JPH09302462A - 強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法Info
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Abstract
れが発生することのない強誘電体膜形成用スパッタリン
グターゲットを提供する。 【解決手段】 (1)C含有量が300ppm以下のB
aおよびTiの複合酸化物焼結体からなる強誘電体膜形
成用スパッタリングターゲット。(2)C含有量が30
0ppm以下のSrおよびTiの複合酸化物焼結体から
なる強誘電体膜形成用スパッタリングターゲット。
(3)C含有量が300ppm以下のBa、Srおよび
Tiの複合酸化物焼結体からなる強誘電体膜形成用スパ
ッタリングターゲット。
Description
などのキャパシタ用薄膜など強誘電体膜形成用スパッタ
リングターゲットに関するものである。
Tiの複合酸化物(以下、BaTi複合酸化物とい
う)、SrTiO3 などのSrおよびTiの複合酸化物
(以下、SrTi複合酸化物という)並びに(Ba,S
r)TiO3 などのBa、SrおよびTiの複合酸化物
(以下、BaSrTi複合酸化物という)などの焼結体
からなるからなるスパッタリングターゲットを用いてペ
ロブスカイト構造を有する強誘電体膜を形成し、半導体
メモリー等におけるキャパシタ用薄膜として用いること
は知られている。
化物またはBaSrTi複合酸化物焼結体からなる強誘
電体膜形成用スパッタリングターゲットは、市販のBa
Ti複合酸化物粉末、SrTi複合酸化物粉末またはB
aSrTi複合酸化物粉末を購入し、このBaTi複合
酸化物粉末、SrTi複合酸化物粉末またはBaSrT
i複合酸化物粉末をそれぞれ圧力:150kg/c
m2 、温度:1200〜1350℃、0.5〜3時間保
持の条件でホットプレスすることにより製造する。前記
ホットプレスされたBaTi複合酸化物、SrTi複合
酸化物またはBaSrTi複合酸化物からなる焼結体
は、機械加工して所定のターゲット形状に仕上げられ
る。
の大量生産とコストダウンのために、高出力でスパッタ
リングし、高速成膜することにより短時間で強誘電体膜
を形成しょうとしている。しかし、従来の強誘電体膜形
成用スパッタリングターゲットを用いて成膜速度:10
0オングストローム/min.以上の高速スパッタリン
グ成膜を行うと、ターゲット表面が鱗片状に剥離した
り、ターゲット全体が割れてしまうことがあり、また1
00オングストローム/min.以上の高速スパッタリ
ング成膜を行うためには、ターゲットを高密度化してタ
ーゲットの強度および熱伝導度を上げる必要があるが、
従来の原料を用いてホットプレスによりターゲットを製
造すると、ホットプレス上がりで割れが発生しやすく、
製品の歩留まりが低かった。
高電力をかけて高速スパッタリング成膜しても割れおよ
び剥離が生ずることがなく、さらにスパッタリングター
ゲット製造時の割れが発生せすることのない強誘電体膜
形成用スパッタリングターゲットを開発すべく研究を行
なった結果、(a)従来の強誘電体膜形成用スパッタリ
ングターゲットには、炭素が500〜1000ppm程
度含まれており、前記高速スパッタリング成膜時の割れ
および剥離は、炭素が大きく影響を及ぼすところから、
強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットに含まれる
炭素は可及的に少ない方がよく、C:300ppm以下
に抑える必要がある、(b)従来の強誘電体膜形成用ス
パッタリングターゲットの原料粉末として用いる市販の
BaTi複合酸化物粉末、SrTi複合酸化物粉末また
はBaSrTi複合酸化物粉末には、いずれも炭素が5
00〜1000ppm程度含まれており、この炭素が5
00〜1000ppm程度含まれているBaTi複合酸
化物粉末、SrTi複合酸化物粉末またはBaSrTi
複合酸化物粉末を用いて強誘電体膜形成用スパッタリン
グターゲットを製造すると、スパッタリングターゲット
製造時のホットプレス上がりで割れが発生するところか
ら、原料粉末に含まれる炭素は、可及的に少ない方がよ
く、C:300ppm以下に抑える必要がある、という
知見を得たのである。
たものであって、(1)C含有量が300ppm以下の
BaTi複合酸化物焼結体からなる強誘電体膜形成用ス
パッタリングターゲット。(2)C含有量が300pp
m以下のSrTi複合酸化物焼結体からなる強誘電体膜
形成用スパッタリングターゲット、(3)C含有量が3
00ppm以下のBaSrTi複合酸化物焼結体からな
る強誘電体膜形成用スパッタリングターゲット、(4)
C含有量が300ppm以下のBaおよびTiの複合酸
化物粉末、C含有量が300ppm以下のSrおよびT
iの複合酸化物粉末、またはC含有量が300ppm以
下のBa、SrおよびTiの複合酸化物粉末を焼結する
強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットの製造方
法、に特徴を有するものである。
スパッタリング中のターゲットの割れおよび剥離に大き
く影響を及ぼすところから、可及的に少ない方が好まし
いが、300ppmを越えて含有すると、高出力スパッ
タリング中の全てのターゲットに割れおよび剥離が発生
するので好ましくない。したがって、Cの含有量を30
0ppm以下に定めた。C含有量の一層好ましい範囲は
100ppm以下である。
含まれている市販のBaTi複合酸化物粉末、SrTi
複合酸化物粉末またはBaSrTi複合酸化物粉末を原
料粉末として用いるとホットプレス上がりで割れが発生
するのは、焼結は周囲から中心部に向かって進行すると
ころから、焼結体の中央部に発生したCOガスが逃げ場
を失い、焼結体を破壊しすることによるものと考えられ
る。
量が300ppm以下のBaTi複合酸化物粉末、Sr
Ti複合酸化物粉末またはBaSrTi複合酸化物粉末
は、市販のBaTi複合酸化物粉末、SrTi複合酸化
物粉末またはBaSrTi複合酸化物粉末を、大気中、
温度:1100℃、6時間保持の条件で加熱することに
より製造することができる。これらBaTi複合酸化物
粉末、SrTi複合酸化物粉末またはBaSrTi複合
