DE68913466T2

DE68913466T2 - Sputtertarget und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE68913466T2
Application number: DE68913466T
Authority: DE
Inventors: Tatsuzo Kawaguchi; Mitsuo Kawai; Kazihiko Mitsuhashi; Toshiaki Mizutani; Michio Satou; Takashi Yamanobe
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2009-12-22
Also published as: EP0374931B1; KR900010932A; JPH03130360A; JP2907907B2; EP0374931A3; KR940008020B1; DE68913466D1; EP0374931A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerstäubungstarget (Sputtertarget), welches aus einem hochschmelzenden Metallsilizid gebildet ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Ein aus einem hochschmelzenden Metallsilizid gebildetes Zerstäubungstarget wird zur Bildung von Dünnschichten, wie Elektroden und Verdrahtungselementen bei Halbleiterbauelementen verwendet.
Üblicherweise wird Polysilizium verwendet, um Elektroden oder eine Verdrahtung von Halbleiterbauelementen zu bilden, genauer gesagt, um Gate-Elektroden in als Metall-Oxid- Halbleiter-(MOS) ausgelegten integrierten Großschaltkreisen (LSI) zu bilden. Mit der Zunahme der Integrationsdichte von LSIs allerdings wird das Polysilizium unzulänglich aufgrund der Verzögerung der Signalausbreitung, die zurückzuführen ist auf seinen Widerstand, der immer noch unvorteilhaft groß ist.
Andererseits bestand in jüngerer Zeit zur Erleichterung der Ausbildung von Bauelementen auf der Grundlage der Selbstausrichtung Bedarf an hochschmelzenden Materialien, die als Stoffe für die Gate-Source- und Drainelektroden eingesetzt werden, und als wünschenswert wurden hochschmelzende Metallsilizide angesehen, die kompatibel mit dem Silizium-Gate- Prozeß sind.
Das Zerstäuben ist bekannt als eines der Verfahren, die sich zur Bildung von Dünnschichten aus hochschmelzendem Metallsilizid zur Bildung von Elektroden oder einer Verdrahtung von Halbleiterbauelementen eignen. Bei dem Zerstäubungsverfahren werden Argonionen zur Kollision mit einem Target aus hochschmelzendem Metallsilizid gebracht, um das Metall freizusetzen und es in Form einer dünnen Schicht auf einem der Targetplatte gegenüberliegenden Substrat niederzuschlagen.
Die Eigenschaften der durch Zerstäubung gebildeten Silizidschicht hängen folglich in starkem Maß von den Eigenschaften des Targets ab.
Üblicherweise wird ein solches Target aus hochschmelzendem Metallsilizid durch ein Verfahren erhalten (wie es in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften 61-141673 und 61- 141674 offenbart ist) bei dem MSi&sub2;, erhalten durch die Reaktion zwischen einem hochschmelzenden Metallpulver (z.B. W- oder Mo-Pulver) und einem Silizium-(Si-)Pulver, zusammen mit Si warmgepreßt wird, oder ein Verfahren (wie sie in den japanischen Patent- Offenlegungsschriften 61-58866 und 61-179534 offenbart sind), bei dem ein halbgesinterter Silizidkörper mit Si imprägniert wird.
Allerdings weisen diese bekannten Verfahren die im folgenden beschriebenen Nachteile auf. Im Fall des ersteren reicht der Anteil der Si-Phase von 8 (MSi2,2) bis 25 % (MSi2,9) im Volumen, und ist kleiner als der der MSi&sub2;-Phase. Aus diesem Grund ist es nicht immer möglich, das Si gleichmäßig über die Umfangsbereiche von winkelförmigen MSi&sub2;-Partikeln zu verteilen, welche durch Pulverisierung erhalten werden, auch wenn der Prozeß auf der Warmpreß-Sinterung basiert. Das erhaltene Target hat deshalb möglicherweise eine ungleichmäßige und fehlerhafte Struktur, die Aggregationen kantiger MSi&sub2;-Partikel unterschiedlicher Größen, lokale Si-Phasen-Abschnitte und Poren, und folglich eine starke räumliche Streuung in der Zusammensetzung aufweist, so daß die Zusammensetzung zwischen dem mittleren Bereich und den Umfangsbereichen des plattenförmigen Targets variiert. Die US-A4 663 120 offenbart ein Zerstäubungstarget, welches erhalten wird durch Mischen von Ta-Pulver und Si-Pulver, weiteres Verarbeiten des Gemisches und Erhalten von TaSi&sub2;. Ein ähnliches Verfahren ist in der DE-A-38 07 579 offenbart, bei dem das Metall W ist.
Der Schmelzpunkt der MSi&sub2;-Phase variiert in Abhängigkeit von der Art des hochschmelzenden Metalls M stark. Beispielsweise betragen die Schmelzpunkte von WSi&sub2;, MoSi&sub2;, TiSi&sub2; und TaSi&sub2; 2165, 2030, 1540 bzw. 2200 ºC. Das Warmpreß-Sintern erfolgt unter Verwendung der MSi&sub2;-Phase, welche derart unterschiedliche Schmelzpunkte aufweist, und der Si-Phase mit einem Schmelzpunkt von 1414 ºC, wobei eine Temperatur aufrecht erhalten wird, die nicht über der der eutiktischen Temperatur liegt. Aus diesem Grund läßt sich der Sintervorgang zwischen thermisch stabilen MSi&sub2;-Partikeln nicht beschleunigen, und die Bindungstärke zwischen den Teilchen ist so klein, daß der erhaltene gesinterte Körper brüchig ist, und es bleiben Poren in der erhaltenen Struktur, welche das Maß an Kompaktheit verringern.
Für den Fall, daß ein Silizidfilm durch Zerstäubung unter Verwendung eines Targets mit solchen Eigenschaften gebildet wird, ist die Zusammensetzung des Silizidfilm veränderlich und instabil, und es ist schwierig, die gewünschte Filmzusammensetzung zu erlangen, da die Verteilung der Zusammensetzung des Targets ungleichförmig ist. Wenn außerdem eine Zerstäubung erfolgt, indem ein Target verwendet wird, bei dem die Bindungsstarke zwischen den Teilchen gering ist, und welches Poren besitzt, so kann das Target an seiner Zerstäubungsfläche ausgehend von den Stellen defekter Bereiche, beispielsweise den oben erwähnten Bereichen, brechen, mit der Folge, daß sich feine Teilchen von der Targetoberfläche lösen. Es besteht das Problem, daß diese Teilchen dem niedergeschlagenen Silizidfilm zugemischt werden.
Für den Fall, daß durch Bearbeitung fehlerhaft gewordene Schichten mit sehr kleinen Rissen oder abgesplitterten Abschnitten, die während der mechanischen Bearbeitung des Targets gebildet wurden, nicht vollständig entfernt wurden, weil die Oberflächenendbearbeitung des Targets unzureichend war, oder für den Fall, daß die durch eine Schleifscheibe auf die zu schleifende Fläche aufgebrachte Last während des Schleifvorgangs des Targets zu groß war, so daß Restspannungen in dem Targetoberflächenbereich verblieben sind, erhöht sich der Anteil von Teilchen, die sich aus den durch Bearbeitung defekten Schichten oder den Restspannungen aufweisenden Abschnitten lösen, und es ergibt sich ebenfalls das Problem, daß die Teilchen der Schicht zugemischt werden. Dadurch entstehen weitere ernsthafte Probleme, d.h., der Widerstand der Elektrodenverdrahtung des erhaltenen Halbleiterbauelements erhöht sich, oder es erfolgt ein Kurzschlußvorgang, was zu einer beträchtlichen Verringerung der Produktionausbeute führt. Speziell im Fall von hochdichten integrierten Schaltungen reduziert sich die Breite der Elektrodenverdrahtung in dem Maße, wie die Integration zunimmt, beispielsweise von der Größenordnung 4 Megabit zu der Größenordnung 16 Megabit, und der auf Kurzschlüsse zurückzuführende Defektanteil, verursacht durch der niedergeschlagenen Schicht zugemischte Teilchen, steigt abrupt an.
Bei dem letztgenannten der vorerwähnten herkömmlichen Verfahren wird die Zusammensetzung des Targets gesteuert durch die Dichte des halbgesinterten Silizidkörpers. Wenn allerdings ein halbgesinterter Körper mit einer vorbestimmten Dichte durch Synthese von MSi&sub2; auf der Basis der Silizidreaktion zwischen einem Metallpulver und Siliziumpulver gefertigt wird, oder wenn ein halbgesinterter Körper mit einer vorbestimmten Dichte durch Sintern eines gepreßten, aus MSi&sub2;-Pulver erhaltenen Kompaktteils gebildet wird, schwankt die Dichte in Abhängigkeit der Verarbeitungstemperatur, der Verarbeitungszeit und des Preßdrucks, so daß es äußerst schwierig ist, ein Target mit der gewünschten Zusammensetzung zu erhalten.
Weiterhin besteht nach Kenntnis der Erfinder keine Möglichkeit, daß sich Fremdstoffe durch Diffusion an den Grenzschichten zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase des Targets sammeln, weil üblicherweise als Rohmaterialpulver hochreine MSi&sub2;- und Si- Produkte verwendet werden, weshalb die Stärken der Grenzflächenbindung zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase und der Grenzflächenbindung zwischen den MSi&sub2;-Phasen-Bereichen gering sind.
Ferner gibt es ein Problem insofern, als der Zerstäubungsbetrieb instabil ist aufgrund der extrem großen Differenz der elektrischen Widerstände zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase. D.h., die elektrischen Widerstände von WSi&sub2;, MoSi&sub2;, TiSi&sub2; und TaSi&sub2;, die in der Lage sind, die MSi&sub2;-Phase zu bilden, betragen 70, 100, 16 bzw. 45 uΩ cm, wobei es sich also um kleine Werte handelt, während der Widerstand der Si-Phase 2,3 x 10¹&sup0; uΩ cm beträgt, also extrem groß ist. Der elektrische Widerstand ändert sich also an der Grenzfläche zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase plötzlich, auch weil keine Fremdstoff-Diffüsionsschichten an den Grenzflächen vorhanden sind. Speziell in der Struktur des nach dem letzteren Verfahren hergestellten Targets, liegt die die Matrix-Phase bildende Si- Phase in einer kontinuierlichen Form vor, wobei die einen kleinen Widerstand aufweisenden MSi&sub2;-Phasen-Bereiche von dem einen großen Widerstand aufweisenden Si-Phasen-Teil umgeben sind.
Wenn die Zerstäubung unter Verwendung eines Targets mit einem solchen Aufbau erfolgt, erfolgt der Isolierungsdurchbruch der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase notwendigerweise bei einer Spannung, die über einem gewissen Wert liegt, und es beginnt ein Ladevorgang abzulaufen. D.h., wenn die angelegte Spannung höher als der gewisse Wert ist, erfolgt eine Entladung, und Teile der MSi&sub2;-Partikel oder der Si-Phase geringer Grenzflächenstärke kommen dadurch los und verteilen sich als feine Partikel.
Hierdurch entstehen beträchtliche Probleme. Der Widerstandswert der Elektronenverdrahtung des erhaltenen Halbleiterbaulelements nimmt zu oder es erfolgt ein Kurzschlußfehler, was zu einer beträchtlichen Verringerung der Produktausbeute führt.
Geschieht das Zerstäuben unter optimalen Niederschlagungsbedingungen unter Verwendung eines herkömmlichen Targets, welches aus einer Legierung aus hochschmelzendem Metall und Silizium gebildet ist, um auf einem Substrat eine Schicht aus hochschmelzendem Metallsilizid zu bilden, so läßt sich die Verteilung der Filmdicke gleichförmig machen, allerdings ist der Anteil des hochschmelzenden Metalls in der Schichtzusammensetzung im Mittelbereich des Substrats größer als im Umfangsbereich, und es ergibt sich eine wannenförmige Verteilungskurve der MSix-Zusammensetzung.
Folglich wird die Verteilung des Flächenwiderstands der Dünnscnicht durch eine muldenförmige Kurve repräsentiert, und die Streuung der elektrischen Eigenschaften in der Schicht auf der Substratoberfläche ist beträchtlich.
Es wird angenommen, daß diese Ungleichmäßigkeit der Verteilung der Zusammensetzung der auf der Substratoberfläche gebildeten Dünnschicht hauptsächlich zurückzuführen ist auf den großen Unterschied zwischen den Zerstäubungsfreigabewinkelverteilungen des hochschmelzenden Metalls (M) und des Siliziums (Si), sowie auf die Schwankung der Menge von Si-Atomen, die durch Argon-(Ar-)Atome verteilt werden, welche Schwankung abhängt von den relativen Positionen von Target und Substrat.
Da die Schichtzusammensetzung in der Mitte des Substrats reich an hochschmelzendem Metall ist, ist außerdem dort die Schichtspannung groß, und die Dünnschicht schält sich möglicherweise während der Erwärrnungs-Oxidation in einen späteren Verarbeitungsschritt leicht ab.
