CN101395296A - 溅射靶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供包含铝和一种或多种合金元素的溅射靶,该合金元素包括Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)。向纯铝和铝合金靶中添加非常少量的合金元素通过影响靶的重结晶过程改善沉积的配线膜的均匀性。合金元素含量的范围为0.01-100ppm且优选为0.1-50ppm且更优选为0.1-10ppm重量,其足以防止纯铝和铝合金(例如30ppm Si合金)的动态重结晶。添加少量合金元素提高纯铝和铝合金薄膜的热稳定性和抗电迁移性,同时维持它们的低电阻率和良好的可蚀刻性。本发明还提供制造微合金化的铝和铝合金溅射靶的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在2006年3月6日提交的美国临时专利申请No.60/779,500和2006年6月22日提交的美国临时专利申请No.60/815,635的优先权。
技术领域
本发明涉及适合于形成具有改善的均匀性、热稳定性和抗电迁移性的配线膜的溅射靶,所述配线膜用于半导体集成电路器件和平板显示器。本发明特别涉及含有少量合金元素的纯铝和铝合金溅射靶。
背景技术
通过溅射法形成的铝配线膜由于其低电阻率、良好的可蚀刻性和低制造成本,已经在半导体集成电路和平板显示器中广泛使用。低电阻率和高热导性导致与互连网络有关的低电阻-电容(R-C)迟滞。R-C迟滞是决定在器件和电路中信号传输速度或时间常数的关键因素。例如,当显示面板的尺寸变大时,必须保持低时间常数和保持配线膜的电阻率低于5μΩ.cm和甚至低于3μΩ.cm以维持所需的显示质量和功率消耗,该配线膜连接液晶显示器(LCD)的无定形薄膜晶体管(TFT)的源极和漏极。
对于很多应用而言,配线膜在整个沉积的基板上具有均匀厚度是关键的。对于由具有形体尺寸(feature size)1微米以下的多级结构的多层组成的大规模集成电路来说这是特别正确的。单独的多级结构的生产涉及几个溅射和图案化过程,包括沉积和图案化电介质材料、沉积扩散阻挡层(diffusion barrier layer)以及沉积和图案化导电配线膜。配线膜厚度的变化不仅由于变化的膜的薄膜电阻(Rs)(其与膜厚度成反比)引起不一致的信号传输速度和功率消耗,还由于形成大的膜凸起-小丘(bumps-hillocks)不利地影响建立在配线膜上的层的性能或甚至引起导电配线膜之间的短路。
认为溅射靶的结构特性,包括晶粒尺寸、取向以及它们的分布均匀性,直接影响配线膜厚度的均匀性。通常通过控制由机械变形和热退火组成的其制造工艺控制靶晶粒结构。形成所需靶晶粒结构的关键步骤是在变形过程(滚轧、压制、锻造、挤出或其组合)中累积足够且均匀分布的内能。内能是在重结晶退火过程中用于晶粒细化的推动力。然而,已经观察到高纯度(5N或更高纯度)的铝可在热变形过程中经历动态重结晶。动态重结晶的后果之一是内能部分损失。由于内能不足,在随后的静态重结晶过程中晶粒细化过程可为不完全的或根本不发生。动态重结晶的另一后果是形成在高位错密度的变形基体中分散的非无应变重结晶晶粒。这种不均匀的部分重结晶结构导致沉积膜的厚度或平面度特性上的显著变化,因为重结晶晶粒和变形的基体具有不同的溅射行为。
和纯铝膜应用有关的一个问题是其低的抗电迁移性和热稳定性。许多铝配线膜的失效是由电迁移导致的,该电迁移在配线膜经受高电流密度时发生并导致和原子通量散度(atomic flux divergence)有关的定向传质。在经受热处理或由高电流密度产生的焦耳热的低热稳定性的膜中形成空隙或小丘。通常,抗电迁移性随热稳定性的增加而提高。增强热稳定性和电迁移的通常办法是使铝合金化。已经报道,向纯铝靶中添加高达0.1重量%的Cu、Fe、Ti和B合金元素改善沉积膜的热稳定性。然而,将铝和杂质元素合金化可提高铝的电阻率。另一方面,向铝添加合金杂质使铝的可蚀刻性变差。通常使用的Al合金元素Cu可使Al的可图案化性恶化,因为Cu和Al可形成难以通过Al蚀刻反应物除去的非常稳定的金属间沉积物,且适合于Al的蚀刻反应物将会和Cu反应形成不溶于通常使用的清洁溶剂的化合物。
因此,对于开发铝或铝合金靶存在不断增加的需求,该铝或铝合金靶产生具有改善的均匀性、抗电迁移性和热稳定性同时保持低电阻率和良好的可蚀刻性的配线膜以满足在半导体电子器件和平板显示器应用中当前和未来的需求。
发明内容
本发明人已经发现含有0.01-100ppm的一种或多种其它元素或第二合金元素的铝或铝合金溅射靶,该其他元素或第二合金元素包括Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W以及稀土金属(REM),并且提供制造这种溅射靶的方法。
本发明提供改善由铝和铝合金溅射靶形成的膜的性能的方法。向铝或铝合金靶中添加合金元素改善沉积膜的均匀性,该合金元素包括,但不限于,Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)。添加合金元素(尤其是Ni和Nd)提高纯铝或铝合金的重结晶温度,有效地抑制在热变形的铝或铝合金中的动态重结晶,并且累积在用于冷加工铝或铝合金的静态重结晶中推动新晶粒成核的内能。我们的数据表明即使几个ppm的Cu或Fe也不防止在纯铝和Al-30ppm Si合金中的动态重结晶,但添加低达0.1-0.3ppm的Ni有效地限制在铝或Al-30ppm Si合金在热变形过程中的动态重结晶。我们已经发现动态重结晶是导致不均匀晶粒结构并因此导致沉积膜的差的均匀性的源头。