酸化物粉末は、1100℃に加熱しても焼結することは
無い。
O3 粉末、(Ba0.75,Sr0.25)TiO3 粉末、(B
a0.5 ,Sr0.5 )TiO3 粉末および(Ba 0.25,S
r0.75)TiO3 粉末を購入し、C含有量を測定したと
ころ、表1に示されるCが含まれていた。
3 粉末、(Ba0.75,Sr0.25)TiO3 粉末、(Ba
0.5 ,Sr0.5 )TiO3 粉末および(Ba0.25,Sr
0.75)TiO3 粉末を,大気中、1100℃で1時間保
持の条件で加熱処理することにより脱炭し、表1に示さ
れる成分組成の極低炭素複合酸化物粉末を作製した。
素複合酸化物粉末をボールミルに入れて粉砕し、平均粒
径:1〜5μmを有する極低炭素複合酸化物粉末を製造
し、さらに得られた極低炭素複合酸化物粉末をグラファ
イトモールドに充填し、 昇温速度:5℃/min、 加熱温度:1300℃、 圧力:150ton/cm2 、 保持時間:1時間、 冷却:炉冷、 の条件でホットプレスした後、表面を研削することによ
り、直径:350mm、厚さ:6mmの寸法を有する本
発明スパッタリングターゲット(以下、本発明ターゲッ
トという)1〜5を作製した。得られた本発明ターゲッ
ト1〜5のC含有量を表2に示す。
て、同一原料で10回ずつホットプレスを行って割れが
発生せずにホットプレスできたターゲットの成功枚数を
測定し、その結果を表2に示した。次に、割れが発生せ
ずにホットプレスできたターゲットをIn−Snはんだ
により水冷銅板に接合し、高周波マグネトロンスパッタ
装置内にセットし、 雰囲気ガス:Arと酸素の混合ガス(Ar:O=1:
1)、 雰囲気圧力:1pa、 周波数:13.56Mhz、 出力:6000W、 時間:50時間、 の条件にてスパッタし、ターゲットに鱗片状に割れが発
生したか否かを黙視にて観察し、その結果も表2に示し
た。
rTiO3 粉末、(Ba0.75,Sr0.25)TiO3 粉
末、(Ba0.5 ,Sr0.5 )TiO3 粉末および(Ba
0.25,Sr0.75)TiO3 粉末を実施例と同じ条件でホ
ットプレスすることにより従来スパッタリングターゲッ
ト(以下、従来ターゲットという)1〜5を作製した。
得られた従来ターゲット1〜5に含まれるC含有量を測
定し、同一原料で10回ずつ行いって割れが発生せずに
ホットプレスできたターゲットの成功枚数を測定し、さ
らに割れが発生せずにホットプレスできたターゲットを
用いて実施例と同じ条件でスパッタし、その際にターゲ
ットに鱗片状割れが発生したか否かを黙視にて観察し、
その結果を表2に示した。
素複合酸化物粉末を使用して得られたC含有量:300
ppm以下の本発明ターゲット1〜5は、いずれも市販
のC含有量:500〜1000ppm含む複合酸化物粉
末を使用して得られたC含有量:400ppm以上含む
従来ターゲット1〜5に比べて、ホットプレスによる製
造時に割れが発生せず、またスパッタリング時に剥離ま
たは割れが生ずることなく高出力および高速成膜がで
き、産業上優れた効果を奏するものである。
Claims (4)
- 【請求項1】 C含有量が300ppm以下のBaおよ
びTiの複合酸化物焼結体からなることを特徴とする強
誘電体膜形成用スパッタリングターゲット。 - 【請求項2】 C含有量が300ppm以下のSrおよ
びTiの複合酸化物焼結体からなることを特徴とする強
誘電体膜形成用スパッタリングターゲット。 - 【請求項3】 C含有量が300ppm以下のBa、S
rおよびTiの複合酸化物焼結体からなることを特徴と
する強誘電体膜形成用スパッタリングターゲット。 - 【請求項4】 C含有量が300ppm以下のBaおよ
びTiの複合酸化物粉末、C含有量が300ppm以下
のSrおよびTiの複合酸化物粉末、またはC含有量が
300ppm以下のBa、SrおよびTiの複合酸化物
粉末を焼結することを特徴とする強誘電体膜形成用スパ
ッタリングターゲットの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP08114764A JP3127824B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP08114764A Expired - Fee Related JP3127824B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-05-09 | 強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241595A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-09-14 | Tosoh Corp | 焼結体、スパッタリングターゲット及び成形型並びに焼結体の製造方法 |
| TWI385139B (zh) * | 2005-02-01 | 2013-02-11 | 東曹股份有限公司 | A sintered body, a sputtering target and a forming die, and a sintered body manufacturing method using the same |
| JP2020183574A (ja) * | 2019-04-26 | 2020-11-12 | Jx金属株式会社 | ニオブ酸カリウムナトリウムスパッタリングターゲット |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP08114764A patent/JP3127824B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9920420B2 (en) | 2005-02-01 | 2018-03-20 | Tosoh Corporation | Sintered body, sputtering target and molding die, and process for producing sintered body employing the same |
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