CN100335676C - 硅化铪靶及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供由Hf0.82-0.98组成的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中氧含量为500～10000ppm。制造了栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中合成具有由Hf0.82-0.98构成的组成的粉末，将其粉碎到100目或小于100目，然后在1700℃～2120℃和150～2000kgf/cm2下进行热压或热等静压(HIP)。由此得到的硅化铪靶，以及制造方法，适于形成可以作为耐脆化性优异的高介电栅绝缘膜的HfSiO和HfSiON膜，粒子的产生少，并且在其制造过程中不可能产生烧结粉的发火或粉尘的爆炸。

Description

硅化铪靶及其制造方法
技术领域
本发明涉及适合形成可以用作高介电栅绝缘膜的HfSiO膜和HfSiON膜，粒子的产生量少的硅化铪靶，以及在制造过程中不可能引起烧结粉的发火或粉尘爆炸的靶制造方法。另外，本说明书中使用的单位“ppm”全部指重量ppm。
背景技术
介电栅绝缘膜的膜厚对MOS晶体管的性能有很大的影响，并且与硅基片的界面是电平滑的(electrically smooth)并且载流子的迁移率不劣化是必要的。
以往，SiO2膜用作该栅绝缘膜，从其界面质量来讲是最优异的。另外，还具有这样的特性：用作该栅绝缘膜的SiO2膜越薄，载流子(即，电子或电子空穴)的数目增加，并且漏电流也因此而增加。
根据上面的情况，每当由于布线的微细化使电源电压下降时，在不劣化介质击穿的可靠性的范围内，通常尽可能地形成栅SiO2膜。然而，当形成厚度为不大于3nm的栅SiO2膜时，隧道漏电流直接流动，并且产生该膜不能作为绝缘膜的作用的问题。
另一方面，尽管试图将晶体管微细化，但只要作为栅绝缘膜的SiO2膜的膜厚存在限制，晶体管的微细化就失去了其意义，并且产生性能没有改善的问题。
另外，为降低LSI的电源电压以及降低电力消耗，需要将栅绝缘膜作得甚至更薄。然而，由于如上所述当SiO2膜的膜厚被作成不大于3nm时有关栅介质击穿的问题，因此膜的变薄本身存在限制。
鉴于以上情况，近来考虑具有高介电常数的栅绝缘膜作为SiO2膜的替代物。并且，由于HfSiO膜和HfSiON膜是高介电栅绝缘膜因而正在引起人们的关注。
该栅绝缘膜能够以较厚的膜获得与SiO2膜同等的容量，具有能够抑制隧道电流的特征。另外，由于其可被视为在SiO2膜或SiON膜中加入Hf的膜，因此，可以预计其界面质量与SiO2类似。
因此，所寻求的是能够容易地稳定形成具有高介电常数的高级HfSiO和HfSiON栅绝缘膜的溅射靶。
另一方面，由于高纯度硅化铪氧化力极大，所以通过烧结制造硅化铪靶时存在的烧结粉发火或粉尘爆炸的危险成为问题，并且所寻求的是在其制造过程中不可能引起烧结粉发火或粉尘爆炸的靶的制造方法。
发明内容
为克服上面的问题，本发明的目的是提供一种加工性和耐脆性优异的硅化铪靶，其不可能引起烧结粉发火或粉尘爆炸，适合形成可以用作替代SiO2膜的高介电栅绝缘膜的HfSiO膜和HfSiON膜，及其制造方法。
本发明提供：
1.一种栅氧化膜形成用硅化铪靶，其由HfSi0.82-0.98组成，其中氧含量为500～10000ppm，相对密度为不低于95％；
2.根据第1项的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中还含有锆，并且锆含量为不高于2.5重量％；
3.根据上面第1或2项的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中杂质为C：不高于300ppm，Ti：不高于100ppm，Mo：不高于100ppm，W：不高于10ppm，Nb：不高于10ppm，Fe：不高于10ppm，Ni：不高于10ppm，Cr：不高于10ppm，Na：不高于0.1ppm，K：不高于0.1ppm，U：不高于0.01ppm，和Th：不高于0.01ppm。
4.根据上面第1或2项的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中平均粒径为5～200μm；
5.一种制造上面第1项的由HfSi0.82-0.98组成、且氧含量为500～10000ppm、相对密度为不低于95％的栅氧化膜形成用硅化铪靶的方法，其中合成具有HfSi0.82-0.98组成的合成块，将其粉碎到100目或更小，然后在1700℃～2120℃和150～2000kgf/cm2下进行热压或热等静压(HIP)；
6.根据上面第5项的栅氧化膜形成用硅化铪靶的方法，其中还含有锆，并且锆含量为不高于2.5重量％；和
7.根据上述第5或6项所述的栅氧化膜形成用硅化铪靶的方法，其中制备和混合100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉末使铪硅摩尔比为1∶0.82～1∶0.98，然后加热到600℃～800℃，合成具有HfSi0.82-0.98组成的合成块。
实施发明的最佳方式
具有作为SiO2膜替代物的质量的高介电栅绝缘膜是通过对HfSi靶进行氧反应性溅射而形成的。该氧化膜被视为由HfO2·SiO2表示的氧化膜的混成体，该靶通常要求组成为Si/Hf＝1.0。
