CN103154307B

CN103154307B - 含钼靶材

Info

Publication number: CN103154307B
Application number: CN201080068832.7A
Authority: CN
Inventors: G·A·罗扎克; M·E·盖多斯; P·A·霍根; S·孙
Original assignee: HC Starck GmbH
Current assignee: HC Starck GmbH
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: US10829849B2; JP5933887B2; US8449817B2; US9945023B2; US9017762B2; WO2012002970A1; JP5751545B2; JP2015061952A; JP6381142B2; KR20170066710A; CN105018889A; CN103154307A; EP2588636B1; EP2588636A1; US20150197845A1; US11753702B2; US20210079512A1; JP2016194159A; JP2013535571A; CN105018889B

Abstract

本发明涉及包括50原子%或更多钼、第二金属元素铌或钒，及选自由钛、铬、铌、钒和钽组成的群组的第三金属元素，且其中第三金属元素与第二金属元素不同的溅射靶材，及采用所述溅射靶材制造的沉积膜。在本发明的优选方面，所述溅射靶材包括一富钼相、一富第二金属元素相及一富第三金属元素相。

Description

含钼靶材

优先权要求

本申请要求美国专利申请US 12/827,550（于2010年6月30日申请）的权益，该专利通过引用而全文包括在本申请中。

技术领域

本发明一般涉及溅射靶材、制造溅射靶材的方法、使用所述靶材制造含钼薄膜的方法（如那些用于制造平面显示器（如薄膜晶体管-液晶显示器）和光伏电池的薄膜）、由所述靶材制造的薄膜及包括所述薄膜的产品。

背景技术

溅射沉积是半导体和光电工业中使用的各种制造工艺中用于生产金属层的一种技术。随着半导体和光电工业的进展，需要满足一个或多个电气要求、耐久性要求和加工性要求的溅射靶材。例如，需要加工更容易、价格更便宜、生产的薄膜更均匀的溅射靶材。此外，随着显示器尺寸增大，性能方面即使是温和的改进，其经济益处也被放大。溅射靶材成分稍做变化，可能导致性能发生重大变化。此外，靶材的制造方式不同可能也会使组成相同的靶材具有不同的性能。

采用金属，如钼等制造的溅射靶材及其制造方法和其在平面显示器中的用途在Butzer等于2005年9月1日公开的美国专利US 7,336,336B2和美国专利申请US 2005/0189401A1中进行了说明，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。

含钼和钛的溅射靶材、其制造方法及其在平面显示器中的用途在Gaydos等于2008年12月25日公开的美国专利US 7,336,824B2和美国专利申请公开US 2008/0314737A1号，Gaydos等于2007年4月26日公开的2007/0089984A1及Nitta等于2007年11月1日公开的2007/0251820A1中进行了描述，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。

含钼和第二金属的溅射靶材在Chao等于2004年12月30日公开的美国专利申请公开2004/0263055A1，Lee等于2007年5月31日公开的2007/0122649A1，及Inoue等于2005年10月20日公开的2005/0230244A1，Cho等于2008年3月27日公开的2008/0073674A1，Iwasaki等于2005年9月1日公开的2005/0191202A1中进行了描述，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。在许多器件的生产中，薄膜产品通常是逐层制造，通过一个或多个材料脱除步骤（如蚀刻）来脱除一层或多层。为了使材料选择广泛，以增强设计选择，能够选择性地控制薄膜蚀刻率（即通过蚀刻脱除材料的速率）是颇有吸引力的。例如，通过选择合适的溅射靶材而能够实现某些蚀刻速率是颇有吸引力的。可能要求溅射靶材沉积层的蚀刻速率与其它一层或多层的蚀刻速率相容（如蚀刻速率相同或相差小于大约25%）和/或与其它一层或多层的蚀刻速率不同（如相差大约25%或更高）。

例如，对于某些应用来说，仍然需要一种由其制造的沉积层的蚀刻率相对较高的溅射靶材，如在铁氰化物溶液中的蚀刻速率大于由50%原子钼和50%原子钛组成的溅射靶材沉积层的蚀刻速率。人们还需要用于制造具有以下一种特性或以下特性任意组合的沉积层的溅射靶材：对基材具有强粘附性、良好的阻隔性能、放置在含硅层和含铜层之间时能够减少或防止形成铜硅化合物（如硅化铜）或具有相对较低的电阻（大约60μΩ·cm或更小）。此外，人们需要具有以上一种或多种特性的溅射靶材，所述靶材是由能够采用轧制步骤加工成溅射靶材的非均质材料制备。

发明内容

令人吃惊地是，采用包括钼（Mo）、选自由铌（Nb）和钒（V）组成的群组的第二金属元素和选自由钛、钒、铌、铬及钽组成的群组的第三金属元素，其中第三金属元素与第二金属元素不同的溅射靶材可以满足上述一个或多个要求。本发明涉及此类组合物及其制造的溅射靶材，以及由其制造的薄膜产品，及相关方法。

本发明的一个方面是一种用于制造溅射靶材和/或用于制造生产溅射靶材的坯料的方法，包括一个将含大约50原子%或更多的钼的第一粉末、含大约50原子%或更多选自由铌和钒组成的群组的第二金属元素，及含大约50原子%或更多选自由钛、钒、铌、铬和钽组成的群组的第三金属元素（其中第三金属元素与第二金属元素不同）进行混合的步骤。

本发明的另一个方面涉及一种溅射靶材和/或用于制造溅射靶材的坯料，包括：占溅射靶材原子总数大约40原子%或更高的钼；占溅射靶材原子总数大约1原子%或更高的第二金属元素，其中第二金属元素选自由铌和钒组成的群组；及占溅射靶材原子总数大约1原子%或更高的第三金属元素，其中第三金属元素选自由钽、铬、钒、铌和钛组成的群组，第三金属元素与第二金属元素不同；因此，所述溅射靶材可用于制造包括合金的沉积膜，所述合金包括钼、第二金属元素和第三金属元素。

本发明的另一个方面涉及溅射靶材和/或用于制造溅射靶材的坯料，包括占溅射靶材总体积至少大约40体积%的第一相，其中所述第一相包括至少大约50原子%第一金属元素（因此可以称为富第一金属元素），其中所述第一金属元素是钼；占溅射靶材总体积大约1至大约40体积%的第二相，其中所述第二相包括至少大约50原子%的第二金属元素（因此可以称为富第二金属元素），其中所述第二金属元素是铌或钒，及占溅射靶材总体积大约1至大约40体积%的第三相，其中所述第三相包括至少大约50原子%的第三金属元素（因此可以称为富第三金属元素），其中所述第三金属元素选自由钛、钒、铌、铬和钽所组成的群组，其中所述第三金属元素与第二金属元素不同，因此，所述溅射靶材可用于制造包括合金的沉积膜，所述合金包括钼、第二金属元素和第三金属元素。应该了解的是，在本申请的教导中，第二金属元素可由钒和铌的组合代替。还应该了解的是，在本申请的教导中，第三金属元素可由选自由钛、钒、铌、铬和钽组成的群组的两种或三种金属元素组合代替，只要该组合与第二金属元素不同。

本发明的另一个方面涉及一种薄膜（如溅射沉积膜），包括大约50原子%或更多的钼，大约0.5原子%或更多选自由铌和钒组成的群组的第二金属元素，及大约0.5原子%或更多选自由钛、钒、铌、铬和钽组成的群组的第三金属元素，其中第三金属元素与第二金属元素不同。举例来说，一种所述薄膜可能有大约50原子%至大约90原子%钼，大约5原子%至大约30原子%第二金属元素（如铌或钒），及大约5原子%至大约30原子%第三金属元素。根据本申请的蚀刻速率教导，所述薄膜具有相对较高的蚀刻速率。

本发明的另一个方面涉及包括由本申请所述溅射靶材沉积的薄膜的多层结构。

本发明的另一个方面涉及一种利用本申请所述溅射靶材在基材上沉积薄膜的方法。

本发明的溅射靶材用于沉积通常具有较高蚀刻速率的薄膜方面较为有利。例如，所述沉积薄膜在25℃的铁氰化物溶液中的蚀刻速率是大约100nm/min或更高，优选是大约150nm/min或更高，更优选是大约200nm/min或更高，甚至更优选是大约225nm/min或更高，甚至更优选是大约300nm/min或更高，及最优选是大约400nm/min或更高。所述溅射靶材可用于沉积具有下述特点的薄膜：对基材具有较强的粘附性；良好的阻隔性能；当放置在含硅层和含铜层之间时基本上可以避免形成硅化铜；电阻率低；或这些特点的任意组合。有利的是，所述溅射靶材可由，例如，能够通过一种或多种热机械变形操作变形的材料形成。例如，所述溅射材料可由能够轧制（如通过一个或多个轧制操作）的材料制造，优选没有裂纹，从而可以高效地生产较大的溅射靶材。还可以通过将几个单独预成型的结构（如坯料）连接来制作较大的靶材，如在相邻预成型结构之间有粉末或没有粉末时，通过热等静压加工操作扩散粘结。

附图说明

图1是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用二次电子成像的说明性扫描电子显微照片。溅射靶材优选包括含50原子%或更多钼的富钼相、含50原子%或更多铌的富铌相及含50原子%或更多钽的富钽相。

图2是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像的说明性扫描电子显微照片。溅射靶材优选包括富钼相、富钽相和富铌相。

图3A是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像的说明性扫描电子显微照片。如图3A所示，所述溅射靶材优选包括富钼相。

图3B是说明性能量色散x-射线光谱图，表明了图3A溅射靶材一个区域的0-20keV能量的x-射线频率分布。如图3B所示，所述溅射靶材可包括一基本上全部（如大约90原子%或更高，优选大约95原子%或更高，更优选大约98原子%或更高）是钼的一相。

图4A是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像的说明性扫描电子显微照片。如图4A所示，所述溅射靶材优选包括富铌相。

图4B是说明性能量色散x-射线光谱图，表明了图4A溅射靶材一个区域的0-20keV能量的x-射线频率分布。图4B说明了所述溅射靶材可包括一基本上全部（如大约90原子%或更高，优选大约95原子%或更高，更优选大约98原子%或更高）是铌的一相。

图5A是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像得到的说明性扫描电子显微照片。如图5A所示，所述溅射靶材优选包括富钽相。

图5B是说明性能量色散x-射线光谱图，表明了图5A溅射靶材一个区域的0-20keV能量的x-射线频率分布。图5B说明了所述溅射靶材可包括一基本上全部（如大约90原子%或更高，优选大约95原子%或更高，更优选大约98原子%或更高）是钽的一相。

图6A是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像得到的说明性扫描电子显微照片。如图6A所示，所述溅射靶材可任选包括一基本上或甚至全部由铌和钼合金组成的一相，如包括大约10原子%或更多铌和大约10原子%或更多钼的一相。例如，合金中铌和钼的总浓度是大约80原子%或更高，优选是大约90原子%或更高，优选是大约95原子%或更高，更优选是大约98原子%或更高。

图6B是说明性能量色散x-射线光谱图，表明了图6A溅射靶材一个区域的0-20keV能量的x-射线频率分布。图6B表明溅射靶材可具有包括钼和铌的一相。

图7A是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像得到的说明性扫描电子显微照片。如图7A所示，所述溅射靶材可任选包括一基本上或甚至全部由钽和钼合金组成的一相，如包括大约10原子%或更多铌和大约10原子%或更多钼的一相。例如，合金中钽和钼的总浓度是大约80原子%或更高，优选是大约90原子%或更高，优选是大约95原子%或更高，更优选是大约98原子%或更高。

图7B是说明性能量色散x-射线光谱图，表明了图7A溅射靶材一个区域的0-20keV能量的x-射线频率分布。图7B表明溅射靶材可具有包括钼和钽的一相。

图8A和8B是沉积在基材上的溅射薄膜表面采用二次电子成像得到的说明性扫描电子显微照片。所述薄膜由包括富钼相、富铌相和富钽相的溅射靶材溅射。所述沉积薄膜优选包括含钼、铌和钽的合金相。

图9是沉积在基材上的溅射薄膜横截面的说明性扫描电子显微照片。所述薄膜由包括富钼相、富铌相和富钽相的溅射靶材溅射。所述沉积薄膜优选包括含钼、铌和钽的合金相。沉积薄膜可具有柱状形态，如图9所示的形态。

图10A、10B和10C是包括硅基材、含钼、铌和钽的第一溅射层及第二铜溅射层的多层结构的说明性俄歇谱图（Auger Spectra）。该谱图说明了在大约350℃退火大约30分钟前（图10A）和后（图10B）Cu、Si、Ta、Nb和Mo的组成与深度的关系。图10C是各层之间界面区域退火前后浓度分布的重叠示意图。

图11是包括基材层、含钼层和导电层的说明性多层结构图。所述含钼层优选由包括富钼相、富铌相和富钽相的溅射靶材沉积。

具体实施方式

详细说明

本发明在其各个方面利用独特的材料组合，得到一种颇有吸引力的溅射靶材，用于制造一种或多种包括薄膜层（如薄膜阻隔层）、连接层或其它层的器件（如平面显示器）。采用本发明溅射靶材制造的沉积层具有令人吃惊的低电阻率、与基材良好的粘附性和/或优异的阻隔性能组合。正如本发明所教导的那样，可以定制溅射靶材，以提供相对较高的蚀刻速率（如在铁氰化物溶液中）。

本发明的溅射靶材采用三种或多种不同元素来实现要求的性能特性。合适的溅射靶材包括但不限于含三种金属元素、四种金属元素，或五种或五种以上金属元素的材料或基本上由三种金属元素、四种金属元素，或五种或五种以上金属元素组成的材料。例如，溅射靶材可包括钼（即Mo）和两种或多种（如两种、三种或多种元素）选自由钛（即Ti）、钒（即V）、铬（即Cr）、钽（即Ta）和铌（即Nb）组成的群组的其它元素，其中至少一种其它元素是铌或钒。优选的溅射靶材包括Mo、Ti、V、Cr、Ta和Nb，其总浓度是溅射靶材原子总数的大约60原子%或更高，更优选是大约80原子%或更高，甚至更优选是大约95原子%或更高，甚至更优选是大约99原子%或更高，最优选是大约99.5原子%或更高。由本发明溅射靶材制造的沉积层可包括三元材料和/或四元材料，但是，并不受此限制。

溅射靶材可用于生产（如沉积）具有至少一个含钼层（如阻隔层）的薄膜，所述含钼层包括钼（如浓度至少是含钼层原子总数的50原子%）、第二金属元素和第三金属元素。沉积层可包含比溅射靶材更少的相。采用溅射靶材制造的示例沉积层可包含一相或两相，而用于制备它们的溅射靶材优选包含至少三相（如一个或多个纯金属相和/或一个或多个合金相），但是，并不受此限制。更优选的是，沉积层包括合金相或基本上由合金相组成，其中所述合金包括钼、第二金属元素和第三金属元素。甚至更优选的是，沉积层包括合金相或基本上由合金相组成，其中所述合金包括钼、铌和第三金属元素。最优选的是，沉积层包括合金相或基本上由合金相组成，其中所述合金包括钼、铌和钽。

溅射靶材的形态

溅射靶材可以是包括多个相的非均质材料。溅射靶材优选包括至少三相。例如，靶材可包括，包含一个或多个第一相，每相包括大约50原子%或更多钼，一个或多个第二相，每个相包括大约50原子%或更多不同于钼的第二金属元素，及一个或多个第三相，每相包括大约50原子%或更多不同于钼和第二金属元素的第三金属元素。第二金属元素优选选自由铌和钒组成的群组。更优选的是，第二金属元素是铌。第三金属元素优选选自由钛、铬、钒、铌和钽组成的群组。更优选的是，第三金属元素是钽。

第二相可在下述一方面或多方面与第一相不同：一种、两种或多种元素的浓度、密度、电阻率、布拉维晶格结构、对称群、一种或多种晶格大小、或晶体学空间群。举例而言，第一相和第二相一种元素的浓度可相差大约0.5wt.%或更高，相差大约1wt.%或更高，相差大约5wt.%或更高，或相差大约20wt.%或更高。第三相可在下述一方面或多方面与第一相和/或第二相不同：一种、两种或多种元素的浓度、密度、电阻率、布拉维晶格结构、对称群、一种或多种晶格大小或晶体学空间群。举例而言，第三相中元素的浓度与第一相、第二相中元素的浓度，或这两相中元素的浓度，可相差大约0.5wt.%或更高，相差大约1wt.%或更高，相差大约5wt.%或更高，或相差大约20wt.%或更高。溅射靶材可包括两相（如第一相和第二相或第三相），其中两相的密度之差是大约0.1g/cm³或更高，优选是大约0.3g/cm³或更高，更优选是大约0.6g/cm³或更高，最优选是大约1.2g/cm³或更高。

第一相、第二相和第三相，每相可单独包括由14个布拉维晶格类型中的一种类型或多种类型为特征的晶体。一相的布拉维晶格可以是三斜晶系、单斜晶系（如简单单斜晶系或中心单斜晶系）、正交晶系（如简单底心正交晶系，或面心正交晶系）、正方晶系（如简单的四方晶系或体心正方晶系）、菱方晶系、六方晶系或立方晶系（如简单立方、体心立方或面心立方）。举例来说，第一相、第二相及第三相，每相可独立地包括六方、简单立方、体心立方和面心立方或它们的任意组合的布拉维晶格的晶体或由这样的晶体组成。一个或多个第二相可包括具有与一个或多个第一相相同或不同的布拉维晶格的晶体。举例来说，第一相可包括一具有体心立方布拉维晶格的相，第二相可包括一具有体心立方布拉维晶格、六方布拉维晶格或这两种晶格的相。一个或多个第三相可包括具有与一个或多个第一相相同或不同，与一个或多个第二相不同，或它们的任意组合的布拉维晶格的晶体。举例来说，一个或多个第三相可包括具有体心立方布拉维晶格、六方布拉维晶格或这两种晶格的晶体或基本上由这样的晶体组成。

应该了解的是，溅射靶材的第一相可包括一种或多种第一相，每相包括大约50原子%或更多钼。举例来说，第一相可包括一基本上纯钼的相、一包括钼和少量（即少于50原子%）第二金属元素的合金相及一包括钼和少量第三金属元素的合金相，或它们的任何组合。溅射靶材的第二相可包括一相或多相，每相包括大约50原子%或更多第二金属元素。举例来说，第二相可包括一基本上纯的第二金属元素相，一包括第二金属元素和少量钼的合金相，一包括第二金属元素和少量第三金属元素的合金相，或它们的任意组合。溅射靶材的第三相可包括一相或多相，每相包括大约50原子%或更多第三金属元素。举例来说，第三相可包括一基本上纯的第三金属元素相，一包括第三金属元素和少量钼的合金相，一包括第三金属元素和少量第二金属元素的合金相，或它们的任意组合。

第一相、第二相和第三相，每相可以独立地是分散相或连续相。第一相优选是连续相。人们认为，连续的第一相可以改进轧制溅射靶材的能力，以增加其长度、宽度或两者，但是，并不受这一理论的限制。第二相优选是分散相，第三相优选是分散相。应该了解的是，连续相指的是共-连续相（即存在多个连续相）或是唯一的连续相的连续相。

图1是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用二次电子成像法得到的说明性扫描电子显微照片。根据本发明的教导，溅射靶材中可以使用其它金属元素。参考图1，溅射靶材10可包括第一相16、第二相14和第三相12。溅射靶材10的第一相16可以是连续相，包括50原子%或50原子%以上钼（如大约75原子%或75原子%以上钼）或两者。如图1所示，第二相14、第三相12或这两相可以是分散相（如分散在第一相中的分散相）。第二相、第三相或这两相都是连续相（如共-连续相）也属于本发明的范围。第二相14可包括占第二相原子总数大约50原子%或更高的第二元素，如铌或钒。第三相12可包括大约占第三相原子总数50原子%或更高的第三元素，如钛、铬、铌、钒或钽。如图1所示，一个或多个第一相的体积大约占溅射靶材总体积的大约40体积%或更高，或占大约50体积%或更高。一个或多个第二相的体积，一个或多个第三相的体积，及一个或多个第一相和第二相的总体积，占溅射靶材总体积的大约1体积%或更高，或占大约5体积%或更高。一个或多个第二相的体积，一个或多个第三相的体积，及一个或多个第一相和第二相的总体积，占溅射靶材总体积的大约50体积%或更少，或占大约25体积%或更少。第二相、第三相或这两相通常是随机取向的。第二相、第三相或这两相通常是细长的。第二相、第三相或这两相的长宽比优选是大约20:1或更小，大约10:1或更小或大约5:1或更小。第二相可包括平均长度大约是0.3μm或0.3μm以上的粒子，平均长度大约是200μm或200μm以下的粒子，或者包括这两种平均长度的粒子。第三相可包括平均长度大约是0.3μm或0.3μm以上的粒子，平均长度大约是200μm或200μm以下的粒子，或者包括这两种平均长度的粒子。一个相的长度和/或体积可采用扫描电子显微镜测定。可采用其它方法辅助扫描电子显微镜法，如能量色散x-射线光谱法测定一个相的组成。

图2是包括钼、铌和钽的溅射靶材采用背散射电子成像法得到的说明性扫描电子显微照片。根据本发明的教导，溅射靶材中可以使用其它金属元素。参考图2，溅射靶材10可包括第一相16、第二相14和第三相12。每个单独的相可以是基本上纯的金属相（如一个包括大约80原子%或更高，大约90原子%或更高，或大约95原子%或更高的金属相）。溅射靶材还可以包括合金相，如包括钼和钽的合金相18，和/或金属间相。

一个或多个第一相可任选包括相对纯的第一相及钼的浓度比相对纯的第一相低的高合金第一相。例如，相对纯的第一相中钼的浓度是相对纯的第一相原子总数的大约80原子%或更高，更优选大约90原子%或更高。举例来说，高合金第一相中钼的浓度是大约90原子%或更低，大约80原子%或更低，或大约70原子%或更低。一个或多个第一相优选包括足够体积钼浓度通常较高（如大约60原子%或更多钼，大约70原子%或更多钼，大约80原子%或更多钼，或大约90原子%或更多钼）的材料，这样，溅射靶材可以在增加溅射靶材的宽度、长度或这两者的步骤中轧制。

一个或多个第二相可任选包括相对较纯的第二相（如包含占相对较纯第二相原子总数大约80原子%或更高，更优选占大约90原子%或更高的第二金属元素）和包含浓度比相对较纯第二相低的第二金属元素（如浓度大约90原子%或更低，或大约80原子%或更低）的高合金第二相。一个或多个第三相可任选包括相对较纯的第三相（如包含占相对较纯第三相原子总数大约80原子%或更高，更优选占大约90原子%或更高的第三金属元素）和包含浓度比相对较纯第三相低的第三金属元素（如浓度大约90原子%或更低，或大约80原子%或更低）的高合金第三相。

