JP2000178722A - 溶解Ｒｕターゲット - Google Patents
溶解ＲｕターゲットInfo
- Publication number
- JP2000178722A JP2000178722A JP10351422A JP35142298A JP2000178722A JP 2000178722 A JP2000178722 A JP 2000178722A JP 10351422 A JP10351422 A JP 10351422A JP 35142298 A JP35142298 A JP 35142298A JP 2000178722 A JP2000178722 A JP 2000178722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- target
- metal
- sputtering
- dissolved
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高集積度の半導体メモリーのキャパシタ用電
極などを形成する際に使用する金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ
2 膜を形成するための溶解Ｒｕターゲットを提供する。 【解決手段】 純度：９９．９９８％以上のＲｕからな
る溶解Ｒｕターゲットであって、この溶解Ｒｕターゲッ
トに含まれる酸素を０．１〜２０ｐｐｍに限定した。
極などを形成する際に使用する金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ
2 膜を形成するための溶解Ｒｕターゲットを提供する。 【解決手段】 純度：９９．９９８％以上のＲｕからな
る溶解Ｒｕターゲットであって、この溶解Ｒｕターゲッ
トに含まれる酸素を０．１〜２０ｐｐｍに限定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体メモリー
のキャパシタ用電極として使用する金属Ｒｕ膜およびＲ
ｕＯ2 膜をスパッタリングにより形成するための電子ビ
ーム溶解により製造した溶解Ｒｕターゲットに関するも
のである。
のキャパシタ用電極として使用する金属Ｒｕ膜およびＲ
ｕＯ2 膜をスパッタリングにより形成するための電子ビ
ーム溶解により製造した溶解Ｒｕターゲットに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、超高集積度のＳｉ半導体回路素子
であるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄａｍ Ａｃ
ｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のキャパシタ用電極は、Ｒｕ
ターゲットを用いスパッタリングすることにより形成す
ることは知られており、Ｓｉ基板の上に金属Ｒｕ膜また
は／およびＲｕＯ2 膜を形成し、その上に高誘電率を持
つ酸化物誘電体膜（例えば、Ｔａ2 Ｏ5 膜、（Ｂａ，Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 膜など）を形成し、この酸化物誘電体膜の
上に金属Ｒｕ膜またはＰｔ膜を形成することにより作製
している。上記金属Ｒｕ膜はＲｕターゲットを用いＡｒ
雰囲気でスパッタリングすることにより形成し、ＲｕＯ
2 膜はＲｕターゲットを用い酸素を含むスパッタリング
雰囲気でスパッタリングすることにより形成することが
知られており、同一のＲｕターゲットでスパッタリング
雰囲気を変えることにより金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜
を形成している。
であるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄａｍ Ａｃ
ｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のキャパシタ用電極は、Ｒｕ
ターゲットを用いスパッタリングすることにより形成す
ることは知られており、Ｓｉ基板の上に金属Ｒｕ膜また
は／およびＲｕＯ2 膜を形成し、その上に高誘電率を持
つ酸化物誘電体膜（例えば、Ｔａ2 Ｏ5 膜、（Ｂａ，Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 膜など）を形成し、この酸化物誘電体膜の
上に金属Ｒｕ膜またはＰｔ膜を形成することにより作製
している。上記金属Ｒｕ膜はＲｕターゲットを用いＡｒ
雰囲気でスパッタリングすることにより形成し、ＲｕＯ
2 膜はＲｕターゲットを用い酸素を含むスパッタリング
雰囲気でスパッタリングすることにより形成することが
知られており、同一のＲｕターゲットでスパッタリング
雰囲気を変えることにより金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜
を形成している。
【０００３】この金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜を形成す
るためのＲｕターゲットは、一般に、高純度Ｒｕ原料粉
末をホットプレスして得られたホットプレス成形体から
なるＲｕターゲット（以下、ホットプレスＲｕターゲッ
トと云う）およびホットプレス成形体をさらに電子ビー
ム溶解して作製したＲｕターゲット（以下、溶解Ｒｕタ
ーゲットと云う）が知られており、ホットプレスＲｕタ
ーゲットよりも溶解Ｒｕターゲットの方が高純度とな
り、一層優れた特性が得られるところから、特に超高集
積度のＳｉ半導体回路素子であるＤＲＡＭのキャパシタ
用電極としての金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜の形成には
溶解Ｒｕターゲットを用いて形成するのが好ましいとさ
れている（特開平８−３１１６４１号公報参照）。
るためのＲｕターゲットは、一般に、高純度Ｒｕ原料粉
