JPH11147765A - Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングターゲット材 - Google Patents
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングターゲット材Info
- Publication number
- JPH11147765A JPH11147765A JP9316804A JP31680497A JPH11147765A JP H11147765 A JPH11147765 A JP H11147765A JP 9316804 A JP9316804 A JP 9316804A JP 31680497 A JP31680497 A JP 31680497A JP H11147765 A JPH11147765 A JP H11147765A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- target material
- powder
- sputtering target
- ferroelectric substance
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜された薄膜相互間のＢｉ成分の含有量に
バラツキのきわめて少ないＢｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘
電体薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット材
を提供する。 【解決手段】 組成式：ＢｉαＳｒβＴａγＯ
δ（ただし、原子比で、Ｔａを基準とし、γを２．０
とした場合、α：１．８〜２．４、β：０．８〜１．
１、δ：８．５〜９．８を示す）を満足するＢｉ−Ｓｒ
−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜を形成するためのスパッタリ
ングターゲット材が、１〜１００μｍの平均粒径を有す
るＢｉ粉末、酸化ストロンチウム粉末、およびＴａ粉末
からなる混合粉末の温間プレス成形体で構成され、この
温間プレス成形体は、原子比で、同じくＴａを基準の
２．０とした場合、Ｂｉ：０．８〜２．０、Ｓｒ：０．
８〜１．２、を満足する配合組成、Ｂｉの素地に酸化ス
トロンチウムとＴａが均一に分散分布した組織、および
９９．５％以上の理論密度比を有する。
バラツキのきわめて少ないＢｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘
電体薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット材
を提供する。 【解決手段】 組成式：ＢｉαＳｒβＴａγＯ
δ（ただし、原子比で、Ｔａを基準とし、γを２．０
とした場合、α：１．８〜２．４、β：０．８〜１．
１、δ：８．５〜９．８を示す）を満足するＢｉ−Ｓｒ
−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜を形成するためのスパッタリ
ングターゲット材が、１〜１００μｍの平均粒径を有す
るＢｉ粉末、酸化ストロンチウム粉末、およびＴａ粉末
からなる混合粉末の温間プレス成形体で構成され、この
温間プレス成形体は、原子比で、同じくＴａを基準の
２．０とした場合、Ｂｉ：０．８〜２．０、Ｓｒ：０．
８〜１．２、を満足する配合組成、Ｂｉの素地に酸化ス
トロンチウムとＴａが均一に分散分布した組織、および
９９．５％以上の理論密度比を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔ
ａ−Ｏ系強誘電体薄膜をスパッタリング法にて成膜する
に際して、成膜された薄膜相互間のＢｉ成分の含有量に
バラツキのきわめて少ないスパッタリングターゲット材
に関するものである。
ａ−Ｏ系強誘電体薄膜をスパッタリング法にて成膜する
に際して、成膜された薄膜相互間のＢｉ成分の含有量に
バラツキのきわめて少ないスパッタリングターゲット材
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、 組成式：ＢｉαＳｒ
βＴａγＯδ、（ただし、原子比で、Ｔａを基準
とし、γを２．０とした場合、α：１．８〜２．４、
β：０．８〜１．１、δ：８．５〜９．８を示す）、を
満足するＢｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜をスパッ
タリング法を用いて成膜することが行われている。な
お、上記組成式におけるＢｉ、Ｓｒ、Ｔａ、およびＯの
原子比は経験的に定められたものであって、これらの成
分がそれぞれの範囲内にある原子比を満足する場合に、
成膜された薄膜は所定の強誘電体特性を具備するように
なるものであり、したがって、それぞれの成分の原子比
が上記の範囲からいずれかでも外れると、所望の強誘電
体特性を示さなくなるものである。また、上記強誘電体
薄膜の成膜には、酸化ビスマス（以下、Ｂｉ2 Ｏ3 で示
す）、酸化ストロンチウム（以下、ＳｒＯで示す）、お
よび酸化タンタル（以下、Ｔａ2 Ｏ5 で示す）を上記強
誘電体薄膜の組成式に対応した割合で含有し、かつＢｉ
とＳｒとＴａの複合酸化物からなる単相組織を有するス
パッタリングターゲット材が用いられている。さらに、
上記スパッタリングターゲット材が、原料粉末として、
Ｂｉ2 Ｏ3 粉末、炭酸ストロンチウム（以下、ＳｒＣＯ
3 で示す）粉末、およびＴａ2 Ｏ5 粉末を用い、これら
原料粉末を上記強誘電体薄膜の組成式に対応する割合に
配合し、ボールミルで湿式混合し、乾燥した後、例えば
大気中、温度：１０００℃に５時間保持の条件で焼成し
て複合酸化物を生成し、ついで、この複合酸化物を、ボ
ールミルで湿式解砕し、粒度調整を行った状態で、２ｔ
ｏｎ／ｃｍ2 の圧力で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形
し、この成形体を、例えば酸素雰囲気中、温度：１００
０℃に５時間保持の条件で焼結することにより製造され
ることも知られている。さらに、また上記強誘電体薄膜
が、例えば高周波スパッタリング装置にて、１０-2Ｔｏ
ｒｒのＡｒ雰囲気中、周波数：１３．５６ＭＨz 、出
力：３．３Ｗ／ｃｍ2 の条件で上記ターゲット材をスパ
ッタして、例えば厚さ：２００ｎｍの非晶質薄膜を形成
し、ついでこれに酸素雰囲気中、温度：８００℃に高速
昇温後、直ちに放冷の条件で結晶化処理を施すことによ
り形成されることも知られている。
βＴａγＯδ、（ただし、原子比で、Ｔａを基準
とし、γを２．０とした場合、α：１．８〜２．４、
β：０．８〜１．１、δ：８．５〜９．８を示す）、を
満足するＢｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜をスパッ
タリング法を用いて成膜することが行われている。な
お、上記組成式におけるＢｉ、Ｓｒ、Ｔａ、およびＯの
原子比は経験的に定められたものであって、これらの成
分がそれぞれの範囲内にある原子比を満足する場合に、
成膜された薄膜は所定の強誘電体特性を具備するように
なるものであり、したがって、それぞれの成分の原子比
が上記の範囲からいずれかでも外れると、所望の強誘電
体特性を示さなくなるものである。また、上記強誘電体
薄膜の成膜には、酸化ビスマス（以下、Ｂｉ2 Ｏ3 で示
す）、酸化ストロンチウム（以下、ＳｒＯで示す）、お
よび酸化タンタル（以下、Ｔａ2 Ｏ5 で示す）を上記強
誘電体薄膜の組成式に対応した割合で含有し、かつＢｉ
とＳｒとＴａの複合酸化物からなる単相組織を有するス
パッタリングターゲット材が用いられている。さらに、
上記スパッタリングターゲット材が、原料粉末として、
Ｂｉ2 Ｏ3 粉末、炭酸ストロンチウム（以下、ＳｒＣＯ
3 で示す）粉末、およびＴａ2 Ｏ5 粉末を用い、これら
原料粉末を上記強誘電体薄膜の組成式に対応する割合に
配合し、ボールミルで湿式混合し、乾燥した後、例えば
大気中、温度：１０００℃に５時間保持の条件で焼成し
て複合酸化物を生成し、ついで、この複合酸化物を、ボ
ールミルで湿式解砕し、粒度調整を行った状態で、２ｔ
ｏｎ／ｃｍ2 の圧力で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）成形
し、この成形体を、例えば酸素雰囲気中、温度：１００
０℃に５時間保持の条件で焼結することにより製造され
ることも知られている。さらに、また上記強誘電体薄膜
が、例えば高周波スパッタリング装置にて、１０-2Ｔｏ
ｒｒのＡｒ雰囲気中、周波数：１３．５６ＭＨz 、出
力：３．３Ｗ／ｃｍ2 の条件で上記ターゲット材をスパ
ッタして、例えば厚さ：２００ｎｍの非晶質薄膜を形成
し、ついでこれに酸素雰囲気中、温度：８００℃に高速
昇温後、直ちに放冷の条件で結晶化処理を施すことによ
り形成されることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、例えば半
導体素子は高集積化すると共に、その製造装置は大型化
する傾向にあり、これに伴ってスパッタリング装置も大
型化し、当然これに用いられるターゲット材も大型化
し、広い面積の強誘電体薄膜の成膜が行われるようにな
るが、上記の従来スパッタリングターゲット材では、こ
れを大型化すると、成膜された強誘電体薄膜相互のＢｉ
含有量にバラツキが生じ、この結果強誘電体特性が薄膜
ごとに変化するようになり、このことは高集積化の点か
らも好ましくないものである。
導体素子は高集積化すると共に、その製造装置は大型化
する傾向にあり、これに伴ってスパッタリング装置も大
型化し、当然これに用いられるターゲット材も大型化
し、広い面積の強誘電体薄膜の成膜が行われるようにな
るが、上記の従来スパッタリングターゲット材では、こ
れを大型化すると、成膜された強誘電体薄膜相互のＢｉ
含有量にバラツキが生じ、この結果強誘電体特性が薄膜
ごとに変化するようになり、このことは高集積化の点か
らも好ましくないものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、成膜された強誘電体薄膜相互の
Ｂｉ含有量にバラツキ発生のないスパッタリングターゲ
ット材を開発すべく研究を行った結果、 （ａ） 上記の従来スパッタリングターゲット材におい
ては、これら構成成分であるＳｒおよびＴａはスパッタ
に対して、きわめて安定で、規則的に分解するが、Ｂｉ
は著しく不安定な成分であり、したがってＢｉはスパッ
タによる規則的分解、およびこれに伴う雰囲気放出が行
われず、Ｂｉの結合酸素が不規則に分解して雰囲気放出
された状態でのスパッタ、および／または結合酸素が不
足した状態のターゲット材表面に対するスパッタなど、
Ｂｉに関しては不安定な条件でスパッタが行われること
から、雰囲気中へのＢｉの安定な放出が行われず、この
ように雰囲気中のＢｉの含有割合が常に変化する条件下
では、薄膜中のＢｉ含有量にバラツキが生じるようにな
るのを避けることができないこと。 （ｂ） しかし、ターゲット材中に金属Ｂｉ（以下、Ｂ
ｉで示す）を含有させると、スパッタ時に前記複合酸化
物を用いた場合に生ずる不安定性を無くすることがで
き、Ｂｉはターゲット材表面から安定的に放出されるよ
うになり、この場合Ｂｉを用いたことによる不足酸素は
スパッタ雰囲気中に酸素を存在させることにより補充で
き、これによって薄膜中のＢｉ含有量は相互に一定とな
り、薄膜相互のＢｉ含有量のバラツキはきわめて小さい
ものとなること。 （ｃ） Ｂｉを含有したターゲット材は、原料粉末とし
て、いずれも１〜１００μｍの平均粒径を有するＢｉ粉
末、並びにいずれもスパッタに対して安定なＳｒＯ粉末
およびＴａ粉末を用い、これら原料粉末を上記組成式に
おけるＢｉ、Ｓｒ、およびＴａの割合に対応した割合、
すなわち、原子比で、Ｔａを基準とし、Ｔａを２．０と
した場合、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 を満足した割合に配合し、混合した後、この混合粉末を
低融点金属であるＢｉの融点付近の温度、すなわち２５
０〜３００℃の温度で温間プレス成形して、９９．５％
以上の理論密度比とすることにより製造でき、この結果
のターゲット材は、Ｂｉの素地にＳｒＯとＴａが均一に
分散分布した組織をもつようになること。以上（ａ）〜
（ｃ）に示される研究結果を得たのである。
上述のような観点から、成膜された強誘電体薄膜相互の
Ｂｉ含有量にバラツキ発生のないスパッタリングターゲ
ット材を開発すべく研究を行った結果、 （ａ） 上記の従来スパッタリングターゲット材におい
ては、これら構成成分であるＳｒおよびＴａはスパッタ
に対して、きわめて安定で、規則的に分解するが、Ｂｉ
は著しく不安定な成分であり、したがってＢｉはスパッ
タによる規則的分解、およびこれに伴う雰囲気放出が行
われず、Ｂｉの結合酸素が不規則に分解して雰囲気放出
された状態でのスパッタ、および／または結合酸素が不
足した状態のターゲット材表面に対するスパッタなど、
Ｂｉに関しては不安定な条件でスパッタが行われること
から、雰囲気中へのＢｉの安定な放出が行われず、この
ように雰囲気中のＢｉの含有割合が常に変化する条件下
では、薄膜中のＢｉ含有量にバラツキが生じるようにな
るのを避けることができないこと。 （ｂ） しかし、ターゲット材中に金属Ｂｉ（以下、Ｂ
ｉで示す）を含有させると、スパッタ時に前記複合酸化
物を用いた場合に生ずる不安定性を無くすることがで
き、Ｂｉはターゲット材表面から安定的に放出されるよ
うになり、この場合Ｂｉを用いたことによる不足酸素は
スパッタ雰囲気中に酸素を存在させることにより補充で
き、これによって薄膜中のＢｉ含有量は相互に一定とな
り、薄膜相互のＢｉ含有量のバラツキはきわめて小さい
ものとなること。 （ｃ） Ｂｉを含有したターゲット材は、原料粉末とし
て、いずれも１〜１００μｍの平均粒径を有するＢｉ粉
末、並びにいずれもスパッタに対して安定なＳｒＯ粉末
およびＴａ粉末を用い、これら原料粉末を上記組成式に
おけるＢｉ、Ｓｒ、およびＴａの割合に対応した割合、
すなわち、原子比で、Ｔａを基準とし、Ｔａを２．０と
した場合、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 を満足した割合に配合し、混合した後、この混合粉末を
低融点金属であるＢｉの融点付近の温度、すなわち２５
０〜３００℃の温度で温間プレス成形して、９９．５％
以上の理論密度比とすることにより製造でき、この結果
のターゲット材は、Ｂｉの素地にＳｒＯとＴａが均一に
分散分布した組織をもつようになること。以上（ａ）〜
