JPH03138364A - 強誘電体膜形成用ターゲット材 - Google Patents
強誘電体膜形成用ターゲット材Info
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- JPH03138364A JPH03138364A JP27553489A JP27553489A JPH03138364A JP H03138364 A JPH03138364 A JP H03138364A JP 27553489 A JP27553489 A JP 27553489A JP 27553489 A JP27553489 A JP 27553489A JP H03138364 A JPH03138364 A JP H03138364A
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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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、近年、ＩＣのキャパシタ絶縁膜や分極の反
転を利用する強誘電体メモリーなどとして注目を集めて
いる組成式： Ｐｂ（Ｚ ｒ 。
転を利用する強誘電体メモリーなどとして注目を集めて
いる組成式： Ｐｂ（Ｚ ｒ 。
Ｔｉｔ−ｘ）０３、ただしｘ ： ０．４２〜０．［ｉ
８、並びに同ｐ ｂ ｔ−ｙΦＬａ、（ＺｒｘｌＴｉｌ
−ｘ）０３、ただしｘ ： ０．４２〜０．６８、ｙ
： ０．１２以下（以上モル比）を有する強誘電体膜を
形成するのに用いられるターゲット材に関するものであ
る。
８、並びに同ｐ ｂ ｔ−ｙΦＬａ、（ＺｒｘｌＴｉｌ
−ｘ）０３、ただしｘ ： ０．４２〜０．６８、ｙ
： ０．１２以下（以上モル比）を有する強誘電体膜を
形成するのに用いられるターゲット材に関するものであ
る。
従来、上記の強誘電体膜を、例えばスパッタリング法に
より形成する方法として、特開昭６２−８３４６３号公
報に記載されるように、ターゲット材としてＰｂターゲ
ット材、Ｚｒターゲット材、およびＴ１ターゲット材、
さらにＬａターゲット材を用い、酸素含有雰囲気中で、
これらの別個に設置されたターゲット材に対して、同時
にスパッタを行なうことにより形成する方法が知られて
いる。
より形成する方法として、特開昭６２−８３４６３号公
報に記載されるように、ターゲット材としてＰｂターゲ
ット材、Ｚｒターゲット材、およびＴ１ターゲット材、
さらにＬａターゲット材を用い、酸素含有雰囲気中で、
これらの別個に設置されたターゲット材に対して、同時
にスパッタを行なうことにより形成する方法が知られて
いる。
しかし、上記の従来方法では、スパッタを複数のターゲ
ット材に対して同時に行なわなければならず、このため
所定組成の強誘電体膜形成にはターゲット材毎のスパッ
タ制御が必要となり、この場合スパッタ速度を速くする
と、それだけ夕一ゲット材のスパッタ制御が困難となり
、膜組成が激しく変動するようになるので、スパッタ速
度を速く、すなわち膜形成速度を速くすることができな
いのが現状である。
ット材に対して同時に行なわなければならず、このため
所定組成の強誘電体膜形成にはターゲット材毎のスパッ
タ制御が必要となり、この場合スパッタ速度を速くする
と、それだけ夕一ゲット材のスパッタ制御が困難となり
、膜組成が激しく変動するようになるので、スパッタ速
度を速く、すなわち膜形成速度を速くすることができな
いのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高速ス
パッタでも所定組成の強誘電体膜を安定して形成するこ
とができるターゲット材を開発すべく研究を行なった結
果、 まず、形成せんとする強誘電体膜の組成に対応して所定
の割合に配合され、混合されたＺｒ粉末とＴ１粉末、あ
るいはＺｒ粉末とＴｉ粉末とＬａ粉末から、仮焼結、焼
結、あるいはホットプレスなどの手段により、これら粉
末相互が結合し、かつ同じく形成せんとする強誘電体膜
のＰｂ含有量に対応して定めた１０〜５０％の空孔率を
もった多孔質の結合成形体を形成し、 この結合成形体の空孔に、強誘電体膜の構成成分である
Ｐｂを溶浸含有させることにより形成したターゲット材
は、Ｚ ｒ、Ｔ Ｉ、およびＰｂ、さらにＬａが強誘電
体膜形成に適合した割合で、それぞし微細均一に分布し
た状態）二なっているので、このターゲット材に直接ス
パッタを行なうだけで所定組成の強誘電体膜を形成する
ことができ、従来法のようにターゲット材相互のスパッ
タ制御は必要がないので、スパッタ速度を速くしても膜
組成に変動は起らず、安定した組成の強誘電体膜を速い
膜形成速度で形成することができるようになるという研
究結果を得たのである。
パッタでも所定組成の強誘電体膜を安定して形成するこ
とができるターゲット材を開発すべく研究を行なった結
果、 まず、形成せんとする強誘電体膜の組成に対応して所定
の割合に配合され、混合されたＺｒ粉末とＴ１粉末、あ
るいはＺｒ粉末とＴｉ粉末とＬａ粉末から、仮焼結、焼
結、あるいはホットプレスなどの手段により、これら粉
末相互が結合し、かつ同じく形成せんとする強誘電体膜
のＰｂ含有量に対応して定めた１０〜５０％の空孔率を
もった多孔質の結合成形体を形成し、 この結合成形体の空孔に、強誘電体膜の構成成分である
Ｐｂを溶浸含有させることにより形成したターゲット材
は、Ｚ ｒ、Ｔ Ｉ、およびＰｂ、さらにＬａが強誘電
体膜形成に適合した割合で、それぞし微細均一に分布し
た状態）二なっているので、このターゲット材に直接ス
パッタを行なうだけで所定組成の強誘電体膜を形成する
ことができ、従来法のようにターゲット材相互のスパッ
タ制御は必要がないので、スパッタ速度を速くしても膜
組成に変動は起らず、安定した組成の強誘電体膜を速い
膜形成速度で形成することができるようになるという研
究結果を得たのである。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもので
あって、 いずれも１０〜５０％の空孔率を有するＺｒ粉末とＴｉ
粉末の結合成形体、またはＺｒ粉末とＴｉ粉末とＬａ粉
末の結合成形体の空孔に、Ｐｂを溶浸含有してなる強誘
電体膜形成用ターゲット材に特徴を有するものである。
あって、 いずれも１０〜５０％の空孔率を有するＺｒ粉末とＴｉ
粉末の結合成形体、またはＺｒ粉末とＴｉ粉末とＬａ粉
末の結合成形体の空孔に、Ｐｂを溶浸含有してなる強誘
電体膜形成用ターゲット材に特徴を有するものである。
なお、この発明のターゲット材において、これを構成す
る結合成形体の１０〜５０％の空孔率は、上記の通り形
成される強誘電体膜の組成に則して定めたものであって
、空孔率が１０％未満でも、また空孔率が５０％を越え
ても、これにえＩ応して、これに溶浸含ＨされるＰｂの
含６割合が低く、あるいは高くなりすぎ、他の構成成分
であるＺｒ、Ｔ１．およびＬａの含有割合との関係で所
定組成の強誘電体膜を形成することができなくなるとい
う理由によるものである。
る結合成形体の１０〜５０％の空孔率は、上記の通り形
成される強誘電体膜の組成に則して定めたものであって
、空孔率が１０％未満でも、また空孔率が５０％を越え
ても、これにえＩ応して、これに溶浸含ＨされるＰｂの
含６割合が低く、あるいは高くなりすぎ、他の構成成分
であるＺｒ、Ｔ１．およびＬａの含有割合との関係で所
定組成の強誘電体膜を形成することができなくなるとい
う理由によるものである。
つぎに、この発明のターゲッ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９９．９９％の純度を有し、
かつ５〜１００ｍの範囲内の所定の（１シ均粒径を有す
るＺｒ粉末、Ｔ１粉末、およびＬａ粉末を用意し、これ
ら原料粉末を、それぞれ第１表に示される割合に配合し
、乾式Ｖ形混合機で１時間混合した後、１〜５ｔｏｎ／
ｃｄの範囲内の所定の圧力でプレス成形して圧粉体を成
形し、ついでこの圧粉体に、 （ａ） 水素雰囲気中、温度ニア００℃に１時間保持
の条件での仮焼結、あるいは、 （ｂ） 真空雰囲気中、温度＝５００℃に、１００ｋ
ｇ／ｃシの圧力を付加しながら３６時間保持の条件での
ホットプレス、 を施して同じく第１表に示される空孔率をもった結合成
形体を形成し、引続いてこの結合成形体の上面に純度：
９９．９９％のＰｂブロックを載置した状態で、ＩＯ’
ｔｏｒｒ以下の真空中、温度＝４００℃に１時間保持の
条件でＰｂｂ浸処理を行ない、さらにＰｂ溶浸没後スパ
ッタ時のＰｂｂ浸部の異常放電と異常溶融を防止する目
的で、１０’ｔｏｒｒ以下の真空中、温度：２８０℃に
１０時間保持の条件で熱処理を施すことにより、ターゲ
ット材に占める割合で、それぞれ第１表に示される成分
組成、並びに外径＝５０龍φ×厚さ：５ｍｍの寸法をも
った本発明ターゲット材１〜１０をそれぞれ製造した。
かつ５〜１００ｍの範囲内の所定の（１シ均粒径を有す
るＺｒ粉末、Ｔ１粉末、およびＬａ粉末を用意し、これ
ら原料粉末を、それぞれ第１表に示される割合に配合し
、乾式Ｖ形混合機で１時間混合した後、１〜５ｔｏｎ／
ｃｄの範囲内の所定の圧力でプレス成形して圧粉体を成
形し、ついでこの圧粉体に、 （ａ） 水素雰囲気中、温度ニア００℃に１時間保持
の条件での仮焼結、あるいは、 （ｂ） 真空雰囲気中、温度＝５００℃に、１００ｋ
ｇ／ｃシの圧力を付加しながら３６時間保持の条件での
ホットプレス、 を施して同じく第１表に示される空孔率をもった結合成
形体を形成し、引続いてこの結合成形体の上面に純度：
９９．９９％のＰｂブロックを載置した状態で、ＩＯ’
ｔｏｒｒ以下の真空中、温度＝４００℃に１時間保持の
条件でＰｂｂ浸処理を行ない、さらにＰｂ溶浸没後スパ
ッタ時のＰｂｂ浸部の異常放電と異常溶融を防止する目
的で、１０’ｔｏｒｒ以下の真空中、温度：２８０℃に
１０時間保持の条件で熱処理を施すことにより、ターゲ
ット材に占める割合で、それぞれ第１表に示される成分
組成、並びに外径＝５０龍φ×厚さ：５ｍｍの寸法をも
った本発明ターゲット材１〜１０をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明ターゲット材１〜ＩＯ
を用い、機械加工により、その寸法を外径：５０龍φＸ
厚さ：４■鵬とし、かつ無酸素銅製のバッキングプレー
トにはんだ付けした状態で、市販の直流スパッタリング
装置およびマグネトロン型高周波スパッタリング装置に
て、前記直流スパッタリング装置では、 付加型カニ ＢＯＷ （電圧：直流２００Ｖ）、基
体：ＭｇＯ単結晶、 基体温度ニア００℃、 雰囲気ガス組成： Ａ ｒ ／ ０２−２ ／ Ｉ （
容量比）、雰囲気圧カニ １ＯＬｏｒｒ、 基体−ターゲット材間の距ｆｉｌ ： ５０ｍ■、の条
件で、また高周波スパッタリング装置では、高周波型カ
ニ １００ Ｗ。
を用い、機械加工により、その寸法を外径：５０龍φＸ
厚さ：４■鵬とし、かつ無酸素銅製のバッキングプレー
トにはんだ付けした状態で、市販の直流スパッタリング
装置およびマグネトロン型高周波スパッタリング装置に
て、前記直流スパッタリング装置では、 付加型カニ ＢＯＷ （電圧：直流２００Ｖ）、基
体：ＭｇＯ単結晶、 基体温度ニア００℃、 雰囲気ガス組成： Ａ ｒ ／ ０２−２ ／ Ｉ （
容量比）、雰囲気圧カニ １ＯＬｏｒｒ、 基体−ターゲット材間の距ｆｉｌ ： ５０ｍ■、の条
件で、また高周波スパッタリング装置では、高周波型カ
ニ １００ Ｗ。
基 体：ＳｒＴｉＯ３単結晶、
基体温度＝７００℃、
雰囲気ガス組成：Ａｒ１０□−３／１（容量比）、雰囲
気圧カニ ２０ｔｏｒｒ、 基体−ターゲット材間の距ｉ！ｆｌ ： ７０＋ｎ、の
条件でそれぞれ平均層厚二０．７−の強、Ａ電体膜を形
成し、これに要した時間を測定し、第１表に示した。な
お、第１表には、上記の従来法で同じ厚さにして、同じ
組成の強誘電体膜を形成するのに要した時間を１とし、
これに対する割合、すなわち膜形成相対時間比で示した
。また、第１表にはＥＰＭＡ分析法（電子線マイクロア
ナリシス）による膜組成を示した。さらにこれらの形成
された強誘電体膜をＸＲＤ分析法（Ｘ線回折法）にて観
察した≧ころ、いずれもＣ軸に配向したペロブスカイト
型結晶構造を示した。
気圧カニ ２０ｔｏｒｒ、 基体−ターゲット材間の距ｉ！ｆｌ ： ７０＋ｎ、の
条件でそれぞれ平均層厚二０．７−の強、Ａ電体膜を形
成し、これに要した時間を測定し、第１表に示した。な