末をホットプレスして得られたホットプレス成形体から
なるＲｕターゲット（以下、ホットプレスＲｕターゲッ
トと云う）およびホットプレス成形体をさらに電子ビー
ム溶解して作製したＲｕターゲット（以下、溶解Ｒｕタ
ーゲットと云う）が知られており、ホットプレスＲｕタ
ーゲットよりも溶解Ｒｕターゲットの方が高純度とな
り、一層優れた特性が得られるところから、特に超高集
積度のＳｉ半導体回路素子であるＤＲＡＭのキャパシタ
用電極としての金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜の形成には
溶解Ｒｕターゲットを用いて形成するのが好ましいとさ
れている（特開平８−３１１６４１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の溶解Ｒ
ｕターゲットを用いスパッタリングすることにより得ら
れた金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜は、キャパシタ用電極
としての十分な特性を示さず、したがって優れた特性を
有するキャパシタを得ることができなかった。したがっ
て従来よりも一層優れた特性を有する金属Ｒｕ膜または
ＲｕＯ2 膜が求められており、この一層優れた特性を有
する金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜を形成するための溶解
Ｒｕターゲットについての研究が進められている。
ｕターゲットを用いスパッタリングすることにより得ら
れた金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜は、キャパシタ用電極
としての十分な特性を示さず、したがって優れた特性を
有するキャパシタを得ることができなかった。したがっ
て従来よりも一層優れた特性を有する金属Ｒｕ膜または
ＲｕＯ2 膜が求められており、この一層優れた特性を有
する金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜を形成するための溶解
Ｒｕターゲットについての研究が進められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、半導体回
路素子のキャパシタ用電極として従来よりも優れた特性
を有する金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜を形成するための
溶解Ｒｕターゲットを得るべく研究を行っていたとこ
ろ、（イ）溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素が半導体
回路素子のキャパシタ用電極としての金属Ｒｕ膜または
ＲｕＯ2 膜の特性に大きく影響を及ぼし、従来の溶解Ｒ
ｕターゲットに含まれる酸素は２０ｐｐｍを越えて含ま
れていたが、溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素量を
０．１〜２０ｐｐｍ程度に少なくすると、従来よりも膜
表面の凹凸が少なくなってモフォロジーが良くなり、さ
らに結晶性に優れた金属Ｒｕ膜または／およびＲｕＯ2
膜が得られ、これら金属Ｒｕ膜または／およびＲｕＯ2
膜を電極としたキャパシタは、従来よりも比誘電率が大
きく、かつリーク電流が小さくなって、優れたキャパシ
タ特性を示す、（ロ）前記酸素量を０．１〜２０ｐｐｍ
程度に少ない溶解Ｒｕターゲットを用いて成膜すると、
従来よりも成膜速度が安定するまでの時間が短く、した
がって金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜の成膜効率が一層向
上する、という知見が得られたのである。
路素子のキャパシタ用電極として従来よりも優れた特性
を有する金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜を形成するための
溶解Ｒｕターゲットを得るべく研究を行っていたとこ
ろ、（イ）溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素が半導体
回路素子のキャパシタ用電極としての金属Ｒｕ膜または
ＲｕＯ2 膜の特性に大きく影響を及ぼし、従来の溶解Ｒ
ｕターゲットに含まれる酸素は２０ｐｐｍを越えて含ま
れていたが、溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素量を
０．１〜２０ｐｐｍ程度に少なくすると、従来よりも膜
表面の凹凸が少なくなってモフォロジーが良くなり、さ
らに結晶性に優れた金属Ｒｕ膜または／およびＲｕＯ2
膜が得られ、これら金属Ｒｕ膜または／およびＲｕＯ2
膜を電極としたキャパシタは、従来よりも比誘電率が大
きく、かつリーク電流が小さくなって、優れたキャパシ
タ特性を示す、（ロ）前記酸素量を０．１〜２０ｐｐｍ
程度に少ない溶解Ｒｕターゲットを用いて成膜すると、
従来よりも成膜速度が安定するまでの時間が短く、した
がって金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜の成膜効率が一層向
上する、という知見が得られたのである。
【０００６】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、 純度：９９．９９８％以上のＲｕからなる溶解Ｒｕター
ゲットであって、この溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸
素を０．１〜２０ｐｐｍに限定した溶解Ｒｕターゲッ
ト、に特徴を有するものである。
たものであって、 純度：９９．９９８％以上のＲｕからなる溶解Ｒｕター
ゲットであって、この溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸
素を０．１〜２０ｐｐｍに限定した溶解Ｒｕターゲッ
ト、に特徴を有するものである。
【０００７】この発明の溶解Ｒｕターゲットに含まれる
酸素を０．１〜２０ｐｐｍに限定したのは下記の理由に
よるものである。すなわち、酸素：０．１ｐｐｍ未満の
溶解Ｒｕターゲットを用いＲｕＯ2 膜を形成しようとし
て酸素含有雰囲気中でスパッタリングを行うと、ターゲ
ット表面が完全に酸化されず、金属と酸化物の混在した
状態となるために、基板に到達するスパッタ粒子も金属
と酸化物の混合状態となり、化学量論組成のＲｕ酸化物
（ＲｕＯ2 ）膜が得られず、その結果、Ｒｕ酸化物膜の
結晶性およびモフォロジーが悪くなり、このＲｕ酸化物
膜を電極としその上に誘電体を形成して得られたキャパ
シタはその特性が低下するので好ましくない。一方、２
０ｐｐｍを越えて含有する溶解Ｒｕターゲットを用いて
金属Ｒｕ膜を形成しようとすると、スパッタリングを行
って得られた金属Ｒｕ膜に酸化物が多く含み、酸素含有
雰囲気中で誘電体膜を成膜する際に、この金属Ｒｕ膜に
含まれる酸化物が核となって金属Ｒｕ膜表面が酸化さ
れ、凹凸が形成されて金属Ｒｕ膜のモフォロジーが悪く
なり、その結果、キャパシタ特性が低下するので好まし
くない。
酸素を０．１〜２０ｐｐｍに限定したのは下記の理由に
よるものである。すなわち、酸素：０．１ｐｐｍ未満の
溶解Ｒｕターゲットを用いＲｕＯ2 膜を形成しようとし
て酸素含有雰囲気中でスパッタリングを行うと、ターゲ
ット表面が完全に酸化されず、金属と酸化物の混在した
状態となるために、基板に到達するスパッタ粒子も金属
と酸化物の混合状態となり、化学量論組成のＲｕ酸化物
（ＲｕＯ2 ）膜が得られず、その結果、Ｒｕ酸化物膜の
結晶性およびモフォロジーが悪くなり、このＲｕ酸化物
膜を電極としその上に誘電体を形成して得られたキャパ
シタはその特性が低下するので好ましくない。一方、２
０ｐｐｍを越えて含有する溶解Ｒｕターゲットを用いて
金属Ｒｕ膜を形成しようとすると、スパッタリングを行
って得られた金属Ｒｕ膜に酸化物が多く含み、酸素含有
雰囲気中で誘電体膜を成膜する際に、この金属Ｒｕ膜に
含まれる酸化物が核となって金属Ｒｕ膜表面が酸化さ
れ、凹凸が形成されて金属Ｒｕ膜のモフォロジーが悪く
なり、その結果、キャパシタ特性が低下するので好まし
くない。
【０００８】したがって、この発明の溶解Ｒｕターゲッ
トに含まれる酸素は０．１〜２０ｐｐｍに定めた。この
発明の溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素は０．３〜１
０ｐｐｍが一層好ましく、０．５〜５ｐｐｍがさらに一
層好ましい。
トに含まれる酸素は０．１〜２０ｐｐｍに定めた。この
発明の溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素は０．３〜１
０ｐｐｍが一層好ましく、０．５〜５ｐｐｍがさらに一
層好ましい。
【０００９】この発明の溶解Ｒｕターゲットを作製する
には、市販の高純度Ｒｕ原料粉末をホットプレス成形し
て作製したＲｕ焼結体を従来よりも高真空雰囲気で溶解
することにより得られる。すなわち、従来の溶解Ｒｕタ
ーゲットは前記Ｒｕ焼結体を真空度が１×１０-5Ｔｏｒ
ｒ程度の真空雰囲気中で電子ビーム溶解して作製してい
たが、この発明の溶解Ｒｕターゲットは真空度が９×１
０-7〜７×１０-6Ｔｏｒｒ（好ましくは１×１０-6〜６
×１０-6Ｔｏｒｒ、さらに好ましくは２×１０ -6〜５×
１０-6Ｔｏｒｒ）の従来よりも高真空雰囲気で溶解する
ことにより得られる。
には、市販の高純度Ｒｕ原料粉末をホットプレス成形し
て作製したＲｕ焼結体を従来よりも高真空雰囲気で溶解
することにより得られる。すなわち、従来の溶解Ｒｕタ
ーゲットは前記Ｒｕ焼結体を真空度が１×１０-5Ｔｏｒ
ｒ程度の真空雰囲気中で電子ビーム溶解して作製してい
たが、この発明の溶解Ｒｕターゲットは真空度が９×１
０-7〜７×１０-6Ｔｏｒｒ（好ましくは１×１０-6〜６
×１０-6Ｔｏｒｒ、さらに好ましくは２×１０ -6〜５×
１０-6Ｔｏｒｒ）の従来よりも高真空雰囲気で溶解する
ことにより得られる。
【００１０】酸素：２０ｐｐｍ越えて含有する従来の溶
解Ｒｕターゲットを使用して酸化雰囲気中でスパッタし
Ｒｕ酸化物を形成すると、ターゲット表面が過度に酸化
し、ターゲット表面に厚い酸化物層が形成される。次
に、この表面に厚い酸化物層が形成されたターゲットを
用いて、金属Ｒｕ膜を形成しようとすると、ターゲット
表面の酸化物層を取り除き、成膜速度を安定させるのに
長持間の空スパッタを必要とする。かかる観点からもこ
の発明の溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素は２０ｐｐ
ｍ以下に限定しなければならない。
解Ｒｕターゲットを使用して酸化雰囲気中でスパッタし
Ｒｕ酸化物を形成すると、ターゲット表面が過度に酸化
し、ターゲット表面に厚い酸化物層が形成される。次
に、この表面に厚い酸化物層が形成されたターゲットを
用いて、金属Ｒｕ膜を形成しようとすると、ターゲット
表面の酸化物層を取り除き、成膜速度を安定させるのに
長持間の空スパッタを必要とする。かかる観点からもこ
の発明の溶解Ｒｕターゲットに含まれる酸素は２０ｐｐ
ｍ以下に限定しなければならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】市販の高純度Ｒｕ金属粉末を温
度：１１００℃、保持時間：３時間、圧力：２００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の条件でホットプレスして焼結体を作製し、
この焼結体を水冷銅ハースに装入し、出力２００ＫＷの
電子ビーム溶解炉を用い、表１に示される真空度、電流
値および電圧値で焼結体を表面から溶解し、水冷銅ハー
ス内の焼結体が完全に溶解した後、真空度は同じに保ち
ながら、照射する電子ビームの出力を電流値および電圧
値を徐々に低下させ、表１に示される真空度、電流値お
