタのゲー
ト電極配線には、不純物ドープ多結晶シリコン膜が一般
に使用されてきた。しかし、さらに素子の微細化，高集
積化を図るためには、多結晶シリコン膜では比抵抗が高
すぎる。
【００１１】この多結晶シリコン膜より比抵抗が低く、
かつ高温にも耐える材料としてモリブデン・シリサイド
（ＭｏＳｉ2 ）膜などがあるが、これを用いて例えば１
Ｍビット以上のダイナミックＲＡＭ等を実現しようとす
ると、やはり電極配線の抵抗が大きいという問題があ
る。
かつ高温にも耐える材料としてモリブデン・シリサイド
（ＭｏＳｉ2 ）膜などがあるが、これを用いて例えば１
Ｍビット以上のダイナミックＲＡＭ等を実現しようとす
ると、やはり電極配線の抵抗が大きいという問題があ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ａ−Ｓｉ膜、あるいは単結晶Ｓｉ基板などを用いた半導
体装置において、さらに素子の微細化と高集積化を図る
ためには、電極配線の抵抗が大きいことが問題になって
いる。
ａ−Ｓｉ膜、あるいは単結晶Ｓｉ基板などを用いた半導
体装置において、さらに素子の微細化と高集積化を図る
ためには、電極配線の抵抗が大きいことが問題になって
いる。
【００１３】また、電極配線としては、単に抵抗が小さ
いだけでなく、加工性に優れ、各種薬品処理に対する耐
性に優れ、かつＳｉとのオーミック接触性も良好な安定
な電極材料が望まれている。
いだけでなく、加工性に優れ、各種薬品処理に対する耐
性に優れ、かつＳｉとのオーミック接触性も良好な安定
な電極材料が望まれている。
【００１４】本発明は、上記点に鑑みて成されたもの
で、導電性，加工性，酸化被膜の形成性、その他の各種
特性に優れた合金膜の生成に優れたスパッタリングター
ゲットを提供することを目的としたものである。
で、導電性，加工性，酸化被膜の形成性、その他の各種
特性に優れた合金膜の生成に優れたスパッタリングター
ゲットを提供することを目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段と作用】本発明は、ａ−Ｓ
ｉ膜や多結晶シリコン膜，単結晶Ｓｉ基板などを用いた
半導体装置の電気配線材料として種々の金属，合金膜に
ついて系統的に実験検討した結果、タンタル（Ｔａ）と
モリブデン（Ｍｏ）の限定された組成範囲においてＴａ
あるいはＭｏ膜の電気抵抗に比べ、遥かに低いて電気抵
抗を有すると共に、電気配線用膜として必要な加工性，
酸化膜形成性，シリコンとのオーミック接触性，その他
が優れた半導体装置用電気配線膜が得られ、さらにこの
半導体装置用電気配線膜の生成には、スパッタ法が好適
であることを見出したことによる。
ｉ膜や多結晶シリコン膜，単結晶Ｓｉ基板などを用いた
半導体装置の電気配線材料として種々の金属，合金膜に
ついて系統的に実験検討した結果、タンタル（Ｔａ）と
モリブデン（Ｍｏ）の限定された組成範囲においてＴａ
あるいはＭｏ膜の電気抵抗に比べ、遥かに低いて電気抵
抗を有すると共に、電気配線用膜として必要な加工性，
酸化膜形成性，シリコンとのオーミック接触性，その他
が優れた半導体装置用電気配線膜が得られ、さらにこの
半導体装置用電気配線膜の生成には、スパッタ法が好適
であることを見出したことによる。
【００１６】すなわち、本発明は、原子パーセントでモ
リブデン１５〜５０％、残部タンタルおよび付随的不純
物よりなるよう両者の面積比で調整した複合ターゲット
であるスパッタリングターゲットである。
リブデン１５〜５０％、残部タンタルおよび付随的不純
物よりなるよう両者の面積比で調整した複合ターゲット
であるスパッタリングターゲットである。
【００１７】また、本発明により得られた電極配線用合
金膜の組成限定理由について説明すると、スパッタによ
り生成した合金膜の組成においてＴａ含有量が３０原子
パーセント未満となる組成では合金膜の電気抵抗が大き
く、酸化膜形成性，混液洗浄性などが悪く、また合金膜
の組成においてＴａ含有量が９５原子パーセントを越え
る組成では合金膜の加工性や酸化膜形成性，混液洗浄性
などは良好であるが、電気抵抗が大きくなるため上記範
囲とした。
金膜の組成限定理由について説明すると、スパッタによ
り生成した合金膜の組成においてＴａ含有量が３０原子
パーセント未満となる組成では合金膜の電気抵抗が大き
く、酸化膜形成性，混液洗浄性などが悪く、また合金膜
の組成においてＴａ含有量が９５原子パーセントを越え
る組成では合金膜の加工性や酸化膜形成性，混液洗浄性
などは良好であるが、電気抵抗が大きくなるため上記範
囲とした。
【００１８】なお、望ましくは生成した合金膜の組成に
おいてＴａが３０〜８０原子パーセントとなる組成、さ
らに望ましくは生成した合金膜の組成においてＴａが５
０原子パーセント越え８０原子パーセント以下となる組
成が良い。これは、Ｔａが５０原子パーセントを越える
量、言い換えれば、Ｍｏが５０原子パーセント未満賭す
ることにより、膜剥がれを効果的に防止できるのであ
る。
おいてＴａが３０〜８０原子パーセントとなる組成、さ
らに望ましくは生成した合金膜の組成においてＴａが５
０原子パーセント越え８０原子パーセント以下となる組
成が良い。これは、Ｔａが５０原子パーセントを越える
量、言い換えれば、Ｍｏが５０原子パーセント未満賭す
ることにより、膜剥がれを効果的に防止できるのであ
る。
【００１９】上記スパッタリングターゲットの形態とし
ては、Ｍｏ部材とＴａ部材の面積比により両者を複合さ
せてなる複合ターゲットが好ましい。
ては、Ｍｏ部材とＴａ部材の面積比により両者を複合さ
せてなる複合ターゲットが好ましい。
【００２０】上記ターゲットの選択理由を述べると、複
合ターゲットは、Ｔａ板とＭｏ板をそのまま使用できる
ため、原料の入手が容易であり、焼結ターゲットと比較
してガス成分の少ないものが得られることが挙げられ