一个或多个第一相的体积优选足够高，这样，第一相是连续相（如一个或多个其它相在其中分散的基质相）。一个或多个第一相的体积是溅射靶材总体积的大约40体积%或更高，大约50体积%或更高，大约60体积%或更高，大约70体积%或更高。一个或多个第一相的体积优选大于一个或多个第二相的体积。一个或多个第一相的体积优选大于一个或多个第二相的体积。一个或多个第一相的体积是溅射靶材总体积的大约99体积%或更低，大约95体积%或更低，大约92体积%或更低，大约90体积%或更低。

一个或多个第二相的体积，一个或多个第三相的体积，或一个或多个第二相和一个或多个第三相组合的体积，是溅射靶材总体积的大约1体积%或更高，大约2体积%或更高，大约3体积%或更高，大约5体积%或更高。一个或多个第二相的体积，一个或多个第三相的体积，或一个或多个第二相和一个或多个第三相组合的体积，是溅射靶材总体积的大约50体积%或更低，大约45体积%或更低，大约40体积%或更低，大约35体积%或更低，大约30体积%或更低，大约25体积%或更低，大约20体积%或更低。

溅射靶材的一个或多个第一相、一个或多个第二相及一个或多个第三相中的每个相可以独立地是分散相、连续相或共-连续相。例如，溅射靶材可包括是连续相的第一相。优选一个或多个第二相包括分散相。例如，分散的第二相可以是第一相中的分散相，或者是第三相中的分散相。溅射靶材更优选包括一含50原子%或更多铌或钒且分散在含50原子%或更多钼的第一相内的分散相第二相。优选一个或多个第三相包括分散相。例如，分散的第三相可以是第一相中的分散相，或者是第二相中的分散相。溅射靶材更优选包括一含50原子%或更多铌或钒且是分散在50原子%或更多钼的第一相内的分散相第三相。如果溅射靶材有至少两个第二相，其形态是其中一个第二相包含大约80原子%或更多第二金属元素且被另一个第二金属元素浓度更低的第二相包围。如果溅射靶材有至少两个第三相，其形态是其中一个第三相包含大约80原子%或更多第三金属元素且被另一个第三金属元素浓度更低的第三相包围。

溅射靶材的一个或多个相，或甚至全部相的相区尺寸（即包括一个或多个相的晶粒连续区）相对较大。例如，溅射靶材的一个或多个相，或甚至全部相的相区尺寸可能大于溅射靶材制备的沉积层的相或各相的相区尺寸（如大50%或更多，大约大100%或更多，大约大200%或更多，大约大500%或更多，或者大约大1000%或更多）。一个或多个第一相、一个或多个第二相，和/或一个或多个第三相的相区尺寸（相区的数均长度）可以是大约0.3um或更大，优选是大约0.5um或更大，更优选是大约1um或更大，及最优选是大约3um或更大，但是并不限于这些。在测定溅射靶材各个相的相区尺寸时，所有第一相可视为一个相，所有第二相可视为一个相，所有第三相可视为一个相。一个或多个第一相、一个或多个第二相，和/或一个或多个第三相的相区尺寸（相区的数均长度）可以是大约200um或更低或更小，优选是大约100um或更低或更小，更优选是大约50um或更低或更小，但是并不限于这些。应该了解的是，溅射靶材可以使用更大的相区尺寸。例如，正如本发明所教导的那样，一个或多个相可以是连续相。第二相、第三相或这两个相的相区形状通常是细长的。第二相、第三相或这两相的长宽比优选是大约20:1或更低或更小，大约10:1或更低或更小或大约5:1或更低或更小。

图3A是包括钼、铌和钽的溅射靶材一个区域的扫描电子显微照片（背散射电子），包括钼相16和钼相中的点32。图3B是图3A中点32的说明性能量色散x-射线光谱图。图3B的谱图仅包括一个与钼对应的峰34。如图3B所示，溅射靶材可包括包含一个基本上纯钼相（即包括大约80原子%或更多钼，大约90原子%或更多钼，大约95原子%或更多钼）的区域。

图4A是包括钼、铌和钽的溅射靶材一个区域的扫描电子显微照片（背散射电子），包括铌相14和铌相中的点42。图4B是图4A中点42的说明性能量色散x-射线光谱图。图4B的光谱图仅包括一个与铌对应的峰44。如图4B所示，溅射靶材可包括一个区域，包括基本上纯的第二金属元素相（即包括大约80原子%或更多第二金属元素，大约90原子%或更多第二金属元素，大约95原子%或更多第二金属元素），如一个基本上纯铌或基本上纯钒的相。

图5A是包括钼、铌和钽的溅射靶材一个区域的扫描电子显微照片（背散射电子），包括钽相12、钼相16和钽相中的点52。图5B是图5A中点52的说明性能量色散x-射线光谱图。图5B仅包括与钽对应的峰54、54'、54"和54'"。如图5B所示，溅射靶材可包括一个区域，包括基本上纯的第三金属元素相（即包括大约80原子%或更多第三金属元素，大约90原子%或更多第三金属元素，大约95原子%或更多第三金属元素），如一个基本上纯钽、基本上纯钛或基本上纯铬的相。

图6A是包括钼、铌和钽的溅射靶材一个区域的扫描电子显微照片（背散射电子）。所述显微照片表明所述溅射靶材包括铌相14、钼相16、钼/铌合金相17及合金相17中的点62。图6B是图6A中点62的说明性能量色散x-射线光谱图。图6B的光谱图包括与Mo对应的峰64及与Nb对应的峰66。如图6B所示，溅射靶材可包括一个区域，所述区域包括一含第二金属元素和钼的合金相，如铌和钼的合金。

图7A是包括钼、铌和钽的溅射靶材一个区域的扫描电子显微照片（背散射电子）。所述显微照片表明所述溅射靶材包括钽相12、钼相16、钼/钽合金相19及合金相19中的点72。图7B是图7A中点72的说明性能量色散x-射线光谱图。图7B的光谱图包括与Mo对应的峰74及与钽对应的峰76、76'。如图7B所示，溅射靶材可包括一个区域，所述区域包括一含第三金属元素和钼的合金相，如钽和钼的合金。

溅射靶材中钼的浓度

溅射靶材中钼的总浓度可以是大约50原子%或更高，优选是大约55原子%或更高，更优选是大约60原子%或更高，甚至更优选是大约63原子%或更高，及最优选是大约65原子%或更高。溅射靶材中钼的浓度可以是大约95原子%或更低，优选是大约90原子%或更低，更优选是大约85原子%或更低，甚至更优选是大约83原子%或更低，及最优选是大约81原子%或更低。

其它元素：

除钼之外，溅射靶材包括至少两种其它金属元素（即第二金属元素和第三金属元素）。第二金属元素和第三金属元素的原子量可以独立地比钼的原子量大或小。例如，第二金属元素的原子量可以比钼的原子量小，第三金属元素的原子量可以比钼的原子量大。例如，第二金属元素和第三金属元素的原子量都比钼的原子量小。第二金属元素和第三金属元素可选自IUPAC的4、5和6族元素。靶材优选包括两种或多种选自由钛、钽、铌、铬、钒、铪、锆所组成的群组的元素（即第二金属元素和第三金属元素）。更优选的是，所述靶材包括两种或多种选自由钛、钽、铌、铬和钒所组成的群组的元素。因此，所述溅射靶材的第二金属元素可以是选自钛、钽、铌、铬和钒的元素。同样，所述溅射靶材的第三金属元素可以是与第二金属元素不同且选自由钛、钽、铌、铬和钒所组成的群组的元素。更优选的第二金属元素包括铌和钒。最优选的第二金属元素是铌。更优选的第三金属元素包括选自由钛、铬、铌、钒和钽所组成的群组的元素，前提条件是第三金属元素与第二金属元素不同。最优选的第三金属元素是钽。

示范性靶材包括但不限于包含下述元素、基本上由下述元素组成或由下述元素组成的靶材：钼、铌和钽；钼、铌和铬；钼、铌和钒；钼、铌和钛；钼、钒和钽；钼、钒和铬；钼、钒和钛；钼、铌、钒和铬；钼、铌、钒和钽；钼、铌、钒和钛；或钼、铌、钒、钛和钽。优选的靶材包括包含下述元素、基本上由下述元素组成或由下述元素组成的靶材：钼、铌和钽；钼、铌和铬；钼、铌和钒；钼、铌和钛；钼、钒和钽；钼、钒和铬；或钼、钒和钛。最优选的靶材包括包含钼、铌和钽的靶材，基本上由钼、铌和钽组成的靶材或由钼、铌和钽组成的靶材。

所述溅射靶材中第二金属元素的浓度、第三金属元素的浓度、或者第二金属元素和第三金属元素组合的浓度，可以是靶材中原子总浓度的大约0.1原子%或更高，优选是大约0.5原子%或更高，更优选是大约1原子%或更高，甚至更优选是大约2原子%或更高，最优选是大约5原子%或更高。所述溅射靶材中第二金属元素的浓度、第三金属元素的浓度、或者第二金属元素和第三金属元素组合的浓度，可以是靶材中原子总浓度的大约50原子%以下，优选是大约45原子%或更低，更优选是大约40原子%或更低，甚至更优选是大约35原子%或更低及最优选是大约30原子%或更低。

所述溅射靶材的理论密度ρ_t可根据各元素的密度计算：

ρ_t=[(C₁W₁)+(C₂W₂)+(C₃W₃)]/[(C₁W₁/ρ₁)+(C₂W₂/ρ₂)+(C₃W₃/ρ₃)]，

其中C₁、C₂、C₃分别是钼、第二金属元素和第三金属元素的浓度（原子%），W₁、W₂、W₃分别是钼、第二金属元素和第三金属元素的原子量，ρ₁、ρ₂、ρ₃分别是钼、第二金属元素和第三金属元素的密度。一般说来，包括n种元素的组合物的理论密度可以采用下述公式估算：

ρ_t=[∑(C_iW_i)]/[∑(C_iW_i/ρ_i)]，

其中所述和是元素i=1至n的和，C_i、W_i和ρ_i分别是元素i的浓度、原子量和密度。

钼、钛、钒、铬、铌和钽的密度分别是大约10.2、4.51、6.11、7.15、8.57和16.4g/cm³。所述溅射靶材的密度可能大于大约0.85ρ_t，优选大于大约0.90ρ_t，更优选大于大约0.92ρ_t，甚至更优选大于大约0.94ρ_t，甚至更优选大于大约0.96ρ_t，及最优选大于大约0.98ρ_t。所述溅射靶材的密度优选小于大约1.00ρ_t。

溅射靶材的织构（texture）

溅射靶材的织构可由晶粒取向决定，如第一相的晶粒取向、第二相的晶粒取向、第三相的晶粒取向或它们的任意组合决定。例如，一个相或多个相通常是<110>//ND、<111>//ND、<100>//ND取向或它们的取向组合。溅身靶材的溅射速率（如溅射膜的沉积速率）可能取决于晶粒取向。因此，在本发明的某些方面，所述溅射靶材通常具有均匀的取向。晶粒取向可利用美国专利申请公开2008/0271779A1(Miller等，2008年11月6日公开)及国际专利申请公开WO2009/020619A1（Bozkaya等，2009年2月12日公开）所述的方法，采用电子背散射衍射测定，以上两篇专利的内容通过引用而全部结合在本申请中。采用所述方法测定时，面心立方金属单位体积内在<100>//ND的15度内对齐的晶粒百分数可能大于大约5%，大于大约8%，大于大约10.2%，大于大约13%，或大于大约15%，在<111>//ND的15度内对齐的晶粒百分数可能大于大约5%，大于大约10%，大于大约13.6%，或大于大约15%，或大于大约18%，或它们的任何组合。采用所述方法测定时，体心立方金属的单位体积内在<110>//ND的15度内对齐的晶粒百分数可能大于大约5%，大于大约15%，大于大约20.4%，或大于大约30%。织构梯度的标准偏差（如100梯度、111梯度或它们两者）可能小于大约4.0，优选小于大约2.0，优选小于大约1.7，甚至更优选小于大约1.5，甚至更优选小于大约1.3，及最优选小于大约1.1。