よび電圧値まで下げた時点で電子ビーム溶解を終了する
ことにより鋳造体を作製し、これら鋳造体を研削するこ
とにより本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７、比較溶解Ｒ
ｕターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲットを作製し
た。
度：１１００℃、保持時間：３時間、圧力：２００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の条件でホットプレスして焼結体を作製し、
この焼結体を水冷銅ハースに装入し、出力２００ＫＷの
電子ビーム溶解炉を用い、表１に示される真空度、電流
値および電圧値で焼結体を表面から溶解し、水冷銅ハー
ス内の焼結体が完全に溶解した後、真空度は同じに保ち
ながら、照射する電子ビームの出力を電流値および電圧
値を徐々に低下させ、表１に示される真空度、電流値お
よび電圧値まで下げた時点で電子ビーム溶解を終了する
ことにより鋳造体を作製し、これら鋳造体を研削するこ
とにより本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７、比較溶解Ｒ
ｕターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲットを作製し
た。
【００１２】これら本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７、
比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲット
に含まれる酸素量をＧＤ−ＭＳ（グロー放電質量分析）
により測定し、その結果を表１に示した。
比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲット
に含まれる酸素量をＧＤ−ＭＳ（グロー放電質量分析）
により測定し、その結果を表１に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例１ これら本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７、比較溶解Ｒｕ
ターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲットを水冷銅板に
ろう付けし、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 基板温度：３００℃、 放電電力：４．５Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．０Ｐａ）、 スパッタ時間：６０秒、 の条件でスパッタリングを行うことによりＳｉウェーハ
上に膜厚：２０００Åの金属Ｒｕ膜を形成した。この金
属Ｒｕ膜の結晶性を評価するために得られた金属Ｒｕ膜
の（００２）回析ピークの半値幅をＸ線回析により測定
してその結果を表２に示した。
ターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲットを水冷銅板に
ろう付けし、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 基板温度：３００℃、 放電電力：４．５Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．０Ｐａ）、 スパッタ時間：６０秒、 の条件でスパッタリングを行うことによりＳｉウェーハ
上に膜厚：２０００Åの金属Ｒｕ膜を形成した。この金
属Ｒｕ膜の結晶性を評価するために得られた金属Ｒｕ膜
の（００２）回析ピークの半値幅をＸ線回析により測定
してその結果を表２に示した。
【００１５】この金属Ｒｕ膜を下部電極とし、この上
に、 スパッタ方式：ＲＦマグネトロン、 基板温度：５００℃、 放電電力：１．１Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．１７Ｐａ）＋Ｏ2 （０．１３
Ｐａ）、 スパッタ時間：４００秒、 の条件でスパッタを行うことにより膜厚：５００Åの誘
電体である（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 ［以下、ＢＳＴと記
す］膜を形成し、このＢＳＴ膜の上に膜厚：５００Åの
金属Ｐｔ膜をマスクスパッタにより形成して上部電極と
し、Ｓｉウェーハ上に、金属Ｐｔ膜（膜厚：５００Å）
／ＢＳＴ膜（膜厚：５００Å）／金属Ｒｕ膜（膜厚：２
０００Å）の複合膜を有するキャパシタ（以下、Ｐｔ／
ＢＳＴ／Ｒｕ型キャパシタという）を作製した。
に、 スパッタ方式：ＲＦマグネトロン、 基板温度：５００℃、 放電電力：１．１Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．１７Ｐａ）＋Ｏ2 （０．１３
Ｐａ）、 スパッタ時間：４００秒、 の条件でスパッタを行うことにより膜厚：５００Åの誘
電体である（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 ［以下、ＢＳＴと記
す］膜を形成し、このＢＳＴ膜の上に膜厚：５００Åの
金属Ｐｔ膜をマスクスパッタにより形成して上部電極と
し、Ｓｉウェーハ上に、金属Ｐｔ膜（膜厚：５００Å）
／ＢＳＴ膜（膜厚：５００Å）／金属Ｒｕ膜（膜厚：２
０００Å）の複合膜を有するキャパシタ（以下、Ｐｔ／
ＢＳＴ／Ｒｕ型キャパシタという）を作製した。
【００１６】得られたＰｔ／ＢＳＴ／Ｒｕ型キャパシタ
の比誘電率を測定し、さらに前記上部電極と下部電極の
間に１Ｖの電圧を印加してその時のリーク電流密度を測
定し、その結果を表２に示した。比誘電率およびリーク
電流密度を測定したのち、ＢＳＴ膜成膜による金属Ｒｕ
膜表面モフォロジーの荒れを評価するために、前記ＢＳ
Ｔ膜をウエットエッチングにより除去して金属Ｒｕ膜表
面を露出させ、金属Ｒｕ膜の表面粗さをＡＦＭ（原子間
力顕微鏡）により測定してその結果を表２に示した。
の比誘電率を測定し、さらに前記上部電極と下部電極の
間に１Ｖの電圧を印加してその時のリーク電流密度を測
定し、その結果を表２に示した。比誘電率およびリーク
電流密度を測定したのち、ＢＳＴ膜成膜による金属Ｒｕ
膜表面モフォロジーの荒れを評価するために、前記ＢＳ
Ｔ膜をウエットエッチングにより除去して金属Ｒｕ膜表
面を露出させ、金属Ｒｕ膜の表面粗さをＡＦＭ（原子間
力顕微鏡）により測定してその結果を表２に示した。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２に示される結果から、本発明溶解Ｒｕ
ターゲット１〜７を用いてスパッタリングにより作製し
た金属Ｒｕ膜は、比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶
解Ｒｕターゲットを用いてスパッタリングにより作製し
た金属Ｒｕ膜に比べて表面粗さが小さいところからＢＳ
Ｔ膜成膜による金属Ｒｕ膜のモフォロジーの荒れが少な
く、さらに本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７を用いてス
パッタリングにより作製したＰｔ／ＢＳＴ／Ｒｕ型キャ
パシタは、比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶解Ｒｕ
ターゲットを用いてスパッタリングにより作製したＰｔ
／ＢＳＴ／Ｒｕ型キャパシタに比べて、比誘電率が向上
し、リーク電流密度が少ないことが分かる。
ターゲット１〜７を用いてスパッタリングにより作製し
た金属Ｒｕ膜は、比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶
解Ｒｕターゲットを用いてスパッタリングにより作製し
た金属Ｒｕ膜に比べて表面粗さが小さいところからＢＳ
Ｔ膜成膜による金属Ｒｕ膜のモフォロジーの荒れが少な
く、さらに本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７を用いてス
パッタリングにより作製したＰｔ／ＢＳＴ／Ｒｕ型キャ
パシタは、比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶解Ｒｕ
ターゲットを用いてスパッタリングにより作製したＰｔ
／ＢＳＴ／Ｒｕ型キャパシタに比べて、比誘電率が向上
し、リーク電流密度が少ないことが分かる。
【００１９】実施例２ これら本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７、比較溶解Ｒｕ
ターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲットを水冷銅板に
ろう付けし、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 基板温度：３００℃、 放電電力：４．５Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．０Ｐａ）、 スパッタ時間：３０秒、 の条件でスパッタを行うことによりＳｉウェーハ上に膜
厚：１０００Åの金属Ｒｕ膜を形成し、その後、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 基板温度：３００℃、 放電電力：２．８Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．８Ｐａ）＋Ｏ2 （０．２Ｐ
ａ）、 スパッタ時間：６０秒、 の条件でスパッタを行うことにより膜厚：２０００Åの
ＲｕＯ2 膜を形成することにより金属Ｒｕ膜およびＲｕ
Ｏ2 膜からなる積層膜を形成し、このＲｕＯ2 膜のモフ
ォロジーを評価するために得られたＲｕＯ2 膜の表面粗
さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により測定してその結果
を表３に示し、さらにＲｕＯ2 膜の結晶性を評価するた
めにＲｕＯ2 膜の（１１０）回析ピークの半値幅をＸ線
回析により測定してその結果を表３に示した。
ターゲットおよび従来溶解Ｒｕターゲットを水冷銅板に
ろう付けし、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 基板温度：３００℃、 放電電力：４．５Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．０Ｐａ）、 スパッタ時間：３０秒、 の条件でスパッタを行うことによりＳｉウェーハ上に膜
厚：１０００Åの金属Ｒｕ膜を形成し、その後、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 基板温度：３００℃、 放電電力：２．８Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．８Ｐａ）＋Ｏ2 （０．２Ｐ
ａ）、 スパッタ時間：６０秒、 の条件でスパッタを行うことにより膜厚：２０００Åの
ＲｕＯ2 膜を形成することにより金属Ｒｕ膜およびＲｕ
Ｏ2 膜からなる積層膜を形成し、このＲｕＯ2 膜のモフ
ォロジーを評価するために得られたＲｕＯ2 膜の表面粗
さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により測定してその結果
を表３に示し、さらにＲｕＯ2 膜の結晶性を評価するた
めにＲｕＯ2 膜の（１１０）回析ピークの半値幅をＸ線
回析により測定してその結果を表３に示した。
【００２０】この金属Ｒｕ膜およびＲｕＯ2 膜からなる
積層膜を下部電極とし、この下部電極である積層膜の上
に、さらに、 スパッタ方式：ＲＦマグネトロン、 基板温度：５００℃、 放電電力：１．１Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．１７Ｐａ）＋Ｏ2 （０．１３
Ｐａ）、 スパッタ時間：４００秒、 の条件でスパッタを行うことにより膜厚：５００Åの誘
電体であるＢＳＴ膜を形成し、このＢＳＴ膜の上に膜
厚：５００Åの金属Ｐｔ膜をマスクスパッタにより形成
して上部電極とし、Ｓｉウェーハ上に、金属Ｐｔ膜（膜
厚：５００Å）／ＢＳＴ膜（膜厚：５００Å）／ＲｕＯ
2 膜（膜厚：２０００Å）／金属Ｒｕ膜（膜厚：１００
０Å）の複合膜を有するキャパシタ（以下、Ｐｔ／ＢＳ
Ｔ／ＲｕＯ2／Ｒｕ型キャパシタという）を作製した。
積層膜を下部電極とし、この下部電極である積層膜の上
に、さらに、 スパッタ方式：ＲＦマグネトロン、 基板温度：５００℃、 放電電力：１．１Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．１７Ｐａ）＋Ｏ2 （０．１３
Ｐａ）、 スパッタ時間：４００秒、 の条件でスパッタを行うことにより膜厚：５００Åの誘
電体であるＢＳＴ膜を形成し、このＢＳＴ膜の上に膜
厚：５００Åの金属Ｐｔ膜をマスクスパッタにより形成
して上部電極とし、Ｓｉウェーハ上に、金属Ｐｔ膜（膜
厚：５００Å）／ＢＳＴ膜（膜厚：５００Å）／ＲｕＯ
2 膜（膜厚：２０００Å）／金属Ｒｕ膜（膜厚：１００
０Å）の複合膜を有するキャパシタ（以下、Ｐｔ／ＢＳ
Ｔ／ＲｕＯ2／Ｒｕ型キャパシタという）を作製した。
【００２１】得られたＰｔ／ＢＳＴ／ＲｕＯ2 ／Ｒｕ型
キャパシタの比誘電率を測定し、さらに前記上部電極と
下部電極の間に１Ｖの電圧を印加してその時のリーク電
流密度を測定し、その結果を表３に示した。
キャパシタの比誘電率を測定し、さらに前記上部電極と
下部電極の間に１Ｖの電圧を印加してその時のリーク電
流密度を測定し、その結果を表３に示した。
【００２２】
【表３】
【００２３】表３に示される結果から、本発明溶解Ｒｕ
ターゲット１〜７を用いてスパッタリングにより作製し
たＲｕＯ2 膜は、比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶
解Ｒｕターゲットを用いてスパッタリングにより作製し
たＲｕＯ2 膜に比べて、表面粗さが小さいところからモ
フォロジーがよく、また半価幅が小さいところから結晶
性がよく、さらに本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７を用
いてスパッタリングにより作製したＰｔ／ＢＳＴ／Ｒｕ
Ｏ2 ／Ｒｕ型キャパシタは、比較溶解Ｒｕターゲットお
よび従来溶解Ｒｕターゲットを用いてスパッタリングに
より作製したＰｔ／ＢＳＴ／ＲｕＯ2 ／Ｒｕ型キャパシ
タに比べて、比誘電率が向上し、リーク電流密度が少な
いことが分かる。
ターゲット１〜７を用いてスパッタリングにより作製し
たＲｕＯ2 膜は、比較溶解Ｒｕターゲットおよび従来溶
解Ｒｕターゲットを用いてスパッタリングにより作製し
たＲｕＯ2 膜に比べて、表面粗さが小さいところからモ
フォロジーがよく、また半価幅が小さいところから結晶
性がよく、さらに本発明溶解Ｒｕターゲット１〜７を用
いてスパッタリングにより作製したＰｔ／ＢＳＴ／Ｒｕ
Ｏ2 ／Ｒｕ型キャパシタは、比較溶解Ｒｕターゲットお
よび従来溶解Ｒｕターゲットを用いてスパッタリングに
より作製したＰｔ／ＢＳＴ／ＲｕＯ2 ／Ｒｕ型キャパシ
タに比べて、比誘電率が向上し、リーク電流密度が少な
いことが分かる。
【００２４】実施例３ 溶解Ｒｕターゲットを用いてＲｕＯ2 膜を形成した後さ
らに引き続いて金属Ｒｕ膜を成膜する際の金属Ｒｕ膜の
成膜速度の安定化を評価するために、本発明溶解Ｒｕタ
ーゲット１および従来溶解Ｒｕターゲットを水冷銅板に
ろう付けし、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 放電電力：２．８Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．８Ｐａ）＋Ｏ2 （０．２Ｐ
ａ）、 スパッタ時間：１時間、 の条件で酸素含有雰囲気中で空スパッタを行うことによ
りターゲット表面を酸化させ、その後、スパッタガスを
Ａｒ（１．０Ｐａ）に変換し、４分の空スパッタを行っ
たのち１分間の金属Ｒｕ膜の成膜を行うスパッタ操作を
繰り返して２時間連続的に行い、前記１分間に形成され
た金属Ｒｕ膜の膜厚を測定して成膜速度を算出し、スパ
ッタ時間に対する金属Ｒｕ膜の成膜速度の変化を図１の
グラフに示し、本発明溶解Ｒｕターゲット１、比較溶解
Ｒｕターゲット１および従来溶解Ｒｕターゲットを用い
て酸素含有雰囲気中でスパッタした後の金属Ｒｕ膜の成
膜速度が安定化するまでの時間（金属Ｒｕ膜の成膜速度
が一定となるまでの時間）を測定した。
らに引き続いて金属Ｒｕ膜を成膜する際の金属Ｒｕ膜の
成膜速度の安定化を評価するために、本発明溶解Ｒｕタ
ーゲット１および従来溶解Ｒｕターゲットを水冷銅板に
ろう付けし、 スパッタ方式：ＤＣマグネトロン、 放電電力：２．８Ｗ／ｃｍ2 、 スパッタガス：Ａｒ（１．８Ｐａ）＋Ｏ2 （０．２Ｐ
ａ）、 スパッタ時間：１時間、 の条件で酸素含有雰囲気中で空スパッタを行うことによ
りターゲット表面を酸化させ、その後、スパッタガスを
Ａｒ（１．０Ｐａ）に変換し、４分の空スパッタを行っ
たのち１分間の金属Ｒｕ膜の成膜を行うスパッタ操作を
繰り返して２時間連続的に行い、前記１分間に形成され
た金属Ｒｕ膜の膜厚を測定して成膜速度を算出し、スパ
ッタ時間に対する金属Ｒｕ膜の成膜速度の変化を図１の
グラフに示し、本発明溶解Ｒｕターゲット１、比較溶解
Ｒｕターゲット１および従来溶解Ｒｕターゲットを用い
て酸素含有雰囲気中でスパッタした後の金属Ｒｕ膜の成
膜速度が安定化するまでの時間（金属Ｒｕ膜の成膜速度
が一定となるまでの時間）を測定した。
【００２５】図１に示させる結果から、酸素含有量が
０．８ｐｐｍの本発明溶解Ｒｕターゲット１は、酸素含
有量が４０ｐｐｍの従来溶解Ｒｕターゲットに比べて、
金属Ｒｕ膜の成膜速度が安定化するまでの時間が極めて
短く、５０分程度も短縮していることが分かる。このこ
とは、同一の溶解Ｒｕターゲットを用いてＲｕＯ2 膜を
成膜した後にＲｕ膜を成膜する際にも短い空スパッタ時
間で金属Ｒｕ膜の成膜速度が安定することを示してい
る。
０．８ｐｐｍの本発明溶解Ｒｕターゲット１は、酸素含
有量が４０ｐｐｍの従来溶解Ｒｕターゲットに比べて、
金属Ｒｕ膜の成膜速度が安定化するまでの時間が極めて
短く、５０分程度も短縮していることが分かる。このこ
とは、同一の溶解Ｒｕターゲットを用いてＲｕＯ2 膜を
成膜した後にＲｕ膜を成膜する際にも短い空スパッタ時
間で金属Ｒｕ膜の成膜速度が安定することを示してい
る。
【００２６】
【発明の効果】上述のように、この発明の溶解Ｒｕター
ゲットを使用して金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜を形成す
ると、従来の溶解Ｒｕターゲットを使用して金属Ｒｕ膜
またはＲｕＯ2 膜を形成するよりも優れた特性の金属Ｒ
ｕ膜または／およびＲｕＯ2 膜からなるキャパシタ電極
を形成することができ、したがって優れた特性のキャパ
シタを形成することができる。また、この発明の溶解Ｒ
ｕターゲットはＲｕＯ2膜形成後の金属Ｒｕ膜形成に際
して、金属Ｒｕ膜の成膜速度が安定化するまでの時間が
大幅に短縮され、膜の形成効率が大幅に向上し、半導体
産業上すぐれた効果をもたらすものである。
ゲットを使用して金属Ｒｕ膜またはＲｕＯ2 膜を形成す
ると、従来の溶解Ｒｕターゲットを使用して金属Ｒｕ膜
またはＲｕＯ2 膜を形成するよりも優れた特性の金属Ｒ
ｕ膜または／およびＲｕＯ2 膜からなるキャパシタ電極
を形成することができ、したがって優れた特性のキャパ
シタを形成することができる。また、この発明の溶解Ｒ
ｕターゲットはＲｕＯ2膜形成後の金属Ｒｕ膜形成に際
して、金属Ｒｕ膜の成膜速度が安定化するまでの時間が
大幅に短縮され、膜の形成効率が大幅に向上し、半導体
産業上すぐれた効果をもたらすものである。
【図１】スパッタ時間に対する金属Ｒｕ膜の成膜速度の
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/8242 (72)発明者 三橋 章 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4K001 AA41 BA23 CA32 FA13 GA13 4K017 BA02 DA01 EF05 FA01 4K029 BA02 BA43 BB02 BD01 CA05 CA06 DC03 DC08 5F083 AD00 FR01 JA06 JA14 JA38 JA43 PR22
Claims (1)
- 【請求項１】 純度：９９．９９８％以上のＲｕからな
る溶解Ｒｕターゲットであって、この溶解Ｒｕターゲッ
トに含まれる酸素を０．１〜２０ｐｐｍに限定したこと
を特徴とする溶解Ｒｕターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351422A JP2000178722A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 溶解Ｒｕターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351422A JP2000178722A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 溶解Ｒｕターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000178722A true JP2000178722A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18417187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10351422A Pending JP2000178722A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 溶解Ｒｕターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000178722A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043215A1 (ja) | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 高純度Ｒｕ合金ターゲット及びその製造方法並びにスパッタ膜 |
| JPWO2021002167A1 (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | ||
| EP3892754A1 (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-13 | SPTS Technologies Limited | Deposition method |
| TWI842925B (zh) | 2019-07-01 | 2024-05-21 | 日商古屋金屬股份有限公司 | 釕系濺鍍靶材及其製造方法 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP10351422A patent/JP2000178722A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043215A1 (ja) | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 高純度Ｒｕ合金ターゲット及びその製造方法並びにスパッタ膜 |
| JPWO2021002167A1 (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | ||
| WO2021002167A1 (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | 株式会社フルヤ金属 | ルテニウム系スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| KR20210153124A (ko) | 2019-07-01 | 2021-12-16 | 가부시키가이샤 후루야긴조쿠 | 루테늄계 스퍼터링 타겟 및 그 제조 방법 |
| CN113924383A (zh) * | 2019-07-01 | 2022-01-11 | 株式会社古屋金属 | 钌系溅镀靶材及其制造方法 |
| DE112020003188T5 (de) | 2019-07-01 | 2022-04-07 | Furuya Metal Co., Ltd. | Auf Ruthenium basierendes Sputtertarget und dessen Herstellung |
| JP7203220B2 (ja) | 2019-07-01 | 2023-01-12 | 株式会社フルヤ金属 | ルテニウム系スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| CN113924383B (zh) * | 2019-07-01 | 2023-12-29 | 株式会社古屋金属 | 钌系溅镀靶材及其制造方法 |
| TWI842925B (zh) | 2019-07-01 | 2024-05-21 | 日商古屋金屬股份有限公司 | 釕系濺鍍靶材及其製造方法 |
| EP3892754A1 (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-13 | SPTS Technologies Limited | Deposition method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10322934B2 (en) | Silicon nitride substrate and silicon nitride circuit board using the same | |
| JP4294951B2 (ja) | 電解コンデンサ基板のためのタンタルおよび窒化タンタル粉末混合物 | |
| JP2009173537A (ja) | 高純度・低比抵抗の静電チャック | |
| CN109912304B (zh) | 一种铁酸铋基三元固溶体介电薄膜材料及其制备方法 | |
| US5998321A (en) | Aluminum nitride sintered body, electronic functional material, and electrostatic chuck | |
| US8022001B2 (en) | Aluminum nitride sintered product, method for producing the same, and electrostatic chuck including the same | |
| JP4342639B2 (ja) | スパッタリングターゲット、および電極膜の製造方法 | |
| JP2000178722A (ja) | 溶解Ｒｕターゲット | |
| JPH09249967A (ja) | 高純度チタン酸バリウムストロンチウムスパッタリングターゲット材およびその製造方法 | |
| JPH1093051A (ja) | 改善された誘電特性を有する薄膜タンタル酸化物層及びそのような層を用いた容量の作製方法 | |
| US6746619B2 (en) | Ferroelectric vapor deposition targets | |
| JPH11158612A (ja) | 溶解ルテニウムスパッタリングターゲット | |
| KR0141194B1 (ko) | 스퍼터링용 타아게트의 제조방법 | |
| JP2000355760A (ja) | スパッタターゲット、バリア膜および電子部品 | |
| JP3428432B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングタ−ゲット材およびそれを用いた成膜方法 | |
| JPH10297964A (ja) | スパッタリングターゲット用ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系焼結体の製造方法 | |
| JPH10297963A (ja) | スパッタリングターゲット用ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系焼結体およびその製造方法 | |
| JP2000178721A (ja) | Ｒｕスパッタリングターゲット、並びにこのターゲットを製造するためのＲｕ原料粉末およびその製造方法 | |
| JP3127836B2 (ja) | スパッタリング方法 | |
| TW201835360A (zh) | ＡｌＯ濺鍍靶及其製造方法 | |
| JPH10297966A (ja) | スパッタリングターゲット用ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３系焼結体の製造方法 | |
| JP7280075B2 (ja) | スパッタリングターゲット材及びその製造方法並びに薄膜 | |
| JPH08302462A (ja) | Ｒｕスパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
| JP2982298B2 (ja) | スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
| JPH11172423A (ja) | 導電性高密度酸化チタンターゲットの製造方法 |