る。
合ターゲットは、Ｔａ板とＭｏ板をそのまま使用できる
ため、原料の入手が容易であり、焼結ターゲットと比較
してガス成分の少ないものが得られることが挙げられ
る。
【００２１】なお、本発明に係るスパッタリングターゲ
ットにおいて、炭素，窒素，水素，酸素，その他の不純
物元素は少ないほうが望ましいが、５原子パーセント委
かの範囲で含むことは許容される。
ットにおいて、炭素，窒素，水素，酸素，その他の不純
物元素は少ないほうが望ましいが、５原子パーセント委
かの範囲で含むことは許容される。
【００２２】
【実施例】純度９９．９％の市販のＴａ板およびＭｏ板
より切り出した板材を組合せてＴａとＭｏの面積比を変
化させることにより複合ターゲットを得た。
より切り出した板材を組合せてＴａとＭｏの面積比を変
化させることにより複合ターゲットを得た。
【００２３】次いで、このように作成された各種組成の
スパッタリングターゲットを用いてアルゴン雰囲気中、
室温でスパッタリングを行い、表１に示す各種膜組成の
合金膜を得た。
スパッタリングターゲットを用いてアルゴン雰囲気中、
室温でスパッタリングを行い、表１に示す各種膜組成の
合金膜を得た。
【００２４】得られた合金膜について、電気抵抗，加工
性（ドライエッチング），酸化膜形成性など表１に示す
各種試験を行った。
性（ドライエッチング），酸化膜形成性など表１に示す
各種試験を行った。
【００２５】その結果を表１に示す。
【００２６】なお比較として、純度９９．９％と称する
市販のチタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），モリブデン
（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），モリブデンシリサイド
（ＭｏＳｉ2 ）の各種スパッタリングターゲットについ
ても、上記と同様に各種試験を行った。
市販のチタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），モリブデン
（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），モリブデンシリサイド
（ＭｏＳｉ2 ）の各種スパッタリングターゲットについ
ても、上記と同様に各種試験を行った。
【００２７】その結果を併せて表１に示す。
【００２８】なお、表１中、○（良好），△（やや良
好），×（不良）の評価は、加工性については、ＣＦ4
系のドライエッチングが可能か否かにより、テーパ加工
性については、同じくＣＦ4 系のドライエッチングによ
りテーパ角度制御が可能か否かにより行った。
好），×（不良）の評価は、加工性については、ＣＦ4
系のドライエッチングが可能か否かにより、テーパ加工
性については、同じくＣＦ4 系のドライエッチングによ
りテーパ角度制御が可能か否かにより行った。
【００２９】熱酸化性については、４００℃程度の温度
でピンホールがなく、３×１０5 Ｖ／cm以上の耐圧、１
×１０-10 Ａ／mm2 以下のリーク電流の酸化膜が得られ
るか否かにより、陽極酸化膜形成については、ピンホー
ルがなく、３×１０6 Ｖ／cm以上の耐圧、１×１０-10
Ａ／mm2 以下のリーク電流の酸化膜が得られるか否かに
より行った。
でピンホールがなく、３×１０5 Ｖ／cm以上の耐圧、１
×１０-10 Ａ／mm2 以下のリーク電流の酸化膜が得られ
るか否かにより、陽極酸化膜形成については、ピンホー
ルがなく、３×１０6 Ｖ／cm以上の耐圧、１×１０-10
Ａ／mm2 以下のリーク電流の酸化膜が得られるか否かに
より行った。
【００３０】また、シリコンとのオーミック接触性につ
いては、４００℃程度の温度で反応するか否かにより行
った。
いては、４００℃程度の温度で反応するか否かにより行
った。
【００３１】
【表１】 上記表１より明らかなように、本発明に係る合金膜は室
温堆積後において、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ，ＭｏＳｉ2 のい
ずれよりも比抵抗が小さく、特にＴａが８０原子％以下
ではＭｏ単体よりも小さい。堆積後、熱処理を行うこと
により、さらに小さい比抵抗が得られている。
温堆積後において、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ，ＭｏＳｉ2 のい
ずれよりも比抵抗が小さく、特にＴａが８０原子％以下
ではＭｏ単体よりも小さい。堆積後、熱処理を行うこと
により、さらに小さい比抵抗が得られている。
【００３２】また、ドライエッチングによる加工性もＭ
ｏＳｉ2 膜と同等に優れたものであり、テーパ加工も容
易であった。
ｏＳｉ2 膜と同等に優れたものであり、テーパ加工も容
易であった。
【００３３】また、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｃｒなどでは良質のも
熱酸化膜が形成されないが、本発明に係る合金膜では良
質の熱酸化膜が得られている。
熱酸化膜が形成されないが、本発明に係る合金膜では良
質の熱酸化膜が得られている。
【００３４】また、洗浄液として用いられるＨ2 ＳＯ4
＋Ｈ2 Ｏ2 混液に対する耐性も優れたものであった。
＋Ｈ2 Ｏ2 混液に対する耐性も優れたものであった。
【００３５】また、Ｓｉとのオーミック接触性にも優
れ、ＳｉＯ2 膜との反応も少なく、Ｓｉを用いた半導体
装置との適合性が良好であることが確認されている。
れ、ＳｉＯ2 膜との反応も少なく、Ｓｉを用いた半導体
装置との適合性が良好であることが確認されている。
【００３６】半導体装置の電極材料としては、熱酸化膜
形成性，陽極酸化膜形成性，強酸処理等が必要になる場
合があり、従来のＭｏ電極では表１に示すように、これ
らが良好に行えず、Ｔａ電極ではこれらの処理が可能で
あるが、比抵抗が高いという問題がある。
形成性，陽極酸化膜形成性，強酸処理等が必要になる場
合があり、従来のＭｏ電極では表１に示すように、これ
らが良好に行えず、Ｔａ電極ではこれらの処理が可能で
あるが、比抵抗が高いという問題がある。
【００３７】この点、本発明のＭｏ−Ｔａ合金膜は、Ｔ
ａの組成比が３０原子％以上であれば、熱酸化膜形成
性，陽極酸化膜形成性，強酸処理等を良好に行うことが
でき、しかもＴａ電極に比べて比抵抗を大幅に低くし、
Ｔａの組成比が９５原子％以下であればＭｏ電極よりも
低い比抵抗を得ることができるのである。
ａの組成比が３０原子％以上であれば、熱酸化膜形成
性，陽極酸化膜形成性，強酸処理等を良好に行うことが
でき、しかもＴａ電極に比べて比抵抗を大幅に低くし、
Ｔａの組成比が９５原子％以下であればＭｏ電極よりも
低い比抵抗を得ることができるのである。
【００３８】特に、表１から明らかなように、Ｔａの組
成比を７０％以下にすれば、熱処理を行わなくてもＭｏ
電極より低い比抵抗を得ることができる。
成比を７０％以下にすれば、熱処理を行わなくてもＭｏ
電極より低い比抵抗を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスパ
ッタリングターゲットを使用することにより、比抵抗が
非常に小さく、加工性，安定性に優れた電気配線用合金
膜を得ることができ、各種半導体装置を初めとする素子
の微細化や高集積化などを図ることができ、工業上極め
て有用である。
ッタリングターゲットを使用することにより、比抵抗が
非常に小さく、加工性，安定性に優れた電気配線用合金
膜を得ることができ、各種半導体装置を初めとする素子
の微細化や高集積化などを図ることができ、工業上極め
て有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅木 武則 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８ 株式会 社東芝横浜金属工場内 (72)発明者 小穴 保久 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８ 株式会 社東芝横浜金属工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 原子パーセントでモリブデン１５〜５０
％、残部タンタルおよび付随的不純物よりなるよう両者
の面積比で調整した複合ターゲットであるスパッタリン
グターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204175A JP2500925B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | スパッタリングタ―ゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6204175A JP2500925B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | スパッタリングタ―ゲット |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62074410A Division JPS63241164A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | スパッタリングターゲットおよび電気配線用合金膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754139A true JPH0754139A (ja) | 1995-02-28 |
| JP2500925B2 JP2500925B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16486087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6204175A Expired - Lifetime JP2500925B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | スパッタリングタ―ゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500925B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9546837B1 (en) | 2015-10-09 | 2017-01-17 | Bh5773 Ltd | Advanced gun barrel |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS587864A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP6204175A patent/JP2500925B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS587864A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9546837B1 (en) | 2015-10-09 | 2017-01-17 | Bh5773 Ltd | Advanced gun barrel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2500925B2 (ja) | 1996-05-29 |
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