JPS58123725A

JPS58123725A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPS58123725A
Application number: JP57005662A
Authority: JP
Inventors: Michio Ichikawa; 市川　道生
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1983-07-23

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。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野　　。

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

発明の技術的背景とその問題点従来、半導体装置を構成する電極層は、半導体基板にオ
ーミンクに接触するように、かつ、電極層に接続される
ポンディング線との接続を良好にするために、メッキ法
、真空蒸着法、或は、スパッタ法により形成されている
。而して、電極層の半導体基板に対する付着強度は、ス
パッタ法が優れているが、電極層を付１８せる０Ｊ−間
を要するため、特にマグネトロン減のスパッタリング装
置を用いたタボツタ法により。

電極層の形成が行われている。

第１図は、マグネトロン渥のスパッタリング装置の一例
の断面図である。図中１は、真空容器であり、該真空容
器１中には、半導体基板２が載置される電極１と、この
電極３に対向してターゲット４が設けられている。ター
ゲット４は、半導体基板２に形成する電極層の材料で構
成されている。ターゲット４上には、複数個の付けられ
ている。真空容器１内には、ターゲット４に衝突して半
導体基板ｌに付着する粒子を叩き出すためのアルゴン等
の重い粒子がａ８ｔＬでいる。

而して、このようなマグネトロン型のスパッタリング装
置見は、ターゲット４の近傍に高密度のプラズマを作り
、大きなイオン電流を流すようにして電場と磁場が直交
する所謂マグネトロン放電を利用し、かつ、運動する電
子力Ｓターゲット４の近傍を連続した軌跡で運動できる
ようにして、アルゴン等の重い荷鑞粒子をターゲット４
に衝突させ、叩き出されたターゲット４の構成材料の粒
子を半導体基板２上昏こ付着させる。このため、一般に
使用されてＩｄ）るス／（ツタリング装置に比べて、約
−桁遭１．Ｎ付曹速度で所望の粒子を半導体基板２上に
付着させることができる。

しかしながら、ターゲット４の構成材料がニッケル等の
強磁性材料である場合には、磁気変態温度（以下、キュ
ーリーポイントＴｅ　　とＥも）が高くにニッケルの場
合は、３６０℃）、ターゲット構成材料は、半導体基板
２の表面以外の真空容器１の内壁面等に付着する。この
内壁面等に付着したターゲット構成□材料からなる堆積
層の温度が、スパッタリング時の熱エネＪレギーによっ
てキューリーポイント丁。以上の温度になると落下して
半導体基板２の表面に堆積したターゲット構成材料から
なる電極層を汚染す＆また、スパッタリング装置は、通
常、所望の材料からなる電極層が形成できるように種類
の異なるターゲット４を備えている。このためターゲッ
ト４を構成する材料のキューリーポイント丁６　　が高
い場合には、所宇のターゲット４が牛導体基ｔｌｚの上
方に来るように回転させた際に、異種のターゲット４の
表面に他のターゲット構成材料が堆積する。この状態で
スパッタリングを行うと、半導体基板２の表面には、所
定の元素以への元素を含んだ電極層が形成される。その
結果、電極層のオーミック性、耐熱疲労特性、半田付性
が劣化し、所望の仕様を満した電極層を高歩留で製造で
きない欠点があった。

発明の目的本発明は、強磁坤材料を含んだ堆積物が被処理体の表面
以外の領域に付着するのをして、しかも高品質で半田付
性に優れた堆積物からなる電極層を容易に形成すること
ができる半導体装置の製造方法を提供することをその目
的とするものである。

発明の概要本発明は、ニッケル等の強磁性材料中に鋼またはクロム
からなる不純物を所定量添加したもので磁気変態点が３
０℃以下になるようにしてターゲットを形成し、このタ
ーゲットにスノ（ツタ法を適用してターゲット形成材料
からなる粒子を叩き出し、この粒子を被処理体の表面以
外の領域に付着するのを防止して、高品質で半田付性に
優れた′電極層を容易に形成できるようＧこした半導体
装置の製造方法である。

発明の実施例次に、本発明の実施例について説明する。

先ず、ニッケル等の強磁性材料中にキューリーポイント
Ｔｃ　　が２５℃以下になるように、銅またはクロムか
らなる不純物を所定割合で添加し、この不純物を含んだ
材料でターゲットを形成するＯここで、ターゲット構成材料のキューリーポイントτ。

を２５℃以下に設定したのは、スパッタリング処理の際
に半導体基板等の被処理体を除いた例えばターゲットや
真空容器の内Ｉｌ！面に、ターゲット構成材料が付着す
るのを防止するためである・また、ターゲット構成材料としてニッケｌし等の強磁性
材料を採用したのは、強磁性材料は半田付性に優れてい
るので後述のス／ｆンタリンク法にて形成した電極層の
順方向性、耐熱疲労特性を向上させることができるから
である。

また、強磁性材料を例えばニッケルとするとニッケル中
に添加する銅の量は、２０〜４０重量％の範囲で適宜設
定する。この鋼の６加瞳は、次のようにして決定したも
のである。つまり、キューリーポイントＴｅ　　が２５
℃を越えるとターゲット構成材料が被処理体以外のター
ゲットや真空容器の内壁面等に付着するので、ターゲッ
トを構成する強磁性材料のキューリーポイントは２５℃
以下に設定しなければならなし）。一方、スパッタリン
グの際の銅の付着量とキューリーポイントＴｅ　　との
間には、第２図に示すような相関性がある。第２図に示
された特性線■からＴｅ＝２５℃の際の鋼の付着量は約
３２重量うである。これは、　ａｔｏｍ％に換算すると
約３０ａｔ・１％である。また、鋼のスパッタ・イール
ド（アルゴン等の荷電粒子がターゲットに衝突した際に
叩き出される銅の量ｌｔ、　１．６　ａｔｏｍｓ／　ｌ
ｏｗであり、ニッケルのスパッターイールドは１．２、
ｔｏ’１１１ｇ／ｌ　Ｏｎである。これらの値からター
ゲット構成材料中の鋼の添加量をＸ（ａｔｏｍｉｃ％）
とすると次式（Ｉ）が成立する。

１式を解くとＸ　＝　２２．５　ａｔ＠ｍ％となる。こ
れは重量％に換算すると２４重量％となる。実際には、
キューリーポイントＴｃ　　が２５℃〜３０℃の範囲で
も本発明の効果は得ら、れるので、銅の添加量は２０重
量％以上に設定するのが望ましい。なお１、銅のターゲ
ット構成材料中の量は、スパッタ回数と共に漸減するの
で、スパッタ回数に応じて所定の値を設定するのが望ま
しい。

また、ニッケル中の鋼の添加量が５０　ｐｔｏｍ％以上
になるとニッケルの手出付性は著しく劣化する。従って
、ニッケル中の銅の添加量の蛾大値を１とすると、ｙは
次式（１）を満足、しなければならない。

１．６　　　　　　７　　　　＝ｓｏ　　　　　（山ｍ
　％）　　（凰）１．２　　ｔｏ。

１式を解くとｙ　＝　３７．５　ａｔｏｍうとなり、こ
れは重量％に換算すると３９重量％に和尚する。従って
、本発明の効果が得られる鋼の添加量としては、２０〜
４０重量％の範囲となる。

また、ニッケルからなる強磁性材料中に不純物としてク
ロムを添加する場合には、前述の鋼の場合と同様に、第
３図に示すスパッタリングの際のニッケルの付着量とキ
ューリーポイントＴｅ　　の特性線（１）からｌｊ□、
Ｔｃ＝２５℃の際のニッケルの付着量（７重量％）を求
めて、次式（釦からニッケル添加量の下限値Ｘを求める
。

ｘ　＝７−６　　（９’％）一方、ニッケルの添加量の上限値ｙは、電極層を形成す
るニッケル・クロム層中のクロムが。

Ｆ、Ｃ，Ｃ，構造（面心立方格子）を形成して、温度サ
イクルの変化を受けても格子変態を起こさない安定した
固溶体となる範囲内で決定する必要がある。（中間化合
物等は望ましくない。）この安定した固溶体を形成する
クロムの量を二元合金状１ｍ＠から求めると、３２重ｉ
ｔ％である。

従って、ターゲット構成材料中のクロムの上限値ｙは、
次式（５）を満足しなければならない。

ｙ　＝　３４．９　　（ｉｔ％）尚、ｇｔ、１は、クロムのスパッタ・イールドである。

従って、これらの下限値（ｘ　＝　７，６４１ｋ／１％
）、上限値（、＝　３４．９ωｔ％）から本発明の効果
を奏するクロムの添加量は、５〜３５重量％の範囲内で
設定するのが望ましい。

なお、ニッケルークロムでターゲット構成材料を形成し
た場合にも、スパッタ回数毎にクロムの貴が漸減するの
で、スパッタ回数に厄じて適宜クロムの添加量を決定す
るのが望ましい。

このように鋼或はクロム等の所望の不純物で形成された
ターゲットを被処理体である半導体基板の表面に対向し
て設置、所定の減圧状態の雰囲気を設定して、Ａｒ　　
等の重い荷電粒子をターゲットに衝突させる。荷電粒子
の衝突によって叩き出されたターゲット構成材料を被処
理体の表面に堆積せしめて、所望の電極層を形成せしめ
る。なお、ターゲット構成材料を被処理体に堆積せしめ
るスパッタ装置としては、マグネトロン型のスパッタ装
置を使用するのが望ましいＯこのようにしてスパッタ法にて被処理体である半導体基
板上に１極層を形成すると、スパッタ操作中にターゲッ
ト構成材料（二、被処通体以列の真空容器の内壁面やタ
ーゲットの表面にはほとんど付着せず、歩留が向上する
ことが実験的に確認された。また、形成された電極層は
、高品質で半田付性に優れていることが判った。

発明の詳細な説明した如く、本発明に係る半導体装置の製造方法に
よれば、強磁性材料を含んだ堆積物が被処理体の表面以
外の領域に付着するのを防止して、しかも高品質で半田
付性に優れた堆積物からなる電極層を容易に形成するこ
とができる等顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マグネトロン型のスパッタリング装置の断面
図、第２図は、キューリーポイントとスパッタリングの
際のＣ，の付着量との関係を示す特性図、第３図は、キ
ューリーポイントとスパッタリングの際のＮｉ、の付着
量との関係を示す特性図である。１・・・真空容器、２・・・半導体基板、３・・・電極
、４・・・ターゲット、５・・・マグネット、６．１・
・・印出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦゛、ｆ
。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

磁気変態点が２５℃以下になるように強磁性材料中に鋼
またはクロムからなる不純物を添加してターゲットを形
成し、該ターゲットに荷電粒子を照射して叩き出された
ターゲット形成材料からなる粒子を被処理体の表面に堆
積せしめることを特徴とする半導体装置の製造方法。