向铝或铝合金中添加少量具有表面活性性质的第二元素导致沉积膜的结晶晶粒细化以及其热稳定性、抗电迁移性和小丘抗性(hillock resistance)的改善。向铝或铝合金中添加少量合金元素不改变沉积膜的电阻率和可蚀刻性。
附图说明
以下详细描述参考以下附图,其中:
图1绘制膜的不均匀性随Ni含量变化的图。点划线是观察导线(eyeguideline)。
图2是(a)Al-30ppm Si的ConMag靶和(b)添加有4ppm Ni的Al-30ppm Si的ConMag靶的溅射表面的照片。与保持包含变形带的粗锭晶粒的添加有Ni的靶相比,没有添加Ni的靶由较细的晶粒尺寸组成。所述照片是在靶已经溅射初始50片后拍摄的。
图3是(a)没有添加Ni和(b)添加4ppm Ni的靶的金相照片。没有添加Ni的靶含有具有锯齿状晶界和亚晶界的动态重结晶(DRX)晶粒。
图4是Al-30ppm Si的ConMag靶的(a)SEM、(b)OIM反极图(IPF)和(c)OIM错向图。这些图像表明具有锯齿状晶界和亚晶界的动态重结晶(DRX)晶粒在变形的原始晶粒中形成。DRX晶粒比变形的基体具有低得多的低角度亚晶界的密度。
图5是Ni合金化的Al-30ppm Si的ConMag靶的晶粒三联点的(a)SEM、(b)OIM反极图(IPF)和(c)OIM错向图。这些图像表明Ni微合金化的靶不具有动态重结晶晶粒。IPF和OIM图表明由错位组成的低角度亚晶界存在于由大角度晶界组成的变形的原始晶粒中。
图6绘制添加和不添加Ni的Al-30ppm Si靶的硬度随退火温度变化的图。用15kg负载和1/8”球测量硬度。添加Ni提高Al-30ppm Si合金的硬度和重结晶温度。
图7是随Ni的含量变化的Al-30ppm Si的电阻率。
具体实施方式
本发明包括的铝及其合金溅射靶可以具有任意合适的几何形状。本发明包括制造铝及其合金靶的方法,其含有一种或多种合金元素Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)。铝原材料优选具有纯度99.999重量%。Ni原材料优选具有纯度至少99.95重量%。Co原材料优选具有纯度99.95重量%。Ti原材料优选具有纯度99.995重量%。V原材料优选具有纯度99.5重量%。Cr优选具有纯度至少99.9重量%。Mn优选具有纯度至少99.9重量%。Mo优选具有纯度至少99.95重量%。Ta优选具有纯度至少99.95重量%。W优选具有纯度至少99.95重量%。优选地通过真空感应熔化或连续浇铸工艺使铝、或铝和第一合金元素(包括Si和Cu)以及一种或多种其他合金元素Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)熔化以形成熔融合金。随后将该熔融合金冷却并且浇铸以形成铝锭或含有一种或多种合金元素的铝合金锭,该合金元素包括Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)。应该理解在本发明的铝或其合金中的第二合金元素可为0.01-100ppm重量。所得的锭可具有任意大小和任意合适的形状,该形状包括圆形、正方形和长方形。与少量一种或多种合金元素合金化的铝的锭经历热机械处理以形成所需的晶粒结构。该热机械处理包括,但不限于,热轧或冷轧、热压或冷压、热锻或冷锻以及退火以形成板或坯体。将铝合金的板或坯体机加工成为具有不同几何形状的靶。
根据上述方法已经生产与小于10ppm的Ni合金化的示例性的Al-30ppmSi的ConMag靶。通过使用真空感应熔化方法将纯度99.999%的铝与规定量的纯度为99.999%以上的Si和纯度为99.5%的Ni熔化以生产优选直径为75mm-200mm的锭。在表1中列出用GDMS方法测量所得锭的组成(所有元素的重量浓度单位是ppm)。将锭锯成所需高度的锭片。在250-600℃的温度范围中对所述锭片进行退火最多6小时的时间。随后在200-600℃的温度范围下锭片经历40%-80%压下量的热变形以产生坯体。在有退火或没有退火的情况下,将坯体机加工成圆锥形状的的ConMag靶。为了对比,用相同的制备方法生产没有添加Ni的Al-30ppm Si的ConMag靶。表1比较了这两个靶的组成。它们之间唯一的差别是它们的Ni含量,即一个基本上是纯Al-30ppm Si合金。另一个是与~4ppm Ni合金化的Al-30ppm Si。
已经在这两个靶上进行溅射。主要的溅射条件在表2中列出。用9点法表征膜的不均匀性。测量表明,由不添加Ni的靶沉积的膜的不均匀性是14%。由Ni合金化的靶沉积的膜的不均匀性是4%。这清楚地表明,添加少量Ni显著改善膜的不均匀性性能。已经生产一系列具有变化的Ni含量的靶并且用上述方法和条件进行溅射。图1绘制了膜的不均匀性随着在Al-30ppm Si合金中Ni含量变化的图。这表明随着Ni含量的增加膜的不均匀性降低。添加Ni的量低达0.2ppm时显著地改善膜的不均匀性。
结构检验显示出,膜的不均匀性和靶结构相关。在短时间的溅射(初始50片)之后,我们发现添加Ni的靶显示具有非重结晶结构,而没有添加Ni的靶显示具有部分重结晶结构。图2例示了具有~4ppm Ni的靶和没有添加Ni的靶的宏观结构。Ni合金化的靶由含有变形带的轮廓分明的(well-defined)非重结晶粗晶粒组成。相反,没有添加Ni的靶由细的且部分重结晶的晶粒组成。
通过微结构和织构检验进一步确定添加和没有添加Ni的靶在结构上的差别。如图3所示,添加Ni的靶显示出具有高位错密度和内能的高度变形的晶粒结构,该晶粒结构是在机械变形后重结晶步骤前金属材料的典型恢复(recovery)结构。相反,对于没有添加Ni的靶,具有锯齿状的晶界的晶粒和亚晶粒明显地从变形的晶粒基体重组。具有亚晶粒的非无应变晶粒的形成是动态重结晶的特有微结构特征。这些动态重结晶晶粒区别于那些通常在变形后在金属材料中形成的equalaxed形状的无应变静态重结晶晶粒,即没有添加Ni的靶经历涉及晶粒成核和生长两者的动态重结晶过程,而不是通常的静态重结晶。
纯Al-30ppm Si靶与Ni微合金化的Al-30ppm Si靶之间的头对头(head tohead)金相照片对比表明添加Ni抑制了在Al-30ppm Si靶中的动态重结晶(图3)。定向成像显微镜(OIM)图像进一步确认在Ni微合金化的靶的变形晶粒中存在许多低角度亚晶界(图4)。低角度晶界通常由位错构成。在Ni微合金化的靶中晶粒的低角度亚晶界的存在暗示了在热变形过程期间位错在亚晶界处堆积和被止住(pin)。由于固定的亚晶界而抑制动态重结晶。如果对Ni微合金化的材料施加冷变形,储存在高密度位错的亚晶界中的内能将驱使静态重结晶过程以形成均匀且细的晶粒结构。在动态重结晶过程期间,形成新的晶粒以减少储存在变形晶粒内的高位错密度区域中的内能。如图5所示,在新形成的动态重结晶晶粒中由位错构成的低角度亚晶界的密度比在变形基体中的密度低得多。这证实了动态重结晶晶粒和变形基体具有不同的位错密度或内能。换句话说,动态重结晶过程消耗储存在位错密度区域的变形区域中的内能。在重组的动态重结晶晶粒和具有高位错密度和内能的变形基体之间的晶粒取向和原子迁移率应该是不同的。因此,经历动态重结晶过程的靶的重结晶晶粒和变形基体之间的局部溅射速率不同是不令人惊讶的。结果,由这样的靶沉积的膜将在膜厚度方面具有显著变化或者具有差的膜均匀性。另一方面,Ni微合金化的靶没有动态重结晶结构。由于其均匀和一致的晶粒结构,整个靶具有一致的溅射性能,因此由Ni微合金化的靶沉积的膜具有良好的膜均匀性。
贯穿过程(through-process)检测已经揭示了在热变形期间发生动态重结晶。经历机械变形的金属材料将经历通过位错的移动产生的塑性形变。当在变形过程中位错遇到障碍例如晶界、亚晶界和沉积时位错可堆积。这使得变形材料能够将机械功转化为储存在高位错密度区域处的其内能。储存的内能是重结晶过程的推动力。在高位错密度区域中的原子处于高能状态并且是不稳定的。在溅射期间它们倾向于容易地通过高能入射离子除去。因此具有这种高度变形且不重结晶的结构的靶适合于溅射。然而,铝具有面心立方(FCC)结晶结构和多{111}<110>位错滑移体系。沿着一个滑移体系移动的完全位错可滑行到另一等效的滑移体系。位错的交叉滑移的结果是完全位错a/2<110>分解为两个部分位错a/6<112>,其中a是铝的晶格参数,并且在所述部分错位之间产生堆垛层错的区域。事实上,铝比其它FCC材料如铜(78mJ/mm2)和金(45mJ/mm2)具有高得多的堆垛层错能(166mJ/mm2)。如果在靶的冶金和热机械处理过程中不能降低纯铝或Al-30ppm Si材料的堆垛层错能,变形的铝或Al-30ppm Si材料将不能累积充足的内能使材料作为一个整体在变形过程后进行重结晶,因为由于其交叉滑移运动位错难以被止住和堆积。然而,当在高温(热变形)下已经达到临界内能时可发生局部晶粒成核。另外,由位错构成的晶界具有高灵活性(mobility)。高晶界迁移导致在热变形过程期间在局部区域中新形成晶粒的生长。
包括晶粒成核和生长的过程是动态重结晶的特征。在没有添加Ni的靶中呈现的动态重结晶晶粒和变形基体之间在微结构性质上的区别导致沉积膜的厚度和电阻的高不均匀性。本发明已经发现向纯铝或其合金添加第二合金元素抑制热加工铝或其合金的动态重结晶并且增强冷加工铝或其合金的静态重结晶,该第二合金元素包括Ni。
在沉积膜中较低的热稳定性或异常生长是与在形成配线膜中纯铝溅射靶的利用有关的主要问题之一。以在暴露在一定温度下时单独晶粒生长的趋势表征低热稳定性或异常生长。重结晶或晶粒生长的温度越高,热稳定性越高。高热稳定性或低异常生长增强沉积膜的抗电迁移性和小丘抗性。图6绘制了添加和没有添加Ni的Al-30ppm Si靶的硬度随退火温度变化的图。这些靶通过上述制造方法生产。这些靶经历了60%厚度压下量的热变形,随后在200-450℃的温度下进行重结晶退火1小时。图6表明添加Ni提高Al-30ppm Si材料的硬度。而且,添加和没有添加Ni的靶的硬度随着退火温度的升高而降低。当在重结晶过程中通过形成新的无应变晶粒释放加工硬化应力时,材料软化并且硬度减少。参考图6,硬度的降低暗示,添加和没有添加Ni的Al-30ppm Si合金的重结晶起始温度分别是约260℃和200℃。Ni微合金化的Al-30ppm Si的重结晶温度比无Ni微合金化的Al-30ppm Si的重结晶温度高60℃。这表明添加Ni提高重结晶温度并且改善铝和其合金的热稳定性和抗电迁移性。通过添加一种或多种其他元素(包括Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM))可在铝中获得热稳定性和抗电迁移性的类似改善。将铝或其合金靶与其它第二元素合金化提供一种有效增强热稳定性和抗电迁移性的方法。这使得沉积膜能具有改善的热稳定性、抗电迁移性和小丘抗性。
对于配线膜的应用,低电阻率和良好的可蚀刻性是期望的。我们的数据还表明将铝或其合金与少量第二元素合金化没有显著改变微合金化的铝和其合金的电阻率和可图案化性。图7绘制了随添加Ni的含量变化的Al-30ppm Si的电阻率。其显示通过添加少量Ni基本上不改变Ni合金化的Al-30ppm Si的电阻率。例如,具有4ppmNi的Al-30ppm Si的电阻率是2.71微欧姆.厘米,基本上和纯铝的电阻率相同。而且,添加Ni不会和Al的蚀刻反应物反应。由Ni微合金化的靶沉积的膜保持和纯铝可比较的可蚀刻性。
已公开了本发明的优选的实施方式,应该理解本发明不限于所述的具体实施方式,因为本文的方法包括实施本发明的优选方式,以及其它实施方式可在由所附权利要求限定的本发明范围内。
表1
元素 | Al-30ppmSi | 添加Ni的Al-30ppm Si | 元素 | Al-30ppm Si | 添加Ni的Al-30ppm Si |
Si | 30.3 | 30.5 | Zr | 0.01 | <0.005 |
C | 0.072 | 0.12 | Nb | 0.004 | <0.002 |
O | 0.58 | 0.48 | Mo | <0.005 | 0.22 |
S | 0.007 | 0.007 | Pd | <0.005 | <0.005 |
B | 0.13 | 0.13 | Cd | <0.01 | <0.01 |
Na | 0.01 | 0.009 | In | <0.005 | <0.005 |
Mg | 0.3 | 0.26 | Sn | <0.05 | <0.05 |
P | 0.19 | 0.17 | Sb | <0.005 | <0.005 |
Cl | 0.072 | 0.13 | Te | <0.04 | <0.04 |
Ca | <0.05 | 0.11 | Cs | <0.003 | <0.003 |
Ti | 0.069 | 0.058 | Ba | <0.003 | <0.003 |
V | 0.029 | 0.024 | La | 0.019 | 0.021 |
Cr | 0.063 | 0.044 | Ce | 0.009 | 0.005 |
Mn | 0.044 | 0.04 | W | <0.005 | 0.033 |
Fe | 0.18 | 0.15 | Pt | <0.005 | 0.1 |
Co | <0.002 | 0.005 | Au | <0.02 | <0.02 |
Ni | 0.02 | 3.76 | Hg | <0.005 | <0.005 |
Zn | 0.035 | 0.038 | T1??? | <0.005 | <0.005 |
Ga | <0.01 | <0.01 | Pb | 0.009 | <0.005 |
Ge | <0.02 | <0.02 | Bi | <0.002 | <0.002 |
As | <0.005 | <0.005 | Th | 0.0012 | 0.001 |
Se | <0.02 | <0.03 | U | <0.001 | <0.001 |
Rb | <0.005 | <0.005 |
表2
Claims (13)
1.一种用于半导体集成电路器件、平板显示器以及其它应用的溅射靶,其由铝和一种或多种其它元素或铝合金和一种或多种第二元素制成。
2.权利要求1的溅射靶,其中所述一种或多种其它元素或第二元素包括,但不限于,Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)。
3.权利要求1的溅射靶,其中存在于铝或其合金中的所述一种或多种其它元素或第二元素的总浓度为0.01ppm-100ppm重量且优选为0.1ppm-10ppm。
4.权利要求1的溅射靶,其中向铝或其合金中添加包括Ni或Nd的一种或多种其它元素或第二元素改善沉积膜的厚度均匀性。
5.权利要求1的溅射靶,包含铝或铝合金以及0.01ppm-10ppm Ni,其中沉积膜厚度的不均匀性随着在靶中合金化的Ni含量的增加而减少。
6.权利要求1的溅射靶,其中添加包括Ni的一种或多种其它或第二元素抑制热加工铝或其合金的动态重结晶并且改善冷加工铝或其合金的静态重结晶。
7.权利要求1的溅射靶,其中添加包括Ni的少量其它元素或第二元素不增加铝或其合金的电阻率。
8.权利要求1的溅射靶,其中沉积膜获得良好的可蚀刻性。
9.权利要求1的溅射靶,其中添加包括Ni的一种或多种其它或第二元素提高沉积膜的热稳定性、抗电迁移性和小丘抗性。
10.一种制造铝或其合金溅射靶的方法,其包括:
提供纯度至少99.999重量%的Al材料;
提供纯度至少99.95重量%的Ni材料;
提供纯度至少99.95重量%的Co材料;
提供纯度至少99.995重量%的Ti材料;
提供纯度至少99.5重量%的V材料;
提供纯度至少99.95重量%的Cr材料;
提供纯度至少99.9重量%的Mn材料;
提供纯度至少99.95重量%的Mo材料;
提供纯度至少99.95重量%的Nb材料;
提供纯度至少99.95重量%的Ta材料;
提供纯度至少99.95重量%的W材料;
提供纯度至少99重量%的Nd材料;
将铝、或铝和包括Si和Cu的第一合金元素,以及一种或多种其它元素熔化以形成熔融铝合金;和冷却并浇铸该熔融合金以形成铝合金锭。
11.权利要求10的方法,其中所述铝或其合金包含0.01ppm-100ppm的一种或多种其他或第二元素,该其他或第二元素包括Ni、Co、Ti、V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W和稀土金属(REM)。
