JPH1060635A - 高誘電体膜形成用スパッタリングターゲット - Google Patents
高誘電体膜形成用スパッタリングターゲットInfo
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- JPH1060635A JPH1060635A JP8219957A JP21995796A JPH1060635A JP H1060635 A JPH1060635 A JP H1060635A JP 8219957 A JP8219957 A JP 8219957A JP 21995796 A JP21995796 A JP 21995796A JP H1060635 A JPH1060635 A JP H1060635A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ソフトエラーを発生させることのない高誘電
体膜形成用スパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】 226 Raの濃度が50mBq/g以下で
あるBaTi複合酸化物またはBaSrTiの複合酸化
物からなる高誘電体膜形成用スパッタリングターゲッ
ト。
体膜形成用スパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】 226 Raの濃度が50mBq/g以下で
あるBaTi複合酸化物またはBaSrTiの複合酸化
物からなる高誘電体膜形成用スパッタリングターゲッ
ト。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体メモリー
などのキャパシタ用薄膜成形のための高誘電体膜形成用
スパッタリングターゲット、特にソフトエラー発生の少
ない高誘電体膜形成用スパッタリングターゲットに関す
るものである。
などのキャパシタ用薄膜成形のための高誘電体膜形成用
スパッタリングターゲット、特にソフトエラー発生の少
ない高誘電体膜形成用スパッタリングターゲットに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、BaおよびTiの複合酸化物
(以下、BaTi複合酸化物という)、SrおよびTi
の複合酸化物(以下、SrTi複合酸化物という)およ
びBa、SrおよびTiの複合酸化物(以下、BaSr
Ti複合酸化物という)からなるペロブスカイト構造を
有する高誘電体膜形成用スパッタリングターゲットは、
半導体メモリー等に用いられるキャパシタ薄膜を形成す
るため使用されれいる。
(以下、BaTi複合酸化物という)、SrおよびTi
の複合酸化物(以下、SrTi複合酸化物という)およ
びBa、SrおよびTiの複合酸化物(以下、BaSr
Ti複合酸化物という)からなるペロブスカイト構造を
有する高誘電体膜形成用スパッタリングターゲットは、
半導体メモリー等に用いられるキャパシタ薄膜を形成す
るため使用されれいる。
【0003】これら高誘電体膜形成用スパッタリングタ
ーゲットを製造するには、まず原料粉末のBaCO3 粉
末、SrCO3 粉末およびTiO2 粉末を所定の割合に
配合し、ボールミルに入れて混合し、得られた混合粉末
をMgOルツボに入れ、大気雰囲気中、温度:1200
〜1350℃、3〜10時間保持の条件で焼成し、ボー
ルミルで粉砕することにより複合酸化物粉末を作製す
る。得られた複合酸化物粉末にさらに前記条件の焼成お
よび粉砕を2回以上繰り返して施した後、圧力:150
kg/cm2 、温度:1200〜1350℃、0.5〜
3時間保持の条件でホットプレスし、BaTi複合酸化
物、SrTi複合酸化物またはBaSrTi複合酸化物
からなるホットプレス体を作製する。前記ホットプレス
体は機械加工して所定のターゲット形状に仕上げられ
る。
ーゲットを製造するには、まず原料粉末のBaCO3 粉
末、SrCO3 粉末およびTiO2 粉末を所定の割合に
配合し、ボールミルに入れて混合し、得られた混合粉末
をMgOルツボに入れ、大気雰囲気中、温度:1200
〜1350℃、3〜10時間保持の条件で焼成し、ボー
ルミルで粉砕することにより複合酸化物粉末を作製す
る。得られた複合酸化物粉末にさらに前記条件の焼成お
よび粉砕を2回以上繰り返して施した後、圧力:150
kg/cm2 、温度:1200〜1350℃、0.5〜
3時間保持の条件でホットプレスし、BaTi複合酸化
物、SrTi複合酸化物またはBaSrTi複合酸化物
からなるホットプレス体を作製する。前記ホットプレス
体は機械加工して所定のターゲット形状に仕上げられ
る。
【0004】現在、ソフトエラーの発生は、スパッタリ
ングして得られたBaTi複合酸化物、SrTi複合酸
化物またはBaSrTi複合酸化物からなるペロブスカ
イト構造を有する高誘電体膜に含まれるU、Thから放
射されるα放射線によるものと考えられている。そのた
め、スパッタリングターゲットからU、Thを取り除
き、その含有量の合計を10ppb以下に制限した高誘
電体膜形成用スパッタリングターゲットが提案されてお
り、このスパッタリングターゲットを用いて作製した高
誘電体膜はα放射線によるソフトエラーを発生させるこ
とはないとされている(特開平7−70747号公報参
照)。
ングして得られたBaTi複合酸化物、SrTi複合酸
化物またはBaSrTi複合酸化物からなるペロブスカ
イト構造を有する高誘電体膜に含まれるU、Thから放
射されるα放射線によるものと考えられている。そのた
め、スパッタリングターゲットからU、Thを取り除
き、その含有量の合計を10ppb以下に制限した高誘
電体膜形成用スパッタリングターゲットが提案されてお
り、このスパッタリングターゲットを用いて作製した高
誘電体膜はα放射線によるソフトエラーを発生させるこ
とはないとされている(特開平7−70747号公報参
照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スパッタリン
グターゲットからU、Thを完全に取り除いてU、Th
の含有量の合計を10ppb以下に制限しても依然とし
てα放射線によるソフトエラーが発生することがあっ
た。
グターゲットからU、Thを完全に取り除いてU、Th
の含有量の合計を10ppb以下に制限しても依然とし
てα放射線によるソフトエラーが発生することがあっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
このα放射線源をさらに究明した結果、(a)Baを含
むBaTi複合酸化物高誘電体膜およびBaSrTi複
合酸化物高誘電体膜から大量のα放射線が放射されい
る、(b)このα放射線は質量数:226のRa(以
下、226 Raと記す)から放射されており、Baを含む
BaTi複合酸化物高誘電体膜およびBaSrTi複合
酸化物高誘電体膜から放射されるα放射線量を0.01
CHP/cm2 以下にすると、α放射線によるソフトエ
ラーの影響は無視することができるようになる、(c)
高誘電体膜から放射されるα放射線量を0.01CHP
/cm2 以下にするには、BaTi複合酸化物およびB
aSrTi複合酸化物からなる高誘電体膜形成用スパッ
タリングターゲットに含まれる226 Ra濃度を50mB
q/g以下にすることにより達成される、などの知見を
得たのである。
このα放射線源をさらに究明した結果、(a)Baを含
むBaTi複合酸化物高誘電体膜およびBaSrTi複
合酸化物高誘電体膜から大量のα放射線が放射されい
る、(b)このα放射線は質量数:226のRa(以
下、226 Raと記す)から放射されており、Baを含む
BaTi複合酸化物高誘電体膜およびBaSrTi複合
酸化物高誘電体膜から放射されるα放射線量を0.01
CHP/cm2 以下にすると、α放射線によるソフトエ
ラーの影響は無視することができるようになる、(c)
高誘電体膜から放射されるα放射線量を0.01CHP
/cm2 以下にするには、BaTi複合酸化物およびB
aSrTi複合酸化物からなる高誘電体膜形成用スパッ
タリングターゲットに含まれる226 Ra濃度を50mB
q/g以下にすることにより達成される、などの知見を
得たのである。
【0007】この発明は、これら知見に基づいて成され
たものであって、(1)226 Raの濃度が50mBq/
g以下(好ましくは、20mBq/g以下)であるBa
およびTiの複合酸化物からなるペロブスカイト構造を
有する高誘電体膜形成用スパッタリングターゲット、
(2)226 Raの濃度が50mBq/g以下(好ましく
は、20mBq/g以下)であるBa、SrおよびTi
の複合酸化物からなるペロブスカイト構造を有する高誘
電体膜形成用スパッタリングターゲット、に特徴を有す
るものである。
たものであって、(1)226 Raの濃度が50mBq/
g以下(好ましくは、20mBq/g以下)であるBa
およびTiの複合酸化物からなるペロブスカイト構造を
有する高誘電体膜形成用スパッタリングターゲット、
(2)226 Raの濃度が50mBq/g以下(好ましく
は、20mBq/g以下)であるBa、SrおよびTi
の複合酸化物からなるペロブスカイト構造を有する高誘
電体膜形成用スパッタリングターゲット、に特徴を有す
るものである。
【0008】この発明の226 Raの濃度が50mBq/
g以下であるBa含有の複合酸化物からなるペロブスカ
イト構造を有する高誘電体膜形成用スパッタリングター
ゲットを製造するには、原料として、226 Ra濃度を5
0mBq/g以下に低減した有機Ba塩粉末、有機Sr
塩粉末および有機Ti塩粉末を使用すればよい。
g以下であるBa含有の複合酸化物からなるペロブスカ
イト構造を有する高誘電体膜形成用スパッタリングター
ゲットを製造するには、原料として、226 Ra濃度を5
0mBq/g以下に低減した有機Ba塩粉末、有機Sr
塩粉末および有機Ti塩粉末を使用すればよい。
【0009】226 Ra濃度を50mBq/g以下に低減
した有機Sr塩粉末は有機Sr塩を再結晶することによ
り製造することができ、また、226 Ra濃度を50mB
q/g以下に低減した有機Ti塩粉末は、有機Ti塩を
蒸留精製することにより製造することができるものの、
有機Ba塩から226 Raを除去する方法はなく、226R
a濃度が50mBq/g以下の有機Ba塩粉末を得るに
は、226 Raの少ない重晶石を選別し、226 Raの少な
い重晶石を原料として226 Ra濃度が50mBq/g以
下の有機Ba塩を製造し、この226 Ra濃度が50mB
q/g以下の有機Ba塩を使用して製造した有機Ba塩
粉末を原料粉末として使用する以外に方法はない。
した有機Sr塩粉末は有機Sr塩を再結晶することによ
り製造することができ、また、226 Ra濃度を50mB
q/g以下に低減した有機Ti塩粉末は、有機Ti塩を
蒸留精製することにより製造することができるものの、
有機Ba塩から226 Raを除去する方法はなく、226R
a濃度が50mBq/g以下の有機Ba塩粉末を得るに
は、226 Raの少ない重晶石を選別し、226 Raの少な
い重晶石を原料として226 Ra濃度が50mBq/g以
下の有機Ba塩を製造し、この226 Ra濃度が50mB
q/g以下の有機Ba塩を使用して製造した有機Ba塩
粉末を原料粉末として使用する以外に方法はない。
【0010】このようにして製造した226 Ra濃度を5
0mBq/g以下に低減した有機Ba塩粉末、有機Sr
塩粉末および有機Ti塩粉末を所定割合で混合し、純水
に溶解して水溶液とした後、水分を蒸発乾燥させ、つい
で大気中、1200℃で4時間焼成して複合塩焼成体を
作製し、得られた複合塩焼成体を粉砕して粉末とし、こ
の複合塩焼成体の粉末を使用してこの発明の226 Raの
濃度が50mBq/g以下である高誘電体膜形成用スパ
ッタリングターゲットを製造することができる。
0mBq/g以下に低減した有機Ba塩粉末、有機Sr
塩粉末および有機Ti塩粉末を所定割合で混合し、純水
に溶解して水溶液とした後、水分を蒸発乾燥させ、つい
で大気中、1200℃で4時間焼成して複合塩焼成体を
作製し、得られた複合塩焼成体を粉砕して粉末とし、こ
の複合塩焼成体の粉末を使用してこの発明の226 Raの
濃度が50mBq/g以下である高誘電体膜形成用スパ
ッタリングターゲットを製造することができる。
【0011】
実施例 有機Ba塩を製造するための出発原料である重晶石のα
放射線量をガスフロータイプのα線測定器で測定し、α
線放出量が0.05CHP/cm2 以下の重晶石を選別
することにより226 Ra濃度が50mBq/g以下の重
晶石を得た。この低226 Ra濃度の重晶石をα線放出量
が0.1CHP/cm2 以下のグラファイトと共に粉砕
混合し、還元焙焼し、得られた焙焼物を熱湯で浸出して
硫化Ba溶液を作製し、硫化Ba溶液に精製した炭酸ガ
スを吹き込むことにより炭酸Baを沈殿させた。得られ
た沈殿物を濾過して取り出し、十分に乾燥した後、大気
中で1300℃に加熱し、BaOを得た。
放射線量をガスフロータイプのα線測定器で測定し、α
線放出量が0.05CHP/cm2 以下の重晶石を選別
することにより226 Ra濃度が50mBq/g以下の重
晶石を得た。この低226 Ra濃度の重晶石をα線放出量
が0.1CHP/cm2 以下のグラファイトと共に粉砕
混合し、還元焙焼し、得られた焙焼物を熱湯で浸出して
硫化Ba溶液を作製し、硫化Ba溶液に精製した炭酸ガ
スを吹き込むことにより炭酸Baを沈殿させた。得られ
た沈殿物を濾過して取り出し、十分に乾燥した後、大気
中で1300℃に加熱し、BaOを得た。
【0012】このBaOに水を作用させてBaOHを作
り、さらに酢酸を作用させ、水分を蒸発させた後、冷却
し、結晶化して酢酸塩を得た。この酢酸塩の再結晶を繰
り返すことにより高純度化し、表1に示される226 Ra
含有量:50mBq/g以下、U含有量:1ppb以
下、Th含有量:1ppb以下の高純度酢酸Baを作製
した。
り、さらに酢酸を作用させ、水分を蒸発させた後、冷却
し、結晶化して酢酸塩を得た。この酢酸塩の再結晶を繰
り返すことにより高純度化し、表1に示される226 Ra
含有量:50mBq/g以下、U含有量:1ppb以
下、Th含有量:1ppb以下の高純度酢酸Baを作製
した。
【0013】さらに、酢酸Sr塩を再結晶することによ
り高純度酢酸Srを作製し、イソプロポキシドTi塩を
蒸留精製することにより高純度イソプロポキシドTi塩
を作製した。このようにして得られた高純度酢酸Ba、
高純度酢酸Srおよび高純度イソプロポキシドTi塩を
所定の割合に配合したのち、水溶液とし、水分を蒸発乾
燥させたのち、大気中、1200℃で4時間保持の条件
で焼成することにより表1に示される複合酸化物を作製
した。
り高純度酢酸Srを作製し、イソプロポキシドTi塩を
蒸留精製することにより高純度イソプロポキシドTi塩
を作製した。このようにして得られた高純度酢酸Ba、
高純度酢酸Srおよび高純度イソプロポキシドTi塩を
所定の割合に配合したのち、水溶液とし、水分を蒸発乾
燥させたのち、大気中、1200℃で4時間保持の条件
で焼成することにより表1に示される複合酸化物を作製
した。
【0014】この複合酸化物をさらにボールミルに入れ
て粉砕し、平均粒径:1〜5μmを有する複合酸化物粉
末を製造し、さらに得られた複合酸化物粉末をグラファ
イトモールドに充填し、 昇温速度:5℃/min、 加熱温度:1300℃、 圧力:150ton/cm2 、 保持時間:1時間、 冷却:炉冷、 の条件でホットプレスすることにより、直径:350m
m、厚さ:6mmの寸法を有し、表1に示される組成の
高誘電体化合物からなるホットプレス体を作製し、この
ホットプレス体を機械加工することにより直径:300
mm、厚さ:5mmの寸法の本発明スパッタリングター
ゲット(以下、本発明ターゲットという)1〜5を作製
した。
て粉砕し、平均粒径:1〜5μmを有する複合酸化物粉
末を製造し、さらに得られた複合酸化物粉末をグラファ
イトモールドに充填し、 昇温速度:5℃/min、 加熱温度:1300℃、 圧力:150ton/cm2 、 保持時間:1時間、 冷却:炉冷、 の条件でホットプレスすることにより、直径:350m
m、厚さ:6mmの寸法を有し、表1に示される組成の
高誘電体化合物からなるホットプレス体を作製し、この
ホットプレス体を機械加工することにより直径:300
mm、厚さ:5mmの寸法の本発明スパッタリングター
ゲット(以下、本発明ターゲットという)1〜5を作製
した。
【0015】これら本発明ターゲット1〜5に含まれる
226 Ra濃度を放射化学分析により測定し、UおよびT
h濃度をIPC−MSで分析し、さらに本発明ターゲッ
ト1〜5から放射するα放射線をガスフロータイプのα
線測定器で測定し、その結果を表1に示した。
226 Ra濃度を放射化学分析により測定し、UおよびT
h濃度をIPC−MSで分析し、さらに本発明ターゲッ
ト1〜5から放射するα放射線をガスフロータイプのα
線測定器で測定し、その結果を表1に示した。
【0016】比較例 重晶石を226 Ra濃度によって選別することなく実施例
と同じ方法により酢酸Baを作製し、この酢酸Baを使
用する以外は実施例と同じ方法により比較スパッタリン
グターゲット(以下、比較ターゲットという)1〜5を
作製した。これら比較ターゲット1〜5に含まれるU、
Thおよび226 Ra濃度および比較ターゲット1〜5か
ら放射するα放射線を測定し、その結果を表1に示し
た。
と同じ方法により酢酸Baを作製し、この酢酸Baを使
用する以外は実施例と同じ方法により比較スパッタリン
グターゲット(以下、比較ターゲットという)1〜5を
作製した。これら比較ターゲット1〜5に含まれるU、
Thおよび226 Ra濃度および比較ターゲット1〜5か
ら放射するα放射線を測定し、その結果を表1に示し
た。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】表1に示される結果から、原料粉末とし
て226 Ra濃度:50mBq/g以下の高純度有機Ba
塩を使用し、さらに、高純度有機Sr塩および有機Ti
塩を使用して作製した本発明ターゲット1〜5は、いず
れも226 Ra濃度が50mBq/g以下となり、α放射
線量も0.01CPH/cm2 以下となり、本発明ター
ゲット1〜5を用いて作製した高誘電体膜によるソフト
エラーの発生は無視することができることが分かる。
て226 Ra濃度:50mBq/g以下の高純度有機Ba
塩を使用し、さらに、高純度有機Sr塩および有機Ti
塩を使用して作製した本発明ターゲット1〜5は、いず
れも226 Ra濃度が50mBq/g以下となり、α放射
線量も0.01CPH/cm2 以下となり、本発明ター
ゲット1〜5を用いて作製した高誘電体膜によるソフト
エラーの発生は無視することができることが分かる。
【0019】しかし、226 Ra濃度が50mBq/gを
越える比較ターゲット1〜5のα放射線量は0.01C
PH/cm2 を越え、これを用いて作製した高誘電体膜
によるソフトエラーの発生は無視できないことが分か
る。上述のように、この発明の高誘電体膜形成用スパッ
タリングターゲットは、α放射線量の放射量が極めて少
なく、ソフトエラーの発生を無視することができ、産業
上優れた効果を奏するものである。
越える比較ターゲット1〜5のα放射線量は0.01C
PH/cm2 を越え、これを用いて作製した高誘電体膜
によるソフトエラーの発生は無視できないことが分か
る。上述のように、この発明の高誘電体膜形成用スパッ
タリングターゲットは、α放射線量の放射量が極めて少
なく、ソフトエラーの発生を無視することができ、産業
上優れた効果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/31 C04B 35/46 C 27/108 H01L 27/10 651 21/8242
Claims (2)
- 【請求項1】 質量数:226のRa(以下、226 Ra
と記す)の濃度が50mBq/g以下であることを特徴
とするBaおよびTiの複合酸化物からなるペロブスカ
イト構造を有する高誘電体膜形成用スパッタリングター
ゲット。 - 【請求項2】 226 Raの濃度が50mBq/g以下で
あることを特徴とするBa、SrおよびTiの複合酸化
物からなるペロブスカイト構造を有する高誘電体膜形成
用スパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08219957A JP3127834B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 高誘電体膜形成用スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08219957A JP3127834B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 高誘電体膜形成用スパッタリングターゲット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1060635A true JPH1060635A (ja) | 1998-03-03 |
JP3127834B2 JP3127834B2 (ja) | 2001-01-29 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08219957A Expired - Fee Related JP3127834B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 高誘電体膜形成用スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3127834B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111836914A (zh) * | 2018-03-13 | 2020-10-27 | Jx金属株式会社 | 溅射靶和溅射靶的制造方法 |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP08219957A patent/JP3127834B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN111836914A (zh) * | 2018-03-13 | 2020-10-27 | Jx金属株式会社 | 溅射靶和溅射靶的制造方法 |
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