一般，尽管要求Hf和Si的组成比接近靶膜的组成比，但是富含Hf的氧化膜倾向具有高介电常数，富含Si的氧化膜与Si基片具有理想的相容性，可以容易地成为无定形结构，因此具有漏电流低的特性。
鉴于以上内容，需要根据使用目的考虑和确定介电常数和漏电流的平衡。另外，要求各制造器件的方法具有独特的相容性，所以根据需要要求可以任意变化Hf与Si的组成比的材料。
在烧结铪与硅的混合粉末时，根据组成比形成硅化物相如HfSi和HfSi2相，以及混晶如Hf相和Si相，但一般说来，存在的问题是：因为这些硅化铪间化合物熔点高，所以在烧结过程中不能得到足够的密度上升，变成多孔组织的烧结体，并且然后成为大量生成粒子的靶。
并且，如果不根据组成比调整热压条件，即加热温度和压力，则不能得到具有最佳密度的靶。
为提高密度而重复改良时，本发明成功得到了适合用作栅氧化膜形成用硅化铪靶的靶。
本发明提供考虑了介电常数与漏电流的平衡的由HfSi0.82-0.98组成的栅氧化膜形成用硅化铪靶。从而得到的是能够消除多孔结构、相对密度为不低于95％的硅化铪靶。
当相对密度低于95％时，由于密度不足使脆性低，从而加工性也劣化。这也导致了由易碎结晶的破坏和飞散引起的粒子的增加。因此优选相对密度在上述范围内。
另一方面，在栅氧化膜形成用硅化铪靶的制造过程中出现了一个大问题。具体来说，由于高纯度硅化铪的氧化力极大，因此在粉碎或筛分过程中会发生烧结粉的发火或粉尘的爆炸。因此，预计这种烧结粉发火和粉尘爆炸当在粉末表面提供氧化膜时可以避免。
在随后的热压过程中，只要以适当量提供，即只要不要过量提供，这种表面氧化膜可以充分溶于HfSi中。
然而，当氧化膜大量提供时，存在的问题是：硅化铪靶内的HfO或HfSiO绝缘物质即使在热压后也会残留，在进行制造半导体器件时广泛采用的DC磁控管溅射时其将作为结核(突起)暴露，从该部分开始发生异常放电(起弧)。这种异常放电将溶解周围的HfSi部分，且其一部分将变成簇并在晶片上形成缺陷(粒子)，并产生次品和降低生产率。
鉴于以上问题，本发明提供一种在硅化铪靶中主动引入氧，同时抑制粒子产生的方法，及为此使用的靶。
考虑到以上内容，本发明人发现将硅化铪靶内的氧含量控制在500～10000ppm是极其有效的，同时防止了粒子产生，可以抑制与制造过程中硅化铪粉末的发火或爆炸有关的危险。
氧含量的这种规定和管理极其重要。换句话说，当氧含量低于500ppm时，存在的可能性是：靶在制造过程中将发火或爆炸；相反，当氧含量超过10000ppm时，靶内的氧将以氧化物形式存在，在溅射时引起异常放电，从而粒子将增加，并且结果将使生产成品率下降。
另外，优选靶内的锆含量控制在不高于2.5重量％。当锆含量超过2.5重量％时，用于形成氧化膜的反应性溅射时的工艺条件如电压、电流和基片温度将大幅变化，这是不优选的。
另外，优选栅氧化膜形成用硅化铪靶内的杂质为C：不高于300ppm，Ti：不高于100ppm，Mo：不高于100ppm，W：不高于10ppm，Nb：不高于10ppm，Fe：不高于10ppm，Ni：不高于10ppm，Cr：不高于10ppm，Na：不高于0.1ppm，K：不高于0.1ppm，U：不高于0.01ppm，和Th：不高于0.01ppm。这是因为这些杂质将成为栅电极和下部Si基片的污染源。
为制造由HfSi0.82-0.98组成的具有优异耐脆化性的栅氧化膜形成用硅化铪靶，合成具有由HfSi0.82-0.98构成的组成的粉末，然后将其粉碎和筛分，然后在1700℃～2120℃进行热压或热等静压(HIP)。
对于本发明的由HfSi0.82-0.98组成的粉末，如果温度低于1700℃，密度将不足，如果温度超过2120℃，由于开始出现部分溶解而不优选。
一般地，对于在HfSix、x＝0.80的组成范围内的HfSi，在2320(±15)℃或更高温度下开始出现液相，并且如果不在该温度附近进行热压，密度不会增加。另一方面，对于在HfSix、x＝1.0的组成范围内的HfSi，由于在2142(±15)℃或更高温度下开始出现液相，所以通过在该温度附近进行热压，密度可以增加。
对于在HfSix、x＝0.8-1.0的组成范围内的HfSi，通过在比2142(±15)℃低30～500℃的温度下进行热压成型、并且通过用容易变形的HfSi1.0填充不易变形的HfSi0.8的间隙，密度可以增加。
当HfSix、x＜0.82时，即使进行热压时密度也不会增加，原因是用于填充间隙的HfSi1.0少。
当HfSix、x＞0.98，并且存在局部HfSi2.0部分时，由于将出现HfSi2.0液相的温度变为1543(±8)℃，因此其一部分将会熔化和烧到热压模具上。为避免该问题，可以考虑将热压温度降到低于1543(±8)℃，但这也不能充分增加密度。
如上所述，通过避免高侧和低侧熔融温度的差别大的金属间化合物(HfSi0.8、HfSi1.0)、或避免在其附近的组成，即通过使用具有由HfSi0.82-0.98构成的组成的粉末，可以实现高密度化，并且由此可以制造粒子产生少的靶。
在合成具有由HfSi0.82-0.98构成的组成的粉末时，例如，制备和混合HfH2粉末(100目以下)和Si粉末(100目以下)使铪硅摩尔比为1∶0.82～1∶0.98，然后加热到约800℃(600℃～800℃)进行合成。这里，也可以加入预合成的粉末。