12.权利要求10的方法,进一步包括铝合金锭材料经历热机械处理以获得所需的晶粒结构。
13.权利要求12的热机械处理包括热压或冷压、热轧、冷轧、热锻或冷锻、挤出和退火。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102051504A (zh) * | 2009-10-30 | 2011-05-11 | 株式会社神户制钢所 | Ai基合金溅射靶 |
CN101665909B (zh) * | 2009-10-23 | 2012-08-22 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材的制备方法 |
CN106756830A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-31 | 包头稀土研究院 | 铝锰合金靶材的制造方法 |
CN108642456A (zh) * | 2011-06-30 | 2018-10-12 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | Co-Cr-Pt-B型合金溅射靶及其制造方法 |
CN110536974A (zh) * | 2017-02-28 | 2019-12-03 | 普兰西复合材料有限公司 | 溅射靶和生产溅射靶的方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008127623A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Kobelco Kaken:Kk | Al基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
JP5379010B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2013-12-25 | Jx日鉱日石金属株式会社 | イッテルビウム製スパッタリングターゲット及び同ターゲットの製造方法。 |
WO2012101308A1 (es) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | La Farga Lacambra, S.A.U. | Conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica y procedimiento de fabricación correspondiente |
KR20170005146A (ko) | 2013-03-07 | 2017-01-11 | 제이엑스금속주식회사 | 구리 합금 스퍼터링 타깃 |
CN108026634A (zh) * | 2015-08-03 | 2018-05-11 | 霍尼韦尔国际公司 | 具有改善性质的无摩擦锻造铝合金溅射靶 |
CN109778126B (zh) * | 2019-03-13 | 2021-06-01 | 安泰天龙(天津)钨钼科技有限公司 | 一种高致密超细晶大尺寸钼靶材的制备方法 |
KR20230095654A (ko) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 주식회사 나이스엘엠에스 | 알루미늄 스퍼터링 타겟 제조 방법 |
KR20230095655A (ko) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 주식회사 나이스엘엠에스 | 알루미늄 스퍼터링 타겟 제조 방법 |
Family Cites Families (56)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3926691A (en) * | 1972-11-01 | 1975-12-16 | Sherritt Gordon Mines Ltd | Dispersion strengthened metals and alloys |
US4033794A (en) * | 1973-01-19 | 1977-07-05 | The British Aluminum Company, Limited | Aluminium base alloys |
JPS55157238A (en) | 1979-05-28 | 1980-12-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
US4248715A (en) * | 1979-11-23 | 1981-02-03 | Olivier Paul D | Electrolytic chlorine generator |
US4477793A (en) * | 1982-06-30 | 1984-10-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Zinc oxide non-linear resistor |
SU1160896A1 (ru) | 1983-04-08 | 1991-10-07 | Институт электроники АН БССР | Материал дл изготовлени тонкопленочных межсоединений интегральных микросхем |
FR2555611B1 (fr) | 1983-11-25 | 1986-04-18 | Rhone Poulenc Spec Chim | Procede de preparation d'alliages d'aluminium et de terres rares |
JPS6161257A (ja) | 1984-08-31 | 1986-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | 移動体案内機構 |
JPH0656883B2 (ja) * | 1986-03-03 | 1994-07-27 | 鐘淵化学工業株式会社 | 半導体装置 |
US4874440A (en) * | 1986-03-20 | 1989-10-17 | Aluminum Company Of America | Superplastic aluminum products and alloys |
JPS62235451A (ja) | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Al合金 |
FR2601175B1 (fr) * | 1986-04-04 | 1993-11-12 | Seiko Epson Corp | Cible de pulverisation cathodique et support d'enregistrement utilisant une telle cible. |
JPS62272610A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-26 | Hitachi Ltd | 弾性表面波素子 |
JPH01233737A (ja) | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Hitachi Ltd | 集積回路装置及びその製造方法並びに該装置における配線膜を製造するためのターゲット |
JP2714606B2 (ja) | 1988-05-16 | 1998-02-16 | 日本電信電話株式会社 | 配線層及びその製法 |
US4960163A (en) * | 1988-11-21 | 1990-10-02 | Aluminum Company Of America | Fine grain casting by mechanical stirring |
JPH02159064A (ja) | 1988-12-13 | 1990-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH02188922A (ja) | 1989-01-17 | 1990-07-25 | Hitachi Ltd | エレクトロニクス装置およびその製造方法 |
JPH0456136A (ja) | 1990-06-22 | 1992-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 配線用薄膜形成法 |
US5273910A (en) * | 1990-08-08 | 1993-12-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making a solid state electromagnetic radiation detector |
JPH04192332A (ja) | 1990-11-22 | 1992-07-10 | Hitachi Ltd | 薄膜配線の製造方法並びに薄膜配線及び半導体装置 |
JP3096699B2 (ja) * | 1991-01-17 | 2000-10-10 | ハネウェル・エレクトロニクス・ジャパン株式会社 | アルミニウム合金配線層およびその製法、ならびにアルミニウム合金スパッタリングターゲット |
EP0531808B1 (en) | 1991-09-09 | 1997-02-05 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magneto-optical recording medium |
JP3392440B2 (ja) * | 1991-12-09 | 2003-03-31 | 株式会社東芝 | 多層導体層構造デバイス |
WO1993016209A1 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-19 | Allied-Signal Inc. | Improved elevated temperature strength of aluminum based alloys by the addition of rare earth elements |
EP0562143B1 (en) * | 1992-03-27 | 1997-06-25 | Nichia Kagaku Kogyo K.K. | Solid-state image converting device |
KR940006186A (ko) | 1992-06-03 | 1994-03-23 | 에또 다께또시 | 스퍼터링 타겟, 전자장치용 배선방법 및 전자장치 |
JPH05335271A (ja) | 1992-06-03 | 1993-12-17 | Mitsubishi Kasei Corp | スパッタリングターゲット及びその製造方法並びに電子デバイスの配線方法 |
US5428249A (en) | 1992-07-15 | 1995-06-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic device with improved collector electrode |
JPH06333926A (ja) | 1993-05-20 | 1994-12-02 | Kojundo Chem Lab Co Ltd | アルミニウム合金配線材料 |
JP2733006B2 (ja) * | 1993-07-27 | 1998-03-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 半導体用電極及びその製造方法並びに半導体用電極膜形成用スパッタリングターゲット |
US5497255A (en) * | 1993-10-30 | 1996-03-05 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Spacial light modulation device including a pixel electode layer and a method for manufacturing the same |
JP3769761B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2006-04-26 | 住友化学株式会社 | アルミニウム合金単結晶ターゲットおよびその製造方法 |
JP4137182B2 (ja) | 1995-10-12 | 2008-08-20 | 株式会社東芝 | 配線膜形成用スパッタターゲット |
FR2756572B1 (fr) * | 1996-12-04 | 1999-01-08 | Pechiney Aluminium | Alliages d'aluminium a temperature de recristallisation elevee utilisee dans les cibles de pulverisation cathodiques |
JPH10330928A (ja) | 1997-06-05 | 1998-12-15 | Riyouka Massey Kk | スパッタリングターゲット材およびその製造方法 |
JPH10330927A (ja) | 1997-06-05 | 1998-12-15 | Riyouka Massey Kk | アルミニウム合金製スパッタリングターゲット材 |
JP3474401B2 (ja) * | 1997-07-15 | 2003-12-08 | シャープ株式会社 | 光磁気記録媒体 |
JPH1134426A (ja) | 1997-07-24 | 1999-02-09 | Fuji Xerox Co Ltd | 印刷制御装置、印刷制御システム、および印刷制御方法 |
US6736947B1 (en) * | 1997-12-24 | 2004-05-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target, A1 interconnection film, and electronic component |
JPH11337976A (ja) | 1998-03-26 | 1999-12-10 | Toshiba Corp | 表示装置用アレイ基板及びこのアレイ基板を備えた平面表示装置 |
JP4458563B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2010-04-28 | 三菱電機株式会社 | 薄膜トランジスタの製造方法およびこれを用いた液晶表示装置の製造方法 |
JP4663829B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2011-04-06 | 三菱電機株式会社 | 薄膜トランジスタおよび該薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置 |
JP4192332B2 (ja) | 1999-04-19 | 2008-12-10 | Jfeスチール株式会社 | 一方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP3634208B2 (ja) | 1999-09-21 | 2005-03-30 | 真空冶金株式会社 | 液晶ディスプレイ用の電極・配線材及びスパッタリングターゲット |
US6423161B1 (en) * | 1999-10-15 | 2002-07-23 | Honeywell International Inc. | High purity aluminum materials |
JP2001316803A (ja) | 2000-04-28 | 2001-11-16 | Honeywell Electronics Japan Kk | スパッタリングターゲット材の製造方法 |
US20010047838A1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-12-06 | Segal Vladimir M. | Methods of forming aluminum-comprising physical vapor deposition targets; sputtered films; and target constructions |
JP4429520B2 (ja) * | 2000-12-04 | 2010-03-10 | 住友軽金属工業株式会社 | 陽極電解コンデンサ用アルミニウム箔 |
AU2002221859A1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-24 | Rolls-Royce Deutschland Ltd And Co Kg | Method for producing components with a high load capacity from tial alloys |
JP4783525B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-09-28 | 株式会社アルバック | 薄膜アルミニウム合金及び薄膜アルミニウム合金形成用スパッタリングターゲット |
US20040256218A1 (en) * | 2002-05-31 | 2004-12-23 | Glass Howard L. | Thin films and methods of forming thin films utilizing ECAE-targets |
JP4044383B2 (ja) | 2002-07-19 | 2008-02-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 半導体デバイス電極/配線の製造方法 |
JP3940385B2 (ja) * | 2002-12-19 | 2007-07-04 | 株式会社神戸製鋼所 | 表示デバイスおよびその製法 |
WO2006041989A2 (en) | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Tosoh Smd, Inc. | Sputtering target and method of its fabrication |
JP5335271B2 (ja) | 2008-04-09 | 2013-11-06 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
-
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-
2012
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101665909B (zh) * | 2009-10-23 | 2012-08-22 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材的制备方法 |
CN102051504A (zh) * | 2009-10-30 | 2011-05-11 | 株式会社神户制钢所 | Ai基合金溅射靶 |
TWI470100B (zh) * | 2009-10-30 | 2015-01-21 | Kobe Steel Ltd | Aluminum alloy sputtering target |
CN108642456A (zh) * | 2011-06-30 | 2018-10-12 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | Co-Cr-Pt-B型合金溅射靶及其制造方法 |
CN108642456B (zh) * | 2011-06-30 | 2022-03-25 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | Co-Cr-Pt-B型合金溅射靶及其制造方法 |
CN106756830A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-31 | 包头稀土研究院 | 铝锰合金靶材的制造方法 |
CN110536974A (zh) * | 2017-02-28 | 2019-12-03 | 普兰西复合材料有限公司 | 溅射靶和生产溅射靶的方法 |
CN110536974B (zh) * | 2017-02-28 | 2022-03-04 | 普兰西复合材料有限公司 | 溅射靶和生产溅射靶的方法 |
US11767587B2 (en) | 2017-02-28 | 2023-09-26 | Plansee Composite Materials Gmbh | Sputter target and method for producing a sputter target |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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