厚度方向的取向变化可能也相对较低。例如，织构组分100//ND、111//ND或它们两者厚度方向的织构梯度可能是大约6%/mm或更小，优选4%/mm或更小，及更优选是2%/mm或更小（采用国际专利申请公开WO 2009/020619A1中所述方法测定）。

沉积含钼层

如前文所述，所述溅射靶材可用于生产具有至少一层含钼层的结构（例如，沉积层，如沉积薄膜层），所述含钼层包括钼、第二金属元素和第三金属元素。例如，所述溅射靶材可用于生产包括钼、选自铌和钒的第二金属元素及与第二金属元素不同的第三金属元素的沉积层，其中所述第三金属元素选自由钛、铬、铌、钒和钽所组成的群组。第二金属元素优选是铌。第三金属元素优选是钽。第二金属元素最优选是铌，第三金属元素最优选是钽。在基材上沉积含钼层的方法可以包括下述一个步骤或其任意步骤组合：提供粒子（如带电粒子），加速粒子，或用粒子撞击溅射靶材，从而使原子离开溅射靶材，并沉积到基材上。优选的粒子包括原子粒子和亚原子粒子。举例来说，所述亚原子粒子可能是离子。所述溅射靶材可用于沉积包括占所述层原子总数大约50原子%或更高的钼、大约0.5原子%或更高的第二金属元素和大约0.5原子%或更高的第三金属元素的含钼层。含钼层中钼的浓度可能是含钼层中原子总浓度的大约60原子%或更高，大约65原子%或更高，大约70原子%或更高，或大约75原子%或更高。含钼层中钼的浓度可能是含钼层中原子总数的大约98原子%或更低，优选是大约95原子%或更低，更优选是大约90原子%或更低，甚至更优选是大约85原子%或更低，及最优选是大约83原子%或更低。沉积层中钼的浓度（原子%）与溅射靶材中钼的浓度（原子%）之比可能是大约0.50或更高，大约0.67或更高，大约0.75或更高，大约0.80或更高，大约0.90或更高。沉积层中钼的浓度和溅射靶材中钼的浓度可能是大约2.00或更低，大约1.5或更低，大约1.33或更低，大约1.25或更低，或者大约1.11或更低。

第二金属元素和第三金属元素的浓度可以分别独立地是含钼层中原子总浓度的大约0.1原子%或更高，优选是大约1原子%或更高，更优选是大约3原子%或更高，甚至更优选是大约5原子%或更高，及最优选是大约7原子%或更高。第二金属元素和第三金属元素的浓度可以分别独立地是含钼层中原子总浓度的大约40原子%或更低，大约35原子%或更低，大约30原子%或更低，大约25原子%或更低，大约20原子%或更低，或大约10原子%或更低。

第二金属元素和第三金属元素的总浓度优选是含钼层中原子总浓度的大约5原子%或更高，更优选是大约10原子%或更高，及最优选是大约15原子%或更高。举例来说，第二金属元素和第三金属元素的总浓度可能是含钼层中原子总浓度的大约20原子%或更高。第二金属元素和第三金属元素的总浓度可能是含钼层中原子总浓度的大约50原子%或更低，大约45原子%或更低，大约40原子%或更低，大约35原子%或更低，大约30原子%或更低，或大约25原子%或更低。沉积层中第二金属元素和第三金属元素的总浓度（原子%）和溅射靶材中第二金属元素和第三金属元素的总浓度（原子%）之比可能是大约0.50或更高，大约0.67或更高，大约0.8或更高，或大约0.9或更高。沉积层中第二金属元素和第三金属元素的总浓度（原子%）和溅射靶材中第二金属元素和第三金属元素的总浓度（原子%）之比可能是大约2.00或更小，大约1.5或更小，大约1.25或更小，或大约1.11或更小。

所述沉积含钼层可以沉积到基材上（例如，通过一包括溅射所述溅射靶材的步骤的方法）。因此，本发明的一个方面是具有至少第一沉积含钼层的多层材料，所述沉积含钼层包括沉积层的第一相，所述第一相包含大约50原子%或更多钼，大约0.1原子%或更多第二金属元素和大约0.1原子%或更多第三金属元素，其中所述第二金属元素是铌或钒，第三金属元素是与第二金属元素不同的金属元素，并且选自由钛、铬、铌、钒和钽所组成的群组。所述含钼层的第一相可能包括60体积%或更高、70体积%或更高、80体积%或更高、90体积%或更高，或95体积%或更高含钼层。所述含钼层可以是基本上全部是沉积层的第一相。所述沉积含钼层第一相中钼、第二金属元素和第三金属元素的浓度可以分别是上文所述含钼层中钼、第二金属元素和第三金属元素的浓度。

所述沉积层的平均粒径是大约5-10,000nm。平均粒径可以采用显微镜法（如扫描电子显微镜）测定与沉积层厚度方向垂直的表面来测定。单个粒子的尺寸可以作为与沉积层厚度方向垂直的平面中粒子的最大尺寸。所述沉积层（例如，沉积层的第一相）优选具有相对较小的粒径（如粒径小于溅射靶材第一相、溅射靶材第二相、溅射靶材第三相的粒径，或粒径是它们的任意组合）。沉积层第一相的粒径是大约5nm或更大，大约10nm或更大，大约20nm或更大，或者大约50nm或更大。沉积薄膜层第一相的粒径是大约10,000nm或更小。沉积薄膜层第一相的粒径优选是大约1000nm或更小，大约500nm或更小，大约200nm或更小，大约150nm或更小。所述粒子通常是随机取向的，所述粒子通常是对齐的，或是它们的任意组合。所述粒子可以具有任何形状。例如，所述粒子通常是细长型。所述粒子的长宽比优选低于大约100:1，更优选低于大约30:1，及最优选低于大约10:1。所述沉积层可包括通常具有较大长宽比（例如，大于大约5:1）的粒子及通常较小长宽比（如小于大约5:1或小于大约2:1）的粒子。所述粒子通常具有均匀的形状，例如，长宽比小于大约3:1，小于大约2:1或小于大约1.5:1的形状。

举例而言，图8A示出了采用二次电子扫描电子显微镜在放大倍数为50,000倍时得到的含大约80原子%钼、大约10原子%第二金属元素及大约10原子%第三金属元素的沉积层的微观结构（但并不受此限制）。参考图8A，所述沉积层基本上是单相。

沉积含钼层的厚度可根据沉积层的功能要求而变化。沉积层的厚度可以是大约1nm或更大，大约5nm或更大，大约10nm或更大，大约15nm或更大，大约20nm或更大，大约25nm或更大，大约30nm或更大，大约35nm或更大，但是，并不受这些限制。沉积含钼层的厚度可能是大约3μm或更小。沉积含钼层的厚度优选是大约1μm或更小，更优选是大约0.5μm或更小，甚至更优选是大约0.2μm或更小，甚至更优选是大约100nm或更小，及最优选是大约50nm或更小。沉积层厚度还可以是低于大约1nm。

图9是基材92上含大约80原子%钼、10原子%第二金属元素及大约10原子%第三金属元素的沉积层90的横截面的二次电子扫描电子显微照片（放大倍数大约10,000）。如图9所示，沉积层可包括通常是柱状的微观结构。本发明还包括其它微观结构。

沉积含钼层中的原子排列可以与溅射靶材中的原子排列不同。例如，沉积层可包括一个或多个第一合金相，所述合金相包括i)至少50原子%钼及ii)第二金属元素和第三金属元素中的至少一种元素。因此，沉积层基本上没有（如小于沉积层总体积的30体积%，更优选小于大约10体积%，及最优选小于大约5体积%）包含大于90原子%钼的相。沉积层中第二金属元素的大多数优选存在于一个或多个第一合金相中。沉积层中第三金属元素的大多数优选存在于一个或多个第一合金相中。

沉积层可包括一在沉积层中含大约70%或更多钼，优选沉积层中含大约80%或更多钼，优选沉积层中含大约90%或更多钼，及最优选沉积层中含大约95%或更多钼的第一相，但是，并不受这些限制。沉积层可包括一进一步在沉积层中含大约70%或更多第二金属元素，优选沉积层中含大约80%或更多第二金属元素，优选沉积层中含大约90%或更多第二金属元素，及最优选沉积层中含大约95%或更多第二金属元素的第一相，但是，并不受这些限制。沉积层可包括一进一步在沉积层中含大约70%或更多第三金属元素，优选沉积层中含大约80%或更多第三金属元素，优选沉积层中含大约90%或更多第三金属元素，及最优选沉积层中含大约95%或更多第三金属元素的第一相，但是，并不受这些限制。

沉积层可采用物理气相沉积工艺，如溅射沉积工艺（即通过溅射）沉积到靶材上。沉积工艺可以利用气体（优选惰性气体，如氩气），采用电场和/或磁场（优选两者）使原子或原子组离开溅射靶材，使至少部分离开的原子沉积到基材上。沉积工艺可采用一个或多个加热溅射靶材的步骤，一个或多个蚀刻溅射靶材和/或基材的步骤（例如，脱除氧化物层），一个或多个清洗溅射靶材和/或基材的步骤，或者以上步骤的任意组合。溅射可在压力小于大气压的真空室内进行。可以选择压力、温度和电场，以形成等离子。举例而言，所述工艺可包括在一个或多个压力大约100托或更低（大约13.3kPa或更低），优选大约1000毫托或更低（大约133Pa或更低），更优选大约100毫托或更低（大约13.3Pa或更低），及最优选大约20毫托或更低（大约2.67Pa或更低）条件下溅射。所述工艺优选包括在一个或多个压力大约0.1毫托或更高（大约0.0133Pa或更高），优选大约1毫托或更高（大约0.133Pa或更高）及更优选大约2毫托或更高（大约0.267Pa或更高）条件下溅射。

沉积层可任选包含一个或多个第二合金相，每相包含大约50原子%或更少钼。如果存在的话，所述任选第二合金相的总浓度优选占沉积层总体积的大约40体积%或更低，更优选占大约30体积%或更低，甚至更优选占大约20体积%或更低，及最优选占大约10体积%或更低。沉积层的一个或多个第二合金相，如果存在的话，每个相可包括占第二合金相中原子总数至少25原子%的第二金属元素，至少25原子%的第三金属元素，至少50原子%的第二金属元素和第三金属元素，或它们的任意组合，但是，本发明并不限于这些。所述沉积含钼层可作为阻隔层（但并不限于阻隔层），如可基本上或完全避免原子从底层迁移到覆盖层，基本上或完全避免原子从覆盖层迁移到底层，或者避免这两种情况。例如，沉积含钼层可沉积在第一材料上（如第一基材上），然后，在第一材料上沉积第二材料。因此，所述含钼沉积层可以避免第一材料的一种或多种成分（即分子或元素）迁移（如在退火步骤，在成形步骤，或在使用时）到第二材料，第二材料的一种或多种成分（即分子或元素）迁移到第一材料，或避免这两种情况。含钼层可以位于基材（如硅基材，或玻璃基材）和导电层（如包含Cu、Al、Ag、Au或它们的任意组合的层或基本上由Cu、Al、Ag、Au或它们的任意组合组成的层）之间。沉积含钼层的厚度（如作为阻隔层）可以是大约1000nm或1000nm以下，大约500nm或500nm以下，大约200nm或200nm以下，大约100nm或100nm以下，大约50nm或50nm以下。所述沉积含钼层的厚度（如作为阻隔层）可以是大约1nm或1nm以上。所述沉积含钼层可以包括大约50原子%或更高的钼（如大约80原子%钼），大约1原子%或更高第二金属元素（如大约10原子铌），及大约1原子%或更高第三金属元素（如大约10原子%钽）。

然后，可以对材料进行退火，例如，在大约350°C的退火温度退火大约30分钟，以决定所述含钼层的阻隔性能。所述含钼层可以基本上，如果不是完全的话，避免基材层的成分迁移到导电层和/或含钼层，减少或避免导电层的成分迁移到基材层和/或含钼层，或是它们的任意组合。所述含钼层在大约350℃退火大约30分钟后，可以有利地减少或避免硅化铜的形成。例如，在大约350℃退火大约30分钟后，采用x-射线衍射法测定时，硅化铜的浓度低于可检测水平。所述沉积含钼层可避免因退火工艺而使沉积层（如每层，或沉积层组合）电阻率发生变化。在大约350℃退火大约30分钟后，电阻率的变化优选小于大约30%，更优选小于大约20%，及最优选小于10%。如此通常恒定的电阻率可以表明含钼层避免了硅化物，如硅化铜的形成。所述沉积层可以避免铜原子迁移到硅层，硅原子迁移到铜层，或避免这两种情况。例如，包括沉积层和沉积在所述沉积层上的铜层的结构，在大约350℃大约退火30分钟后，采用俄歇光谱法测定，其硅层表面铜原子的浓度可能低于1原子%，优选低于0.1原子%和最优选低于检测限，其中所述沉积层包括钼、第二金属元素和第三金属元素，其是利用磁控管，通过溅射所述溅射靶材而沉积在干净硅片上，沉积层的厚度是大约25nm。在同样的条件下，采用俄歇光谱法测定时，铜层表面硅原子的浓度可能是大约1原子%或更低，优选是大约0.1原子%或更低，及最优选低于检测限。

通过图示，图10A示出了（但并不限于此）带沉积含钼层和铜导电层的硅基材的俄歇深度剖析。参考图10A，含钼层可夹在硅基材和导电层之间。如图10A所示，含钼层可包括大约50原子%或更多钼（如大约80原子%钼），大约1原子%或更多第二金属元素（如大约10原子%铌），及大约1原子%或更多第三金属元素（如大约10原子%钽）。然后，可以对材料进行退火，例如，采用大约350°C的退火温度，退火时间大约30分钟，以决定所述含钼层的阻隔性能。如图10B所示，所述含钼层可以基本上，如果不是完全的话，避免基材层的硅原子迁移到铜层和/或含钼层，减少或避免铜原子从导电层迁移到硅层和/或含钼层，或它们的任意组合。在大约350℃退火大约30分钟后，含钼层可以有利地减少或避免形成硅化铜，但是，并不受此限制。

所述沉积含钼层的特征在于下述一个特点或特点组合：通常与玻璃具有良好的粘附性（如按照ASTM B905-00测试时，等级至少达到2B，至少3B，至少4B，或至少5B）；通常与硅具有良好的粘附性（如按照ASTM B905-00测试时，等级至少达到2B，至少3B，至少4B，或至少5B）；通常与导电层，如含铜、铝、铬或它们的任意组合的层或基本上由铜、铝、铬或它们的任意组合组成的层具有良好的粘附性（如按照ASTM B905-00测试时，等级至少达到2B，至少3B，至少4B，或至少5B）；当含钼沉积层（如厚度大约200nm或200nm以下，优选厚度大约35nm或35nm以下，及最优选厚度大约25nm或25nm以下）放置在硅和铜之间并与硅和铜接触，并在大约350℃退火大约30分钟后，可以避免形成硅化铜；或者厚度大约200nm的薄膜的电阻率小于大约60μΩ·cm，优选小于大约45μΩ·cm，最优选小于大约35μΩ·cm。

沉积含钼层的电阻率相对较低。例如，含钼层的电阻率可能低于由50原子%钼和50原子%钛组成的厚度相同的沉积层的电阻率。

优选沉积含钼层通常具有较小的电阻率。例如，沉积含钼层的电阻率（采用四点探针在厚度大约200nm的薄膜上测定）优选是大约75μΩ·cm或更小，更优选是大约60μΩ·cm或更小，甚至更优选是大约50μΩ·cm或更小，甚至更优选是大约40μΩ·cm或更小，甚至更优选是大约30μΩ·cm或更小，甚至更优选是大约28μΩ·cm或更小，甚至更优选是大约25μΩ·cm或更小，及最优选是大约20μΩ·cm或更小。沉积含钼层的电阻率优选是大约5μΩ·cm或更高。应该了解的是，沉积含钼层的电阻率还可以小于大约5μΩ·cm。沉积含钼层优选具有通常均匀的电阻率。例如，电阻率的标准偏差与平均电阻率之比（在沉积在直径76.2mm硅片上的厚度200nm的层上测定）优选是大约0.25或更小，更优选是0.20或更小，甚至更优选是0.12或更小，甚至更优选是0.10或更小，及最优选是0.06或更小。

沉积含钼层的蚀刻

沉积含钼层后，可能需要至少部分蚀刻含钼层。举例而言，可采用蚀刻步骤，以使含钼层下面一层的一部分暴露（如直到另一层，如导电层沉积）。可能要求含钼层的蚀刻速率通常较高，从而采用的蚀刻时间较短，从而可以采用更温和的蚀刻化学物质，从而可以采用更厚的含钼层，或更多的任意组合。

蚀刻步骤可以包括一采用能够脱除部分或全部沉积含钼层的化学物质或溶液进行蚀刻的步骤。更优选的是，所述蚀刻步骤包括充分蚀刻含钼层，这样，在所述钼层下面的一层，如基材层，在蚀刻步骤后至少部分暴露。所述蚀刻步骤可采用包括酸的溶液或化学物质。例如，所述蚀刻步骤可采用pH为大约8或更高，pH为大约10或更高，pH为大约12或更高的溶液或化学物质。所述蚀刻步骤可采用包括碱的溶液或化学物质。例如，所述蚀刻步骤可采用pH为大约6或更低，pH为大约4或更低，pH为大约2或更低的溶液或化学物质。所述蚀刻步骤可采用通常是中性的溶液或化学物质。通常中性的溶液或化学物质的pH大于大约6，大于大约6.5或更高，大于大约6.8或更高，大于大约7或更高。通常中性的溶液或化学物质的pH小于大约8，小于大约7.5或更低，小于大约7.2或更低，小于大约7或更低。

所述蚀刻工艺可采用一种或多种酸。可以采用的酸的实例包括硝酸、硫酸、盐酸及它们的组合。所述蚀刻工艺可采用硫酸盐。硫酸盐的实例包括美国专利US 5,518,131，2栏3-46行及2栏62行至5栏54行中所述的硫酸盐，如硫酸铁和硫酸铁铵，以上内容通过引用而明白地结合在本申请中。蚀刻工艺可采用包括铁氰离子、铬酸根离子、重铬酸根离子、铁离子或它们的任意组合的溶液。例如，所述蚀刻工艺可采用美国专利US 4,747,907，1栏66行至8栏2行所述的含一种或多种离子的溶液，该专利通过引用结合在本申请中。用于蚀刻含钼层的尤其优选的溶液是包括铁氰离子的溶液。

所述制备多层结构的工艺包括一个优选以大约75nm/min或更高，更优选大约100nm/min或更高，甚至更优选大约150nm/min或更高，甚至更优选大约200nm/min或更高，甚至更优选大约300nm/min或更高，甚至更优选大约400nm/min或更高，及最优选大约500nm/min或更高的速率蚀刻含钼层的步骤。所述蚀刻步骤可以采用能够蚀刻含钼层的任何蚀刻溶液。所述蚀刻步骤可以采用铁氰化物溶液以上述一种或多种速率进行蚀刻。

沉积含钼层在25℃的铁氰化物溶液中具有相对较高的蚀刻速率，如蚀刻速率大于由50原子%钼和50原子%钛组成的沉积层在相同的蚀刻条件下的蚀刻速率。例如，沉积含钼层在25℃的铁氰化物溶液中的蚀刻速率可以是大约75nm/min或更高，优选是大约100nm/min或更高，更优选是大约150nm/min或更高，甚至更优选是大约200nm/min或更高，甚至更优选是大约300nm/min或更高，甚至更优选是大约400nm/min或更高，及最优选是大约500nm/min或更高。沉积含钼层在25℃的铁氰化物溶液中的蚀刻速率优选是大约10,000nm/min或更低，及最优选是大约2,000nm/min或更低。

工艺

一般来说，靶材（或预成型结构，如用于组成靶材的坯料）可以采用金属粉末初始材料制造。一种此类方法包括压实此类粉末，如通过加热、压力或通过这两者压实。例如，粉末可以压实和烧结，低温等静压、高温等静压或它们的任意组合。

制造靶材的工艺可以包括Gaydos等在2007年4月26日公开的美国专利申请公开2007/0089984A1号及2008年12月25日公开的美国专利2008/0314737中公开的一个步骤或任意步骤组合，以上专利的内容通过引用而全文结合在本申请中。

制造溅射靶材的工艺可以包括一个提供至少一包括大约50原子%或更多钼的第一粉末，一包括大约50原子%或更多第二金属元素的第二粉末，及一包括大约50原子%或更多第三金属元素的第三粉末的步骤，其中第二金属元素是铌或钒，第三金属元素与第二金属元素不同，并且选自由钛、铬、铌、钒和钽组成的群组。各种粉末（如第一粉末，第二粉末和第三粉末）可以混合在一起制备混合粉末。所述工艺可任选包括一个或多个压实混合粉末以制备压实粉末的步骤。所述混合步骤优选采用足够低的温度，以使粉末不会熔融在一起。混合优选采用充分的混合时间和速度，以使第一粉末、第二粉末和第三粉末通常随机地分布。例如，混合可在V-混合机（V-blender）内在温度低于100°C（如大约25°C）条件下进行。

所述制备溅射靶材的工艺优选没有在形成合金的温度条件下混合（如机械混合）第一粉末、第二粉末和第三粉末中两种或多种粉末的步骤。例如，所述工艺没有在温度大约550℃或更高，大约700℃或更高，大约900℃或更高，大约1100℃或更高，大约1200℃或更高，或大约1500℃或更高的条件下混合第一粉末、第二粉末和第三粉末中两种或多种粉末的步骤。

所述工艺可以包括一个或多个封装混合粉末或压实粉末，以制备封装粉末的步骤和/或在加热封装粉末时的一个或多个压实步骤，以制备第一靶板。

所述制备溅射靶材的工艺优选包括一个或多个在预定压力及足以使粉末熔融在一起的足够高的预定压制温度下压制预定时间的压制粉末或压制压实粉末以形成靶板（如粗料或坯料）的步骤，这样，材料的密度升高到大约0.85ρ_t或更高，其中ρ_t是理论密度。所述靶板（如粗料或坯料）可以进一步加工（如下文所述）形成溅射靶材。因此，应该认识到，靶板和制造靶板的方法也包括在本发明的教导中。本领域熟悉的各种压实方法包括但不限于惰性气体单向热压法、真空热压法及热等静压法，及快速全向压实法及Ceracon^TM工艺。所述压制步骤优选包括一热等静压粉末的步骤。预定温度优选是大约800℃或更高，更优选是大约900℃或更高，甚至更优选是大约1000℃或更高，甚至更优选是大约1100℃或更高，及最优选是大约1200℃或更高。预定温度优选是大约1700℃或更低，更优选是大约1600℃或更低，甚至更优选是大约1500℃或更低，甚至更优选是大约1400℃或更低，及最优选是大约1300℃或更低。预定压制时间可以是大约1分钟或更高，优选是大约15分钟或更高，更优选是大约30分钟或更高，预定压制时间是大约24小时或更少，更优选是大约12小时或更少，甚至更优选是大约8小时或更少，及最优选是大约5小时或更少。预定压制压力可以是大约5MPa或更高，大约20MPa或更高，大约50MPa或更高，或大约70MPa或更高。预定压力可以是大约1000MPa或更低，优选是大约700MPa或更低，更优选是大约400MPa或更低，及最优选是大约250MPa或更低。

制造靶材的工艺可以任选包括一粘结步骤（两块或多块靶板（如第一靶板和第二靶板），以制造粘结靶板。例如，所述粘结步骤可以是一边缘粘结的步骤。所述粘结工艺可以是扩散粘结工艺。粘结步骤在生产拥有相对较大面积（如长度大于大约67英寸（1702mm），或大于大约84英寸（2134mm）及宽度大于大约55英寸（1397mm），或大于大约70英寸（1778mm））的靶材时比较有利。

正如此处所教导的那样，在本发明优选的一个方面，压制形成的靶板能够轧制，从而延长靶板的长度，从而加大靶板的宽度，或者实现这两者。因此，所述形成溅射靶材的工艺可以是基本上没有，或者甚至是完全没有粘结（如边缘粘结）两块或多块靶板的步骤。应该了解的是，可以采用一个或多个轧制靶板的步骤。通过轧制靶板，不再需要较大的模具和/或较大的压机（如至少与最终溅射靶材差不多一样大的模具和/或压机）。一个或多个轧制步骤在生产拥有相对较大面积（如长度大于大约67英寸（1702mm），或大于大约84英寸（2134mm）及宽度大于大约55英寸（1397mm），或大于大约70英寸（1778mm））的靶材时比较有利。

锻造

制造靶材的工艺可以任选包括一个或多个锻造步骤。如果采用锻造步骤的话，所述锻造步骤可以包括热锻（如在温度超过靶材重结晶温度的条件下锻造）。可以采用的合适的锻造方法包括压锻、镦锻、自动热锻、辊锻、精密锻造、感应锻造，及它们的任意组合。所述锻造工艺可以采用但不限于，例如，国际专利申请公开WO2005/108639A1（Matera等，2005年11月17日公开）中所述的转轴锻造，该专利的全部内容通过引用结合在本申请中。转轴锻造工艺可以采用，例如，WO2005/108639A1中0032段描述的转轴锻造机。

减少/消除织构的变化

制造靶材的工艺可以包括一采用，例如WO2009/020619A1(Bozkaya等，2009年2月12日公开)中描述的方法或设备进行倾斜轧制或其它不对称轧制的步骤，该专利的全部内容通过引用结合在本申请中。

应用

所述溅射靶材可以用于生产平板显示器或光伏电池的电极基板的一层或多层（如作为一个或多个阻隔层）。可以有利地采用本发明的溅射靶材的平板显示器的实例包括液晶显示器（例如，有源矩阵液晶显示器，如薄膜晶体管-液晶显示器（即TFT-LCD））、发光二极管、等离子显示板、真空荧光显示器、场发射显示器、有机发光显示器、电发光显示器及电致-变色显示器。

可以包括由含钼层制造的溅射靶材的器件包括计算机显示器、光盘、太阳能电池、磁数据储存、光通信、装饰涂料、硬涂料、玻璃涂料（包括WEB涂料）、照相机、录像机、视频游戏、移动电话、智能手机、触摸屏、全球定位卫星装置、视频记分牌、视频广告牌和其它显示器面板等。

参考图11，一个此类器件可以包括多层结构102。所述多层结构包括含基材层104和沉积含钼层106的两层或更多层。所述基材层可以由玻璃、半导体、金属、聚合物或它们的任意组合形成。应该了解的是，所述基材层可以包括多种材料。优选的基材层包括玻璃或基本上由玻璃组成。另一种优选的基材层包括硅或基本上由硅组成。所述多层结构包括一层或多层沉积层106。所述沉积层106可采用本发明教导的溅射方法形成，可采用本发明教导的溅射靶材形成，或采用这两个教导形成。所述沉积层106可以是薄膜。所述沉积层的厚度可以小于基材层102的厚度。沉积层的厚度可以小于大约1μm，甚至更优选小于大约200nm，甚至更优选小于大约100nm，及最优选小于大约50nm。沉积层106可以沉积到基材104上，或沉积层106可以沉积到基材104和沉积层106之间的一个或多个中间层（未画出）上。多层结构102还可以包括一个或多个导电层108。导电层108的电导率大于基材层104的电导率，大于沉积层106的电导率，或优选大于基材层104和沉积层106的电导率。沉积层106优选夹在基材层104和导电层108之间。例如，沉积层106可包括至少部分与基材层104接触的第一表面，至少部分与导电层108接触的相对表面。因此，沉积层106可以是减少或避免导电层108和基材层102之间原子扩散的阻隔层。

测试方法

粘附性

采用符合ASTM B905-00的胶粘带试验测量粘附性。5B级表明具有良好的粘附性及沉积层未被胶带脱除。

沉积速率

沉积速率通过测量沉积层的厚度（单位：nm），并除以沉积时间（单位：分钟）来确定。

蚀刻速率

蚀刻速率（单位：μm/min）是浸在25℃铁氰化物溶液时沉积层厚度的变化率。

电阻率

沉积薄膜的薄膜电阻采用四点探针测定。每个沉积条件测定两个样品。然后，通过样品的几何形状计算电阻率。

沉积薄膜的微观结构

沉积薄膜的微观结构可以采用扫描电子显微镜获得。在实例中采用可以测量背散射电子和二次电子的JEOL JSM-7000F场致发射电子显微镜。

溅射靶材的微观结构

溅射靶材的微观结构可以采用扫描电子显微镜获得。采用ASPEX Personal ScanningElectron Micrsoscope（个人扫描电子显微镜）。

工作距离是大约20mm，加速电压是大约20keV。二次电子检测器是Everhart-Thornley类型。也可以获得背散射电子的图像。还采用电子显微镜测定能量色散X-射线光谱，采用大约1μm斑点尺寸。这样制备溅射靶材的电子显微镜样品：采用切割砂轮切片，将切割的片安装在聚合物材料中，采用砂粒逐渐变细的的SiC砂纸粗磨，最后采用金刚石研磨膏抛光，然后采用Al₂0₃、Si0₂悬浮液抛光。

X-射线衍射测定

采用菲利浦XPert Pro X-射线衍射仪开展X-射线衍射研究。

此处引用的任何数值包括以一个单位增量增加的从低值到高值的所有值，只要任何低值和任何高值之间相隔至少2个单位。例如，如果声明一个组分的量或一个工艺参数的值，例如，温度、压力、时间等，例如，是1至90，优选是20至80，更优选是30至70，它表明的是例如，15至85、22至68、43至51、30至32等都明确列举在本申请说明书中。对于小于1的数值，根据情况，一个单位被认为是0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅仅是特别指出的实例，最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合均被视为以类似的方式在本申请中明确声明。

除非特别声明，所有范围包括两个端点和两个端点之间的所有数字。连接范围时使用的“大约”或“近似”适用于范围的两个端点。因此，“大约20至30”包括“大约20至大约30”，包括至少规定的端点。

所有文章和参考文献的公开内容，包括专利申请和专利公开，均通过引用而结合在本申请中。术语“基本上由……组成”用于描述一个组合应包括标明的元素、组分、成分或步骤，及其它不会对组合的基本特点和新颖性特点造成重大影响的无素、组分、成分或步骤。采用术语“包括”或“包含（含）”描述元素、组分、成分或步骤的组合时，还涵盖基本上由元素、组分、成分或步骤组成或由元素、组分、成分或步骤组成的实施例。

单数集成元素、组分、成分或步骤，可以指的是复数元素、组分、成分或步骤。或者，单数集成元素、组分、成分或步骤，可以分成独立的复数元素、组分、成分或步骤。本发明公开内容中使用“一”或“一个”来描述元素、组分、成分或步骤时，并不排除其它元素、组分、成分或步骤。

应该理解的是，上述说明是说明性的，而不是限制性的。除提供的实例外，对于阅读上述说明的本领域的技术人员来说，许多实施例以及许多应用是显而易见的。因此，本发明的范围不应该由参考上述说明确定，而应该参考所附的权利要求书以及所述权利要求书赋予的相当的全部范围确定。所有文章和参考文献的公开内容，包括专利申请和专利公开，均通过引用而结合在本申请中。在下述权利要求中省略此处公开的主题的任何一个方面，并不是放弃此主题，也不应认为发明人并未考虑到此主题是公开发明主题的一部分。

实例

实例1-13-钼/铌/钽

实例1说明了包括钼、铌和钽的溅射靶材。实例2-13说明了采用实例1溅射靶材制造的沉积膜。

实例1

实例1是采用下述方法制造的溅射靶材：首先将粒径大约3-4μm的钼粉、粒径大约45-90μm的钽粉及粒径大约10-45μm的铌粉混合，形成含大约80原子%钼、大约10原子%铌和大约10原子%钽的粉末混合物。将所述粉末混合物在V-混合机中混合大约20分钟，得到这三种粉末的均匀混合物。然后，施加大约340,000kg的力，在温度大约23℃条件下，通过单向压制法压实所得粉末混合物，使其变成直径大约95mm的颗粒（即压力大约470MPa）。然后，将压制颗粒封装在低碳钢罐内，并在温度大约1325℃和压力大约120MPa的条件下热等静压大约4小时。这样制造后，实例1的溅射靶材的密度大于理论密度的大约94%。然后，从罐中取出压实的材料，并加工成直径大约58.4mm，厚度大约6.4mm。

所述靶材包括至少一个含50原子%以上钼的第一相，至少一个含50原子%以上铌的第二相及至少一个含50原子%以上钽的第三相。所述溅射靶材采用二次电子的扫描电子显微照片如图1所示。采用背散射电子的扫描电子显微照片如图2、3A、4A、5A、6A和7A所示。如这些图所示，所述溅射靶材具有包括钼连续相16、钽分散相12（以光区表示）及铌分散相14（以黑区表示）的形态。还采用X-射线吸收光谱法对溅射靶材不同区域进行了元素分析。如图3B所示，溅射靶材包括一基本上由钼组成的相。如图4B所示，溅射靶材包括一基本上由铌组成的相。如图5B所示，溅射靶材包括一基本上由钽组成的区域。如图6B所示，溅射靶材包括一基本上由钼和铌合金组成的区域。如图7B所示，溅射靶材包括一基本上由钼和钽合金组成的区域。

如图1-7所示，溅射靶材的大多数是第一相（即含50原子%或更多钼的相），第一相是连续相。我们认为，在热等静压步骤期间，通过金属元素的扩散（如钼原子扩散到铌相区和钽相区）形成了合金相（如钼/铌合金相和钼/钽合金相），但是并不受理论限制。

实例2-13

实例2-13说明了包括采用此处教导的溅射靶材在基材（如含硅基材，或含玻璃基材）上溅射薄膜层的步骤的方法。溅射可以采用磁控管完成。一般说来，溅射将在真空度大约1至大约100毫托（优选大约2至大约20毫托）、基材和溅射靶材之间的距离大约5至300mm（优选大约20至大约150mm）条件下溅射大约1至大约240分钟（优选大约1至大约40分钟）。所得结构将具有与此处实例2-13一致的特点。

实例2-13的薄膜层是通过将实例1的溅射靶材放到磁控管溅射沉积室内，采用表1A和1B所示的条件制备的。基材是硅片(100)取向或Corning1737玻璃。在沉积之前，基材采用丙酮和乙醇的超声波浴连续清洗干净。然后，采用氮气吹干基材。接下来，将基材与溅射靶材一起装到沉积室内。靶材采用压力大约5毫托的氩气流在200W DC溅射清洗大约10分钟。在靶材清洗期间，在靶材前面放置一挡板，以避免沉积到基材上。

当使用玻璃基材时，基材采用在60毫托溅射30分钟蚀刻，以清除基材表面上可能的污染。在靶材溅射清洗后，拿走挡板，采用300W直流电，在基材0V接地时将靶材溅射到基材上。基材和靶材之间的距离保持在大约121mm。溅射时间大约5分钟和大约30分钟，室压大约3毫托、大约5毫托和大约8毫托，如表1A和1B所示。

表1A采用实例1溅射靶材溅射到硅基材上的沉积条件

实例编号	实例2	实例3	实例4	实例5	实例6	实例7
							溅射靶材	实例1	实例1	实例1	实例1	实例1	实例1
基材-硅片100	是	是	是	是	是	是
							基材-Corning1737玻璃
室压，毫托	3	3	5	5	8	8
							沉积时间，分钟	5	30	5	30	5	30
厚度，μm	0.2	1.0	0.2	1.1	0.2	1.3
							蚀刻速率，nm/min		447		484		502

表1B采用实例7A溅射靶材溅射到玻璃基材上的沉积条件。

实例编号	实例8	实例9	实例10	实例11	实例12	实例13
							溅射靶材	实例1	实例1	实例1	实例1	实例1	实例1
基材-硅片100
							基材-Corning1737玻璃	是	是	是	是	是	是
室压，毫托	3	3	5	5	8	8
							沉积时间，分钟	5	30	5	30	5	30
电阻率，μΩ·cm	18.0	17.3	19.4	17.9	20.1	19.5

图8A是放大倍数大约50000倍的二次电子扫描电子显微照片，说明了实例3沉积层（在沉积压力大约3毫托，沉积时间大约30分钟的条件下沉积）的表面情况。沉积层的形态基本上由含大约80原子%钼、大约10原子%铌和大约10原子%钽的单一合金相组成。如图8A所示，实例3的合金的平均粒径是大约49nm。图8B是放大倍数大约50000倍的二次电子扫描电子显微照片，说明了实例7沉积层（在沉积压力大约8毫托，沉积时间大约30分钟的条件下沉积）的表面情况。沉积层的形态基本上由含大约80原子%钼、大约10原子%铌和大约10原子%钽的单一合金相组成。如图8B所示，合金的平均粒径是大约62nm。

图9是放大倍数大约30000倍的二次电子扫描电子显微照片，说明了实例7沉积层的截面情况。沉积层具有柱状形态。

在实例2-13中，沉积层以大约33至大约41nm/min的沉积速率沉积。沉积时间大约5分钟制备的样品的厚度是大约200nm。沉积时间大约30分钟时制备的样品的厚度是大约900至大约1300nm。在压力大约5毫托时制备的实例10的玻璃基材粘附等级是大约4B级。分别在压力3毫托和8毫托时制备的实例8和实例12的玻璃基材粘附等级是大约5B级。分别在压力3毫托、5毫托和8毫托时制备的实例2、4和6的硅基材的粘附等级是大约5B级。

实例8-13的沉积层的电阻率如表1B所示。当沉积层的厚度是大约100至大约200nm时，玻璃基材上沉积层的平均电阻率是大约19.2μΩ·cm，当沉积层的厚度大于大约0.9μm时，玻璃基材上沉积层的平均电阻率是大约18.2μΩ·cm。通过测量3英寸晶片上多处的电阻率，测量了实例4的电阻率的均匀性。电阻率的均匀性是电阻率的标准偏差与平均电阻率之比。实例4的电阻率的均匀性是大约0.07。

实例3、5和7在铁氰化物溶液中沉积层的蚀刻速率在25℃测定。蚀刻速率通过以厚度变化除以蚀刻时间确定。蚀刻速率（单位：nm/min）在表1A中给出。采用实例1溅射靶材制备的薄膜的平均蚀刻速率是大约478nm/min。

实例14

实例14是通过将实例1溅射靶材的35nm含钼层沉积到硅基材上，然后在含钼层上沉积厚度大约300nm的铜（Cu）层而制备的。多层材料的组成深度剖析采用俄歇深度剖析进行分析。然后，在350℃将样品退火30分钟，重新进行俄歇深度剖析分析（Auger depth profile analysis）。图10A表明了退火前铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)、氧(O)和硅(Si)的俄歇深度剖析。图10B表明了退火后的俄歇深度剖析。图10C表明了含钼层和硅基材和铜层之间界面附近退火前后Cu、Mo、Nb、Ta、O和Si的俄歇深度剖析。如图10A、10B和10C所示，退火前后Cu、Mo、Nb、Ta、O和Si的组成剖析大致相同。含钼层充当阻隔层，用于减少和/或避免Cu迁移到Si基材内及Si迁移到Cu层内。样品退火后的X-射线分析表明，不存在可以检测出来的硅化铜。这表明实例1溅射靶材制造的Mo-Nb-Ta沉积膜在350℃退火30分钟后能够避免形成硅化铜。铜层退火前的电阻率是大约1.7μΩ·cm，退火后的电阻率是大约1.7μΩ·cm。铜层电阻率通常保持恒定，这进一步表明了含钼层避免了硅化铜的形成。

实例15-16钼（50%）和钛（50%）

实例15

对比例15是包括大约50原子%钼和大约50原子%钛的溅射靶材。除钛粒和钼粒的原子比是50:50（Mo:Ti），靶材在温度大约1325℃，压力大约100-大约120MPa热静等压大约4小时外，该溅射靶材采用实例1所述的方法制备。

实例16

除采用实例15的溅射靶材外，实例16是采用实例10的方法在玻璃基材上沉积的200nm厚的膜。沉积速率是大约102.6nm/min。该200nm厚的膜的电阻率是大约79.8μΩ·cm。

沉积层与玻璃的粘附等级是大约5B。沉积层的蚀刻速率是大约77nm/min。沉积层具有柱状形态。

实例17-25–钼/钛/钽

实例17说明了包括钼、钛和钽的溅射靶材，实例18-25说明了采用所述溅射靶材制造的沉积膜。

实例17是采用下述方法制造的溅射靶材：首先将粒径大约3-4μm的钼粉、粒径大约10-45μm的钛粉及粒径大约45-90μm的钽粉混合，形成含大约80原子%钼、大约10原子%钛和大约10原子%钽的粉末混合物。将所述粉末混合物在V-混合机中混合大约20分钟，得到这三种粉末的均匀混合物。然后，施加大约340,000kg的力，在温度大约23℃条件下，通过单向压制法压实所得粉末混合物，使其变成直径大约95mm的颗粒（即压力大约470MPa）。然后，将压制颗粒封装在低碳钢罐内，并在温度大约1325℃和压力大约100至大约120MPa的条件下热等静压大约4小时。这样制造后，实例17的溅射靶材的密度大于理论密度的大约94%。然后，从罐中取出压实的材料，并加工成直径大约58.4mm，厚度大约6.4mm。

实例18-25通过将实例17的溅射靶材放到磁控管溅射沉积室内，采用表2所示的条件制备的。基材是硅片(100)取向或Corning1737玻璃。在沉积之前，基材采用丙酮和乙醇的超声波浴连续清洗干净。然后，采用氮气吹干基材。接下来，将基材与溅射靶材一起装到沉积室内。靶材采用压力大约5毫托的氩气流在200W DC溅射清洗大约10分钟。在靶材清洗期间，在靶材前面放置一挡板，以避免沉积到基材上。当使用玻璃基材时，基材通过在60毫托溅射30分钟蚀刻，清除基材表面上可能的污染。在靶材溅射清洗后，拿走挡板，采用200W，直流电，在基材0V接地时将靶材溅射到基材上。基材和靶材之间的距离保持在大约76mm。溅射时间大约3分钟和大约30分钟，室压5毫托和8毫托，如表2所示。

表2.Mo-Ti-Ta溅射靶材的沉积条件

实例编号

实例18

实例19

实例20

实例21

实例22

实例23

实例24

实例25

溅射靶材

实例17

基材-硅片100

是

基材-Corning1737

是

玻璃
									室压，毫托	5	5	8	8	5	5	8	8
沉积时间，分钟	3	30	3	30	3	30	3	30

采用实例18-25的条件，实例17靶材沉积到基材上的沉积速率是大约62.4nm/hr。沉积膜包含大约80原子%钼、大约10原子%钛和大约10原子%钽。

实例23和实例25的沉积层的平均粒径采用二次电子扫描电子显微照片测定，沉积层表面放大倍数大约50,000倍。实例20和21沉积层的平均粒径分别是125nm和89nm。

实例17溅射靶材沉积的较薄的薄膜（厚度大约200nm，在沉积时间大约5分钟时制造的薄膜）的电阻率是大约26.5μΩ·cm，较厚的膜（厚度大于大约1μm，在沉积时间大约30分钟时制造的薄膜）的电阻率是大约22.6μΩ·cm。

当在大约25℃的铁氰化物溶液中蚀刻时，实例17溅射靶材形成的沉积膜的平均蚀刻速率是大约61nm/min。沉积膜和玻璃基材的粘附性变化范围是大约2B级至大约5B级，沉积膜与硅基材的粘附等级是大约5B级。

实例26–钼/铌/钛

除了以粒径大约10-45μm的钛粉代替钽粉外，实例26的溅射靶材是采用实例1的方法制造。然后，除采用包括钼、铌和钛的溅射靶材外，采用实例2-13的方法制造沉积膜。沉积膜的蚀刻速率是大约497nm/min。沉积膜与玻璃的粘附等级是大约5B级。沉积膜与硅的粘附等级是大约5B级。沉积膜的粒径是大约51-98nm。沉积膜的电导率是大约30.9μΩ·cm（厚度200nm的膜）和大约20.0μΩ·cm（厚度1μm的膜）。

实例27–钼/钒/钛

除采用粒径大约10-45μm的钛粉代替钽粉，粒径大约10-45μm的钒粉代替铌粉之外，采用实例1的方法制造实例27的溅射靶材。然后，除采用包括钼、钒和钛的溅射靶材外，采用实例2-13的方法制造沉积膜。沉积膜的蚀刻速率是大约270nm/min。沉积膜与玻璃的粘附等级是大约5B级。沉积膜与硅的粘附等级是大约5B级。沉积膜的粒径是大约49-72nm。沉积膜的电导率是大约32.5μΩ·cm（厚度200nm的膜）和大约28.5μΩ·cm（厚度1μm的膜）。

实例28钼/钒/钽

除了以粒径大约10-45μm的钒粉代替铌粉外，实例28的溅射靶材是采用实例1的方法制造。然后，除采用包括钼、钒和钽的溅射靶材外，采用实例2-13的方法制造沉积膜。沉积膜的蚀刻速率是大约349nm/min。沉积膜与玻璃的粘附等级是大约5B级。沉积膜与硅的粘附等级是大约0B级至大约5B级。沉积膜的粒径是大约46-75nm。沉积膜的电导率是大约22.8μΩ·cm（厚度200nm的膜）和大约17.5μΩ·cm（厚度1μm的膜）。

实例29–钼/钒/铌

除了以粒径大约10-45μm的钒粉代替钽粉外，实例29的溅射靶材是采用实例1的方法制造。然后，除采用包括钼、铌和钒的溅射靶材外，采用实例2-13的方法制造沉积膜。沉积膜的蚀刻速率是大约243nm/min。沉积膜与玻璃的粘附等级是大约1B至大约5B级。沉积膜与硅的粘附等级是大约1B至大约5B级。沉积膜的粒径是大约50-89nm。沉积膜的电导率是大约35.2μΩ·cm（厚度200nm的膜）和大约33.2μΩ·cm（厚度1μm的膜）。

实例30–钼/铌/铬

除了以粒径大约10-45μm的铬粉代替钛粉外，实例29的溅射靶材是采用实例1的方法制造。然后，除采用包括钼、铌和铬的溅射靶材外，采用实例2-13的方法制造沉积膜。沉积膜的蚀刻速率是大约441nm/min。沉积膜与玻璃的粘附等级是大约3B至大约5B级。沉积膜与硅的粘附等级是大约4B至大约5B级。沉积膜的粒径是大约45-63nm。沉积膜的电导率是大约27.9μΩ·cm（厚度200nm的膜）和大约21.4μΩ·cm（厚度1μm的膜）。

Claims

1.一种溅射靶材，包括：

i)占所述溅射靶材原子总数40原子％或更高并且小于85原子％的钼；

ii)占所述溅射靶材原子总数5原子％或更高的第二金属元素，其中所述第二金属元素选自由铌和钒所组成的群组；及

iii)占所述溅射靶材原子总数5原子％或更高的第三金属元素，其中所述第三金属元素选自由钽、铬、钒、铌和钛所组成的群组，且第三金属元素与第二金属元素不同；

其中所述溅射靶材包括占所述溅射靶材总体积40体积％或更高的第一相，其中所述第一相包括浓度占第一相中原子总数50原子％或更高的钼；占所述溅射靶材总体积1至40体积％的第二相，其中所述第二相包括浓度占第二相中原子总数50原子％或更高的第二金属元素；及占所述溅射靶材总体积5至40体积％的第三相，其中所述第三相包括浓度占第三相中原子总数50原子％或更高的第三金属元素；

因此所述溅射靶材可用于制造含有合金的沉积膜，所述合金包括钼、第二金属元素和第三金属元素。

2.根据权利要求1所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材中钼的浓度是60原子％或更高。

3.根据权利要求1所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材的密度大于理论密度的98％，其中第一相、第二相和第三相的相区尺寸为0.3μm至50μm。

4.根据权利要求1所述的溅射靶材，其中溅射靶材中钼的浓度是50原子％或更高并且小于85原子％。

5.根据权利要求4所述的溅射靶材，其中溅射靶材中钼的浓度是50原子％或更高并且小于85原子％。

6.根据权利要求4所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材的密度大于理论密度的98％，并且其中第一相、第二相和第三相的相区尺寸为0.3μm至50μm。

7.根据权利要求1所述的溅射靶材，其中溅射靶材中钼的浓度是70原子％或更高并且小于85原子％。

8.根据权利要求6所述的溅射靶材，其中溅射靶材中钼的浓度是70原子％或更高并且小于85原子％。

9.一种溅射靶材，包括：

i)占所述溅射靶材原子总数40原子％或更高的钼；

ii)占所述溅射靶材原子总数1原子％或更高的第二金属元素，其中所述第二金属元素是铌；及

iii)占所述溅射靶材原子总数1原子％或更高的第三金属元素，其中所述第三金属元素是钽；

因此所述溅射靶材可用于制造含有合金的沉积膜，所述合金包括钼、第二金属元素和第三金属元素；

其中所述溅射靶材的密度大于理论密度的98％。

10.根据权利要求1至8任一项所述的溅射靶材，其中所述第二金属元素是铌，所述第三金属元素是钛。

11.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材包括一种或多种与第二金属元素和第三金属元素不同的第四金属元素，其中所述第四金属元素选自由钽、钒、铌、铬和钛所组成的群组。

12.根据权利要求1至8任一项所述的溅射靶材，其中第二金属元素是钒，第三金属元素是钽。

13.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第二相占所述溅射靶材总体积的5体积％或更高。

14.根据权利要求1至8任一项所述的溅射靶材，其中所述第三金属元素是铬。

15.根据权利要求1至8任一项所述的溅射靶材，其中所述第二金属元素是铌，所述第三金属元素是钽。

16.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中所述第二金属元素的浓度是所述溅射靶材中原子总数的5原子％至25原子％。

17.根据权利要求1至8任一项所述的溅射靶材，其中所述第三金属元素是钽。

18.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中所述第三金属元素的浓度是所述溅射靶材中原子总数的5原子％至25原子％。

19.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相的体积是所述溅射靶材总体积的70％或更高。

20.根据权利要求1到4任一项所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材包括至少一个第四相，其中所述第四相包括至少50原子％的第四金属元素，第四金属元素与第二金属元素和第三金属元素不同，其中所述第四金属元素选自由钽、钒、铌、铬和钛所组成的群组。

21.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中所述第二金属元素和第三金属元素的总浓度是所述溅射靶材中原子总数的5原子％至45原子％。

22.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中所述第一金属元素、第二金属元素和第三金属元素的总浓度是所述溅射靶材中原子总数的95原子％或更高。

23.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由钼组成的相。

24.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由Mo_xNb_1-x合金组成的合金相，其中x是合金相中钼原子的原子分数，x是0.5或更大，并且x小于1。

25.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由Mo_xV_1-x合金组成的合金相，其中x是合金相中钼原子的原子分数，x是0.5或更大，并且x小于1。

26.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括含50原子％或更多的钼和1原子％或更多的铌的合金相。

27.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由Mo_yM_1-y合金组成的合金相，其中y是合金相中钼原子的原子分数，y是0.5或更大，并且y小于1，M是第三金属元素。

28.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括含50原子％或更多的钼和1原子％或更多的第三金属元素的合金相。

29.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由钼组成的纯相；其中所述第一相包括由Mo_xNb_1-x合金组成的合金相，其中x是合金相中钼原子的原子分数，x是0.5或更大，并且x小于1。

30.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由钼组成的纯相；其中所述第一相包括由Mo_yM_1-y合金组成的合金相，其中y是合金相中钼原子的原子分数，y是0.5或更大，并且y小于1，M是第三金属元素。

31.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括由钼组成的纯相；其中所述第一相包括由Mo_xNb_1-x合金组成的第一合金相，其中x是第一合金相中钼原子的原子分数，x是0.5或更大，并且x小于1；及所述第一相包括由合金Mo_yM_1-y合金组成的第二合金相，其中y是第二合金相中钼原子的原子分数，y是0.5或更大，并且y小于1，M是第三金属元素。

32.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中铌的浓度是5至25原子％，所述第三金属元素的浓度是5至25原子％。

33.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第二相是分散相。

34.根据权利要求1所述的溅射靶材，其中所述第二相的加权平均相区尺寸小于50μm。

35.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中所述第三相是分散相。

36.根据权利要求35所述的溅射靶材，其中所述第三相的加权平均相区尺寸小于50μm。

37.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相是连续相或共-连续相。

38.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括至少90原子％钼，所述第二相包括至少90原子％铌，及所述第三相包括至少90原子％第三金属元素。

39.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述第一相包括至少90原子％钼，所述第二相包括至少90原子％铌，及所述第三相包括至少90原子％钽。

40.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的硅片上沉积一沉积层，所述沉积层厚度是200nm，按照ASTM B905-00测定的与硅的粘附性是4B级或更高。

41.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的硅片上沉积一沉积层，所述沉积层厚度是200nm，在25℃的铁氰化物溶液中的蚀刻速率大于采用由50原子％钼和50原子％钛组成的溅射靶材制造的厚度相同的沉积层的蚀刻速率。

42.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的硅片上沉积一沉积层，所述沉积层厚度是200nm，其电阻率小于采用由50原子％钼和50原子％钛组成的溅射靶材制造的厚度相同的沉积层的电阻率。

43.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的硅片上沉积一包含钼、第二金属元素和第三金属元素的沉积层，所述沉积层厚度是25nm，在所述沉积层上沉积一铜层，对包括所述沉积层和所述铜层的一结构在温度350℃退火30分钟后，采用俄歇光谱法测定，所述硅片表面铜的浓度是1原子％或更低，所述铜层表面硅的浓度小于1原子％。

44.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材的长度是1m或更长，并且是采用包括一轧制步骤的方法形成。

45.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中所述溅射靶材的密度是理论密度的90％或更大。

46.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的Corning 1737玻璃表面上沉积一沉积层，所述沉积层厚度是200nm，按照ASTM B905-00测定的与玻璃的粘附性是4B级或更高。

47.根据权利要求1至9任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的硅片上沉积一沉积层，所述沉积层厚度是200nm，在25℃的铁氰化物溶液中的蚀刻速率比采用由50原子％钼和50原子％钛组成的溅射靶材制造的厚度相同的沉积层的蚀刻速率大至少100％。

48.根据权利要求1至4任一项所述的溅射靶材，其中利用磁控管溅射所述溅射靶材而在干净的硅片上沉积一沉积层，所述沉积层厚度是200nm，按照ASTM B905-00测定的与硅的粘附性是5B级或更高。

49.一种制造权利要求1至9任一项所述溅射靶材的方法，包括下述步骤：

a.将含至少50原子％钼的第一颗粒，含至少50原子％第二金属元素的第二颗粒，及含至少50原子％第三金属元素的第三颗粒混合；

b.将混合的颗粒加热到预定温度；及

c.对混合的颗粒施加预定时间的预定压力，形成非均质材料；及

d.轧制所述非均质材料，至少增大所述材料的长度。

50.根据权利要求49所述的方法，其中所述预定压力是至少5000psi，预定温度是1100℃或更高，预定时间是1小时或更长。

51.根据权利要求50所述的方法，其中所述第一颗粒、第二颗粒和第三颗粒每种的加权平均粒径是100μm或更小。

52.一种沉积膜的方法，其中所述方法包括溅射权利要求1至8任一项所述的溅射靶材，从而在基材上沉积一膜。

53.一种包括基材和沉积层的物品，其中所述沉积层是由权利要求1至8任一项所述的溅射靶材沉积的。

54.根据权利要求53所述的物品，其中所述沉积层包括含钼、第二金属元素和第三金属元素的合金。

55.根据权利要求53所述的物品，其中所述第二金属元素是铌，第三金属元素是钽。

56.根据权利要求53所述的物品，其中所述沉积层在25℃铁氰化物溶液中的蚀刻速率是100nm/min或更高。

57.根据权利要求55所述的物品，其中所述沉积层在25℃铁氰化物溶液中的蚀刻速率是200nm/min或更高。

58.根据权利要求53所述的物品，其中所述沉积层的电阻率是40μΩ·cm或更小。

59.一种生产权利要求53所述物品的方法，其中所述方法包括一以100nm/min或更高速率蚀刻含钼层的步骤。

60.根据权利要求59所述的方法，其中所述蚀刻步骤包括使含钼层至少部分接触铁氰化物溶液的步骤。