JPH11323538A - 半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタリング焼結ターゲット材 - Google Patents
半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタリング焼結ターゲット材Info
- Publication number
- JPH11323538A JPH11323538A JP13008898A JP13008898A JPH11323538A JP H11323538 A JPH11323538 A JP H11323538A JP 13008898 A JP13008898 A JP 13008898A JP 13008898 A JP13008898 A JP 13008898A JP H11323538 A JPH11323538 A JP H11323538A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子の金属薄膜であるＧｅ−Ｓｉ系薄
膜を、広い面積に亘って均一な膜厚で、かつ高速で形成
することができるスパッタリング焼結ターゲット材を提
供する。 【解決手段】 スパッタリング焼結ターゲット材を、
Ｂ：０．０１〜１．０重量％を固溶含有したＳｉ−Ｂ粒
と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してなる固相焼結組織を有
し、かつ前記Ｓｉ−Ｂ粒の割合が全体に占める割合で５
〜５０重量％である焼結体で構成する。
膜を、広い面積に亘って均一な膜厚で、かつ高速で形成
することができるスパッタリング焼結ターゲット材を提
供する。 【解決手段】 スパッタリング焼結ターゲット材を、
Ｂ：０．０１〜１．０重量％を固溶含有したＳｉ−Ｂ粒
と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してなる固相焼結組織を有
し、かつ前記Ｓｉ−Ｂ粒の割合が全体に占める割合で５
〜５０重量％である焼結体で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子の金
属薄膜であるＧｅ−Ｓｉ系薄膜をスパッタリングにより
形成するに際して、広い面積に亘って均一な膜厚で、高
速成膜が可能な焼結ターゲット材に関するものである。
属薄膜であるＧｅ−Ｓｉ系薄膜をスパッタリングにより
形成するに際して、広い面積に亘って均一な膜厚で、高
速成膜が可能な焼結ターゲット材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子として、例えば金属薄
膜−酸化物薄膜−半導体で構成された電界効果型トラン
ジスタが知られ、さらにこれの金属薄膜を厚さ：５０〜
１００ｎｍのＧｅ−Ｓｉ系薄膜で構成してゲート電極と
した相補型のものが知られている。また、上記の半導体
素子を構成するＧｅ−Ｓｉ系薄膜が、純Ｇｅ粒と純Ｓｉ
粒とが相互拡散接合してなる固相焼結組織を有し、かつ
前記純Ｓｉ粒の割合が全体に占める割合で５〜５０重量
％である焼結体で構成された焼結ターゲット材を用い、
スパッタリング法にて蒸着形成されることも知られてい
る。
膜−酸化物薄膜−半導体で構成された電界効果型トラン
ジスタが知られ、さらにこれの金属薄膜を厚さ：５０〜
１００ｎｍのＧｅ−Ｓｉ系薄膜で構成してゲート電極と
した相補型のものが知られている。また、上記の半導体
素子を構成するＧｅ−Ｓｉ系薄膜が、純Ｇｅ粒と純Ｓｉ
粒とが相互拡散接合してなる固相焼結組織を有し、かつ
前記純Ｓｉ粒の割合が全体に占める割合で５〜５０重量
％である焼結体で構成された焼結ターゲット材を用い、
スパッタリング法にて蒸着形成されることも知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決証とする課題】一方、半導体素子製造に際
しての省力化および省エネ化に対する要求は強く、これ
に伴い、半導体素子を構成するＧｅ−Ｓｉ系薄膜の成膜
速度は高速化し、かつ成膜面積は拡大化の傾向にある
が、上記の従来焼結ターゲット材の場合、より一段の成
膜速度の高速化は困難であり、また、成膜面積を広くす
ると膜厚に局部的にバラツキが生じ、均一な膜厚の成膜
は困難であるのが現状である。
しての省力化および省エネ化に対する要求は強く、これ
に伴い、半導体素子を構成するＧｅ−Ｓｉ系薄膜の成膜
速度は高速化し、かつ成膜面積は拡大化の傾向にある
が、上記の従来焼結ターゲット材の場合、より一段の成
膜速度の高速化は困難であり、また、成膜面積を広くす
ると膜厚に局部的にバラツキが生じ、均一な膜厚の成膜
は困難であるのが現状である。
【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、半導体素子を構成するＧｅ−Ｓ
ｉ系薄膜のスパッタリング法による蒸着形成に際して、
これの成膜速度の高速化および均一な膜厚での成膜面積
の拡大化を図るべく、特に上記の従来焼結ターゲット材
に着目し、研究を行った結果、焼結ターゲット材を構成
する焼結体における純Ｓｉ粒にＢ成分を固溶含有させ
て、Ｓｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してなる固相
焼結組織をもつ焼結体でターゲット材を構成すると、前
記ターゲット材表面へのスパッタに際して、前記Ｓｉ−
Ｂ粒中のＢ成分の作用でスパッタが著しく活性化し、タ
ーゲット材表面からの蒸発速度が促進され、この結果蒸
発雰囲気濃度が上昇するようになることから、成膜速度
の進行が著しく促進されると共に、蒸着面積が広くなっ
ても均一な膜厚での成膜が可能となるという研究結果を
得たのである。
上述のような観点から、半導体素子を構成するＧｅ−Ｓ
ｉ系薄膜のスパッタリング法による蒸着形成に際して、
これの成膜速度の高速化および均一な膜厚での成膜面積
の拡大化を図るべく、特に上記の従来焼結ターゲット材
に着目し、研究を行った結果、焼結ターゲット材を構成
する焼結体における純Ｓｉ粒にＢ成分を固溶含有させ
て、Ｓｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してなる固相
焼結組織をもつ焼結体でターゲット材を構成すると、前
記ターゲット材表面へのスパッタに際して、前記Ｓｉ−
Ｂ粒中のＢ成分の作用でスパッタが著しく活性化し、タ
ーゲット材表面からの蒸発速度が促進され、この結果蒸
発雰囲気濃度が上昇するようになることから、成膜速度
の進行が著しく促進されると共に、蒸着面積が広くなっ
ても均一な膜厚での成膜が可能となるという研究結果を
得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、Ｂ：０．０１〜１．０重量％を固
溶含有したＳｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してな
る固相焼結組織を有し、かつ前記Ｓｉ−Ｂ粒の割合が全
体に占める割合で５〜５０重量％である焼結体で構成し
てなる、半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタ
リング焼結ターゲット材に特徴を有するものである。
されたものであって、Ｂ：０．０１〜１．０重量％を固
溶含有したＳｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してな
る固相焼結組織を有し、かつ前記Ｓｉ−Ｂ粒の割合が全
体に占める割合で５〜５０重量％である焼結体で構成し
てなる、半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタ
リング焼結ターゲット材に特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の焼結ターゲット材を構成
する焼結体のＳｉ−Ｂ粒のＢ成分含有量および全体割合
は経験的に定められたものであって、以下に示す理由に
よるものである。 （ａ）Ｓｉ−Ｂ粒のＢ成分含有量 Ｂ成分は、上記の通りスパッタに際して、ターゲット材
表面からのスパッタ速度を著しく促進し、もって蒸発雰
囲気濃度を上昇させて広い面積に亘っての成膜速度の高
速化並びに膜厚の均一化を可能ならしめる作用を持つ
が、その含有量が０．０５重量％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が１．５重量％を
越えると、Ｇｅ−Ｓｉ系薄膜に要求される、例えばゲー
ト電極特性が損なわれるようになることから、その含有
量を０．０１〜１．０重量％、望ましくは０．０５〜
０．５重量％と定めた。
する焼結体のＳｉ−Ｂ粒のＢ成分含有量および全体割合
は経験的に定められたものであって、以下に示す理由に
よるものである。 （ａ）Ｓｉ−Ｂ粒のＢ成分含有量 Ｂ成分は、上記の通りスパッタに際して、ターゲット材
表面からのスパッタ速度を著しく促進し、もって蒸発雰
囲気濃度を上昇させて広い面積に亘っての成膜速度の高
速化並びに膜厚の均一化を可能ならしめる作用を持つ
が、その含有量が０．０５重量％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が１．５重量％を
越えると、Ｇｅ−Ｓｉ系薄膜に要求される、例えばゲー
ト電極特性が損なわれるようになることから、その含有
量を０．０１〜１．０重量％、望ましくは０．０５〜
０．５重量％と定めた。
【０００７】（ｂ）Ｓｉ−Ｂ粒の全体割合 Ｓｉ−Ｂ粒を構成するＳｉ成分は、例えばゲート電極に
要求される特性を具備したＧｅ−Ｓｉ系薄膜を形成する
のに不可欠な成分であり、したがってＳｉ−Ｂ粒の含有
割合が全体に占める割合で５重量％未満でも、また５０
重量％を越えても相対的にＧｅの割合が多くなり過ぎた
り、あるいは少なくなり過ぎたりして前記Ｇｅ−Ｓｉ系
薄膜に所望の特性を確保することができなくなることか
ら、その割合を５〜５０重量％、望ましくは１５〜３５
重量％と定めた。
要求される特性を具備したＧｅ−Ｓｉ系薄膜を形成する
のに不可欠な成分であり、したがってＳｉ−Ｂ粒の含有
割合が全体に占める割合で５重量％未満でも、また５０
重量％を越えても相対的にＧｅの割合が多くなり過ぎた
り、あるいは少なくなり過ぎたりして前記Ｇｅ−Ｓｉ系
薄膜に所望の特性を確保することができなくなることか
ら、その割合を５〜５０重量％、望ましくは１５〜３５
重量％と定めた。
【０００８】
【発明の実施の態様】つぎに、この発明の焼結ターゲッ
ト材を実施例により具体的に説明する。まず、いずれも
純度：９９．９９９重量％のＳｉとＢとを用意し、これ
ら両者を所定の割合に配合し、石英るつぼにて、Ａｒ雰
囲気中、所定の温度で溶解して、それぞれ表１、２に示
されるＢ含有量のＳｉーＢ固溶体とし、冷却後の前記Ｓ
ｉーＢ固溶体をジョークラッシャーとボールミルにて粉
砕して、同じく表１〜４に示される平均粒径を有する各
種のＳｉーＢ粉末を調製し、これに同じく９９．９９９
重量％の純度を有し、かつ表１〜４に示される平均粒径
のＧｅ粉末を同じく表１〜４に示される割合に配合し、
ボールミルにて２時間混合した後、この混合粉末を黒鉛
モールドに充填し、５×１０-2ｔｏｒｒの真空雰囲気
中、９３０〜１１５０℃の範囲内の所定温度に、１５０
〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内の所定の圧力を付加し
た状態で３時間の条件で真空加圧焼結することにより同
じく表１〜４に示される理論密度比をもった焼結体で構
成された本発明焼結ターゲット材１〜３５をそれぞれ製
造した。また、比較の目的で、表４に示される通り、上
記のＳｉ−Ｂ粉末に代って同じく９９．９９９重量％の
純度を有するＳｉ粉末を用いる以外は同一の条件で比較
焼結ターゲット材１〜５をそれぞれ製造した。なお、こ
の結果得られた焼結ターゲット材を構成する焼結体の組
織を金属顕微鏡にて観察したところ、本発明焼結ターゲ
ット材１〜３５では、いずれもＳｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が
相互拡散接合してなる固相焼結組織を示し、比較焼結タ
ーゲット材１〜５においては、いずれも純Ｓｉ粒と純Ｇ
ｅ粒が相互拡散接合してなる固相焼結組織を示した。
ト材を実施例により具体的に説明する。まず、いずれも
純度：９９．９９９重量％のＳｉとＢとを用意し、これ
ら両者を所定の割合に配合し、石英るつぼにて、Ａｒ雰
囲気中、所定の温度で溶解して、それぞれ表１、２に示
されるＢ含有量のＳｉーＢ固溶体とし、冷却後の前記Ｓ
ｉーＢ固溶体をジョークラッシャーとボールミルにて粉
砕して、同じく表１〜４に示される平均粒径を有する各
種のＳｉーＢ粉末を調製し、これに同じく９９．９９９
重量％の純度を有し、かつ表１〜４に示される平均粒径
のＧｅ粉末を同じく表１〜４に示される割合に配合し、
ボールミルにて２時間混合した後、この混合粉末を黒鉛
モールドに充填し、５×１０-2ｔｏｒｒの真空雰囲気
中、９３０〜１１５０℃の範囲内の所定温度に、１５０
〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内の所定の圧力を付加し
た状態で３時間の条件で真空加圧焼結することにより同
じく表１〜４に示される理論密度比をもった焼結体で構
成された本発明焼結ターゲット材１〜３５をそれぞれ製
造した。また、比較の目的で、表４に示される通り、上
記のＳｉ−Ｂ粉末に代って同じく９９．９９９重量％の
純度を有するＳｉ粉末を用いる以外は同一の条件で比較
焼結ターゲット材１〜５をそれぞれ製造した。なお、こ
の結果得られた焼結ターゲット材を構成する焼結体の組
織を金属顕微鏡にて観察したところ、本発明焼結ターゲ
ット材１〜３５では、いずれもＳｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が
相互拡散接合してなる固相焼結組織を示し、比較焼結タ
ーゲット材１〜５においては、いずれも純Ｓｉ粒と純Ｇ
ｅ粒が相互拡散接合してなる固相焼結組織を示した。
【０００９】ついで、これらの各種の焼結ターゲット材
を、ダイヤモンド砥石により直径：１５２ｍｍ×厚さ：
５ｍｍの寸法に加工し、無酸素銅のバッキングプレート
に取り付けた状態で、高周波マグネトロンスパッタリン
グ装置に装着し、 初期排気真空度：５×１０-7Ｔｏｒｒ、 スパッタガス：Ａｒ、 スパッタガス圧：１０ｍＴｏｒｒ、 スパッタ電力：７５０Ｗ、 基板：直径１２０ｍｍのＳｉ単結晶ウエハ、 基板加熱温度：室温、 スパッタ時間：３分間、 の条件でスパッタを行い、上記Ｓｉ単結晶ウエハの表面
にＧｅ−Ｓｉ系薄膜をそれぞれ形成した。これらＧｅ−
Ｓｉ系薄膜形成のＳｉ単結晶ウエハを任意直径線にそっ
て２分割し、これの断面における中心位置、中心からそ
れぞれ左右に２５ｍｍ離れた位置（左中位置および右中
位置と云う）、および中心からそれぞれ左右に５０ｍｍ
離れた位置（左外位置および右外位置と云う）の膜厚を
高分解能走査型電子顕微鏡を用いて測定し、成膜速度お
よび膜厚の局部的バラツキを評価した。これらの結果を
表１〜４に２分割断面のそれぞれの測定結果の平均値と
して示した。
を、ダイヤモンド砥石により直径：１５２ｍｍ×厚さ：
５ｍｍの寸法に加工し、無酸素銅のバッキングプレート
に取り付けた状態で、高周波マグネトロンスパッタリン
グ装置に装着し、 初期排気真空度：５×１０-7Ｔｏｒｒ、 スパッタガス：Ａｒ、 スパッタガス圧：１０ｍＴｏｒｒ、 スパッタ電力：７５０Ｗ、 基板：直径１２０ｍｍのＳｉ単結晶ウエハ、 基板加熱温度：室温、 スパッタ時間：３分間、 の条件でスパッタを行い、上記Ｓｉ単結晶ウエハの表面
にＧｅ−Ｓｉ系薄膜をそれぞれ形成した。これらＧｅ−
Ｓｉ系薄膜形成のＳｉ単結晶ウエハを任意直径線にそっ
て２分割し、これの断面における中心位置、中心からそ
れぞれ左右に２５ｍｍ離れた位置（左中位置および右中
位置と云う）、および中心からそれぞれ左右に５０ｍｍ
離れた位置（左外位置および右外位置と云う）の膜厚を
高分解能走査型電子顕微鏡を用いて測定し、成膜速度お
よび膜厚の局部的バラツキを評価した。これらの結果を
表１〜４に２分割断面のそれぞれの測定結果の平均値と
して示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【発明の効果】表１〜４に示される結果から、本発明焼
結ターゲット材１〜３５を用いて、スパッタリングによ
りＧｅ−Ｓｉ系薄膜を形成した場合、これを構成する焼
結体のＳｉ−Ｂ粒のＢ成分の作用で、上記の通り成膜面
積がきわめて広いのにもかかわらず、Ｂ成分の作用が期
待できない比較焼結ターゲット材１〜５を用いた場合に
比して、膜厚の局部的バラツキが著しく小さく、かつ成
膜速度もきわめて速いことが明らかである。上述のよう
にこの発明の焼結ターゲット材によれば、半導体素子の
金属薄膜であるＧｅ−Ｓｉ系薄膜の高速成膜が可能とな
るばかりでなく、広い面積に亘っての均一な膜厚での成
膜も可能であり、したがって半導体素子製造に際しての
省力化および省エネ化に大いに寄与するものである。
結ターゲット材１〜３５を用いて、スパッタリングによ
りＧｅ−Ｓｉ系薄膜を形成した場合、これを構成する焼
結体のＳｉ−Ｂ粒のＢ成分の作用で、上記の通り成膜面
積がきわめて広いのにもかかわらず、Ｂ成分の作用が期
待できない比較焼結ターゲット材１〜５を用いた場合に
比して、膜厚の局部的バラツキが著しく小さく、かつ成
膜速度もきわめて速いことが明らかである。上述のよう
にこの発明の焼結ターゲット材によれば、半導体素子の
金属薄膜であるＧｅ−Ｓｉ系薄膜の高速成膜が可能とな
るばかりでなく、広い面積に亘っての均一な膜厚での成
膜も可能であり、したがって半導体素子製造に際しての
省力化および省エネ化に大いに寄与するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｂ：０．０１〜１．０重量％を固溶含有
したＳｉ−Ｂ粒と純Ｇｅ粒が相互拡散接合してなる固相
焼結組織を有し、かつ前記Ｓｉ−Ｂ粒の割合が全体に占
める割合で５〜５０重量％である焼結体で構成したこと
を特徴とする半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパ
ッタリング焼結ターゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13008898A JPH11323538A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタリング焼結ターゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13008898A JPH11323538A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタリング焼結ターゲット材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323538A true JPH11323538A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15025694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13008898A Pending JPH11323538A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 半導体素子のＧｅ−Ｓｉ系薄膜形成用スパッタリング焼結ターゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11323538A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004093202A1 (fr) * | 2003-04-14 | 2004-10-28 | Centre National De La Recherche Scientifique | Materiau semiconducteur obtenu par frittage |
| US8192648B2 (en) | 2003-04-14 | 2012-06-05 | S'tile | Method for forming a sintered semiconductor material |
| US8405183B2 (en) | 2003-04-14 | 2013-03-26 | S'Tile Pole des Eco-Industries | Semiconductor structure |
| US9493358B2 (en) | 2003-04-14 | 2016-11-15 | Stile | Photovoltaic module including integrated photovoltaic cells |
| US9741881B2 (en) | 2003-04-14 | 2017-08-22 | S'tile | Photovoltaic module including integrated photovoltaic cells |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP13008898A patent/JPH11323538A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004093202A1 (fr) * | 2003-04-14 | 2004-10-28 | Centre National De La Recherche Scientifique | Materiau semiconducteur obtenu par frittage |
| JP2006523021A (ja) * | 2003-04-14 | 2006-10-05 | セントレ・ナショナル・デ・ラ・レシェルシェ・サイエンティフィーク | 焼結された半導体材料 |
| US8105923B2 (en) | 2003-04-14 | 2012-01-31 | Centre National De La Recherche Scientifique | Sintered semiconductor material |
| US8192648B2 (en) | 2003-04-14 | 2012-06-05 | S'tile | Method for forming a sintered semiconductor material |
| US8405183B2 (en) | 2003-04-14 | 2013-03-26 | S'Tile Pole des Eco-Industries | Semiconductor structure |
| US9493358B2 (en) | 2003-04-14 | 2016-11-15 | Stile | Photovoltaic module including integrated photovoltaic cells |
| US9741881B2 (en) | 2003-04-14 | 2017-08-22 | S'tile | Photovoltaic module including integrated photovoltaic cells |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030610 |