Das Auftreten einer solchen Ungleichmäßigkeit in der Schichtzusammensetzung zu verhindern, ist auch dann schwierig, wenn die Niederschlagungsbedingungen bezüglich der Lage des Magnetfeldgenerators und der Prozeßspannung in verschiedener Weise geändert werden.
Die Erfinder hatten die Idee, ein Target mit einer Zusammensetzungsverteilung herzustellen, welche der Schichtzusammensetzungsverteilung derart entgegengesetzt war, daß die Verteilung der Zusammensetzung einer durch Zerstäuben gebildeten Dünnschicht mit Hilfe eines solchen Targets gleichförmig gestaltet werden kann.
Bei den herkömmlichen Fertigungsverfahren allerdings ist es äußerst schwierig, ein Target mit einer Zusammensetzungsverteilung zu erhalten, bei der der Anteil einer Komponente sich kontinuierlich ändert, um so die Zusammensetzungsverteilung in der gebildeten Dünnschicht gleichmäßig zu gestalten.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zerstäubungstarget zu schaffen, welches aus einem hochschmelzenden Metallsilizid verbesserter Eigenschaften gebildet ist, welches eine Zusammensetzung aufweist, die die Bildung einer stabilen und eine gleichmäßige Zusammensetzung aufweisenden Silizidschicht gestattet, und das im wesentlichen frei von der Erzeugung von Partikeln ist; außerdem soll ein Verfahren zum Herstellen dieses Targets angegeben werden.
Dieses und weitere Ziele lassen sich durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 11 erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, den Wert X in der Zusammensetzung MSix auf einen Wert von nicht weniger als 2,0 und nicht mehr als 4,0 einzustellen.
Außerdem ist es zu bevorzugen, die Dicke der an den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;- Phase und der Si-Phase gebildeten Grenzschichten auf 100 bis 5000 Å (10 bis 500 nm) einzustellen.
Die räumliche Verteilung (d.h. die Streuung eines Zusammensetzungsprofils innerhalb des Targets) der Zusammensetzung von MSix kann auf einen Bereich von ± 0,05 begrenzt werden, ausgedrückt durch das Si/M-Atomverhältnis, während das Dichteverhältnis auf 99 % oder darüber eingestellt wird, damit der Zerstäubungsvorgang stabiler durchgeführt werden kann und außerdem die Bildung einer Dünnschicht gleichmaßiger Qualität möglich ist.
Die Si-Phase kann mindestens ein Element enthalten, das aus der Gruppe B, P, Sb und As ausgewählt ist und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 0,01 bis 1 Ω cm besitzt. Die fehlende Anpassung zwischen den elektrischen Widerständen der MSi&sub2;- und Si- Phase wird dadurch abgemildert, daß die Dispersion der Zerstäubungsrate verringert wird und dadurch die Möglichkeit entsteht, eine stabile Schichtzusammensetzung zu erhalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird die Rauhigkeit Ra (Mittellinienrauhigkeit) eines Oberflächenabschnitts des Targets auf 0,05 um oder darunter eingestellt, während die Restdruckspannung im Oberflächenabschnitt auf 5 kg/mm² ( 5daN/mm²) oder darunter eingestellt wird. Es gibt deshalb praktisch keine Möglichkeit zur Ausbildung irgendwelcher Bearbeitungsfehler enthaltender Schichten mit Rissen oder Splitterteilen in dem Target-Oberflächenabschnitt, und der Anteil von Partikeln, die sich abtrennen und von den defekten Schichten loskommen wird spürbar verringert, so daß die Ausbildung von Dünnschichten von verbesserten Qualitäten möglich ist.
In einer noch weiteren Form der vorliegenden Erfindung besitzt ein Target in der Form einer Platte, hergestellt aus einem hochschmelzenden Metallsilizid, welches durch die Zusammensetzungsformel MSix dargestellt wird, eine solche Zusammensetzungsverteilung, daß der Wert von X ausgehend von einem Umfangsabschnitt des Targets in Richtung auf dessen Mitte zunimmt. Dadurch ist es möglich, die Si-Zerstäubungsrate in der Mitte der Targets relativ zu derjenigen am Umfangsbereich heraufzusetzen und damit die Ungleichmäßigkeit der Dünnschichtzusammensetzung, wie sie beim herkömmlichen Verfahren aufgrund der Differenz zwischen den Zerstäubungsraten der Komponenten im Mittel- und an den Umfangsbereichen entsteht, zu beseitigen.
Ferner ist es möglich, die Zerstäubungsgeschwindigkeit für verschiedene Zonen des Targets mit allmählichem Übergang zu ändern, ohne die Bindungsfestigkeit zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase zu beeinträchtigen, indem der Wert X in der Zusammensetzungsformel MSix derart eingestellt wird, daß sich das X kontinuierlich in dem Bereich von 2,0 bis 4,0 ändert.
Gemäß einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird im Prozeßschritt (2) ein Mittelbereich des in die Form eingebrachten gemischten Pulvers rasch erwärmt. Dadurch fließt und diffundiert Si vom Umfangsbereich zu der Reaktionszone in der Mitte, wodurch ein Target erhalten wird, dessen Mittelzone reich an Si ist, während der Umfangsbereich reich an hochschmelzendem Metall ist.
In dem Prozeßschritt (2) können hochschmelzendes Metall- (M-) Pulver und Si-Pulver gemischt werden, um mindestens zwei gemischte Pulver unterschiedlicher Mischungsverhältnisse vorzubereiten. Das Pulvergemisch mit dem höheren Si-Anteil wird in die Mittelzone der Form eingebracht, während das Pulvergemisch mit dem geringeren Si-Anteil umfangsseitig in der Form angeordnet wird, so daß die Si-Zerstäubungsrate im Mittelbereich des Targets gegenüber derjenigen am Umfangsbereich heraufgesetzt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Entfernung von der Substratmitte und dem Flächenwiderstand jeder der Dünnschichten, die durch Zerstäubung unter Verwendung der gemäß Beispiel 18 der vorliegenden Erfindung bzw. nach dem Vergleichsbeispiel 16 hergestellten Zerstäubungstargets gebildet wurden;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Abstand von der Substratmitte und dem Schichtwiderstand jeder der Dünnschichten gemäß Beispiel 19 und Bezugsbeispiel 17;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Entfernung von der Substratmitte und dem Schichtwiderstand jeder der Dünnschichten gemäß Beispiel 20 und Bezugsbeispiel 18; und
Fig. 14 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Abstand von der Substratmitte und dem Schichtwiderstand jeder der Dünnschichten gemäß Beispiel 21 und Bezugsbeispiel 19.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nach Kenntnis der Erfinder ist es zur Erreichung des oben erwähnten Ziels notwendig, daß das Target Kennwerte aufweist, die auf folgenden Bedingungen beruhen:
1) Das Target wird aus MSix (2,0 ≤ X ≤ 4,0) mit einer Gemischzusammensetzung gebildet, in der eine MSi&sub2;-Phase in der Form von Partikeln gleichförmiger Größe in einer Si- Phase dispergiert ist;
2) Die Bindung zwischen der MSi&sub2;-Phase und Si-Phase sowie die Bindung zwischen MSi&sub2;- Phasen-Anteilen ist stark.
3) Die Zusammensetzung ist gleichförmig; die räumliche Zusammensetzungsverteilung ist auf einem Bereich von ± 0,05 (Si/M-Atomverhältnis) beschränkt; und
4) das Dichteverhältnis ist 99 % oder größer.
Metalle wie z.B. Molybdän (Mo), Wolfram (W), Titan (Ti), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Niob (Nb) und Tantal (Ta), aus dem ein Metallsilizid mit kleinem spezifischen Widerstand gebildet werden kann, dienen als Metall (M) mit hohem Schmelzpunkt, welches eine Hauptkomponente des Targets ist; es wird eines dieser Metalle oder eine Kombination aus zwei oder mehreren von ihnen verwendet.
Jedes dieser Metalle besitzt einen spezifischen Widerstand, der geringer ist als derjenige von herkömmlichen Verdrahtungsmaterialien, und es besitzt eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen. Wenn ein Silizid aus diesen Metallen als Elektrodenverdrahtung für Halbleiter einer arithmetischen Halbleiterschaltung eingesetzt wird, läßt sich die Rechengeschwindigkeit verbessern. Außerdem sind diese Metalle korrosionsbeständig gegenüber Chemikalien, die im Halbleiter-Fertigungsprozeß zugesetzt werden, und sie oxidieren nicht leicht bei einer Hochtemperatur-Wärmebehandlung.
Die Erfinder haben im Hinblick auf die Schaffung eines Targets mit den Eigenschaften auf der Grundlage der obigen Bedingungen 1) bis 4) eingehende Studien angestellt und herausgefunden, daß, wenn ein Gemisch aus einem M-Pulver und einem Si-Pulver zur Reaktion gebracht wird, geschmolzen und durch Warmpressen gesintert wird, um eine Silizid-Synthese herbeizuführen, wobei gleichzeitig mit dem Sintern eine Zunähme der Kompaktheit erfolgt, das einen hohen Schmelzpunkt aufweisende Metall (M) vollständig in MSi&sub2; umgewandelt und bei sämtlichen Temperaturen gesintert wird, die gleich oder geringer sind als 1300 ºC, und bei denen Si mit ausreichend hoher Menge pro Zeiteinheit verdampft. Es läßt sich eine gleichmäßige Struktur erzielen, in der MSi&sub2;-Phasen-Abschnitte in der Form von Teilchen umgeben sind von schichtähnlichen Si-Phasen-Anteilen oder, anders ausgedrückt, MSi&sub2;-Teilchen wie Tupfen in der Si-Phase schwimmen. Grenzschichten, an denen die Fremdstoffdichte hoch ist, bilden sich an den Grenzflächen zwischen den MSi&sub2;-Teilchen und der Si-Phase, so daß die Grenzflächenfestigkeit erhöht wird und sich der elektrische Widerstand nicht abrupt ändert. Die Beseitigung von Poren, die Erhöhung der Kompaktheit und die Zunahme des Anteils der MSi&sub2;-Phase werden gefördert durch das Si-Fließen bei einer Temperatur, die höher ist als die eutektische Temperatur, und bei der die Si- Phase geschmolzen ist. Die vorliegende Erfindung basiert im wesentlichen auf diesen Erkenntnissen.
D.h., das Zerstäubungstarget gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch hergestellt, daß der Si-Molanteil in dem Pulvergemisch aus M und Si auf einen Wert eingestellt wird, der 2- bis 4 mal größer ist als der von M, so daß der Wert X in der Zusammensetzungsformel MSix auf einen Wert innerhalb eines Bereichs 2,0 ≤ X ≤ 4,0 eingestellt wird. In dem Pulvergemisch ist der Hauptanteil des M-Pulvers umgeben von und in Berührung mit dem Si-Pulver, und ist gleichmäßig verteilt. Dieses Pulvergemisch wird erhitzt, während es unter einem geeigneten Druck zusammengepreßt wird, um ein Preßteil zu bilden, und hierdurch das Si erweicht und zur Reaktion mit M unter Synthetisierung von MSi&sub2; gebracht. Die Temperatur des Gemisches wird lokal an den Stellen der Berührung zwischen Si- und M- Teilchen heraufgesetzt durch die exotherme Reaktion, die MSi&sub2; bildet, um das Si weiter zu erweichen, damit Si an den Oberflächen der Teilchen haften bleibt und ein Übergang zu MSi&sub2; erfolgt, wodurch der Prozeß der Bildung von MSi&sub2; gefördert wird. Andererseits wird eine große Menge nicht zur Reaktion gelangter und überschüssiger Teile von Si, das bis zu einem gewissen Maß erweicht ist, zwangsweise dazu gebracht, um die sich in MSi2 umwandelnden Teilchen herumzuströmen, wodurch die Kompaktheit verbessert wird, so daß in der sich ergebenden Struktur die MSi2-Phasen-Abschnitte in der Form von Teilchen auch dann vollständig von der Si-Phase bedeckt sind, wenn in der Zusammensetzung X = 2,1 beträgt, der Si-Anteil also gering ist. Die MSi&sub2;-Phase und die Si- Phase oder die MSi&sub2;-Teile werden daher aufgrund der Diffusionsreaktion zu einer festen Bindung miteinander gebracht, wobei die räumliche Streuung der Zusammensetzung spürbar verringert ist.