（ｃ）に示される研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、組成式：ＢｉαＳｒβＴａ
γＯδ、（ただし、原子比で、Ｔａを基準とし、γ
を２．０とした場合、α：１．８〜２．４、β：０．８
〜１．１、δ：８．５〜９．８を示す）、を満足するＢ
ｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜を形成するためのス
パッタリングターゲット材にして、このスパッタリング
ターゲット材は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＢ
ｉ粉末、ＳｒＯ粉末、およびＴａ粉末からなる混合粉末
の温間プレス成形体で構成され、この温間プレス成形体
は、原子比で、同じくＴａを基準の２．０とした場合、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 を満足する配合組成、Ｂｉの素地にＳｒＯとＴａが均一
に分散分布した組織、および９９．５％以上の理論密度
比を有する、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成
膜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。
なされたものであって、組成式：ＢｉαＳｒβＴａ
γＯδ、（ただし、原子比で、Ｔａを基準とし、γ
を２．０とした場合、α：１．８〜２．４、β：０．８
〜１．１、δ：８．５〜９．８を示す）、を満足するＢ
ｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜を形成するためのス
パッタリングターゲット材にして、このスパッタリング
ターゲット材は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＢ
ｉ粉末、ＳｒＯ粉末、およびＴａ粉末からなる混合粉末
の温間プレス成形体で構成され、この温間プレス成形体
は、原子比で、同じくＴａを基準の２．０とした場合、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 を満足する配合組成、Ｂｉの素地にＳｒＯとＴａが均一
に分散分布した組織、および９９．５％以上の理論密度
比を有する、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成
膜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。
【０００６】この発明のスパッタリングターゲット材に
おいて、これを構成する温間プレス成形体の酸素以外の
Ｂｉ、Ｓｒ、およびＴａの配合原子比は、成膜される強
誘電体薄膜の上記組成式にもとづいて定めたものであ
り、したがって前記温間プレス成形体のＢｉ、Ｓｒ、お
よびＴａの配合原子比が、Ｔａを基準とし、Ｔａを２．
０とした場合、それぞれ、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 の範囲から外れると、上記組成式に定めるＢｉ（１．８
〜２．４）、およびＳｒ（０．８〜１．１）の原子比の
範囲から外れてしまい、薄膜に所望の強誘電体特性を具
備させることができなくなるのである。
おいて、これを構成する温間プレス成形体の酸素以外の
Ｂｉ、Ｓｒ、およびＴａの配合原子比は、成膜される強
誘電体薄膜の上記組成式にもとづいて定めたものであ
り、したがって前記温間プレス成形体のＢｉ、Ｓｒ、お
よびＴａの配合原子比が、Ｔａを基準とし、Ｔａを２．
０とした場合、それぞれ、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 の範囲から外れると、上記組成式に定めるＢｉ（１．８
〜２．４）、およびＳｒ（０．８〜１．１）の原子比の
範囲から外れてしまい、薄膜に所望の強誘電体特性を具
備させることができなくなるのである。
【０００７】また、この発明のスパッタリングターゲッ
ト材において、混合粉末の平均粒径を１〜１００μｍと
したのは、その平均粒径が１μｍ未満になると、特に低
融点金属であるＢｉ粉末が温間プレス成形時に酸化し易
くなり、Ｂｉ2 Ｏ3 が存在するようになって上記の通り
薄膜中のＢｉ含有量にバラツキが生じるようになり、一
方その平均粒径が１００μｍを越えると、特に絶縁体で
あるＳｒＯを起点に異常放電が発生するようになるとい
う理由にもとづくものである。
ト材において、混合粉末の平均粒径を１〜１００μｍと
したのは、その平均粒径が１μｍ未満になると、特に低
融点金属であるＢｉ粉末が温間プレス成形時に酸化し易
くなり、Ｂｉ2 Ｏ3 が存在するようになって上記の通り
薄膜中のＢｉ含有量にバラツキが生じるようになり、一
方その平均粒径が１００μｍを越えると、特に絶縁体で
あるＳｒＯを起点に異常放電が発生するようになるとい
う理由にもとづくものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明のスパッタリン
グターゲット材を実施例により具体的に説明する。ま
ず、原料粉末として、それぞれ表１に示される平均粒径
をもったＢｉ粉末、ＳｒＯ粉末、およびＴａ粉末を用意
し、これら原料粉末を同じく表１に示される通り、強誘
電体薄膜の目標組成に対応する割合に配合し、ボールミ
ルで１時間乾式混合した後、この混合粉末を、１０-2Ｔ
ｏｒｒの真空中、１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲
内の所定の圧力で、２００〜２５０℃の範囲内の所定の
温度に３時間保持の条件で温間プレス成形することによ
り、同じく表１に示される理論密度比を有し、かついず
れも直径：３００ｍｍ×厚さ：１０ｍｍの寸法をもった
本発明ターゲット材１〜９をそれぞれ製造した。なお、
上記本発明ターゲット材１〜９の組織を金属顕微鏡によ
り観察したところ、いずれもＢｉの素地にＳｒＯとＴａ
が均一に分散分布した組織を示すものであった。
グターゲット材を実施例により具体的に説明する。ま
ず、原料粉末として、それぞれ表１に示される平均粒径
をもったＢｉ粉末、ＳｒＯ粉末、およびＴａ粉末を用意
し、これら原料粉末を同じく表１に示される通り、強誘
電体薄膜の目標組成に対応する割合に配合し、ボールミ
ルで１時間乾式混合した後、この混合粉末を、１０-2Ｔ
ｏｒｒの真空中、１００〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲
内の所定の圧力で、２００〜２５０℃の範囲内の所定の
温度に３時間保持の条件で温間プレス成形することによ
り、同じく表１に示される理論密度比を有し、かついず
れも直径：３００ｍｍ×厚さ：１０ｍｍの寸法をもった
本発明ターゲット材１〜９をそれぞれ製造した。なお、
上記本発明ターゲット材１〜９の組織を金属顕微鏡によ
り観察したところ、いずれもＢｉの素地にＳｒＯとＴａ
が均一に分散分布した組織を示すものであった。
【０００９】また、比較の目的で、原料粉末として、そ
れぞれ表２に示される平均粒径をもったＢｉ2 Ｏ3 粉
末、ＳｒＣＯ3 粉末、およびＴａ2 Ｏ5 粉末を用意し、
これら原料粉末を同じく表２に示される通り、強誘電体
薄膜の目標組成に対応する割合に配合し、ボールミルで
湿式混合し、乾燥した後、大気中、温度：１０００℃に
５時間保持の条件で焼成して複合酸化物を生成し、つい
で、この複合酸化物を、ボールミルで湿式解砕し、粒度
調整を行った状態で、２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で冷間静
水圧プレス（ＣＩＰ）成形し、この成形体を、酸素雰囲
気中、温度：１０００℃に５時間保持の条件で焼結する
ことにより、同じく表２に示される理論密度比を有し、
かついずれも直径：３００ｍｍ×厚さ：１０ｍｍの寸法
をもった従来ターゲット材１〜９をそれぞれ製造した。
上記従来ターゲット材１〜９の組織を同じく金属顕微鏡
により観察したところ、いずれもＢｉとＳｒとＴａの複
合酸化物からなる単相組織を示した。
れぞれ表２に示される平均粒径をもったＢｉ2 Ｏ3 粉
末、ＳｒＣＯ3 粉末、およびＴａ2 Ｏ5 粉末を用意し、
これら原料粉末を同じく表２に示される通り、強誘電体
薄膜の目標組成に対応する割合に配合し、ボールミルで
湿式混合し、乾燥した後、大気中、温度：１０００℃に
５時間保持の条件で焼成して複合酸化物を生成し、つい
で、この複合酸化物を、ボールミルで湿式解砕し、粒度
調整を行った状態で、２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で冷間静
水圧プレス（ＣＩＰ）成形し、この成形体を、酸素雰囲
気中、温度：１０００℃に５時間保持の条件で焼結する
ことにより、同じく表２に示される理論密度比を有し、
かついずれも直径：３００ｍｍ×厚さ：１０ｍｍの寸法
をもった従来ターゲット材１〜９をそれぞれ製造した。
上記従来ターゲット材１〜９の組織を同じく金属顕微鏡
により観察したところ、いずれもＢｉとＳｒとＴａの複
合酸化物からなる単相組織を示した。
【００１０】この結果得られた各種のターゲット材を用
い、通常の高周波スパッタリング装置にて、その雰囲気
を、上記本発明ターゲット材１〜９については、１気圧
のＡｒ−２０容量％Ｏ2 の雰囲気とし、上記従来ターゲ
ット材１〜９では１０-2ＴｏｒｒのＡｒ雰囲気とし、周
波数および出力はいずれも同じ１３．５６ＭＨz および
３．３Ｗ／ｃｍ2 とする条件で、１種のターゲット材当
り１０枚のＳｉウエハー（直径：１５０ｍｍ）の表面に
それぞれ厚さ：２００ｎｍの薄膜を形成し、この薄膜は
非晶質なので、これに酸素雰囲気中、温度：８００℃に
高速昇温後、直ちに放冷の結晶化処理を施して強誘電体
薄膜を形成した。
い、通常の高周波スパッタリング装置にて、その雰囲気
を、上記本発明ターゲット材１〜９については、１気圧
のＡｒ−２０容量％Ｏ2 の雰囲気とし、上記従来ターゲ
ット材１〜９では１０-2ＴｏｒｒのＡｒ雰囲気とし、周
波数および出力はいずれも同じ１３．５６ＭＨz および
３．３Ｗ／ｃｍ2 とする条件で、１種のターゲット材当
り１０枚のＳｉウエハー（直径：１５０ｍｍ）の表面に
それぞれ厚さ：２００ｎｍの薄膜を形成し、この薄膜は
非晶質なので、これに酸素雰囲気中、温度：８００℃に
高速昇温後、直ちに放冷の結晶化処理を施して強誘電体
薄膜を形成した。
【００１１】ついで、上記強誘電体薄膜のＢｉ含有量の
相互バラツキを評価する目的で、前記強誘電体薄膜形成
のＳｉウエハーのそれぞれの中心部から２０ｍｍ×２０
ｍｍの寸法をもった試験片を切り出し、蛍光Ｘ線装置に
て前記試験片の中央部直径１５ｍｍの範囲におけるＢｉ
／（Ｓｒ＋Ｔａ）の原子比を測定した。これらの１種の
ターゲット材当り１０個の試験片の測定結果から、それ
ぞれ最小値および最大値をピックアップし、表１、２に
これらの平均値と共に示した。
相互バラツキを評価する目的で、前記強誘電体薄膜形成
のＳｉウエハーのそれぞれの中心部から２０ｍｍ×２０
ｍｍの寸法をもった試験片を切り出し、蛍光Ｘ線装置に
て前記試験片の中央部直径１５ｍｍの範囲におけるＢｉ
／（Ｓｒ＋Ｔａ）の原子比を測定した。これらの１種の
ターゲット材当り１０個の試験片の測定結果から、それ
ぞれ最小値および最大値をピックアップし、表１、２に
これらの平均値と共に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】表１、２に示される結果から、本発明タ
ーゲット材１〜９を用いて成膜された強誘電体薄膜にお
けるＢｉ含有量はきわめて安定したものであり、薄膜相
互にほとんどバラツキがないのに対して、従来ターゲッ
ト材１〜９を用いて成膜された強誘電体薄膜においては
Ｂｉ含有量の薄膜相互のバラツキが大きいことが明らか
である。上述のように、この発明のスパッタリングター
ゲット材は、通常のスパッタリング装置にて、成膜雰囲
気を酸化性雰囲気とするだけで、Ｂｉ含有量が一定した
強誘電体薄膜を形成することができ、薄膜の強誘電体特
性の安定化に寄与し、例えば半導体素子の高集積化、お
よびその製造装置の大型化にも十分満足に対応すること
ができるものである。
ーゲット材１〜９を用いて成膜された強誘電体薄膜にお
けるＢｉ含有量はきわめて安定したものであり、薄膜相
互にほとんどバラツキがないのに対して、従来ターゲッ
ト材１〜９を用いて成膜された強誘電体薄膜においては
Ｂｉ含有量の薄膜相互のバラツキが大きいことが明らか
である。上述のように、この発明のスパッタリングター
ゲット材は、通常のスパッタリング装置にて、成膜雰囲
気を酸化性雰囲気とするだけで、Ｂｉ含有量が一定した
強誘電体薄膜を形成することができ、薄膜の強誘電体特
性の安定化に寄与し、例えば半導体素子の高集積化、お
よびその製造装置の大型化にも十分満足に対応すること
ができるものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式：ＢｉαＳｒβＴａγＯ
δ、（ただし、原子比で、Ｔａを基準とし、γを２．
０とした場合、α：１．８〜２．４、β：０．８〜１．
１、δ：８．５〜９．８を示す）、を満足するＢｉ−Ｓ
ｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜を形成するためのスパッタ
リングターゲット材にして、このスパッタリングターゲ
ット材は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＢｉ粉
末、酸化ストロンチウム粉末、およびＴａ粉末からなる
混合粉末の温間プレス成形体で構成され、この温間プレ
ス成形体は、原子比で、同じくＴａを基準の２．０とし
た場合、 Ｂｉ：０．８〜２．０、 Ｓｒ：０．８〜１．２、 を満足する配合組成、Ｂｉの素地に酸化ストロンチウム
とＴａが均一に分散分布した組織、および９９．５％以
上の理論密度比を有することを特徴とする、Ｂｉ−Ｓｒ
−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングター
ゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9316804A JPH11147765A (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜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 |
|---|---|---|---|
| JP9316804A JPH11147765A (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングターゲット材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147765A true JPH11147765A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18081115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9316804A Withdrawn JPH11147765A (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11147765A (ja) |
-
1997
- 1997-11-18 JP JP9316804A patent/JPH11147765A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4619697A (en) | Sputtering target material and process for producing the same | |
| US20100248935A1 (en) | Alumina sintered body, method for manufacturing the same, and semiconductor manufacturing apparatus member | |
| EP2189431B1 (en) | Aluminum nitride sintered product, method for producing the same and electrostatic chuck including the same | |
| EP0598399A2 (en) | Aluminum nitride sintered body, method for manufacturing the same, and ceramic circuit board | |
| EP1528120A1 (en) | Hafnium silicide target and method for preparation thereof | |
| 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 | |
| KR19980013611A (ko) | 자성 박막 형성을 위한 스파터링 타겟 및 그 제조방법 | |
| JP3580778B2 (ja) | 熱電変換素子及びその製造方法 | |
| JPH11147765A (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｔａ−Ｏ系強誘電体薄膜の成膜用スパッタリングターゲット材 | |
| US5049452A (en) | Target member used for formation of superconducting film | |
| JPH01246107A (ja) | 超電導薄膜 | |
| JP3591610B2 (ja) | 透明導電膜形成用ｉｔｏ焼結体 | |
| JP3129046B2 (ja) | 耐熱衝撃性のすぐれたスパッタリング焼結ターゲット材 | |
| JPS6291470A (ja) | 窒化珪素スパツタリング・タ−ゲツト及びその製造法 | |
| JPH01183469A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体 | |
| JP7554687B2 (ja) | Ｃｕ－Ｂｉ２Ｏ３スパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
| JP2734687B2 (ja) | 強誘電体膜形成用ターゲット材 | |
| JP2735645B2 (ja) | 黒色窒化アルミニウム焼結体 | |
| JPS59207883A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| KR950007088B1 (ko) | Bi-Sr-Ca-Cu-O계 초전도막형성용 타아겟재 | |
| JPH06131915A (ja) | 高周波誘電体セラミックスおよびその製造方法 | |
| EP0355165B1 (en) | Process of manufacturing target used for formation of superconductive film | |
| KR950007087B1 (ko) | Tl-Ba-Ca-Cu-O계 초전도막형성용 타아겟재 | |
| JPH07197246A (ja) | 成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Ｔｉシリサイド焼結ターゲット材 | |
| JPH06264231A (ja) | 高誘電体薄膜製造用ターゲット材およびその製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |