JPH07145479A - スパッタリングターゲット - Google Patents
スパッタリングターゲットInfo
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- JPH07145479A JPH07145479A JP29360193A JP29360193A JPH07145479A JP H07145479 A JPH07145479 A JP H07145479A JP 29360193 A JP29360193 A JP 29360193A JP 29360193 A JP29360193 A JP 29360193A JP H07145479 A JPH07145479 A JP H07145479A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 成膜方法として直流スパッタ法、直流スパッ
タと高周波スパッタを組み合わせた重畳スパッタ法が使
用することが出来て、高い成膜速度が得られ、また、ス
パッタ中に異常放電や経時変化がなく、更に基板上に成
膜される誘電体膜の膜組成において鉛成分が不足するこ
となく、化学量論組成の良好な誘電体膜が得られるスパ
ッタリングターゲット。 【構成】 誘電体膜を成膜するセラミックス材の原料粉
末を加圧加熱して焼成処理時に酸素欠損を引き起こさせ
た粉体と、該ターゲットを構成する金属元素粉体を混
合、焼成したターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加
して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下であるスパッ
タリングターゲット。
タと高周波スパッタを組み合わせた重畳スパッタ法が使
用することが出来て、高い成膜速度が得られ、また、ス
パッタ中に異常放電や経時変化がなく、更に基板上に成
膜される誘電体膜の膜組成において鉛成分が不足するこ
となく、化学量論組成の良好な誘電体膜が得られるスパ
ッタリングターゲット。 【構成】 誘電体膜を成膜するセラミックス材の原料粉
末を加圧加熱して焼成処理時に酸素欠損を引き起こさせ
た粉体と、該ターゲットを構成する金属元素粉体を混
合、焼成したターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加
して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下であるスパッ
タリングターゲット。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングターゲ
ットに関し、更に詳しくは、スパッタリング法により基
板上にセラミックス材から成る誘電体膜を形成するため
に用いるスパッタリングターゲットに関する。
ットに関し、更に詳しくは、スパッタリング法により基
板上にセラミックス材から成る誘電体膜を形成するため
に用いるスパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板上にセラミックス材から成る
誘電体膜を成膜する際に用いるスパッタリングターゲッ
トとしては数多く知られており、その中でも、ＰｂＴｉ
Ｏ3 ［ＰＴＯ：チタン酸鉛］、（ＰｂＬａ）ＴｉＯ3
［ＰＬＴ：チタン酸鉛ランタン］、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ
3 ［ＰＺＴ：ジルコン酸チタン酸鉛］、（ＰｂＬａ）
（ＺｒＴｉ）Ｏ3 ［ＰＬＺＴ：ジルコン酸チタン酸鉛ラ
ンタン］等が使用されており、これらスパッタリングタ
ーゲットはセラミックス材の原料粉末を大気中または真
空中で加圧加熱して焼成処理を行ってさ作製している。
誘電体膜を成膜する際に用いるスパッタリングターゲッ
トとしては数多く知られており、その中でも、ＰｂＴｉ
Ｏ3 ［ＰＴＯ：チタン酸鉛］、（ＰｂＬａ）ＴｉＯ3
［ＰＬＴ：チタン酸鉛ランタン］、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ
3 ［ＰＺＴ：ジルコン酸チタン酸鉛］、（ＰｂＬａ）
（ＺｒＴｉ）Ｏ3 ［ＰＬＺＴ：ジルコン酸チタン酸鉛ラ
ンタン］等が使用されており、これらスパッタリングタ
ーゲットはセラミックス材の原料粉末を大気中または真
空中で加圧加熱して焼成処理を行ってさ作製している。
【０００３】また、これらのセラミックス材ターゲット
を用いて基板上にセラミックス材から成る誘電体膜を形
成する際、一般に基板温度は室温より高温であるため、
得られる誘電体膜の組成は、前記セラミックス材ターゲ
ット組成より他の元素に比べて蒸気圧の高い鉛（Ｐｂ）
元素が不足するので、目的とする誘電体膜の組成に制御
することが非常に困難であった。
を用いて基板上にセラミックス材から成る誘電体膜を形
成する際、一般に基板温度は室温より高温であるため、
得られる誘電体膜の組成は、前記セラミックス材ターゲ
ット組成より他の元素に比べて蒸気圧の高い鉛（Ｐｂ）
元素が不足するので、目的とする誘電体膜の組成に制御
することが非常に困難であった。
【０００４】従って、良質の誘電体膜を得るためには、
予めターゲットの酸化鉛（ＰｂＯ）等の鉛の酸化物粉を
化学量論組成よりＰｂが不足する量を見越して過剰に混
合したターゲットが広く用いられている。
予めターゲットの酸化鉛（ＰｂＯ）等の鉛の酸化物粉を
化学量論組成よりＰｂが不足する量を見越して過剰に混
合したターゲットが広く用いられている。
【０００５】これらのセラミックス材ターゲットの電気
抵抗は一般に無限大ではあるが、セラミックス材の材料
中の不純物や製造工程で生じるターゲット材の酸素欠損
量により、場合によっては数百メガオーム（ＭΩ・ｃ
ｍ）から数十オーム（Ω・ｃｍ）までの範囲にある。
抵抗は一般に無限大ではあるが、セラミックス材の材料
中の不純物や製造工程で生じるターゲット材の酸素欠損
量により、場合によっては数百メガオーム（ＭΩ・ｃ
ｍ）から数十オーム（Ω・ｃｍ）までの範囲にある。
【０００６】これらのターゲットを用いて高周波スパッ
タ法或いは直流スパッタ法により基板上にセラミックス
材から成る誘電体膜を成膜する。
タ法或いは直流スパッタ法により基板上にセラミックス
材から成る誘電体膜を成膜する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のセラミックス材
ターゲットを用いてスパッタリング法で基板上に誘電体
膜を成膜する場合、セラミックス材ターゲットは酸化物
であるため、金属材料から成るターゲットに比べてスパ
ッタ時ターゲット表面にスパッタガスが入射した際、タ
ーゲットを構成している原子を叩き出す効率、所謂スパ
ッタ収率が低く、その結果成膜速度が十分でなかった。
また、成膜速度を高めるためにターゲットに印加するス
パッタパワーを大きくすると、ターゲットは一般に脆く
割れやすいため大きなスパッタパワーを印加することが
出来ないという問題があった。
ターゲットを用いてスパッタリング法で基板上に誘電体
膜を成膜する場合、セラミックス材ターゲットは酸化物
であるため、金属材料から成るターゲットに比べてスパ
ッタ時ターゲット表面にスパッタガスが入射した際、タ
ーゲットを構成している原子を叩き出す効率、所謂スパ
ッタ収率が低く、その結果成膜速度が十分でなかった。
また、成膜速度を高めるためにターゲットに印加するス
パッタパワーを大きくすると、ターゲットは一般に脆く
割れやすいため大きなスパッタパワーを印加することが
出来ないという問題があった。
【０００８】従ってある程度低い印加パワーでも高い成
膜速度が得ることが必要であった。
膜速度が得ることが必要であった。
【０００９】一方、誘電体膜を構成する金属材料から成
る合金ターゲットを用い、スパッタ成膜中に膜を酸化さ
せるのに十分な量の酸素ガスを添加してスパッタする方
法もあるが、この方法ではターゲットは金属であるた
め、スパッタ収率が高いが、ターゲット表面が酸素プラ
ズマに晒されているのでターゲット表面が次第に酸化さ
れ、特に上記ターゲットをＰｂＴｉ、ＰｂＬａＴｉ、Ｐ
ｂＺｒＴｉ、ＰｂＬａＺｒＴｉのような合金ターゲット
ではＰｂはほとんど酸化されないが、Ｔｉ、Ｚｒ等は非
常に酸化されるので、スパッタ収率が大きく変化し、従
って基板上に形成される誘電体膜の組成も大きく経時変
化するので利用することが出来ないという問題がある。
る合金ターゲットを用い、スパッタ成膜中に膜を酸化さ
せるのに十分な量の酸素ガスを添加してスパッタする方
法もあるが、この方法ではターゲットは金属であるた
め、スパッタ収率が高いが、ターゲット表面が酸素プラ
ズマに晒されているのでターゲット表面が次第に酸化さ
れ、特に上記ターゲットをＰｂＴｉ、ＰｂＬａＴｉ、Ｐ
ｂＺｒＴｉ、ＰｂＬａＺｒＴｉのような合金ターゲット
ではＰｂはほとんど酸化されないが、Ｔｉ、Ｚｒ等は非
常に酸化されるので、スパッタ収率が大きく変化し、従
って基板上に形成される誘電体膜の組成も大きく経時変
化するので利用することが出来ないという問題がある。
【００１０】本発明はかかる問題点を解消し、低い印加
パワーでスパッタリングを行っても高いスパッタ収率で
安定した成膜速度が得られるスパッタリングターゲット
を提供することを目的とする。
パワーでスパッタリングを行っても高いスパッタ収率で
安定した成膜速度が得られるスパッタリングターゲット
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、ある条件を満たすスパッタリングターゲットを
用いることにより高いスパッタ収率が得られかつ安定し
た高い成膜速度が得られることを知見した。
た結果、ある条件を満たすスパッタリングターゲットを
用いることにより高いスパッタ収率が得られかつ安定し
た高い成膜速度が得られることを知見した。
【００１２】本発明のスパッタリングターゲットはかか
る知見に基づいてなされたものであって、基板上に誘電
体膜をスパッタリング法を用いて形成するためのスパッ
タリングターゲットにおいて、該スパッタリングターゲ
ットはターゲット焼成時に酸素欠損を引き起こされた粉
体と該ターゲットを構成する金属元素粉体を混合、焼成
したターゲットであって、かつターゲットの板厚方向に
電圧１．５Ｖ印加して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする。
る知見に基づいてなされたものであって、基板上に誘電
体膜をスパッタリング法を用いて形成するためのスパッ
タリングターゲットにおいて、該スパッタリングターゲ
ットはターゲット焼成時に酸素欠損を引き起こされた粉
体と該ターゲットを構成する金属元素粉体を混合、焼成
したターゲットであって、かつターゲットの板厚方向に
電圧１．５Ｖ印加して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする。
【００１３】前記スパッタリングターゲットを金属鉛粉
体と酸素欠損を引き起こしたＰｂＴｉＯ3_x 、（ＰｂＬ
ａ）ＴｉＯ3_x 、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 、（ＰｂＬ
ａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 粉体との混合、焼成ターゲット
としてもよい。
体と酸素欠損を引き起こしたＰｂＴｉＯ3_x 、（ＰｂＬ
ａ）ＴｉＯ3_x 、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 、（ＰｂＬ
ａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 粉体との混合、焼成ターゲット
としてもよい。
【００１４】
【作用】基板上にスパッタリング法で誘電体膜を成膜す
る際に用いるスパッタリングターゲットは、ターゲット
焼成時に酸素欠損を引き起こされた粉体と該ターゲット
を構成する金属元素粉体を混合、焼成したターゲットで
あって、かつターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加
して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下であるため、
直流スパッタ法、或いは高周波スパッタ法を行う際、タ
ーゲットのスパッタ収率が完全な酸化物状態である場合
よりも高いので、低いパワーを印加しても高い成膜速度
が得られ、また、高いパワーが印加されてもスパッタリ
ングターゲットがその電気抵抗の低さにより発熱するこ
とがなく、熱膨脹によりターゲットにひび割れが生じな
い。また、ターゲットに高い電位が印加されてもスパッ
タリングターゲットが、或いはターゲット内の電流の通
る部分が絶縁破壊されることがないため、ターゲット内
部やターゲット表面にひび割れや穴の発生がない。
る際に用いるスパッタリングターゲットは、ターゲット
焼成時に酸素欠損を引き起こされた粉体と該ターゲット
を構成する金属元素粉体を混合、焼成したターゲットで
あって、かつターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加
して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下であるため、
直流スパッタ法、或いは高周波スパッタ法を行う際、タ
ーゲットのスパッタ収率が完全な酸化物状態である場合
よりも高いので、低いパワーを印加しても高い成膜速度
が得られ、また、高いパワーが印加されてもスパッタリ
ングターゲットがその電気抵抗の低さにより発熱するこ
とがなく、熱膨脹によりターゲットにひび割れが生じな
い。また、ターゲットに高い電位が印加されてもスパッ
タリングターゲットが、或いはターゲット内の電流の通
る部分が絶縁破壊されることがないため、ターゲット内
部やターゲット表面にひび割れや穴の発生がない。
【００１５】
【実施例】本発明のスパッタリングターゲットを用いる
とスパッタ収率が高く、従来のセラミックス材ターゲッ
トに比べ安定した高い成膜速度が得られるのは次の理由
による。
とスパッタ収率が高く、従来のセラミックス材ターゲッ
トに比べ安定した高い成膜速度が得られるのは次の理由
による。
【００１６】本発明のスパッタリングターゲットは酸素
欠損を引き起こした粉体を用いたターゲットであるの
で、完全な酸化物よりもスパッタ収率が高く、かつ膜中
に不足すると予想される鉛（Ｐｂ）元素を従来のように
酸化鉛（ＰｂＯ）のような酸化物の形で添加するのでは
なく、金属鉛の形で添加するのでスパッタ収率を低下さ
せない。
欠損を引き起こした粉体を用いたターゲットであるの
で、完全な酸化物よりもスパッタ収率が高く、かつ膜中
に不足すると予想される鉛（Ｐｂ）元素を従来のように
酸化鉛（ＰｂＯ）のような酸化物の形で添加するのでは
なく、金属鉛の形で添加するのでスパッタ収率を低下さ
せない。
【００１７】また、酸素欠損を引き起こし電気抵抗が１
０Ω・ｃｍ以下と十分に小さくなっているので、また、
不足する鉛（Ｐｂ）元素を金属鉛の形で過剰添加してい
るので、直流スパッタ法や高周波を重畳した直流スパッ
タ法が利用することが出来、そのため同じ電力を印加し
ても従来の高周波スパッタ法よりも高い成膜速度が得ら
れる。
０Ω・ｃｍ以下と十分に小さくなっているので、また、
不足する鉛（Ｐｂ）元素を金属鉛の形で過剰添加してい
るので、直流スパッタ法や高周波を重畳した直流スパッ
タ法が利用することが出来、そのため同じ電力を印加し
ても従来の高周波スパッタ法よりも高い成膜速度が得ら
れる。
【００１８】また、ターゲットを作製するために焼成し
た材料粉体が酸素欠損を僅かに起こしているとは言え、
酸化物であるので、合金ターゲットにおけるＺｒやＴｉ
のような活性な金属状態ではないため、スパッタ中にタ
ーゲット表面がプラズマ中の酸素と結びついて酸化が進
行し、経時変化を生じることがない。
た材料粉体が酸素欠損を僅かに起こしているとは言え、
酸化物であるので、合金ターゲットにおけるＺｒやＴｉ
のような活性な金属状態ではないため、スパッタ中にタ
ーゲット表面がプラズマ中の酸素と結びついて酸化が進
行し、経時変化を生じることがない。
【００１９】また、過剰に添加した金属鉛は活性ではな
く酸素との結合性がＺｒやＴｉの１／２０以下であるた
め、金属状態であってもほとんど成膜速度や膜組成が経
時変化することがない。
く酸素との結合性がＺｒやＴｉの１／２０以下であるた
め、金属状態であってもほとんど成膜速度や膜組成が経
時変化することがない。
【００２０】従って、酸素欠損を引き起こした粉体への
添加する金属鉛量は自由に調整することが出来、最適の
誘電体膜組成にするためにターゲットの組成を任意に選
べる利点がある。
添加する金属鉛量は自由に調整することが出来、最適の
誘電体膜組成にするためにターゲットの組成を任意に選
べる利点がある。
【００２１】次に本発明の具体的実施例を比較例と共に
説明する。
説明する。
【００２２】実施例１ 焼成中に酸素欠損を引き起こしたＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_
x を粉体にし、これに金属鉛（Ｐｂ）粉体を混ぜ、Ｐｂ
過剰のＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x ターゲットを作製した。
作製されたターゲット組成はＰｂ2.0 （Ｚｒ0.5 Ｔｉ0.
5 ）Ｏ3_x であり、ターゲットの板厚方向に電圧１．５
Ｖ印加時に測定した電気抵抗は５Ω・ｃｍであった。
x を粉体にし、これに金属鉛（Ｐｂ）粉体を混ぜ、Ｐｂ
過剰のＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x ターゲットを作製した。
作製されたターゲット組成はＰｂ2.0 （Ｚｒ0.5 Ｔｉ0.
5 ）Ｏ3_x であり、ターゲットの板厚方向に電圧１．５
Ｖ印加時に測定した電気抵抗は５Ω・ｃｍであった。
【００２３】このターゲットをスパッタリング装置に設
置し、装置内を１×１０- 4Ｐａまで真空排気した後、
酸素（Ｏ2 ）ガスを２０％混合したアルゴン（Ａｒ）ガ
スを分圧１Ｐａ導入し、５００℃に加熱したＳｉウエハ
から成る基板上にＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 から成る誘電体
膜を形成した。
置し、装置内を１×１０- 4Ｐａまで真空排気した後、
酸素（Ｏ2 ）ガスを２０％混合したアルゴン（Ａｒ）ガ
スを分圧１Ｐａ導入し、５００℃に加熱したＳｉウエハ
から成る基板上にＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 から成る誘電体
膜を形成した。
【００２４】成膜はターゲットに５００Ｗの直流電力を
印加してマグネトロンスパッタ法を用いて行った。
印加してマグネトロンスパッタ法を用いて行った。
【００２５】得られた誘電体膜の膜組成比と成膜速度を
調べ、その結果を表１に示す。
調べ、その結果を表１に示す。
【００２６】また、その後１００時間のダミースパッタ
を行った後、同様の方法で成膜を行った。その時得られ
た誘電体膜の膜組成比と成膜速度を調べ、その結果を表
１に併せて示す。
を行った後、同様の方法で成膜を行った。その時得られ
た誘電体膜の膜組成比と成膜速度を調べ、その結果を表
１に併せて示す。
【００２７】比較例１〜５ ターゲットとして酸素欠損を引き起こしたＰｂ（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ3_x 粉体と、酸素欠損していないＰｂ（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ3 粉体、および添加する鉛（Ｐｂ）材として金属
鉛粉体と、酸化鉛（ＰｂＯ）粉体を原材料に、もしくは
添加Ｐｂ材なしの種々の原材料を組み合わせて混合、焼
成して作製した表１に示す組成のターゲットを用い、ス
パッタ法として直流スパッタ法、または高周波スパッタ
法を用いた以外は前記実施例１と同様の方法で基板上に
誘電体膜の成膜を行った。
ｉ）Ｏ3_x 粉体と、酸素欠損していないＰｂ（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ3 粉体、および添加する鉛（Ｐｂ）材として金属
鉛粉体と、酸化鉛（ＰｂＯ）粉体を原材料に、もしくは
添加Ｐｂ材なしの種々の原材料を組み合わせて混合、焼
成して作製した表１に示す組成のターゲットを用い、ス
パッタ法として直流スパッタ法、または高周波スパッタ
法を用いた以外は前記実施例１と同様の方法で基板上に
誘電体膜の成膜を行った。
【００２８】また、経時変化を調べるために１００時間
ダミースパッタを行った後、同様に成膜を行った。
ダミースパッタを行った後、同様に成膜を行った。
【００２９】そして、各ターゲットの組成比と電気抵
抗、ターゲット使用初期での得られた膜の成膜速度と組
成比、並びにターゲット使用１００時間後での得られた
膜の成膜速度と組成比を調べ、その結果を表１に示す。
抗、ターゲット使用初期での得られた膜の成膜速度と組
成比、並びにターゲット使用１００時間後での得られた
膜の成膜速度と組成比を調べ、その結果を表１に示す。
【００３０】実施例２ ターゲットとして金属鉛（Ｐｂ）粉体の添加量を変えて
ターゲット組成がＰｂ3.0 （Ｚｒ0.5 Ｔｉ0.5 ）Ｏ3_x
となるように作製したターゲットを用い、成膜時の基板
温度を６５０℃とした以外は前記実施例１と同様の方法
で基板上に誘電体膜の成膜を行った。
ターゲット組成がＰｂ3.0 （Ｚｒ0.5 Ｔｉ0.5 ）Ｏ3_x
となるように作製したターゲットを用い、成膜時の基板
温度を６５０℃とした以外は前記実施例１と同様の方法
で基板上に誘電体膜の成膜を行った。
【００３１】ターゲットの組成比はＰｂ／（Ｚｒ＋Ｔ
ｉ）＝３．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝０．５であり、
また、ターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加時に測
定した電気抵抗は４Ω・ｃｍであった。
ｉ）＝３．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝０．５であり、
また、ターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加時に測
定した電気抵抗は４Ω・ｃｍであった。
【００３２】ターゲット使用初期での成膜速度は１２０
Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比はＰｂ／
（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝０．
５であった。
Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比はＰｂ／
（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝０．
５であった。
【００３３】また、１００時間ダミースパッタを行った
後（ターゲット使用１００時間後）での膜の成膜速度は
１１８Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比は
Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）
＝０．５であった。
後（ターゲット使用１００時間後）での膜の成膜速度は
１１８Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比は
Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）
＝０．５であった。
【００３４】比較例６ターゲットとして原材料に金属鉛
（Ｐｂ）粉体と、金属ジルコニウム（Ｚｒ）粉体と、金
属チタン（Ｔｉ）粉体を用いて混合、焼成して作製した
組成がＰｂＺｒＴｉの合金ターゲットを用いた以外は前
記実施例１と同様の方法で基板上に誘電体膜の成膜を行
った。
（Ｐｂ）粉体と、金属ジルコニウム（Ｚｒ）粉体と、金
属チタン（Ｔｉ）粉体を用いて混合、焼成して作製した
組成がＰｂＺｒＴｉの合金ターゲットを用いた以外は前
記実施例１と同様の方法で基板上に誘電体膜の成膜を行
った。
【００３５】そして、ターゲットの電気抵抗、ターゲッ
ト使用初期での得られた膜の成膜速度と組成比、並びに
ターゲット使用１００時間後での得られた膜の成膜速度
と組成比を調べ、その結果を表１に示す。
ト使用初期での得られた膜の成膜速度と組成比、並びに
ターゲット使用１００時間後での得られた膜の成膜速度
と組成比を調べ、その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】実施例３〜５ ターゲットとして金属鉛（Ｐｂ）粉体と混合する酸素欠
損を引き起こした材料にＰｂＴｉＯ3_x 粉体、（ＰｂＬ
ａ）ＴｉＯ3_x 粉体、（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x
粉体のいずれかを用い、これらを混合、焼成して作製し
た表２に示す組成のターゲットを用いた以外は前記実施
例１と同様の方法で基板上に誘電体膜の成膜を行った。
損を引き起こした材料にＰｂＴｉＯ3_x 粉体、（ＰｂＬ
ａ）ＴｉＯ3_x 粉体、（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x
粉体のいずれかを用い、これらを混合、焼成して作製し
た表２に示す組成のターゲットを用いた以外は前記実施
例１と同様の方法で基板上に誘電体膜の成膜を行った。
【００３８】そして、各ターゲットの組成比と電気抵
抗、ターゲット使用初期での得られた膜の成膜速度と組
成比、並びにターゲット使用１００時間後での得られた
膜の成膜速度と組成比を調べ、その結果を表２に示す。
抗、ターゲット使用初期での得られた膜の成膜速度と組
成比、並びにターゲット使用１００時間後での得られた
膜の成膜速度と組成比を調べ、その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】実施例６ スパッタ法として成膜時にターゲットに印加するパワー
を直流電力（５００Ｗ）に高周波電力（５００Ｗ）を重
畳したＤＣ＋ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い た以
外は前記実施例１と同様の方法で基板上に誘電体膜を形
成した。
を直流電力（５００Ｗ）に高周波電力（５００Ｗ）を重
畳したＤＣ＋ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い た以
外は前記実施例１と同様の方法で基板上に誘電体膜を形
成した。
【００４１】ターゲット使用初期での成膜速度は１６０
Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比はＰｂ／
（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝０．
５であった。
Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比はＰｂ／
（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝０．
５であった。
【００４２】また、１００時間ダミースパッタを行った
後（ターゲット使用１００時間後）での膜の成膜速度は
１６０Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比は
Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）
＝０．５であった。
後（ターゲット使用１００時間後）での膜の成膜速度は
１６０Å／ｍｉｎであり、得られた誘電体膜の組成比は
Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）＝１．０、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）
＝０．５であった。
【００４３】前記各実施例および各比較例の結果から明
らかなように、本発明の実施例１〜６のように酸化され
にくい金属鉛粉体と、酸素欠損して電気抵抗が低抵抗セ
ラミックス原料粉体と用いて作製したターゲットは、任
意の鉛含有量が選べるので、いかなる成膜条件において
も膜組成が鉛不足になることもなく、また、スパッタの
使用当初、並びに１００時間の使用後の成膜速度および
膜組成に経時変化もなく、かつ直流スパッタ法が安定し
て使用することが出来るので高い成膜速度が得られる。
らかなように、本発明の実施例１〜６のように酸化され
にくい金属鉛粉体と、酸素欠損して電気抵抗が低抵抗セ
ラミックス原料粉体と用いて作製したターゲットは、任
意の鉛含有量が選べるので、いかなる成膜条件において
も膜組成が鉛不足になることもなく、また、スパッタの
使用当初、並びに１００時間の使用後の成膜速度および
膜組成に経時変化もなく、かつ直流スパッタ法が安定し
て使用することが出来るので高い成膜速度が得られる。
【００４４】これに対し、比較例３と比較例５はターゲ
ット構成材料そのものが絶縁体であり、従って、それに
より作製されたターゲットの電気抵抗も無限大となり、
直流スパッタ法が不可能であり、高周波スパッタ法を用
いたが成膜速度が非常に低く実用上不十分である。
ット構成材料そのものが絶縁体であり、従って、それに
より作製されたターゲットの電気抵抗も無限大となり、
直流スパッタ法が不可能であり、高周波スパッタ法を用
いたが成膜速度が非常に低く実用上不十分である。
【００４５】一方、比較例１、比較例２ではターゲット
構成材料が導体と絶縁体から成っているので、ターゲッ
トを作製した時、ターゲット表面に導体の部分が現れて
いる時は直流（ＤＣ）スパッタされるが、ターゲット表
面に絶縁体の部分が現れている時は異常放電、所謂アー
キングが発生し、ターゲット表面にアークが発生して安
定放電することが出来ない。従って、安定状態に成膜す
るには高周波（ＲＦ）スパッタ法を使用せざるを得な
く、その結果低い成膜速度しか得られない。
構成材料が導体と絶縁体から成っているので、ターゲッ
トを作製した時、ターゲット表面に導体の部分が現れて
いる時は直流（ＤＣ）スパッタされるが、ターゲット表
面に絶縁体の部分が現れている時は異常放電、所謂アー
キングが発生し、ターゲット表面にアークが発生して安
定放電することが出来ない。従って、安定状態に成膜す
るには高周波（ＲＦ）スパッタ法を使用せざるを得な
く、その結果低い成膜速度しか得られない。
【００４６】比較例４ではターゲットが酸素欠損である
ため、ターゲットが低抵抗でかつ絶縁体を含んでいない
ので、安定して直流スパッタ法が可能である。しかし、
ターゲットの鉛（Ｐｂ）含有量がＰｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）
＝１．０のため、加熱された基板上では鉛の再蒸発のた
め不足する鉛を補えないので、化学量論組成のＰｂ（Ｚ
ｒ0.5 Ｔｉ0.5 ）Ｏ3 の膜が得られず、良好な膜特性が
実現出来ない。
ため、ターゲットが低抵抗でかつ絶縁体を含んでいない
ので、安定して直流スパッタ法が可能である。しかし、
ターゲットの鉛（Ｐｂ）含有量がＰｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）
＝１．０のため、加熱された基板上では鉛の再蒸発のた
め不足する鉛を補えないので、化学量論組成のＰｂ（Ｚ
ｒ0.5 Ｔｉ0.5 ）Ｏ3 の膜が得られず、良好な膜特性が
実現出来ない。
【００４７】一方、比較例６では合金ターゲットである
ため、当初は高い成膜速度と理想的な膜組成が得られる
が、プラズマ中の酸素（Ｏ2 ）により次第にターゲット
表面（特に酸素との結合活性なジルコニウム［Ｚｒ］や
チタン［Ｔｉ］）が酸化され、導電性が部分的に失わ
れ、従って直流（ＤＣ）スパッタ法でスパッタされにく
くなるため、異常放電や組成ずれ、成膜速度の低下等、
経時変化が起こり実用的でない。
ため、当初は高い成膜速度と理想的な膜組成が得られる
が、プラズマ中の酸素（Ｏ2 ）により次第にターゲット
表面（特に酸素との結合活性なジルコニウム［Ｚｒ］や
チタン［Ｔｉ］）が酸化され、導電性が部分的に失わ
れ、従って直流（ＤＣ）スパッタ法でスパッタされにく
くなるため、異常放電や組成ずれ、成膜速度の低下等、
経時変化が起こり実用的でない。
【００４８】前記実施例ではセラミックス材としてＰｂ
ＴｉＯ3_x 、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 、（ＰｂＬａ）Ｔ
ｉＯ3_x 、（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x と、これら
のセラミックス材への添加材として金属鉛を用いたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、酸素欠損を引
き起こし電気抵抗が低抵抗化することが出来るセラミッ
クス材と、該セラミックス材を構成する金属元素粉体を
混合、焼成してスパッタリングターゲットを作製し、該
ターゲットが板厚方向に電圧１．５Ｖ印加して測定した
電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下となる他のターゲット材を
用いてもよい。
ＴｉＯ3_x 、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 、（ＰｂＬａ）Ｔ
ｉＯ3_x 、（ＰｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x と、これら
のセラミックス材への添加材として金属鉛を用いたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、酸素欠損を引
き起こし電気抵抗が低抵抗化することが出来るセラミッ
クス材と、該セラミックス材を構成する金属元素粉体を
混合、焼成してスパッタリングターゲットを作製し、該
ターゲットが板厚方向に電圧１．５Ｖ印加して測定した
電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下となる他のターゲット材を
用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】本発明によるときは、基板上に誘電体膜
をスパッタリング法を用いて成膜するためのターゲット
において、該ターゲットが焼成時に酸素欠損を引き起こ
した粉体と、該ターゲットを構成する金属元素粉体を混
合、焼成し、ターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加
して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下になっている
ので、成膜方法として直流スパッタ法、直流スパッタと
高周波スパッタを組み合わせた重畳スパッタ法が使用す
ることが出来るので、高い成膜速度が得られ、また、ス
パッタ中に異常放電や経時変化がなく、更に基板上に成
膜される誘電体膜の膜組成において鉛成分が不足するこ
となく、化学量論組成の良好な誘電体膜が得られる等の
効果がある。
をスパッタリング法を用いて成膜するためのターゲット
において、該ターゲットが焼成時に酸素欠損を引き起こ
した粉体と、該ターゲットを構成する金属元素粉体を混
合、焼成し、ターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加
して測定した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下になっている
ので、成膜方法として直流スパッタ法、直流スパッタと
高周波スパッタを組み合わせた重畳スパッタ法が使用す
ることが出来るので、高い成膜速度が得られ、また、ス
パッタ中に異常放電や経時変化がなく、更に基板上に成
膜される誘電体膜の膜組成において鉛成分が不足するこ
となく、化学量論組成の良好な誘電体膜が得られる等の
効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 郁生 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に誘電体膜をスパッタリング法を
用いて形成するためのスパッタリングターゲットにおい
て、該スパッタリングターゲットはターゲット焼成時に
酸素欠損を引き起こされた粉体と該ターゲットを構成す
る金属元素粉体を混合、焼成したターゲットであって、
かつターゲットの板厚方向に電圧１．５Ｖ印加して測定
した電気抵抗が１０Ω・ｃｍ以下であることを特徴とす
るスパッタリングターゲット。 - 【請求項２】 前記スパッタリングターゲットは金属鉛
粉体と酸素欠損を引き起こしたＰｂＴｉＯ3_x 、（Ｐｂ
Ｌａ）ＴｉＯ3_x 、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x、（ＰｂＬ
ａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ3_x 粉体との混合、焼成ターゲット
であることを特徴とする請求項第１項に記載のスパッタ
リングターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29360193A JPH07145479A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29360193A JPH07145479A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | スパッタリングターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145479A true JPH07145479A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17796829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29360193A Pending JPH07145479A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07145479A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013057065A3 (de) * | 2011-10-18 | 2013-07-25 | Vaciontec GmbH | Keramisches erzeugnis zur verwendung als target |
| JP2015502452A (ja) * | 2011-10-19 | 2015-01-22 | ヘレーウス マテリアルズ テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＨｅｒａｅｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | スパッタターゲットおよびその使用 |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP29360193A patent/JPH07145479A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013057065A3 (de) * | 2011-10-18 | 2013-07-25 | Vaciontec GmbH | Keramisches erzeugnis zur verwendung als target |
| JP2015502452A (ja) * | 2011-10-19 | 2015-01-22 | ヘレーウス マテリアルズ テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＨｅｒａｅｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | スパッタターゲットおよびその使用 |
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