JPH01198471A - 半導体デバイスのゲート電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材 - Google Patents
半導体デバイスのゲート電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材Info
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- JPH01198471A JPH01198471A JP2462988A JP2462988A JPH01198471A JP H01198471 A JPH01198471 A JP H01198471A JP 2462988 A JP2462988 A JP 2462988A JP 2462988 A JP2462988 A JP 2462988A JP H01198471 A JPH01198471 A JP H01198471A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えばMOS−FET型半導体デバイスの
ゲート電極薄膜をスパッタリングにより形成する際に用
いられるターゲツト材に関するものである。
ゲート電極薄膜をスパッタリングにより形成する際に用
いられるターゲツト材に関するものである。
従来、一般に半導体デバイスのゲート電極薄膜は、まず
、WSi (2<x≦3、通常x : 2.8)の
組成、すなわち組成式: W S l 2の金属間化合
物からなる素地に遊離Slが分散した組織を有するター
ゲツト材を用い、スパッタリングにより、例えばSl基
体の表面に非晶質(アモルファス)のWSi 薄膜を
形成し、ついで、このWSix薄膜に熱処理を施して、
薄膜を多結晶のW S l 2とし、余分のSiをSi
基体中に拡散させることによって形成されている。
、WSi (2<x≦3、通常x : 2.8)の
組成、すなわち組成式: W S l 2の金属間化合
物からなる素地に遊離Slが分散した組織を有するター
ゲツト材を用い、スパッタリングにより、例えばSl基
体の表面に非晶質(アモルファス)のWSi 薄膜を
形成し、ついで、このWSix薄膜に熱処理を施して、
薄膜を多結晶のW S l 2とし、余分のSiをSi
基体中に拡散させることによって形成されている。
また、上記のスパッタリングによるWSi 薄膜の形
成に際しては、ターゲツト材における遊離S1相が絶縁
相となるため、スパッタ中に遊離Sl相部分で異常放電
現象が発生し、この異常放電が原因で2000〜300
0人の厚さの薄膜中に、この膜厚に対して相対的に大き
な直径=0.5〜4.cuo程度のパーティクル(異質
粒)が形成されるようになり、このWSi 薄膜表面
より突出したパーティクルは熱処理後もそのままの状態
で存在するものである。
成に際しては、ターゲツト材における遊離S1相が絶縁
相となるため、スパッタ中に遊離Sl相部分で異常放電
現象が発生し、この異常放電が原因で2000〜300
0人の厚さの薄膜中に、この膜厚に対して相対的に大き
な直径=0.5〜4.cuo程度のパーティクル(異質
粒)が形成されるようになり、このWSi 薄膜表面
より突出したパーティクルは熱処理後もそのままの状態
で存在するものである。
このような状態で、W S i 2薄膜表面に印刷回路
を形成する場合、通常の集積度では問題はないが、近年
の半導体デバイスの高集積化に伴って印刷回路が高密度
化すると共に、細線化すると、このパーティクルが原因
で回路に断線が生じ、きわめて生産歩留の低いものとな
っている。
を形成する場合、通常の集積度では問題はないが、近年
の半導体デバイスの高集積化に伴って印刷回路が高密度
化すると共に、細線化すると、このパーティクルが原因
で回路に断線が生じ、きわめて生産歩留の低いものとな
っている。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、WSi
薄膜のスパッタリングによる形成に際して、印刷回
路の断線原因となるパーティクルの発生を抑制できるタ
ーゲツト材を開発すべく研究を行なった結果、従来のタ
ーゲツト材にP(りん)成分を2 ppm〜0.2重量
%含有させると、含有P成分は、素地のW S l Z
中には固溶せず、遊離S1相に濃縮固溶し、この遊離S
1相中のP含有量はloppm〜1%にもなるため、こ
のP含有の遊離S1相はきわめて良好な導電性をもつよ
うになることから、スパッタ時における異常放電が著し
く抑制されるようになり、この結果WSi 薄膜中で
のパーティクル発生が抑制されるようになり、さらに上
記の通りW S l 2中にP成分は固溶しないから、
遊離S1相中のP成分は、後工程の熱処理時に、Siと
共に81基体中に拡散し、WS12薄膜中には存在しな
くなることから、W S l 2薄膜は何らの影響も受
けないという知見を得たのである。
薄膜のスパッタリングによる形成に際して、印刷回
路の断線原因となるパーティクルの発生を抑制できるタ
ーゲツト材を開発すべく研究を行なった結果、従来のタ
ーゲツト材にP(りん)成分を2 ppm〜0.2重量
%含有させると、含有P成分は、素地のW S l Z
中には固溶せず、遊離S1相に濃縮固溶し、この遊離S
1相中のP含有量はloppm〜1%にもなるため、こ
のP含有の遊離S1相はきわめて良好な導電性をもつよ
うになることから、スパッタ時における異常放電が著し
く抑制されるようになり、この結果WSi 薄膜中で
のパーティクル発生が抑制されるようになり、さらに上
記の通りW S l 2中にP成分は固溶しないから、
遊離S1相中のP成分は、後工程の熱処理時に、Siと
共に81基体中に拡散し、WS12薄膜中には存在しな
くなることから、W S l 2薄膜は何らの影響も受
けないという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、組成式: W S l 2の金属間化合物からなる
素地に遊離Siが分散する組織を有するスパッタリング
・ターゲット材に、2pp−〜0.2重。
て、組成式: W S l 2の金属間化合物からなる
素地に遊離Siが分散する組織を有するスパッタリング
・ターゲット材に、2pp−〜0.2重。
量%のP成分を含有させてなる半導体デバイスのゲート
電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材に特徴を
有するものである。
電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材に特徴を
有するものである。
なお、この発明のターゲツト材において、P含有量を2
ppm〜0.2重量%と限定したのは、その含有量が
2pp■未満では、遊離Si中のP含有量が10ppm
未満となる場合が発生し、このように遊離Sl相中のP
含有量が10ppm未満の場合には所望のすぐれた導電
性を確保することができず、−方その含有量が0.2f
fiffi%を越えると、遊離S1相中のP含有量が固
溶限である1tIfffi%を越えて高くなる場合が生
じ、このように遊離Si中のP含有量が1重量%を越え
ても導電性により一層の向上効果は現われないという理
由によるものである。
ppm〜0.2重量%と限定したのは、その含有量が
2pp■未満では、遊離Si中のP含有量が10ppm
未満となる場合が発生し、このように遊離Sl相中のP
含有量が10ppm未満の場合には所望のすぐれた導電
性を確保することができず、−方その含有量が0.2f
fiffi%を越えると、遊離S1相中のP含有量が固
溶限である1tIfffi%を越えて高くなる場合が生
じ、このように遊離Si中のP含有量が1重量%を越え
ても導電性により一層の向上効果は現われないという理
由によるものである。
つぎに、この発明のターゲツト材を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
原料粉末として、いずれも2〜lO−の範囲内の平均粒
径を有する高純度W粉末(純度: 99.999%)、
高純度Si粉末(純度: 99.999%)、それぞれ
P含有量が、重量%(以下%は重量%を示す)で、0.
01%、 0.05%、0.1%、0.5%、および0
.9%の5種類の5t−p合金粉末を用意し、これら原
料粉末を組成式:WSi2.6を基準にして配合し、V
型ミキサーにて30分分間式混合した後、真空中、温度
? 1250℃に30分間保持の条件で焼成し、ついで
ショークラッシャにて粗粉砕し、ボールミルにて2時間
の微粉砕を行なった後、黒鉛型を用いて温度: 137
0℃、圧カニ 150kg/cシの焼結条件で真空ホッ
トプレスを行ない、研削加工を施すことにより、直径:
125nosX厚さ:5usの寸法を有し、かつ第1表
に示されるP含有量の本発明ターゲツト材1〜8、およ
びP成分を含有しない従来ターゲツト材をそれぞれ製造
した。
径を有する高純度W粉末(純度: 99.999%)、
高純度Si粉末(純度: 99.999%)、それぞれ
P含有量が、重量%(以下%は重量%を示す)で、0.
01%、 0.05%、0.1%、0.5%、および0
.9%の5種類の5t−p合金粉末を用意し、これら原
料粉末を組成式:WSi2.6を基準にして配合し、V
型ミキサーにて30分分間式混合した後、真空中、温度
? 1250℃に30分間保持の条件で焼成し、ついで
ショークラッシャにて粗粉砕し、ボールミルにて2時間
の微粉砕を行なった後、黒鉛型を用いて温度: 137
0℃、圧カニ 150kg/cシの焼結条件で真空ホッ
トプレスを行ない、研削加工を施すことにより、直径:
125nosX厚さ:5usの寸法を有し、かつ第1表
に示されるP含有量の本発明ターゲツト材1〜8、およ
びP成分を含有しない従来ターゲツト材をそれぞれ製造
した。
第 1 表
つぎに、この結果得られた各種のターゲツト材を用いて
、Arガス圧: 3 X LO’torr、放電電圧二
500vの条件で直流スパッタリングを行ない、基体と
しての直径: locmの81ウエハーの表面に厚さ:
2000人のWSi、6薄膜を形成し、この薄膜にお
ける直径=2虜以上のパーティクル数をWIS装置を用
いて測定した。
、Arガス圧: 3 X LO’torr、放電電圧二
500vの条件で直流スパッタリングを行ない、基体と
しての直径: locmの81ウエハーの表面に厚さ:
2000人のWSi、6薄膜を形成し、この薄膜にお
ける直径=2虜以上のパーティクル数をWIS装置を用
いて測定した。
このWIS装置は、薄膜表面にレーザー光を走査させ、
乱反射してくるレーザー光をカウントす!
ることによりパーティクルの直径を1#1定するも
のである。これらの測定結果を第1表に示した。
乱反射してくるレーザー光をカウントす!
ることによりパーティクルの直径を1#1定するも
のである。これらの測定結果を第1表に示した。
第1表に示される結果から、本発明ターゲツト材1〜8
を用いた場合、いずれも薄膜中のパーティクルの発生数
が相対的に減少して直径:2−以上の大径のパーティク
ルの発生数がP成分を含有しない従来ターゲツト材を用
いた場合に比して著しく少ないことが明らかである。
を用いた場合、いずれも薄膜中のパーティクルの発生数
が相対的に減少して直径:2−以上の大径のパーティク
ルの発生数がP成分を含有しない従来ターゲツト材を用
いた場合に比して著しく少ないことが明らかである。
上述のように、この発明のスパッタリング・ターゲット
材によれば、パーティクルの発生がきわめて少なく、特
に直径:2gn以上の大径のパーティクルが著しく少な
い薄膜を形成することができ、したがって、集積度の高
い半導体デバイスのゲート電極薄膜の形成に用いても印
刷回路の断線がなく、生産歩留の向上に寄与するなど工
業上有用な効果がもたらされるのである;
材によれば、パーティクルの発生がきわめて少なく、特
に直径:2gn以上の大径のパーティクルが著しく少な
い薄膜を形成することができ、したがって、集積度の高
い半導体デバイスのゲート電極薄膜の形成に用いても印
刷回路の断線がなく、生産歩留の向上に寄与するなど工
業上有用な効果がもたらされるのである;
Claims (1)
- (1)組成式:WSi_2の金属間化合物からなる素地
に遊離Siが分散する組織を有するスパッタリング・タ
ーゲット材に、2ppm〜0.2重量%のP成分を含有
させてなる半導体デバイスのゲート電極薄膜形成用スパ
ッタリング・ターゲット材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2462988A JPH01198471A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 半導体デバイスのゲート電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2462988A JPH01198471A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 半導体デバイスのゲート電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01198471A true JPH01198471A (ja) | 1989-08-10 |
Family
ID=12143431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2462988A Pending JPH01198471A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 半導体デバイスのゲート電極薄膜形成用スパッタリング・ターゲット材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01198471A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0374931A2 (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target and method of manufacturing the same |
JP2003055761A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Toshiba Corp | スパッタリングターゲット、その製造方法および電子部品 |
NL1027001C2 (nl) * | 2004-09-09 | 2006-03-13 | Oce Tech Bv | Inkjet printer. |
EP2284289A1 (en) * | 2008-06-02 | 2011-02-16 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Tungsten sintered material sputtering target |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP2462988A patent/JPH01198471A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0374931A2 (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering target and method of manufacturing the same |
JP2003055761A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Toshiba Corp | スパッタリングターゲット、その製造方法および電子部品 |
NL1027001C2 (nl) * | 2004-09-09 | 2006-03-13 | Oce Tech Bv | Inkjet printer. |
EP1634716A1 (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-15 | Océ-Technologies B.V. | Inkjet printer |
US7673983B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-03-09 | Oće-Technologies B.V. | Inkjet printer |
EP2284289A1 (en) * | 2008-06-02 | 2011-02-16 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Tungsten sintered material sputtering target |
EP2284289A4 (en) * | 2008-06-02 | 2011-11-09 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | SPRAY TARGET OF TUNGSTEN FRITTED MATERIAL |
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