Fremdstoffe, die in jeder Phase enthalten sind, diffundieren und bewegen sich zu den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase zur Bildung von Grenzschichten, wodurch die Bindungsstärke an den Grenzflächen zwischen den beiden Phasen erhöht wird. Wenn die Si-Phase geschmolzen wird, um zu fließen, schließt das fluidförmige Si jede Pore, die in dem gesinterten Körper verbleibt, um die Erhöhung der Kompaktheit zu fördern, während sich die MSi&sub2;-Phasen-Teile bewegen und miteinander innerhalb des geschmolzenen Si kombinieren, um zu einer gewissen Größe anzuwachsen und dadurch eine gesinterten Körper hoher Dichte mit gleichförmiger Struktur zu bilden, in weicher die MSi&sub2;-Phasen-Anteile gleichförmiger Teilchengröße in der Si-Phase dispergiert sind.
Die vorliegende Erfindung basiert auf dieser Erkenntnis.
Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen näher erläutert.
Das Target aus hochschmelzenden Silizid gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Aufbau, bei dem MSi&sub2;-Phasen-Anteile in der Form von Teilchen in einer Si-Matrix-Phase dispergiert sind. Diese Struktur wird in einer solchen Weise erhalten, daß ein Pulver vorbereitet wird, indem ein M- oder ein MSi&sub2;-Phasen-Pulver und ein Si-Pulver derart gemischt werden, daß der Wert X in der sich ergebenden Zusammensetzung von MSix einen Wert in einem Bereich von 2,0 ≤ X ≤ 4,0 annimmt und zur Bildung einer MSi&sub2;-Phase derart gesintert wird, daß ein überschüssiger Anteil von Si um die MSi&sub2;-Phasen-Bereich herum verbleibt.
Der Grund für die Beschränkung der Zusammensetzung von MSix nach Maßgabe der Beziehung 2,0 ≤ X ≤ 4,0 ist folgender: wenn der Wert X in der Zusammensetzung MSix kleiner als 2,0 ist, wird eine beträchtliche Druckspannung in einer auf einem Substrat gebildeten Silizidschicht hervorgerufen, wodurch die Haftung an dem Substrat beeinträchtigt wird und sich die Schicht leicht abschält. Wenn der Wert von X in der Zusammensetzung MSix 4,0 übersteigt, wird eine Schicht mit einem großen Schichtwiderstand gebildet, die deshalb ungeeignet ist für die Elektrodenverdrahtung.
5Während der Synthese von MSi2 wird MSi2 gebildet durch eine exotherme Reaktion, hervorgerufen durch die Berührung zwischen M-Teilen und Si-Teilchen, so daß es in Form von Teilchen erhalten wird. Die Größe der MSi&sub2;-Teilchen hängt ab von der Teilchengröße der M-Teilchen, sie kann jedoch im starken Umfang schwanken, weil praktisch sämtliche M-Teilchen in zusammenhängender Form vorliegen. Wenn die Verteilung der MSi&sub2;- Teilchengröße beträchtlich ist, erhöht sich die Schwankungsbreite bei der Zusammensetzung einer Silizidschicht, die unter Verwendung eines solchen Targets gebildet wird. Deshalb ist es notwendig, den Grad der Gleichförmigkeit der Teilchengröße zu maximieren. Vorzugsweise liegt der Bereich für die Teilchengröße bei 1 bis 150 um. Die kugelförmige Gestalt ist ideal für die Form der MSi&sub2;-Partikel. Dies deshalb, weil eine Kugelform sich eher dazu eignet, ein Teilchen an einem Sich-Lösen zu hindern, und weil eine erhöhte Wahrscheinlichkeit besteht, daß Teilchen durch eine anormale Entladung aus Teilchen mit eckigen Abschnitten gebildet werden. Allerdings haben M-Teilchen, die durch Feinen auf der Grundlage eines Ionenaustauschs erhalten werden, die Neigung, während des Reduktionsprozesses zusammenzubacken, und aus kombinierten M-Teilchen gebildete MSi&sub2;- Teilchen haben große Unregelmäßigkeit. Deshalb ist es notwendig, die M-Teilchen unter Reduktionsbedingungen zu verarbeiten, die in der Lage sind, das Zusammenbacken zu beschränken, oder einen Dispersionshelfer hinzuzugeben, um das Zusammerkleben zu beschränken, wenn die Partikel gemischt werden. Anstatt dieses Verfahrens wird vorzugsweise ein chemisches Verfahren zum Abscheiden aus der Dampfphase eingesetzt, um die M-Partikel mit verbesserter Dispersionsfahigkeit zu erhalten.
Die Verfahren zum chemischen Abscheiden aus der Dampfphase (im folgenden einfach als "CVD" bezeichnet) basieren auf einem Prozeß, bei dem ein Rohstoff, wie ein Halogenid, ein Sulfid oder ein Hydrid in den Zustand der Dampfphase bei hoher Temperatur gebracht wird und eine chemische Reaktion durchmacht, einschließlich einer thermischen Zersetzung, Oxidation und Deoxidation, um das Reaktionsprodukt auf einem Substrat niederzuschlagen. CVD-Verfahren werden als Verfahren auf verschiedenen Gebieten eingesetzt, um Halbleiter- und Isolierschichten zu bilden.
Als Rohmaterialien vorliegende M- und Si-Pulver enthalten notwendigerweise Fremdstoffe und Dotierstoffe, die sich durch derzeitige Fertigungsverfahren nicht beseitigen lassen.
Insbesondere sind üblicherweise in M-Pulvern und Si-Pulvern ,die als Rohmaterialien für Targets bei der Herstellung von Halbleitern vorgesehen sind, Dotierstoffe wie B, P, Sb und As beigemischt. Wird ein Target unter Verwendung von Rohmaterialien gebildet, die derartige Dotierstoffe enthalten, so werden die Dotierstoffe durch die Wärme der Reaktion und des Sinterprozesses diffundiert und in einer speziellen Zone, beispielsweise den Kristallgrenzflächen, konzentriert. Die Dotierstoffe wirken so, daß sie das Gitter stören oder sich zu den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase bewegen, wo eine Gitterstörung vorliegt, um auf diese Weise Grenzschichten zu bilden. Vorzugsweise wird die Dicke der Grenzschichten auf 100 bis 5000 A (10 bis 500 nm) eingestellt, wenngleich die bevorzugte Dicke abhängt von der Menge an Dotierstoffen, die in den M- und Si- Teilchen enthalten ist. Die Dicke der Grenzflächen wird üblicherweise mit Hilfe einer Micro-Auger-Emissionsspektroskopie (u-AES) festgestellt. D.h., es erfolgt eine Auger- Analyse durch Aufstrahlen eines Elektronenstrahls auf ein Target, welches aus unterschiedlichen chemischen Phasen mit dazwischenliegenden Grenzflächen gebildet ist, um dadurch zwei lineare Spektralgrundlinien bei Energieniveaus zu erhalten, die der jeweiligen chemischen Phase entsprechen, und um eine Spektralkurve zu erhalten, welche die beiden Spektralgrundlinien verbindet. Die Zone, in der diese Spektralkurve erscheint, entspricht der Grenzschicht. Folglich erhält man die Dicke der Grenzschichten gemäß der vorliegenden Erfindung als die Entfernung zwischen Schnittpunkten von zwei Spektralgrundlinien und der Linientangente an die Spektralkurve im Wendepunkt.
Wenn solche Grenzschichten vorhanden sind, wird die Bindungstärke der MSi&sub2;- und Si- Phasen verbessert, und die Möglichkeit für die MSi&sub2;-Phasen-Anteile, sich von den SI-Matrix-Teilen zu lösen, verringert sich. Wenn außerdem Grenzschichten mit hoher Fremdstoffdichte an den Grenzflächen zwischen einer MSi&sub2;-Phase geringen Widerstands und einer Si- Phase hohen Widerstand gebildet werden, ist die sich ergebende Struktur frei von jedem abrupten Wechsel des elektrischen Widerstands, und es besteht keine Möglichkeit für jeglich anormale Entladung während des Zerstäubungsvorgangs. Die Grenzschichten sind in dieser Hinsicht wirksam.
Um die Dicke der Grenzschichten auf mehr als 5000 Å (500 nm) einzustellen, muß in der Si-Phase eine beträchtliche Menge an Dotierstoffen enthalten sein. In diesem Fall ist die sich ergebende Silizidschicht mit Fremdstoffen verunreinigt. Wenn die Dicke der Grenzschichten weniger als 100 Å (10 nm) beträgt, lassen sich die oben beschriebenen Effekte nicht voll gewährleisten.
Die räumliche Verteilung der Zusammensetzung des Targets läßt sich reduzieren, um die Änderung in der Schichtzusammensetzung zu beschränken und eine Silizidschicht mit gleichmäßiger Zusammensetzung zu erhalten. Es ist vorzuziehen, die Verteilung auf einen Bereich von ± 0,05 zu beschränken, ausgedrückt als Si/M-Atomverhältnis.
Das Dichteverhältnis des Targets bezieht sich auf die Menge von sich ablösenden Partikeln. Wenn die Dichte gering ist, existieren in dem Target zahlreiche Poren, und es gibt eine erhöhte Möglichkeit für das Auftreten einer anormalen Entladung an den entsprechenden Stellen und somit die Möglichkeit des Abbrechens oder Sich-Lösens von Targetteilen. Deshalb ist es vorzuziehen, daß Dichteverhältnis an jedem Abschnitt des Targets auf 99 % oder darüber einzustellen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben außerdem intensive Studien angestellt im Hinblick auf die Verringerung des Maßes, mit dem sich der elektrische Widerstand an jeder Grenzfläche zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase ändert, und sie haben herausgefunden, daß ein Target, welches erhalten wird durch Sintern eines Si-Pulvers und eines M- oder MSi&sub2;-Pulvers mit mindestens einem der Elemente B, P, Sb und As und mit Einstellung des gewünschten elektrischen Widerstands eine Struktur besitzt, die verbessert ist in der Anpassung zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase und daher eine gleichmäßige Zerstäubungsgeschwindigkeit aufweist, und welches frei von jeglicher abrupten Änderung des elektrischen Widerstand ist sowie ferner eine erhöhte Grenzflächenfestigkeit aufweist, bewirkt durch den Effekt der Bildung von Diffusionsschichten an den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase, in welchen Schichten das oben angegebene Element diffundiert ist.
Ein Zerstäubungstarget gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde auf der Grundlage der oben erläuterten Erkenntnisse hergestellt. Genauer gesagt, ist es gebildet durch ein hochschmelzendes Metallsilizid mit einer MSix (2,0 ≤ X ≤ 4,0) Zusammensetzung auf der Grundlage eines Gemisches einer MSi&sub2;-Phase (M: mindestens ein hochschmelzendes Metall aus der Gruppe W, Mo, Ti, Zr, Hf, Nb und Ta) und einer Si-Phase, wobei die Si-Phase mindestens ein Element aus der Gruppe B, P, Sb und As enthält und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 0,01 bis 1 Ω cm besitzt.
B, P, Sb und As sind Elemente, die den Effekt haben, den elektrischen Widerstand der Si- Phase stark zu verringern. Wenn die Si-Phase des Targets diese Elemente enthält, können die elektrischen Widerstände der beiden Phasen aneinander angepaßt werden, und dadurch wird die Zerstäubungsrate gleichförmig gestaltet, was zu einer stabilen Schichtzusammensetzung und einer gleichmäßigen Schichtdicke führt. Die Elemente in der Si-Phase diffundieren und bewegen sich zu den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase, wo das Ausmaß der Störung des Gitters und die Gitterverzerrung groß sind, wodurch die oben erwähnten Grenzschichten gebildet werden.
Die Dicke der Grenzschichten wird eingestellt auf 100 bis 5000 Å (10 bis 500 nm), obschon sie abhängig von den Mengen der in der Si-Phase enthaltenen Elemente variiert.
Wenn der spezifische Widerstand der Si-Phase kleiner als 0,01 Ω cm ist, sind die elektrischen Widerstände der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase nicht angepaßt, so daß die Zerstäubungsrate lokal ungleichförmig ist, was die Bildung einer stabilen Schichtzusammensetzung verhindert. Wenn der spezifische Widerstand 1,0 Ω cm übersteigt, lassen sich die oben beschriebenen Effekte nicht vollständig gewährleisten. Deshalb ist es vorzuziehen, den spezifischen elektrischen Widerstand der Si-Phase auf einen Bereich von 0,01 bis 1,0 Ω cm einzustellen, oder, besonders bevorzugt, auf 0,02 bis 0,2 Ω cm einzustellen.
Die Erfinder haben außerdem herausgefunden, daß das Trennen von Partikeln aus dem Target während des Zerstäubungsvorgangs auch abhängt von Oberflächendefektschichten, die während der Oberflächenendbearbeitung des gesinterten Silizidkörpers entstehen, beispielsweise durch Schleifen, woraus sich der Oberflächenzustand oder eine Restspannung ergibt. Die übliche Schleif-Endbearbeitung des Targets besteht in einem Schleifen des Werkstücks mit hartem Schleifkorn einer Schleifscheibe, die sich mit hoher Drebzahl dreht. Wenn ein hartes und sprödes Material wie ein gesinterter Silizidkörper, bestehend aus einem Disilizid eines hochschmelzenden Metalls (z.B. WSi&sub2;) und Silizium, auf diese Weise geschliffen wird, werden unumgänglich pulverförmige Splitter von der bearbeiteten Fläche verstreut. Nach Kenntnis der Erfinder werden derartige pulverförmige Splitter so gebildet, daß sehr feine Risse in der Schleiffläche gebildet werden, hervorgerufen durch die Spannung aufgrund der Berührung mit den Schleifkörnern während des Schleifvorgangs, wobei die Kantenabschnitte der Risse durch die abrupte Abnahme der Spannung nach dem Vorbeilaufen der Schleifkörner noch oben versetzt werden und als Bruchstücke getrennt werden. Zur Bearbeitung von brüchigen Materialien wird die Schneidtiefe oder - Last für jeder Schleifkorn in geeigneter Weise erhöht, so daß die Risse in örtlichen Spannungsfeldern enthalten sind, die durch die Schleifkörner gebildet werden, wobei der Arbeitsvorgang mit der Ansammlung feiner Fragmente des Materials von statten geht. Aus diesem Grund wird in der Schleiffläche eine Vielfalt von durch Bearbeitung hervorgerufenen defekten Schichten mit Schleifspuren, herausgelösten Löchern, feinen Rissen und dergleichen gebildet.
Wenn der Zerstäubungsvorgang unter Verwendung eines Targets erfolgt, in welchem derartige defekte Schichten über der gesamten Fläche verteilt gebildet sind, trennen sich und lösen sich von der Targetfläche feine Partikel als die oben erwähnten abgetrennten Partikeln, indem solche defekten Abschnitte abbrechen durch die Kollision mit Ionen des Plasmas.
Ein Zerstäubungstarget gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde auf der Grundlage der oben beschriebenen Erkenntnisse hergestellt, und es ist grundsätzlich dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit Ra (Mittellinienrauhigkeit) auf einem Oberflächenabschnitt des Targets auf 0,05 um oder darunter eingestellt wird und praktisch keine Möglichkeit besteht zur Bildung irgendwelcher durch Bearbeitung bedingter defekter Schichten mit feinen Rissen und Splitterteilen, die durch Oberflächenbearbeitung entstehen.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra (Mittellinienrauhigkeit), die oben angesprochen wurde, ist definiert in der japanischen Industrienorm (JIS-B0601). D.h., ein Abschnitt einer Rauhigkeitskurve mit einer Meßlänge 1 in Richtung der Mittellinie wird herausgegriffen, die X- Achse wird auf die Mittellinie des herausgenommenen Abschnitts eingestellt, und die Y- Achse wird in der Richtung der Langsvergrößerung eingestellt, und die Rauhigkeitskurve wird dargestellt durch y = f(x). Dann drückt sich die Oberflächenrauhigkeit Ra aus als ein in Micrometern (um) gemessener Wert, der durch folgende Gleichung ermittelt wird:
Um die Rauhigkeit der endbehandelten Oberfläche zu verringern, und um im wesentlichen jegliche durch Bearbeitung defekt gewordene Schichten, in denen Risse und Löcher gebildet sind, zu beseitigen, ist es wichtig, die Bearbeitungseinheit relativ zu der Verteilung der Materialdefekte zu verringern. Genauer gesagt, es ist notwendig, Schleifkörner mit geringerer und gleichmäßiger Korngröße zu verwenden, oder die Belastung pro Schleifkorn herabzusetzen durch Verwendung einer Einrichtung wie z.B. eines Weichpolierers, der in seiner Elastizität oder Viskoelastizität verbessert ist, um die in dem Material hervorgerufene Spannung auf einen Wert herabzusetzen, der unterhalb der Bruchspannung liegt.
Selbst in dem Fall eines harten und spröden Materials wie einem hochschmelzenden Metallsilizid gibt es einen gewissen Bearbeitungsbereich, in welchem das Material ausschließlich eine Verformung durch plastisches Fließen aufweist und frei von Rißbildungen ist, vorausgesetzt, die Belastung ist äußerst gering. Hierdurch ist es möglich, die bearbeitete Oberfläche mit einer solchen Behandlung zu versehen, daß man eine spiegelnde Oberfläche mit extrem kleinen Unregelmäßigkeiten erhält. Als derartige Bearbeitung kommen das Lappen oder das Polieren für die Oberflächenbearbeitung oder das mechanisch-chemische Polieren zwecks hochgenauer Oberflächenendbehandlung in Frage.
Das mechanisch-chemische Polieren ist ein hochpräzises Polieren auf der Grundlage zweier unterschiedlicher herkömmlicher Prozesse: das mechanische Polieren unter Verwendung eines Schleifsteins, und das chemische Polieren unter Verwendung eines Prozesses des feinen Erodierens der Materialoberfläche mit einer Chemikalie.
In der Praxis ist es allerdings schwierig, den gesinterten Silizidkörper in Übereinstimmung mit der gewünschten Größe mit der Endbehandlung zu versehen. Es besteht deshalb die Notwendigkeit, einen Prozeß durchzuführen, bei dem die Materialoberfläche zunächst dadurch bearbeitet wird, daß eine effiziente Oberflächenbearbeitung, beispielsweise Schleifen, stattfindet, und die Oberfläche dann geläppt oder poliert wird, um durch Bearbeitung hervorgerufene defekte Schichten zu beseitigen, die durch den vorausgehenden Arbeitsvorgang entstanden sind.
Die oben angegebenen Arten der Oberflächenbearbeitung werden abgestuft nach der Schleifkorngröße in der Reihenfolge Lappen, Polieren und mechanisch-chemisches Polieren, wobei die Größe der beim mechanisch-chemischen Polieren verwendeten Schleifkörner die kleinste ist. Die Rauhigkeit der fertigen Oberfläche wird in dieser Reihenfolge auch feiner. Wenn diese Arten der Bearbeitung für das Target aus hochschmelzendem Metallsilizid verwendet werden, laßt sich die Menge von abgetrennten Partikeln spürbar reduzieren. D.h., nach Kenntnis der Erfinder gibt es eine Korrelation zwischen der Menge der abgetrennten Partikel und der Oberflächenrauhigkeit, und es ist besonders zu bevorzugen, die Oberflächenrauhigkeit Ra (Mittellinienrauhigkeit) zu begrenzen auf 0,05 um oder darunter, um die Menge von abgetrennten Partikeln zu begrenzen, die eine Größe haben, bei der die abgetrennten Partikeln Defekte der Elektrodenverdrahtung hervorrufen.
Während des Zerstäubungsvorgangs durch Ar-Ionenbestrahlung wird in dem Target am Ionenauftreffpunkt ein starkes Spannungsfeld erzeugt, und die Targetoberfläche wird auf eine hohe Temperatur aufgeheizt. Wenn in den Oberflächenbereichen des Targets Restspannungen verbleiben, die ungleichmäßig verteilt sind, werden die Spannungen von der während des Zerstäubungsvorgangs erzeugten Wärme neu verteilt, so daß sie sich lokal verstärken und große Risse einschließlich drastischer Risse hervorgerufen werden, was in einer beträchtlichen Zunahme der Menge abgetrennter Partikel resultiert. In dieser Hinsicht ist es besonders zu bevorzugen, die Restspannung zu begrenzen auf 5 kg/mm² ( 5daN/mm²) oder darunter.
Die Erfinder haben außerdem Untersuchungen im Hinblick auf die Beseitigung jeglicher Ungleichmaßigkeit der Dünnschichtzusammensetzung aufgrund der Differenz zwischen den Zerstäubungsfreigabewinkelverteilungen und den jeweiligen Komponenten des Targets angestellt und herausgefunden, daß dann, wenn ein gesinterter Körper durch Warmpressen eines Gemisches aus einem hochschmelzenden Metall-(M-) Pulver und einem Silizium- (Si) Pulver zur Herbeiführung der Silizid-Synthese, Sintern und Erhöhung der Kompaktheit gleichzeitig hergestellt wird, eine Reaktion unter Bildung einer Disilizid-Phase des hochschmelzenden Metalls (MSi&sub2;) dadurch bewirkt wird, daß das Innere einer Form zur Bildung des Targets gefüllt wird mit dem Pulvergemisch und ein Mittelbereich der Form rasch unter hohem Druck erwärmt wird, wodurch das Si zum Fließen und Diffundieren von einem Umfangsabschnitt zu der mittigen Reaktionszone hin gebracht wird, so daß ein Target mit einem Mittelbereich gebildet wird, der reich an Si ist, und ein Umfangsbereich gebildet wird, der reich an dem einen hohen Schmelzpunkt aufweisenden Metall ist. Dieses Target besitzt eine Zusammensetzungsverteilung, die sich umgekehrt zu derjenigen des herkömmlichen Targets verhält, in welchem der Umfangsbereich reich an Si ist, während der Mittelbereich reich an dem hochschmelzenden Metall ist.
Es wurde ferner herausgefunden, daß die Breite der Zone, in der die Zusammensetzung geändert wird (Zusammensetzungsgradient) frei steuerbar ist durch Auswählen der Erwärmungsgeschwindigkeit bei dem raschen Erwärmen.
Das in die Form eingebrachte Pulvergemisch wird in seinem Mittelbereich rasch erwärmt, während es mit einem geeigneten Druck zusammengepreßt wird, und dadurch wird das Si erwärmt und zur Reaktion mit M gebracht, um ein Disilizid des hochschmelzenden Metalls (MSi&sub2;) zu bilden. Da diese Disilizid-Synthesereaktion zur Bildung von MSi&sub2; eine exotherme Reaktion ist, wird der Mittelbereich des das Target gebildeten Körpers, in welchem Si- Partikel und M-Partikel in Berührung miteinander stehen, lokal erwärmt und wird unter Annahme eines Fluidzustands weiter erweicht, und Si-Partikel im Umfangsbereich diffundieren und bewegen sich zu der Reaktionszone im Mittelbereich hin. Rohmaterialpartikel außer den zu MSi&sub2; umgewandelten Rohmaterialpartikeln hängen zusammen an den Oberflächen und den Umfangsbereichen von diesen und fördern die MSi&sub2;-Produktion.
Andererseits wird eine große Menge von unreagiertem und überschüssigem Si, das bis zu einem gewissen Ausmaß erweicht ist, dazu gebracht, zu den Umfangsbereichen der sich zu MSi&sub2; umwandelnden Partikel zu fließen, wodurch sich das Ausmaß der Kompaktheit erhöht. Die Menge der Si-Phase, die die MSi&sub2;-Phase rundherum umgibt, ist im Startpunkt der Silizid-Reaktion groß und reduziert sich zum Endpunkt der Reaktion hin.
Als Ergebnis wird eine Zone einer Zusammensetzung ausgebildet, die in ihrem Mittelbereich entsprechend der Mitte der Form Si-reich ist, und die im Umfangsbereich reich an dem hochschmelzenden Metall ist. Das sich ergebende Target besitzt daher einen Gesamtzusammensetzungsgradienten, gemäß dem der Si-Anteil sich kontinuierlich vom Umfangsbereich des Targets zu dessen Mittelbereich hin ändert.
D.h.: ein Zerstäubungstarget gemäß Anspruch 8 ist ein Target in der Form einer Platte bestehend aus einem hochschmelzenden Metallsilizid, dargestellt durch die Zusammensetzungsformel MSix (M: mindestens ein hochschmelzendes Metall aus der Gruppe W, Mo, Ti, Zr, Hf, Nb und Ta) und mit einer Zusammensetzungsverteilung, nach der der Wert X von einem Umfangsbereich des Targets zu dessen Mittelbereich hin zunimmt.
Die Zerstäubungsgeschwindigkeit läßt sich glatter bezüglich der verschiedenen Zerstäubungszonen des Targets ändern, ohne die Festigkeit der Bindung der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase zu beeinträchtigen, wenn X in der Zusammensetzung MSi&sub2; so eingestellt wird, daß es sich in einem Bereich von 2,0 bis 4,0 kontinuierlich ändert.
Die Zusammensetzung des Targets kann auch derart eingestellt werden, daß es aus einem hochschmelzenden Metallsilizid besteht, dargestellt durch eine Zusammensetzungsformel MSix, und eine Verteilung besitzt, bei der Wert von X sich in einem Bereich von 2,0 bis 4,0 bewegt und sich kontinuierlich von einem Mittelbereich einer durch Zerstäubung zu erodierenden Zone zu einem äußeren Umfangsbereich dieser Zone hin kontinuierlich verringert. Es ist möglich, die Si-Zerstäubungsrate in dem Mittelbereich des Targets verglichen mit derjenigen am Umfangsbereich dadurch heraufzusetzen, daß man diese Struktur verwendet und damit jegliche Ungleichförmigkeit der Dünnschichtzusammensetzung aufgrund der Differenz zwischen den Zerstäubungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Komponenten am Umfangs- und am Mittelbereich, wie es bei dem herkömmlichen Verfahren der Fall ist, beseitigt.
Als nächstes wird das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung konkret beschrieben.
In dem Schritt (1) des oben erläuterten Fertigungsverfährens werden das M-Pulver und das Si-Pulver derart gemischt und vermengt, daß das Si-M-Atomverhältnis in der Zusammensetzung des Gemisches auf 2,0 bis 4,0 eingestellt ist.
Als Rohmaterialpulver werden hochreine M- und Si-Pulver verwendet, insbesondere ist es zur Herstellung eines Targets mit verbesserten Qualitäten zur Verwendung in der Elektronikindustrie wünschenswert, hochreine Stoffe zu verwenden, in denen der Anteil der Sauerstoff-Fremdstoffe gering ist, und in denen der Anteil der radioaktiven Elemente, wie U und Th, der Alkalimetalle, wie Na und K und der Schwermetalle, wie Fe, Ni und Cr besonders gering sind.
Die Rohmaterial-M- und Si-Pulver werden für ein Gemisch mit einem Si-M-Atomverhältnis von 2,0 bis 4,0 vorbereitet und ausreichend gleichmäßig in einem Trockenmischverfahren unter Verwendung einer Kugelmühle oder eines V-Mischers vermengt. Sind die Stoffe nicht gleichförmig vermengt, werden Struktur und Zusammensetzung des Targets ungleichmäßig und die Eigenschaften der damit erhaltenen Schicht beeinträchtigt, was unerwünscht ist.
Es ist angebracht, eine Menge von Si zuzumischen, die verglichen mit der Menge, die sich durch die gewünschte Zusammensetzung im Hinblick auf Verdampfungsverluste von Si aus den Si-Pulveroberflächen und von SiO&sub2; der Oxidschicht während der Hochtemperaturerwärmung bestimmt, etwas höher liegt. Das Verhältnis des überschüssigen Anteils ist gering, beispielsweise 5 %, und läßt sich unter Berücksichtigung der Temperatur, der Zeit und den Drücken für die Verarbeitung in den nachfolgenden Schritten empirisch bestimmen.
Die mittlere Partikelgröße des M- und Si-Rohmaterialpulvers liegt in einem Bereich von 1 bis 30 um. Zur Verbesserung der Kompaktheit des gesinterten Körpers sowie zur Vergleichmäßigung des Gemenges ist es jedoch vorzuziehen, die mittlere Partikelgröße des M- Pulvers auf höchstens 1/2 derjenigen des Si-Pulvers zu begrenzen.
In dem Prozeßschritt (2) wird die Disilizid-Phase (MSi&sub2;-Phase) durch rasches Erwärmen des im Schritt (1) vorbereiteten Pulvergemisches in einem unten noch erläuterten Vakuum bei hohem Preßdruck synthetisiert.
Die Silizidsynthese wird in einem Hochvakuum bewirkt. Es ist vorzuziehen, das Vakuum auf 5 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,665 ubar) oder darunter einzustellen, um das Entweichen des absorbierten Gases zu fördern. Wenn allerdings das Innere der Warmpreßeinheit abrupt auf Unterdruck gebracht wird, fliegen Partikel des Pulvergemisches von der Form weg und werden verstreut, was einer ausreichenden Zunahme des Grades der Kompaktheit des gesinterten Körpers entgegensteht. Deshalb ist es vorzuziehen, den Grad des Vakuums allmählich zu steigern, bis der Innendruck der Warmpreßeinheit 100 Torr (133 m bar) oder darunter beträgt.
Der Warmpreßdruck wird benötigt zum Erhöhen des Maßes der Kompaktheit des gesinterten Körpers und beträgt vorzugsweise 50 bis 500 kg/cm² ( 50 bis 500 daN/cm²). Wenn der Druck geringer als 50 kg/cm² ( 50daN/cm²) ist, verbleiben in dem gesinterten Körper unter Verringerung von dessen Dichte zahlreiche Poren, und das Maß des Si-Stroms ist unzureichend, was dazu führt, daß die gewünschte Gleichmäßigkeit der Struktur nicht erreicht wird. Wenn der Preßdruck 500 kg/cm² ( 500 daN/cm²) übersteigt, wird die Dichte des gesinterten Körpers erhöht, jedoch erhöht sich die Gefahr, daß die Form bricht.
Vorzugsweise wird die Temperatur, bei der das Material während des Preßvorgangs erwärmt wird, auf einen Bereich von 600 bis 800 ºC eingestellt, um das Gasentweichen zu optimieren.
Vorzugsweise wird die Erwärmungsgeschwindigkeit, mit der die Temperatur des Pulvergemisches erhöht wird, auf 10 bis 50 ºC/min eingestellt, um die Größe der synthetisierten MSi²-Phase in geeigneter Weise zu steuern. Wenn die Erwärmungsgeschwindigkeit geringer als 10 ºC/min ist, ist die MSi&sub2;-Phase sehr klein und der Zerstäubungswirkungsgrad bei der Schichtbildung ist beeinträchtigt. Ist die Erwärmungsgeschwindigkeit größer als 50 ºC/min, so erhöht sich die Gefahr, daß die Form und/oder der Sinterkörper aufgrund der abrupten Änderung der Wärmeleistung bricht. Temperaturen von nicht mehr als 1350 ºC eignen sich für die Aufheizung, mehr zu bevorzugen ist, daß die Aufheiztemperatur nicht höher als 1300 ºC ist, da der Zusammensetzungsfehler aufgrund des Si-Verdampfungsverlustes mit einer Zunahme der Temperatur größer wird. Allerdings ist dann, wenn als hochschmelzendes Metall (M) Titan (Ti) verwendet wird, die Aufheiztemperatur 1250 ºC oder darunter.
Der Prozeßschritt (3) ist ein Sinterschritt, bei dem das Material in einem geringen Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre unter hohem Preßdruck auf eine Temperatur unmittelbar unterhalb der eutektischen Temperatur aufgeheizt wird, um die Grenzflächenbindung zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase zu verstärken und zu verbessern.
Das Sintern erfolgt bei einer Temperatur von gleich oder mehr als 1300 ºC, so daß deshalb das Risiko besteht, daß die Si-Verdampfungsrate sehr stark zunimmt, und damit das Risiko des Zusammensetzungsfehlers größer wird. Zu bevorzugen ist es deshalb, das Vakuum auf höchsten 10&supmin;³ Torr (1,33 ubar) einzustellen, oder ein hochreines inertes Ar-Gas in den Ofen einzuleiten. Die Verwendung von Stickstoffgas (N&sub2;) ist nicht zu bevorzugen, weil N&sub2; und Si-Pulver möglicherweise Si&sub3;N&sub4; bilden.
Der Preßdruck kann der gleiche sein wie im Prozeßschritt (2) zum Bewirken der Disilizidsynthese. Wenn allerdings der Druck während des Sintervorgangs heraufgesetzt wird, reißt der Sinterkörper. Deshalb ist es zu bevorzugen, den Preßdruck nach der Silizidsynthese konstant zu halten.
Es ist vorzuziehen, die Warmpreßtemperatur T auf eine Temperatur unmittelbar unterhalb der eutektischen Temperatur Ts einzustellen, d.h. auf einen Bereich von Ts - 50 ≤ T ≤ Ts. Die eutektischen Temperaturen Ts von W, Mo, Ti und Ta, die als Metalle M mit hohem Schmelzpunkt verwendet werden, betragen 1400, 1410, 1330 bzw. 1385 ºC. Wenn T niedriger als Ts - 50 ist, ist die Sinterzeit zum Erhöhen der Festigkeit der Grenzfläche zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase lang. Wenn T gleich oder größer als Ts ist, wird die Si-Phase geschmolzen, und wenn die Preßkraft unter dieser Bedingung hoch ist, fließt geschmolzenes Silizium aus der Form aus, was eine Erhöhung des Fehlers bei der Einstellung der Zusammensetzung des gesinterten Körpers bedingt.
Es ist geeignet, den Sintervorgang während 0,5 bis 8 Stunden durchzuführen. Ist die Sinterzeit kürzer als 0,5 Stunden, bleiben zahlreiche Poren übrig, und die Grenzflächen-Bindungsstärke des gesinterten Körpers ist unzureichend. Wenn die Sinterzeit länger als 8 Stunden dauert, reduziert sich die Fertigungseffizienz, weil die Kompaktheit des gesinterten Körpers nach 8 Stunden nicht mehr wesentlich verbessert wird.
Zur weiteren Erhöhung der Kompaktheit kann der folgende zusätzliche Schritt nach dem Schritt (3) vorgesehen werden.
In dem zusätzlichen Schritt wird das Innere der Warmpreßeinheit auf einem geringen Unterdruck von höchstens 10&supmin;³ Torr (1,33 ubar) oder in einer Atmosphäre aus hochreinem Ar-Gas gehalten, um ein Verdampfen von Si zu verhindern, wobei das Material auf eine Temperatur unmittelbar oberhalb der eutektischen Temperatur erhitzt wird, damit die Si- Phase in einem geschmolzenen Zustand gehalten und dadurch die Dichte des gesinterten Körpers sowie die Größe der MSi&sub2;-Phase erhöht wird.
Vorzugsweise wird der Preßdruck bei diesem zusätzlichen Schritt in einem Bereich von 20 bis 50 kg/cm² ( 20 bis 50 daN/cm²) gehalten. Ist der Druck geringer als 20 kg/cm² ( 20 daN/cm²), wird durch den Innendruck des geschmolzenen Si ein Ausbeulen des gesinterten Körpers verursacht. Liegt der Druck höher als 50 kg/cm² ( 50 daN/cm²), besitzt der gesinterte Körper eine Zusammensetzung, die sich von der gewünschten Zusammensetzung aufgrund des Fließens des geschmolzenen Si unterscheidet.
Vorzugsweise wird die Preßtemperatur T in dem zusätzlichem Schritt auf eine Temperatur unmittelbar oberhalb der eutektischen Temperatur eingestellt. Genauer gesagt wird sie auf einen Bereich von Ts < T ≤ Ts + 50 eingestellt. Wenn T < Ts, wird die Si-Phase nicht geschmolzen, und jede nennenswerte Zunahme der Kompaktheit aufgrund der Beseitigung von Poren sowie die Zunahme der Größe der MSi&sub2;-Phase auf der Grundlage der Kombination von MSi&sub2;-Anteilen kann nicht erwartet werden. Wenn T ≥ Ts + 50, wird die MSi&sub2;- Phase erneut geschmolzen, so daß das Verhältnis des geschmolzenen Anteils übermäßig heraufgesetzt und die Möglichkeit geschaffen wird, daß die aus der Form ausfließende geschmolzene Menge erhöht wird, was unerwünscht ist. Für den Fall, daß als hochschmelzendes Metall M Ti verwendet wird, ist die Zusammensetzung an dem eutektischen Punkt derart, daß das Gewichtsverhältnis von Ti und Si 78 : 22 beträgt und das Verhältnis von geschmolzenen Si ist größer verglichen mit den anderen Elementen W, Mo und Ta. Es ist daher schwierig, den durch Auslaufen stattfindenden Verlust von Si über die Steuerung des Preßdrucks zu beherrschen. In diesem Fall ist es wünschenswert, den zusätzlichen Schritt wegzulassen
In dem Prozeßschritt (2) gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein mittlerer Bereich des in die Form eingebrachten Pulvergemisches erhitzt, um eine Reaktion zur Bildung der Disilizid-Phase des hochschmelzenden Metalls M (MSi&sub2;) hervorzurufen, und die Si-Komponente fließt und diffundiert von einem Umfangsbereich des Targets aus zu dessen mittlerer Reaktionszone, wodurch ein Target erhalten wird, welches einen Si-reichen Mittelbereich und einen Umfangsabschnitt besitzt, der reich an Metall mit einem hohen Schmelzpunkt ist.
Bei dem Prozeßschritt (2) gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform werden mindestens zwei unterschiedliche Pulvergemische, hergestellt durch Mischen des hochschmelzenden Metallpulvers (M) und des Si-Pulvers mit verschiedenen Mischungsverhältnissen, derart eingebracht, daß das Pulvergemisch mit dem höherem Si-Anteil in einen Mittelbereich der Form gelangt, während das Pulvergemisch mit dem geringeren Si-Anteil in einen äußeren Umfangsabschnitt eingebracht wird, um dadurch ein Zerstäubungstarget zu erhalten, welches einen Si-reichen Mittelbereich und einen äußeren Umfangsbereich aufweist, der reich an Metall mit einem hohen Schmelzpunkt ist.
Vorzugsweise wird in dem Fall, daß Pulvergemische mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (Si/M) in die Form eingebracht werden, das Mischungsverhältnis des Pulvergemisches in der Mitte der Form entsprechend einer erodierten Zone des Targets auf 2,5 bis 4,0 eingestellt, während das Mischungsverhältnis des Pulvergemisches im äußerem Umfangsbereich auf 2,0 bis 3,5 eingestellt wird, wobei die Differenz zwischen diesen Verhältnissen auf 1,0 oder weniger festgelegt ist.
Dieses Einstellen der Bereiche der Mischungsverhältnisse in der Mitte und am Außenumfang gewährleistet, daß die unter Verwendung dieses Targets gebildete Metallsilizid- Dünnschicht an einem Abschälen gehindert werden kann, während der elektrische Widerstand der Dünnschicht begrenzt ist. Auch die obige Einstellung der Differenz zwischen den Verhältnissen gewährleistet, daß die Gleichförmigkeit der Zusammensetzung der Dünnschicht verbessert werden kann.
Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung und deren Effekte werden nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert.

Beispiele 1 bis 14

In folgender Weise wurden Beispiele 1 bis 14 gemäß der Erfindung hergestellt. Ein hochreines M-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 um und hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 15 um und dotiert mit B, P, Sb oder As, wurden in einem Si/M-Atomverhältnis von 2,6 bis 2,8 gemischt und im Trockenmischverfähren 72 Stunden lang mit Hilfe einer von hochreinem Ar-Gas durchsetzten Kugelmühle vermengt. Das Pulvergemisch wurde in eine Warmpreßform aus hochreinem Graphit eingebracht, wurde in einer Vakuum-Warmpreßeinheit untergebracht und wurde in einem Vakuum von 5 x 10&supmin;&sup5; (0,066 ubar) bei einer Temperatur von 600 ºC 2 Stunden lang entgast.
Als nächstes wurde das Material mit 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²) gepreßt und bei einer Temperaturzunahmegeschwindigkeit von 30 ºC/min auf 1250 º erhitzt, um ein Disilizid (MSi&sub2;) zu synthetisieren, und anschließend wurde der Unterdruck in dem Ofen weiter gesenkt auf 2 x 10&supmin;² Torr (26,6 ubar), gefolgt von einem 2 Stunden dauernden Sintern bei 1320 bis 1380 ºC.
Der dadurch erhaltene gesinterte Körper wurde geschliffen und poliert und wurde durch eine elektrische Entladungs-Oberflächenbehandlung bearbeitet, um ein Target mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 6 mm fertigzustellen.

Bezugsbeispiele 1 bis 14

Bezugsbeispiele 1 bis 14 wurden auf folgende Weise gefertigt: ein hochreines M-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 um sowie hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um wurden gemischt, so daß das Si/M-Atomverhältnis der Zusammensetzung 2,5 bis 2,6 betrug. Das Pulvergemisch wurde unter folgenden Bedingungen warmgepreßt:
Warmpreßtemperatur: 1380 ºC
Warmpreßdruck: 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²)
Haltezeit: 2 Stunden
um ein Target mit einem herkömmlichen Aufbau mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 6 mm zu bilden.
Die Eigenschaften der nach den Beispielen 1 bis 14 und den Bezugsbeispielen 1 bis 14 erhaltenen Targets wurden gemessen, ernschließlich der mittleren Dicke der Grenzschicht, des Dichteverhältnisses, des Zusammensetzungsverhältnisses, der Verteilung dieser Eigenschaften und der Biegefestigkeit. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse dieser Messungen. Wie aus Tabelle 1 zu ersehen ist, wurde bestätigt, daß die MSi&sub2;-Phase und die Si-Phase der Targets gemäß den Beispielen 1 bis 14 nach der Erfindung fest miteinander verbunden waren, weil diese Beispiele eine gleichförmige hochdichte Struktur besaßen, in der die Zusammensetzungs-Streuung gering war und auch eine hohe Biegefestigkeit zeigten. Ein Abschnitt der Struktur jedes der Targets nach den Beispielen 1 bis 14 wurde in einen optischen Mikroskop betrachtet. Als Ergebnis erwies sich, daß die erhaltene Struktur gleichförmig war, wobei WSi&sub2;-Partikel gleichförmiger Größe in der Si-Phase begraben waren.
Jedes der Targets nach den Beispielen 1 bis 14 und den Bezugsbeispielen 1 bis 14 wurde in eine Magnetron-Zerstäubungseinheit eingebracht, und es erfolgte eine Zerstäubung bei einem Argondruck von 2,5 x 10&supmin;³ Torr (3,33 ubar), um dadurch eine Wolframsilizidschicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å (300 nm) auf einem Saphirsubstrat niederzuschlagen. Der gleiche Prozeß wurde 10 mal wiederholt, und die Streuung der Schichtzusammensetzung und der Menge der gemischten Partikel mit einer Größe von gleich oder mehr als 0,5 um wurde gemessen. Tabelle 1 zeigt außerdem die Ergebnisse dieser Messungen. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, war die Schichtzusammensetzung stabil, und die Menge der Partikel war gering. Dadurch versteht sich, daß eine deutliche Verbesserung bei der Ausbeute erwartet werden kann, wenn das Target gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bildung einer Elektrodenverdrahtung für ein Halbleiterbauelement eingesetzt wird. TABELLE 1 Beispiel Nr. M-Pulver oder MSi&sub2;-Pulver Si-Pulver Target Erzeugte Schicht Dotierung Spezifischer elektrischer Widerstand (Ω cm) Mittlere Dicke der Grenzschicht (Å)* Dichte Verhältnis (%) Zusammensetzungsverhältnis (Si/M-Atomverhältnis) Biegefestigkeit ** (kg/mm²) Zusmmensetzungsverhältnis (Si/M-Atomverhältnis) Anteil der Partikel (No.) * 1Å = 10&supmin;¹ ** 1 kg/mm² 1 daN/mm² TABELLE 1 (Fortsetzung) Beispiel Nr. M-Pulver oder MSi&sub2;-Pulver Si-Pulver Target Erzeugte Schicht Dotierung Spezifischer elektrischer Widerstand(Ω cm) Mittlere Dicke der Grenzschicht (Å)* Dichte Verhältnis (%) Zusammensetzungsverhältnis (Si/M-Atomverhältnis) Biegefestigkeit ** (kg/mm²) Zusammensetzungsverhältnis (Si/M-Atomverhältnis) Anteil der Partikel (No.) Bezugsbeispiele *1Å = 10&supmin;¹ ** 1 kg/mm² 1daN/mm²

Beispiel 15

Ein durch Warmpressen gebildeter gesinterter Silizidkörper (Wolframsilizid) wurde durch eine Elektrodrahtentladungsbearbeitung geschnitten, so daß er einen Durchmesser von 258 mm besaß, und wurde mit einer Vertikalachsen-Drehflächenschleifmaschine mit einer Schleifscheibe SD270J55BW unter folgende Bedingungen auf eine Dicke von 6 mm geschliffen: Schleifscheiben-Umfangsgeschwindigkeit 1200 m/min; Tischdrehzahl: 12 Upm; Schnittgeschwindigkeit 10 um/min.
Danach wurde auf die der bearbeiteten Fläche entgegengesetzte Fläche eine Trägerplatte gelötet, und die zu polierende Oberfläche wurde 60 Stunden lang mit einem Linsenpolierer und 15 um-Diamant-Schleifkörnern bearbeitet, und wurde anschließend 10 Stunden lang mit 3-um-Schleifkörnern geläppt. Mit Hilfe eines Ultraschallreinigers wurde die auf der geläppten Oberfläche haftende Arbeitslösung beseitigt, und anschließend wurde die Oberfläche mit Hilfe von Azeton entfettet und getrocknet, um die Fläche fertigzustellen.
Die bearbeitete Oberfläche wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) betrachtet. Als Ergebnis blieben keine Schleifspuren oder durch Schleifen entstandene ausgelöste Löcher übrig, und es konnten keine Haarrisse erkannt werden, hervorgerufen durch die Verformungs-Brech-Wirkung der Schleifkörner. Hierdurch wurde bestätigt, daß die durch den Bearbeitungsvorgang defekten Schichten beseitigt waren.
Die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche wurde mit einem Oberflächenrauhigkeits-Meßgerät (Talysurf) betrachtet, und die Restspannung in der bearbeiteten Oberfläche wurde mit einer Röntgen-Spannungsmeßvorrichtung auf der Grundlage eines parallelen Neigungsverfahrens gemessen. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse dieser Messungen. Die Ergebnisse der entsprechenden Messungen einer geschliffenen Oberfläche sind als Bezugsbeispiel 15 in Tabelle 2 ebenfalls dargestellt.
Dieses Target wurde in eine Magnetron-Zerstäubungseinheit eingebracht, und es wurde eine Zerstäubung auf der Grundlage der Ar-Ionenbestrahlung vorgenommen, um auf einem Polysiliziumsubstrat eine Silizidschicht mit einer Dicke von 3000 Å (300 nm) niederzuschlagen. Die Menge der in dieser Schicht beigemischten Partikel wurde gemessen. Das Ergebnis dieser Messung ist in Tabelle 2 gezeigt. Das Ergebnis der entsprechenden Messung der geschliffenen Oberfläche ist als Bezugsbeispiel 15 Tabelle 2 ebenfalls dargestellt. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurde herausgefunden, daß die Menge von Partikeln in der unter Verwendung des Targets nach Beispiel 5 gebildeten Schicht stark reduziert war, und daß die Menge von Partikeln, die während des Zerstäubungsvorgangs abgetrennt wurden, durch den Effekt des Lappens reduziert werden konnte.

Beispiel 16

Ein gesinterter Silizidkörper mit einem Durchmesser von 258 mm wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 geschliffen und geläppt, und wurde anschließend mit einem Akrylharz-Poliermittel und 0,3 um-Ceriumoxid-Schleifkörnern 10 Stunden lang unter folgenden Bedingungen poliert: Ein Polierdruck von 1 kg/cm² ( 1 daN/cm²), und Poliergeschwindigkeit 10 m/min. Die Bearbeitungslösung wurde durch Ultraschallreinigen beseitigt, und anschließend wurde die polierte Fläche mit Azeton entfettet und getrocknet, um dadurch das Target fertigzustellen.
Als Ergebnis der Betrachtung der bearbeiteten Oberfläche mit einem REM zeigte sich, daß durch Bearbeitung defekte Schichten mit Schleifspuren, herausgelösten Löchern und Haarrissen, wie sie durch das Schleifen entstehen, vollständig beseitigt waren und die Oberfläche in einem spiegelnden Zustand vorlag. Die Ergebnisse der Messungen der Oberflächenrauhigkeit und der Restspannung in der bearbeiteten Oberfläche sind in Tabelle 2 dargestellt. Unregelmäßigkeiten in der bearbeiteten Fläche waren extrem gering im Vergleich zu der geschliffenen Oberfläche gemäß Bezugsbeispiel 15, und plastische oder elastische Verformungen der Oberfläche, die durch das Schleifen entstanden waren, waren praktische vollständig beseitigt.
Unter Verwendung dieses Targets wurde eine Magnetron-Zerstäubung durchgeführt, um auf einem Polysiliziumsubstrat eine Silizidschicht zu bilden. Das Ergebnis der Messung der Menge von dieser Schicht beigemischten Partikeln ist in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus diesem Ergebnis ebenfalls ersichtlich ist, wurde bestätigt, daß die Menge von aus dem Target herausgelösten Partikeln spürbar reduziert werden konnte durch den Effekt der Verbesserung in den Eigenschaften der Oberfläche, wie sie durch das als Endoberflächenbehandlung erfolgte Polieren erreicht wurde.

Beispiel 17

Es wurde ein gesinterter Silizidkörper mit einem Durchmesser von 258 mm in der gleichen Weise wie beim Beispiel 15 geschliffen und geläppt und anschließend mechanisch-chemisch mit einem Poliertuch und mit 0,02 um SiO&sub2;-Pulver 20 Stunden lang unter folgenden Bedingungen poliert: Polierdruck 1 kg/cm² ( 1 daN/cm²); und Poliergeschwindigkeit 10 m/min. Nach der Ultraschallreinigung wurde die polierte Oberfläche durch Azeton entfettet und getrocknet, um dadurch ein Target fertigzustellen.
Als Ergebnis der REM-Betrachtung der bearbeiteten Oberfläche wurden keine durch Schleifen hervorgerufenen Defektschichten erkannt, und das Maß der Glattheit war extrem hoch im Vergleich zu der geschliffenen Oberfläche bezüglich der Oberflächenrauhigkeit und Restspannung, und die bearbeitete Oberfläche war praktisch einer verzerrungsfreien Oberfläche gleichwertig.
Unter Verwendung dieses Target wurde eine Magnetron-Zerstäubung durchgeführt, um auf einen Polysiliziumsubstrat eine Silizidschicht auszubilden. Die Menge der Partikel mit einem Durchmesser von gleich oder größer als 0,5 um, die dieser Schicht beigemischt war, wurde gemessen. Als Ergebnis wurden praktisch keine Partikel festgestellt, wie in Tabelle 2 gezeigt ist, und es wurde bestätigt, daß die Defektschichten und die Restspannungen, die ein Abtrennen von Teilchen hervorrufen, vollständig durch die Oberflächenendbehandlung beseitigt werden konnten. Tabelle 2 Oberflächenrauhigkeit Ra (um) Rest-Druckspannung (kg/mm²)* Menge von abgetrennten Teilchen (Anzahl) Beispiel Bezugsbeispiel * 1kg/mm² 1 daN/mm²

Beispiel 18

Beispiel 18 gemäß der vorliegenden Erfindung wurde folgendermaßen gefertigt. Ein hochreines W-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 um und hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 15 um wurden in einem Mischungsverhältnis (Si-W) von 2,8 gemischt, ausgedrückt als Atomprozent, und wurden in einem Trockenmischverfahren 72 Stunden lang mittels einer von einem hochreinen Ar-Gas durchsetzten Kugelmühle gemischt.
Dann wurde das Pulvergemisch in eine aus hochreinem Graphit bestehende Warmpreßform eingebracht, wurde in eine Vakuum-Warmpreßeinheit verbracht und wurde bei einem Unterdruck von 5 x 10&supmin;&sup5; Torr (0,066 ubar) bei einer Temperatur von 600 ºC 2 Stunden lang entgast.
Als nächstes wurde das Pulvergemisch bei 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²) gepreßt und ein Mittelbereich von ihm wurde bei einer Temperaturzunahmegeschwindigkeit von 30 ºC/min auf 1300 ºC erwärmt, um ein Wolframdisilizid (WSi&sub2;) zu synthetisieren, und anschließend wurde die Stärke des Unterdrucks in dem Ofen auf 2 x 10&supmin;² Torr (26,6 ubar) verringert, woran sich 2 Stunden lang ein Sintern bei 1380 ºC anschloß.
Der dadurch erhaltene gesinterte Körper wurde geschliffen und poliert und anschließend durch elektrische Entladungsbearbeitung bearbeitet, um ein Target fertigzustellen, welches einen Druckmesser von 260 mm und eine Dicke von 6 mm besaß.

Bezugsbeispiel 16

Bezugsbeispiel 16 wurde nach dem herkömmlichen Fertigungsverfahren folgendermaßen hergestellt: ein WSi&sub2;-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um und ein Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um wurden gleichförmig gemischt, so daß das Mischungsverhältnis (Si/W), ausgedrückt als Atomverhältnis, 2,8 betrug. Das Pulvergemisch wurde unter folgenden Bedingungen warmgepreßt:
Warmpreßtemperatur: 1380 ºC
Warmpreßdruck: 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²)
Haltezeit: 2 Stunden
um ein Target mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 6 mm zu bilden.
Jedes der gemäß Beispiel 18 und Bezugsbeispiel 16 erhaltenen Targets wurde in eine Magnetron-Zerstäubungseinheit gebracht, und es erfolgte ein Zerstäuben in einem dekomprimierten Zustand eines Argon-Drucks von 2,3 x 10&supmin;³ Torr (3,06 ubar), um dadurch eine Wolframsilizid-Dünnschicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å (300 nm) auf einem 5-Zoll- (12,7 cm-)Siliziumwafer (Substrat) niederzuschlagen. Der Schichtwiderstand S der erhaltenen Silizid-Dünnschicht wurde nach einem Pol-Dipol-Feld-Verfahren gemessen. Fig. 1 zeigt die Ergebnisse dieser Messung.
Wie aus den in Fig. 1 dargestellten Ergebnissen ersichtlich ist, war der Schichtwiderstand S der Wolframsilizid-Dünnschicht, die unter Verwendung des Targets nach Beispiel 18 gebildet wurde, über die gesamte Zone zwischen der Mitte und dem Umfang des Substrats im wesentlichen konstant, im Gegensatz zu der herkömmlichen Dünnschicht, die unter Verwendung des Bezugsbeispiels 16 ausgebildet wurde. Hierdurch wurde bestätigt, daß die vorliegende Erfindung eine gleichmäßige Dünnschicht-Zusammensetzungsverteilung ermöglicht.
Gemäß diesen Ergebnissen ist es möglich, hochqualitative Halbleiterprodukte mit gleichmäßigen Kennwerten unter Verwendung des Targets gemäß der Erfindung zur Ausbildung von Elektrodenverdrahtungen der Halbleiterbauelemente zu erhalten.

Beispiel 19

Beispiel 19 der vorliegenden Erfindung wurde wie folgt hergestellt: ein hochreines Mo- Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 um und hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 15 um wurden in einem Mischungsverhältnis (Si/Mo) von 2,8, ausgedrückt als Atomverhältnis, gemischt und wurden 72 Stunden lang nach Trockenmischart mit einer Kugelmühle in der gleichen Weise wie im Beispiel 18 vermengt, um dadurch ein gleichförmiges Pulvergemisch zu erhalten. Als nächstes wurde das Pulvergemisch in eine Form eingebracht, und in einer Vakuum-Warmpreßeinheit eingestellt.
Nachdem der Unterdruck in der Warmpreßeinheit 5 x 10&supmin;&sup5; Torr (0,066 ubar) erreicht hatte, wurde das Pulvergemisch bei einer Temperatur von 600 ºC 3 Stunden lang entgast, und der Mittelbereich des Pulvergemischs wurde mit einer Temperaturzunahmegeschwindigkeit von 20 ºC/min auf 1300 ºC erhitzt, um ein Molybdändisilizid (MoSi&sub2;) zu synthetisieren, und der Unterdruck wurde anschließend auf 2 x 10&supmin;² Torr (26,6 ubar) abgesenkt, woraufhin 2 Stunden lang ein Sintern bei 1390 ºC erfolgte.
Der dadurch erhaltene gesinterte Körper wurde geschliffen und poliert und durch elektrische Entladungsbearbeitung bearbeitet, um ein Target mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 6 mm fertigzustellen.

Bezugsbeispiel 17

Bezugsbeispiel 17 wurde nach dem herkömmlichen Herstellungsverfahren auf folgende Weise gefertigt: ein MoSi&sub2;-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 35 um und ein Si- Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um wurden in einem Mischungsverhältnis (Si/Mo) von 2,8, ausgedrückt als Atomverhältnis, gemischt und wurden 2 Stunden lang mit 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²) bei 1390 ºC warmgepreßt, um so ein Target mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 5 mm zu erhalten.
Unter Verwendung jedes der nach Beispiel 19 und Bezugsbeispiel 17 erhaltenen Targets wurde ein Zerstäubung vorgenommen, um auf einem 5-Zoll-(12,7 cm) Siliziumwafer (Substrat) eine Molybdänsilizidschicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å (300 nm) zu bilden.
Der Schichtwiderstand der so erhaltenen Molybdänsilizid-Dünnschicht wurde nach dem 4- Anschluß-Verfahren wie im Fall des Beispiels 18 und des Bezugsbeispiels 16 gemessen. Fig. 2 zeigt die Ergebnisse dieser Messung.
Es wurde bestätigt, daß der Schichtwiderstand der durch Verwendung des Targets nach Beispiel 19 verwendeten Silizid-Dünnschicht über die gesamte Zone im wesentlichen konstant war, im Gegensatz zu der herkömmlichen Dünnschicht, die unter Verwendung des Bezugs-Beispiels 17 gebildete wurde, und daß die Dünnschicht-Zusammensetzung gleichförmig war.

Beispiel 20

Beispiel 20 der vorliegenden Erfindung wurde wie folgt hergestellt: ein hochreines W-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 um und ein hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 15 um wurden in einem Mischungsverhältnis (Si/M) von 2,6, ausgedrückt als Atomverhältnis, gemischt, und wurden 72 Stunden lang in einer Kugelmühle, versetzt mit einem hochreinen Argongas, nach Trockenmischart vermengt, und die gleichen Pulver wurden in einem Mischungsverhältnis von 3,0 gemischt und in der gleichen Weise vermengt, um dadurch zwei Pulvergemische mit verschiedenen Mischungsverhältnissen zu erhalten.
Als nächstes wurde das Pulvergemisch mit dem Mischungsverhältnis von 3,0 in einen mittleren Bereich einer Warmpreßform aus hochreinem Graphit eingebracht (sie besaß einen Innendurchmesser von 280 mm), während das Pulvergemisch mit dem Mischungsverhältnis von 2,6 in den Außenumfangsbereich bezüglich des Mittelsbereichs eingebracht wurde. Anschließend wurde die Form in eine Vakuum-Warmpreßeinheit verbracht, und die Pulvergemische wurden bei einem Unterdruck von 5 x 10&supmin;&sup5; Torr (0,066 ubar) 2 Stunden lang bei einer Temperatur von 600 ºC entgast.
Die Pulvergemische wurden mit 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²) gepreßt und bei einer Temperaturzunahmegeschwindigkeit von 30 ºC/min auf 1300 ºC aufgeheizt, um Wolframdisilizid (WSi&sub2;) zu synthetisieren, und anschließend wurde der Unterdruck in dem Ofen auf 2 x 10&supmin;² Torr (2,66 ubar) abgesenkt, gefolgt von einem 2 Stunden währenden Sintern bei 1300 ºC.
Der erhaltene Sinterkörper wurde geschliffen und poliert und wurde durch elektrische Entlandungsbehandlung bearbeitet, um ein Target fertigzustellen, welches einen Durchmesser von 260 mm und eine Dicke von 6 mm besaß.

Bezugsbeispiel 18

Bezugsbeispiel 18 wurde nach dem herkömmlichen Fertigungsverfahren folgendermaßen hergestellt:
Ein WSi&sub2;-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um und ein Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um wurden gleichförmig gemischt, so daß das Mischungsverhältnis (Si/M), ausgedrückt als Atomverhältnis, 2,7 betrug. Das Pulvergemisch wurde unter folgenden Bedingungen warmgepreßt:
Warmpreßtemperatur: 1380 ºC
Warmpreßdruck: 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²)
Haltezeit: 2 Stunden
um ein Target mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 6 mm zu bilden.
Jedes des gemäß Beispiel 20 und Bezugsbeispiel 18 erhaltenen Targets wurde in eine Magnetron-Zerstäubungseinheit gebracht, und es erfolgte ein Zerstäubungsvorgang unter einem dekomprimierten Zustand eines Argondrucks von 2,3 x 10&supmin;³ Torr (3,06 ubar), um auf diese Weise eine Wolframsilizid-Dünnschicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å (300 nm) auf einem 5-Zoll-(12,7 cm)Siliziumwafer (Substrat) niederzuschlagen. Der Flächenwiderstand der erhaltenen Silizid-Dünnschicht wurde nach dem Pol-Dipol-Feld-Verfähren gemessen. Fig. 3 zeigt die Ergebnisse dieser Messung.
Wie aus den Ergebnissen nach Fig. 3 hervorgeht, war der Schichtwiderstand der Wolframsilizid-Dünnschicht, die unter Verwendung des Targets gemäß Beispiel 20 gebildet wurde, über die gesamte Zone zwischen der Mitte unter dem Umfang des Substrats im wesentlichen konstant, im Gegensatz zu der herkömmlichen Dünnschicht, die unter Verwendung des Bezugsbeispiels 18 gebildet wurde. Hierdurch wurde bestätigt daß die vorliegende Erfindung eine gleichmäßige Dünnschicht-Zusammensetzungsverteilung gestattet.
Gemäß diesen Ergebnissen ist es möglich, hochqualitative Halbleiterprodukte mit gleichförmigen Kennwerten dadurch zu erhalten, daß man das erfindungsgemäße Target zur Bildung von Elektrodenverdrahtungen der Halbleiterbauelemente verwendet.

Beispiel 21

Beispiel 21 der vorliegenden Erfindung wurde in folgender Weise hergestellt. Ein hochreines Mo-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 um und ein hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 um und ein hochreines Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 15 um wurden in einem Mischungsverhältnis (Si/Mo) von 2,5, ausgedrückt als Atomverhältnis, gemischt, und wurden im Trockenmischverfähren 72 Stunden lang mit einer Kugelmühle in der gleichen Weise wie in Beispiel 20 gemischt, und die gleichen Pulver wurden in einem Mischungsverhältnis von 2,9 gemischt und in der gleichen Weise vermengt, um dadurch zwei Pulvergemische mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen zu erhalten. Als nächstes wurde das Pulvergemisch mit dem Mischungsverhältnis von 2,9 in den mittleren Bereich einer Warmpreßform gebracht, die einen Innendurchmesser von 280 mm mit einem Mittelbereich eines Radius von 70 mm in der Mitte der Form besaß, während das Pulvergemisch mit dem Mischungsverhältnis von 2,5 in den Außenumfangsbereich bezüglich des Mittelbereiches eingebracht wurde. Anschließend wurde die Form eine Vakuum-Warmpreßeinheit eingebracht.
Nachdem das Vakuum in der Warmpreßeinheit 5 x 10&supmin;&sup5; Torr (0,066 ubar) erreicht hatte, wurden die Pulvergemische 2 Stunden lang bei 600 ºC entgast. Die Pulvergemische wurden dann mit 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²) gepreßt und bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 20 ºC/min auf 1300 ºC aufgeheizt, um ein Disilizid (MoSi&sub2;) zu synthetisieren, und anschließend wurde der Unterdruck in dem Ofen auf 2 x 10&supmin;² Torr (26,6 ubar) gesenkt, woran sich 2 Stunden lang ein Sintern bei 1390 ºC anschloß.
Der erhaltene gesinterte Körper wurde geschliffen und poliert und durch elektrische Entladungsbearbeitung bearbeitet, um ein Target fertigzustellen, welches einen Durchmesser von 260 mm und eine Dicke von 6 mm besaß.

Bezugsbeispiel 19

Ein Bezugsbeispiel 19 wurde nach dem herkömmlichen Fertigungsverfahren in folgender Weise hergestellt: ein MoSi&sub2;-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 um und ein Si-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 um wurden in einem Mischungsverhältnis (Si/Mo) von 2,7, ausgedrückt als Atomverhältnis, gemischt und wurden mit 250 kg/cm² ( 250 daN/cm²) 2 Stunden lang bei 1390 ºC warmgepreßt, um so ein Target mit einem Durchmesser von 260 mm und einer Dicke von 6 mm zu erhalten.
Unter Verwendung der jeweils nach Beispiel 21 und Bezugsbeispiel 19 erhaltenen Targets wurde ein Zerstäubungsvorgang durchgeführt, um auf einem 5-Zoll (12,7 cm) Siliziumwafer (Substrat) eine Molybdänsilizid-Schicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å (300 nm) zu bilden.
Der Schichtwiderstand der so erhaltenen Molybdänsilizid-Dünnschicht wurde nach dem 4- Anschluß-Verfahren wie im Fall des Beispiels 20 und des Bezugsbeispiels 18 gemessen. Fig. 4 zeigt die Ergebnisse dieser Messung.
Es wurde bestätigt, daß der Schichtwiderstand der Siliziddünnschicht, die durch Verwendung des Targets nach Beispiel 21 gebildet wurde, über die gesamte Zone des Substrats im wesentlichen konstant war, im Gegensatz zu der herkömmlichen Dünnschicht, die unter Verwendung des Bezugsbeispiels 19 gebildet wurde, und daß die Dünnschichtzusammen-Setzung gleichmäßig war.

Claims

1. Zerstäubungstarget aus einem hochschmelzenden Metallsilizid mit einer Zusammensetzung MSix, wobei das MSix umfaßt:

eine MSi&sub2;-Phase in Form von Partikeln, wobei M mindestens ein hochschmelzendes Metall ist, ausgewählt aus einer Gruppe, welche aus Wolfram, Molybdän, Titan, Zirkon, Hafnium, Niob und Tantal besteht;

eine als Grundphase vorgesehene Si-Phase, wobei Grenzschichten zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase vorhanden sind, welche durch Dotierstoffe wie B, P, Sb und As gebildet sind und eine Dicke von mindestens 10 nm abhängig von der Menge der Dotierstoffe aufweisen.

2. Zerstäubungstarget nach Anspruch 1, bei dem der Wert X der Zusammensetzungsformel MSi, von 2,0 bis 4,0 reicht.

3. Zerstäubungstarget nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Dicke der an den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase gebildeten Grenzschichten von 100 bis 5000 Å (10 bis 500 mm) reicht.

4. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die räumliche Verteilung der Zusammensetzungsformel MSix innerhalb eines Bereichs von ± 0,05 liegt, ausgedrückt als Si/M-Atomverhältnis, und das Dichteverhältnis des Targets gleich oder größer als 99 % ist.

5. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Si-Phase mindestens ein Element enthält, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus B, P, Sb und As besteht, und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 0,01 bis 1 Ωcm aufweist.

6. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Rauhigkeit eines Oberflächenabschnitts des Zerstäubungstargets, ausgedrückt als Mittellinien-Rauhigkeit (Ra), gleich oder kleiner als 0,05 um ist.

7. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Rest- Druckspannung in einem Oberflächenabschnitt des Targets gleich oder kleiner als 5 kg/mm² ( 5daN/mm²) ist.

8. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Target in der Form einer Platte vorliegt und aus einem hochschmelzenden Metallsilizid gebildet ist, ausgedrückt durch die Zusammensetzungsformel MSix, wobei das Target eine derartige Zusammensetzungsverteilung aufweist, daß der Wert X von einem Umfangsabschnitt des Targets in Richtung auf dessen Mitte zunimmt.

9. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Zusammensetzung derart eingestellt ist, daß sich der Wert X der Zusammensetzungsformel MSix kontinuierlich innerhalb eines Bereichs von 2,0 bis 4,0 ändert.

10. Zerstäubungstarget nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Target aus einem hochschmelzenden Metallsilizid gebildet ist, ausgedrückt durch die Zusammensetzungsformel MSix, wobei das Target eine solche Zusammensetzungsverteilung aufweist, daß der Wert x von 2,0 bis 4,0 reicht und von einem Abschnitt einer durch Zerstäuben erodierten Zone in Richtung auf seinen Umfang kontinuierlich abnimmt.

11. Verfahren zum Herstellen eines Zerstäubungstargets, welches aus einem hochschmelzenden Metallsilizid gebildet ist und eine Zusammensetzung aufweist, bei der eine MSi&sub2;-Phase in Form von Partikeln vorliegt, wobei M mindestens ein hochschmelzendes Metall ist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche aus W, Mo, Ti, Zr, Hf, Nb und Ta besteht und in einer Si-Grundphase verteilt ist, wobei an den Grenzflächen zwischen der MSi&sub2;-Phase und der Si-Phase durch Dotierstoffe, wie B, P, Sb und As Grenzschichten ausgebildet sind, deren Dicken mindestens 10 nm betragen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(1) Zubereiten eines gemischten Pulvers durch Mischen eines M-Pulvers und eines Si-Pulvers mit einem Si/M Atomverhältnis von 2,0 bis 4,0;

(2) Einbringen des gemischten Pulvers in eine Form und Erhitzen des gemischten Pulvers unter starkem Vakuum bei einem hohem Preßdruck bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 bis 50ºC/min, um ein Preßteil zu bilden, in welchem eine MSi&sub2;-Phase synthetisiert ist; und

(3) Sintern des Preßteils durch Aufheizen auf eine Temperatur unmittelbar unterhalb der eutektischen Temperatur in einem geringen Vakuum oder in einer Atmosphäre aus inertem Gas bei hohem Preßdruck.

12. Verfahren zum Herstellen eines Zerstäubungstargets nach Anspruch 11, bei dem die räumliche Verteilung der Zusammensetzungsformel MSix innerhalb eines Bereichs von ±0,05 liegt, ausgedrückt als Si/M-Atomverhältnis, während das Dichteverhältnis des Targets gleich oder größer als 99 % ist.

13. Verfahren zum Herstellen eines Zerstäubungstargets, bei dem im Schritt (2) von Anspruch 11 ein Mittelabschnitt des in die Form eingebrachten gemischten Pulvers rasch aufgeheizt wird.

14. Verfahren zum Herstellen eines Zerstäubungstargets, bei dem im Schritt (2) von Anspruch 11 das hochschmelzende Metall-M-Pulver und das Si-Pulver gemischt werden, um mindestens zwei gemischte Pulver unterschiedlicher Mischungsverhältnisse herzustellen, und das gemischte Pulver mit dem höherem Si-Anteil in den Mittelbereich der Form eingebracht wird, während das gemischte Pulver mit einem geringeren Si-Anteil in den Umfangsbereich der Form eingebracht wird.