Hf粉末的氧化力极大，并且存在当粉碎时可能发火的问题。因此，不优选单独使用Hf粉。鉴于以上，可以使用氢化铪以避免这种发火。
并且，将氢化铪粉末和硅粉末混合并真空加热，以合成硅化铪靶。从约600℃开始发生脱氢。合成的硅化物粉末块的氧含量可以通过在形成硅化物时调节硅粉的氧含量加以调节。
在大气中或加入纯水的气氛下通过球磨机等将该硅化铪合金块粉碎。结果，可以得到总氧含量为500～10000ppm的硅化铪用烧结粉。
关于形成硅化物，由于烧结如上所述在低温下进行，因此产生了可以抑制晶粒生长的显著特征。在加热和合成时，由于在低温下进行脱氢和形成硅化物，因此可以抑制晶粒生长，烧结粉中的一次粒子将保持微细，并且在成型过程中可以实现高密度化。
当烧结粉变得粗大时，烧结前进行粉碎将变得困难，并且这将引起粗大粒的残留和密度下降。如上所述，由于通过在低温进行烧结可以抑制晶粒生长，所以靶的平均晶粒直径可以成为5～200μm。在烧结时也可以实现高密度化。
对于平均粒径低于5μm的靶，难以使氧含量为不高于10000ppm，并且在制造过程中有发火的担心。另外，当平均粒径超过200μm时，由于粒子将增加，且生产成品率将下降，所以希望如上所述平均粒径设定在5～200μm。
通过合成具有由上述的HfSi0.82-0.98构成的组成的粉末和在1700℃～2120℃进行热压或热等静压(HIP)，可以在烧结时实现高密度化。
上述的热压或热等静压(HIP)温度是合成的粉末的液相生成直
下的温度，该温度范围对于烧结是重要的。这使得可以实现相对密度为不低于95％的高密度硅化铪靶。
本发明的高密度硅化铪产生的效果是避免了由溅射时的孔引起的粒子产生。
实施例
以下将说明实施例。另外，这些实施例仅是示例性的，本发明无论如何不受其限制。换句话说，本发明应该包括在本发明的技术精神范围内的这些实施例以外的所有其它方式或变形。
实施例1
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
用球磨机在大气中将该合成块粉碎，然后分离球和粉碎的粉，并在20℃的温度和70％的湿度条件下静置24小时。通过测定，氧含量为550ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为99.9％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。由此得到了几乎无孔的组织。
用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为5个/8英寸晶片，粒子的产生显著减少。以上的结果是得到了溅射时产生的粒子数少的硅化铪靶。另外，由于在上述靶的制造过程中不发生发火或爆炸，所以该制造方法可以安全进行。
实施例2
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉0.1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为2100ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为99.8％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。
用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为5个/8英寸晶片，粒子的产生显著减少。
以上的结果是得到了溅射时产生的粒子数少的硅化铪靶。另外，由于在上述靶的制造过程中不发生发火或爆炸，所以该制造方法可以安全进行。
实施例3
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为2000ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为99.8％的烧结体。
然后，将其进一步机械加工，制成300mm×6.35mmt的靶。用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为10个/8英寸晶片，粒子的产生显著减少。
以上的结果是得到了溅射时产生的粒子数少的硅化铪靶。另外，由于在上述靶的制造过程中不发生发火或爆炸，所以该制造方法可以安全进行。
比较例1
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
将该合成块在用Ar置换的球磨机中粉碎，然后分离球和粉碎的粉，但在分离时粉碎的粉发火。
比较例2
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
将该合成块在大气中用球磨机粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，发现其氧含量为450ppm。用50目筛筛分该粉末时，筛下的HfSi粉为赤热状态。
比较例3
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉，并在50℃温度和80％湿度下静置24小时。通过测定，氧含量为11000ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为99.3％的烧结体。
然后，进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为150个/8英寸晶片，粒子的产生显著增加。然而，在靶的制造过程中不发生发火或爆炸。
比较例4
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.95合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉，并在100℃温度和90％湿度下静置24小时。通过测定，氧含量为17000ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为98.7％的烧结体。
然后，进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为360个/8英寸晶片，粒子的产生显著增加。然而，在靶的制造过程中不发生发火或爆炸。
实施例4
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.83合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉0.1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为2500ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为98.4％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。
用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为20个/8英寸晶片，粒子的产生显著减少。
以上的结果是得到了溅射时产生的粒子数少的硅化铪靶。另外，由于在上述靶的制造过程中不发生发火或爆炸，所以该制造方法可以安全进行。
实施例5
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.98合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉0.1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为2000ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为99.7％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。
用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为7个/8英寸晶片，粒子的产生显著减少。
以上的结果是得到了溅射时产生的粒子数少的硅化铪靶。另外，由于在上述靶的制造过程中不发生发火或爆炸，所以该制造方法可以安全进行。
比较例5
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.81合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉0.1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为2000ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为94.5％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。
用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为120个/8英寸晶片，粒子的产生显著增加。
然而，在该靶的制造过程中不发生发火或爆炸。
比较例6
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.99合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉0.1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为1800ppm。
通过将该硅化物粉末在2000℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为96.3％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。
然而，其烧在模具(ダイス)上，并且在从模具上除去时发生破裂。因此，其不能加工成靶。
比较例7
通过将100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉混合并在800℃真空加热，进行了脱氢反应和硅化物合成反应，得到了HfSi0.99合成块。通过分析，该合成块的氧含量为300ppm。
在大气中在该合成块中加入占该HfSi粉0.1重量％的纯水，并用球磨机将其粉碎，然后分离球和粉碎的粉。通过测定，氧含量为2600ppm。
通过将该硅化物粉末在1500℃、300kgf/cm2×2小时的条件下热压，得到了密度为85.9％的烧结体。进一步将其机械加工，制成φ300mm×6.35mmt的靶。
用如上所述制备的靶进行溅射，当测定8英寸晶片上的粒子时，发现尺寸不低于0.2μm的粒子总数为350个/8英寸晶片，粒子的产生显著增加。
然而，在该靶的制造过程中不发生发火或爆炸。
上述的实施例和比较例的结果如表1所示。如表1所示，实施例1～3的靶的相对密度全部为不低于95％。另外，粒子数目为20或更少。并且在1700℃～2120℃的最佳热压条件下可以提高相对密度。
如上所述，确认了在提高烧结体密度的同时，在上述条件下可以稳定制造Hf∶Si比为1∶0.82～1∶0.98的硅化铪靶。
相反，在比较例1和比较例2中，硅化铪烧结粉在制造过程中要么发火要么为赤热状态，并且难以制造靶。这是因为氧含量低于500ppm。
同时，如果氧含量过量而超过10000ppm，如比较例3和比较例4所示，粒子的产生增加，靶的品质劣化。这是因为硅化铪靶内形成的绝缘材料如HfO或HfSiO在溅射时被暴露，使在这样的部分开始起弧，从而增加粒子。
在比较例5中，由于Si的摩尔比(x＝0.81)低于本发明，因此烧结不充分，并且相对密度变为低于95％，粒子的数目也增加。在比较例6中，由于Si摩尔比(x＝0.99)超过本发明，因此发生烧结，从而使靶破裂，并且不可能制造靶。
因此，在烧结温度降低的比较例7中，由于烧结温度没有上升，粒子的产生增加。
因此，本发明的实施例的优异性是明显的，并且本发明具有优异的特性也是明显的。
表1
  Si摩尔比   HP温度℃   靶氧含量   密度比％   粒子数目   发火、破裂等事故
 实施例1   0.95   2000   550   99.9   5   无
 实施例2   0.95   2000   2100   99.8   5   无
 实施例3   0.95   2000   2000   99.2   10   无
 实施例4   0.83   2000   2500   98.4   20   无
 实施例5   0.98   2000   3000   99.7   7   无
 比较例1   0.95   -   300   -   -   粉末发火
 比较例2   0.95   -   450   -   -   粉末赤热
 比较例3   0.95   2000   11000   99.3   150   无
 比较例4   0.95   2000   17000   98.7   360   无
 比较例5   0.81   2000   2100   94.5   120   无
 比较例6   0.99   2000   1800   96.3   -   破裂
 比较例7   0.99   1500   2600   85.9   350   无
靶氧含量：ppm
粒子数目：粒子个数/8英寸晶片
事故如发火和破裂：制造过程中的粉末发火、赤热和爆炸、靶破裂
发明效果
本发明的特征在于其可以得到加工性和耐脆化性优异的硅化铪靶，并且适于形成可以用于替代SiO2膜的高介电栅绝缘膜的HfSiO和HfSiON膜。
本发明的硅化铪靶的相对密度为不低于95％，为高密度，并且具有优异的强度。另外，本发明的高密度化的硅化铪靶能够避免溅射时由结核引起的粒子产生或脆性组织的破坏飞散而引起的粒子产生，产生的显著效果是：在靶的加工或制造过程中不产生烧结粉的发火、赤热、爆炸等的危险、靶的破裂。

Claims (7)

1.一种栅氧化膜形成用硅化铪靶，其由HfSi0.82-0.98组成，其中氧含量为500～10000ppm，相对密度为不低于95％。
2.根据权利要求1的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中还含有锆，并且锆含量为不高于2.5重量％。
3.根据权利要求1或2的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中杂质为C：不高于300ppm，Ti：不高于100ppm，Mo：不高于100ppm，W：不高于10ppm，Nb：不高于10ppm，Fe：不高于10ppm，Ni：不高于10ppm，Cr：不高于10ppm，Na：不高于0.1ppm，K：不高于0.1ppm，U：不高于0.01ppm，和Th：不高于0.01ppm。
4.根据权利要求1或2的栅氧化膜形成用硅化铪靶，其中平均粒径为5～200μm。
5.一种制造权利要求1的由HfSi0.82-0.98组成、且氧含量为500～10000ppm、相对密度为不低于95％的栅氧化膜形成用硅化铪靶的方法，其中合成具有HfSi0.82-0.98组成的合成块，将其粉碎到100目或更小，然后在1700℃～2120℃和150～2000kgf/cm2下进行热压或热等静压。
6.根据权利要求5所述的栅氧化膜形成用硅化铪靶的方法，其中还含有锆，并且锆含量为不高于2.5重量％。
7.根据权利要求5或6所述的栅氧化膜形成用硅化铪靶的方法，其中，制备和混合100目以下的HfH2粉末和100目以下的Si粉末使铪硅摩尔比为1∶0.82～1∶0.98，然后加热到600℃～800，合成具有HfSi0.82-0.98组成的合成块。
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