お、第１表には、上記の従来法で同じ厚さにして、同じ
組成の強誘電体膜を形成するのに要した時間を１とし、
これに対する割合、すなわち膜形成相対時間比で示した
。また、第１表にはＥＰＭＡ分析法（電子線マイクロア
ナリシス）による膜組成を示した。さらにこれらの形成
された強誘電体膜をＸＲＤ分析法（Ｘ線回折法）にて観
察した≧ころ、いずれもＣ軸に配向したペロブスカイト
型結晶構造を示した。
第１表に示される結果から、本発明ターゲット材１〜ｌ
Ｏにおいては、従来法におけるよりも速いスパッタ速度
で、いずれもペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電
体膜を安定的に形成することができることが明らかであ
る。
Ｏにおいては、従来法におけるよりも速いスパッタ速度
で、いずれもペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電
体膜を安定的に形成することができることが明らかであ
る。
上述のように、この発明のターゲット材によれば、これ
を構成するＺｒ、Ｔｉ、およびＰｂ、さらにＬａが微細
均一に分布した状態になっているので、複数ターゲット
材を用いる従来法のようなターゲット材相互のスパッタ
制御を行なうことなく、速いスパッタ速度で、かつ膜組
成に変動なく強誘電体膜を安定的に形成することができ
るなど工業上有用な効果がもたらされるのである。
を構成するＺｒ、Ｔｉ、およびＰｂ、さらにＬａが微細
均一に分布した状態になっているので、複数ターゲット
材を用いる従来法のようなターゲット材相互のスパッタ
制御を行なうことなく、速いスパッタ速度で、かつ膜組
成に変動なく強誘電体膜を安定的に形成することができ
るなど工業上有用な効果がもたらされるのである。
Claims (2)
- （１）１０〜５０％の空孔率を有するＺｒ粉末とＴｉ粉
末の結合成形体の空孔に、Ｐｂを溶浸含有してなる強誘
電体膜形成用ターゲット材。 - （２）１０〜５０％の空孔率を有するＺｒ粉末とＴｉ粉
末とＬａ粉末の結合成形体の空孔に、Ｐｂを溶浸含有し
てなる強誘電体膜形成用ターゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27553489A JP2734687B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 強誘電体膜形成用ターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27553489A JP2734687B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 強誘電体膜形成用ターゲット材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138364A true JPH03138364A (ja) | 1991-06-12 |
| JP2734687B2 JP2734687B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=17556788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27553489A Expired - Fee Related JP2734687B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 強誘電体膜形成用ターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734687B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP27553489A patent/JP2734687B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2734687B2 (ja) | 1998-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |