TWI255297B - Hafnium silicide target and method for preparation thereof - Google Patents

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TWI255297B TW092118302A TW92118302A TWI255297B TW I255297 B TWI255297 B TW I255297B TW 092118302 A TW092118302 A TW 092118302A TW 92118302 A TW92118302 A TW 92118302A TW I255297 B TWI255297 B TW I255297B
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Description

Ϊ255297 狄、發明說明： [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種可做為高介電體閘極絕緣膜使用、 適於HfSi0膜以及HfSi0N臈之形成、且粒子產生量少的 矽化姶靶，以及無燒結粉之起火與粉塵爆炸之虞之靶的製 造方法。又，於本說明書所使用之單位「ppm」全部表示 wtppm。 [先前技術] 華;1電體閘極絕緣膜之膜厚，對於MOS電晶體之性能 會造成很大影響，所以與⑦基板之界面在電性上穩定且載 子之遷移度不致惡化乃為必要者。 β以往，此種問極絕緣膜係使用Si〇2膜，從界面特性來 看是最佳的材質。此外’當作閘極絕緣膜來使用之s叫膜 愈薄則載子（亦即電子或電洞）之數量會增加而可增加源極 土、 障況，閘極Sl〇2膜常在每當伴隨配線之微％ 2降低電源電壓時不致損及絕緣破壞之可靠性的範圍户 、仃/專膜化。但是，一旦閘極Si〇2膜成為細以下，肩 生純穿隨漏茂電流，而不復維持絕緣膜之作用。θ 、“另方面’雖欲謀求電晶體之更微細化’但只要如弟 不：：絕緣膜之Sl〇2膜的膜厚受限，則電晶體之編t + 思義，而有性能無法改善之問題。 絕二ί 了降低LSI之電源電壓來降低消耗電力，閘極 、'緣膜必須進一步薄化，惟-旦Sl〇2臈成為3賺以下則 1255297 如前述般有間極絕緣破… 限。 ^ ’所以薄膜化本身有其極 基於以上情況， 體閘極絕緣膜。并上 人建議取代Si〇2膜改用高介電 Η制膜以及咖電㈣極絕緣膜為人㈣目者有
Si〇2::2::極絕緣臈能以相對較厚之膜厚來得到與 所在。又，由於；且二抑制穿隨漏茂電流’此為其特徵 推測其界面特性接近=一膜添加 Η:介=輕易、… 回；1電體閘極絕緣膜。 另 方面’純度面之秒化於本\山& A* 在石夕化給乾之製造過"乳化力極強，所以 粉M戶斤i ^之粍結，會發生燒結粉之起火與 私塵所導致之爆炸等危險 爆炸之虞的乾之製造方法。乃4求—種無起火或粉塵 [發明内容] Μ明為了解決上述問題’其課題在於提供一種可做 馬向介電體閘極絕緣膜（具備 於Ηίςf、u、備取代叫膜之特性）使用、適 且Is10膜以及HfSl0N膜形成之具有加工性、耐脆化性 =有燒結粉之起火與粉塵所致之爆炸的危險之石夕化給乾 <製造方法以及革巴。 基於以上的情況，本發明係提供·· 1··-種閘極氧化膜形成用石夕化铪革巴，其特徵在於，係 HfSiG.82_G.98所構成，且氧含有量為別卜丨⑻⑽ppm。 1255297 •如上述1 5己載之閘極氧化膜形成用石夕化給革巴，其中 ’相對密度為95%以上。 3 ·如上述1或2記載之閘極氧化膜形成用矽化铪靶， 其中’鍅含有量為2·5wt%以下。 4·如上述1或2記載之閘極氧化膜形成用矽化铪靶， 其中’雜質C : 30〇ppm以下、Ti : 100ρρηι以下、M〇 : 10〇Ppm 以下、W : 1〇ppm 以下、仙：10ppm 以下、Fe : iOppm 以下、犯：loppm 以下、cr : lOppm 以下、Na : 〇.lppm 以下、K : O.lppm 以下、U : O.Olppm 以下、Th : O.Olppm 以下。 5 ·如上述1或2記載之閘極氧化膜形成用矽化铪靶， 其中’平均結晶粒徑為5〜2〇〇 # m。 6· —種閘極氧化膜形成用矽化铪靶之製造方法，其特 徵在於，係合成出組成為Hfsi() 82_g μ之粉末，將此粉末粉 碎成100篩目以下之物，然後以17〇〇 〇c〜212〇 〇c 、 1 50〜2000kgf/cm2進行熱壓或熱均壓（HIp)。 7 · —種閘極氧化膜形成用石夕化給革巴之製造方法，係用 以製造上述1〜5任一記載之閘極氧化膜形成用矽化铪靶； 其特徵在於，係合成出組成為HfSiQ Μ。Μ之粉末，將此粉 末粉碎成100篩目以下之物，然後以170(rc〜212(rc、 150〜2000kgf/cm2進行熱壓或熱均壓（HIP)。 [實施方式] 具備取代Si〇2膜之特性的高介電體閘極絕緣膜，係使 用HfSi執進行氧反應性濺鍍所形成者。此氧化物膜被視為 1255297 以Hf〇2· Si〇2所表示之氧化物膜之混成體，於乾中通常要 求Si/Hf=l ·〇之組成。 一般，Hf與Si之組成比被要求成為與所需之膜接近 之組成比，富含Hf之氧化膜有比介電係數增高之傾向， 又富含si之氧化膜與做為基材之Si基板的整合性佳，且 容易成為非晶性構造，戶斤以漏洩電流變少’此為其特徵所 在。 也因為如此，依據使用目的來考慮介電係數與漏洩電 流之平衡乃為必要者。又，於元件製造過程中，因要求分 別固有之並存性（適合性），所以可依需要任意改變1^與^ 之組成比的材料乃為所希望者。 、巧人矽之混合物粉做燒結的情況，隨組成比之不同 ，會成為HfSi相、HfSi2相等之石夕化物相以及財相、s 相等之混晶，惟一般而言，此等間化合物矽化铪
Si結時無法得到充分之密度上升，會成為多孔組織: ’而會成為產生許多粒子之無，此為問題所在。 與^者’若不依據組成比來調整熱塵條件（亦即加熱溫度 、 ）’則無法得到最適密度之靶。 本毛明以密度提升為目標，不斷努力進行改^ & 成功得到傲A & 同力刀選仃改良，終於 二甲°氧化膜形成用石夕化銓乾為適宜之革巴 咖本發明係考慮介電係數與㈣電流之平衡而做出由 給乾所構成之間極氧化膜形成㈣化料。此石夕化 ^成為多孔組織消失、相對密度在95%以上之 右相對密度未滿95%，則密度不足、脆性變低、加工 1255297 性^變差。再者，脆性結晶之破壞飛散會造成粒子數拎 。是以，以上述相對密度之範圍為佳。 曰口 中，！：：面，於間極氧化膜形成用石夕化給乾之製造過程 粉氧二L 嚴重之問題。亦即，由於純度高切化铪 強，所以在粉碎、筛選製程中會發生燒結粉之 =塵所造成之爆炸。是以，乃設想使得粉末之表面 4:Γ程度之氧化膜’來防止燒結粉之起火或粉塵所 造成之爆炸。 , ::表面氧化膜只要適度的量、亦即不致過量則能以後 、、只製私之熱壓充分固溶於HfSi内。 但是，當氧化膜多量存在的情況下，即使於熱壓後， 於石夕化給挺中仍會殘留聊或是刪0之絕緣物，此等絕 =在半導體元件之製造中所廣泛使用之Dc❹減鍍之 :曰成為結球（突起物）而露出，結果此處成為異常放電（起 電弧)之起點’為問題所在。此種異常放電會將周邊之 職部溶解，一部分會成為團塊於晶圓上形成缺陷（粒子） ，造成不良品之發生、良率之降低。 本毛月考慮到此兩方面的問題，而提供一種對石夕化給 粉中積極導人氧且同時抑制粒子之產生的方法與所用之乾 為了達成此目的’將矽化铪靶中之氧含有量設定在 500〜H)0⑽ppm極為有效，—方面不但可防止粒子之產生 另方面可抑制製造過程中之矽化铪粉之起火或是爆炸 之危險。
10 1255297 此種氧量之規定與管理極為重要。亦即， 5〇〇PPm’則於把製造中常有起火以及爆炸 里未滿 若超過lOOOOppm，則靶中之氧合 巴双相反地 丫心戰^曰U乳化物的形式 為濺鍍中異常放電之原因，粒子數成 低。 I 口口良率會降 又，無中之錯的含有量抑制在25wt%以下為佳。 量超過2.5wt%的情況，用以形成氧化膜之反應性機妒曰^ 電壓、電流、基板溫度等之程序條件會大幅變動，
好者。 α 再者，閘極氧化膜形成用矽化铪靶中之雜質C: 300PPm 以下、Ti : 100ppm 以下、M〇 : i〇〇ppm 以下、w : lOppm 以下、Nb ·· l〇ppm 以下、Fe : 1〇ppm 以下、犯： lOppm 以下、Cr : 10ppm 以下、⑽：〇 ippm 以下、κ : O.lppm以下、U : 0.01ppm以下、Th : 〇 〇1啊以下乃為 所希望者。其理由在於’該等雜質會成為閘極以及下部以 基板之污染源。
為了 由 HfSi〇 82 () 98 所構成之閘極氧化膜形成用石夕 化銓靶，可合成出組成為之粉末，對其進行粉 碎、篩選之後，以170(TC〜2120t進行熱壓或熱均壓（HIp) 來製造。 本發明之組成為HfSiG.82_G 98之粉末，若未滿17〇(rc則 迷度無法充分提升，若超過2120°C則一部分開始熔解，故 非所喜好者。 一般，HfSix(x = 〇.8〇)之組成範圍的 HfSi 在 2320(± 15) 11 1255297 c以上出現液相，若不在此溫度附近進行熱壓則密度無法 提升。另一方面，HfSix(x=l.〇k HfSi 在 2142(±15rc 以 上出現液相，若在此溫度附近進行熱壓即可提升密度。 組成為 HfSix(x = 〇.8〜1.0)之 HfSi 在較 2142(±15)t^ 3〇〜5〇(TC之溫度進行熱壓成形，於不易變形之Hfsi^之間 隙埋入容易變形之HfSii 〇，藉此可提升密度。 當HfSix(x<〇.82)時，可埋入間隙之Hfsii』變少，所以 印使進行熱壓也無法提升密度。 當HfSix(x>〇.98)時，若局部出現HfSi2 〇之部分，由於 _
HfSi2』之液相出現溫度為1543(±8)Ό，所以會發生部分熔 蛐而燒附於熱壓模具上。為避免此情況的發生，雖考慮將 熱壓溫度降低到未滿1543(±8)。〇，但此時密度無法充分提 升。 如上所述’藉由避免使用較金屬間化合物組成為高側 或低側之熔融溫度差大的金脣間化合物（HfSiG.s、HfSh❻）或 其附近之組成，則可謀求高密度化，可製造粒子更少之靶 〇 於合成組成為HfSiG.82_G 98之粉末之際，係例如將HfH2 米刀（100篩目以下）與Si粉（1〇〇篩目以下）以铪與矽之比為1 :0·82〜1 : 0·98之莫爾比來調製、混合之後，加熱至8〇〇 C左右（600°c〜8〇〇。(：）進行合成。此時，亦可加入事先合成 之粉。
Hf粉由於氧化力強，一旦微粉化會產生起火的問題， 所以單獨使用Hf粉乃為所希望者。基於此情況，為了防 12 1255297 止起火亦可使用氫化铪。 接著，將此氫化銓粉與矽粉混合，於直处 、一二中加熱來合 成石夕化給。脫氫係自約600t開始發生。於進行石夕化物化 之際可調整矽粉之含氧量，來進行合成矽化物粉塊之
的調整。 I 將此矽化铪合金塊於大氣中或加有純水之環境氣氛中 以球磨機等做粉碎。藉此，可得到總氧含有量為 5 00〜lOOOOppm之矽化铪用燒結粉。
如上所述，矽化物化由 抑制結晶粒之成長，此為其 以低溫進行脫氫與石夕化物化 維持在微細之一次粒子狀態 於係以低溫來進行燒成，乃可 重要特徵。於加熱合成之際， ，則可抑制粒子成長，燒成粉 ，於成形之際可達成高密度化 燒成粉一旦粗大化，則燒結前之微粉碎變得困難，會 =發粗大粒之殘存以及密度下降。如上所述，心係以二 温進行燒成，可抑制結晶粒之成長，所以輕之平均結晶粒 杈可達5〜200 一再者’於燒結之際可達成高密度化。· 平均結晶粒徑未滿5私m之靶，氧量難以成為 lOOOOppm以下，又於製造過程中有起火之虞；超過2〇〇" m時，粒子會増加，製品良率會降低，所以如上述般將平 均結晶粒徑設定在5〜2〇〇 # m為佳。 、藉由上述組成a Hfsi一8之粉末的合成、以及將合 成卷末以1700 C〜2120C做熱壓或熱均壓（Hip)，則可達成 燒結時之高密度化。 13 1255297 上述熱壓或熱均壓（HIP)之溫度，為略低於合成粉之液 相生成之溫度的溫度，在此溫度區做燒結乃為重要者。藉 此’可得到相對密度95%以上之高密度化之矽化铪把。 經向密度化之本發明之矽化铪靶，可顯著地防止濺鍍 中因孔洞所導致之粒子之產生，此為其效果所在。 (實施例） 以下說明實施例。又，本實施例僅為發明之一例，本 發明不因為這些實施例而受到限制。亦即，本發明之技術 思想所包含之其他態樣以及變形亦包含在本發明中。 (實施例1) 將100篩目以下之HfH2粉與100篩目以下之si粉加 以/心合，在真空中、以8〇{rc加熱，來進行脫氫反應與矽 2物合成反應，得到HfSiGW之合成塊。對此合成塊之氧 里進行为析’結果為3〇〇ppm〇 將此合成塊在大氣中進行球磨粉碎後，將球體與粉碎 粉分離，於溫度2(TC、濕度7〇%之環境氣氛放置24小時 。測定氧量之結果為550Ppm。 使用此矽化物粉，以2〇〇(rc、3〇〇kgf/cm2 χ 2小時之 條件利用熱壓法得到密度99_9%之燒結粉。將此燒結粉進 —步以機械加工製作成為〇00mmx6 35mmt之靶。所得之 革巴組織中幾乎沒有孔洞。 使用所製作出之1巴進行濺鍵，測定於8吁晶圓上之粒 :數，結果0.2" m以上之尺寸的粒子數合計為5個/8吋 曰曰圓’粒子之產生可顯著降低。藉此，可得到濺鍍時粒子 14 1255297 數夕之矽化铪靶，再者於靶製造過程中沒有起火或爆炸等 之發生，可安全地進行製造。 (實施例2) 、將1〇0篩目以下之HfH2粉與100篩目以下之Sl粉加 以心’纟真空中、u 8⑻。c加熱，來進行脫氫反應與石夕 物〇成反應，得到HfSlG%之合成塊。對此合成塊之氧 里進行刀析’結果為3〇〇ppm。 對此合成塊在大氣中加入HfSi粉重量〇1%之純水， 進行球磨粉碎後，將球體與粉碎粉分離，測定氧量之結果魯 為 2 1 Oppm。 使用此矽化物粉，以2〇〇(rc、3〇〇kgf/cm2x2小時之 條件利用熱壓法得到錢99.8%之燒結體。將此燒結體以 機械加工製作成為Φ300mm X 6.35mmt之乾。 使用所製作出之矽化铪靶進行濺鍍，測定於8吋晶圓 上之粒子數，結果〇.2//m以上之尺寸的粒子數合計為5 個/8吋晶圓，粒子之產生獲得顯著降低。 藉此，可得到濺鍍時粒子數少之矽化铪靶，再者於靶 _ 製造過程中沒有起火或爆炸等之發生，可安全地進行製造 〇 (實施例3) 將1〇〇筛目以下之HfH2粉與100篩目以下之Si粉加 以此合，在真空中、以800。(：加熱，來進行脫氫反應與矽 化物合成反應，得到HfSi^5之合成塊。對此合成塊之氧 里進行分析’結果為300ppm〇 15 I255297 行合成塊在大氣中加x Hfsi㈣量i%之純水，進 订球磨粉碎後，將球體 2000ppm。 束體，、知碎私刀m，測定氧量之結果為 使用此石夕化物粉，以200〇t、3〇〇kgf/cm2x2小時之 條件利用㈣法得到密度99_8%之燒結體。 以其次’將此燒結體以機械加卫製作成為c^OOnmX 於_t之革巴。使用所製作出之石夕化給無進行賤鑛，測定 备人8时晶圓上之粒子數’結* 〇.2…上之尺寸的粒子 數5計為1G個/8#晶圓，粒子之產生獲得顯著降低。 藉此，可得到滅鑛時粒子數少之石夕化铪把，再者於靶 製造過程中沒有起火或爆炸等之發生，可安全地進行製造 (比較例1) 將100篩目以下之麵2粉與100篩目以下之Si粉加 W ’在真空中、以8〇(rc加熱’來進行脫氯反應與石夕 2物合成反應，得到HfSiG.95之合成塊。對此合成塊之氧 ΐ進行分析，結果為300ppm。 使得此合成塊在經過Ar置換之球磨機中粉碎後，將 球體與粉碎粉分離，但是於分離中粉碎粉出現起火現象。 (比較例2) 將100筛目以下之Hffl2粉與1〇〇筛目以下之Si粉加 以混合，在真空中、以_。〇加熱，來進行脫氣反應與石夕 化物合成反應，得到HfSiG.95之合成塊。對此合成塊之氧 量進行分析，結果為3〇〇ppm。 16 1255297 將此合成塊在大氣中進行球磨粉碎後，將球體與粉碎 粉分離’測定氧量結果為45〇ppm。將此粉以5〇篩目之篩 網做篩選中，篩出之HfSi粉呈紅熱。 (比較例3) 將100篩目以下之HfH2粉與100篩目以下之Si粉加 以混合，在真空中、以800°C加熱，來進行脫氫反應與矽 化物合成反應，得到HfSiG%之合成塊。對此合成塊之氧 里進行分析’結果為3〇〇ppm。 對此合成塊在大氣中加入HfSi粉重量〇·ΐ %之純水， _ 進行球磨粉碎後’將球體與粉碎粉分離，於溫度5 〇 〇c、濕 度80%之環境氣氛中放置24小時，然後測定氧量，結果 為 11 OOOppm。 使用此矽化物粉末，以2000°C、300kgf/cm2 X 2小時 之條件利用熱壓法得到密度99·3%之燒結體。 其次，將此燒結體以機械加工製作成為φ3〇〇ηιηι χ 6.35mmt之靶。使用所製作出之矽化铪靶進行濺鍍，測定 於8吋晶圓上之粒子數，結果〇·2//ηι以上之尺寸的粒子 _ 數合汁為1 5 0個/ 8对晶圓，粒子之產生顯著的增加了。但 是，於靶製造過程中沒有起火或爆炸等之發生。 (比較例4) 將100篩目以下之HfH2粉與1〇〇篩目以下之Si粉加 以/匕合，在真空中、以8 0 0 °C加熱，來進行脫氫反應與石夕 化物合成反應，得到HfSiG.95之合成塊。對此合成塊之氧 量進行分析，結果為300ppm。 17 1255297 …對此合成塊在大氣中加人廳粉重量a之純水，進 :球磨#碎後’將球體與粉碎时離，於溫度⑽^、渴 2 90%之環境氣氛中放置24小時，然後測定氧量，結果 為 1 7000ρρπι。 使用此石夕化物粉末，以2〇⑼。C、3⑻㈣cm2 X 2小時 之條件利用熱塵法得到密度98·7%之燒結體。 其次’將此燒結體以機械加工製作成為㈣〇mm>< 之革巴使用所製作出之石夕化給乾進行減鑛，測定 2 8对晶圓上之粒子數’結果…m以上之尺寸的粒子 f合計為個/8时晶圓，粒子之產生顯著的增加了。但 疋’於乾製造過程中沒有起火或爆炸等之發生。 (實施例4) :二“以下之随2粉與1〇。筛目以下之以粉加 介8GG°C加熱’來進行脫氫反應與石夕 ，物合成反應’㈣咖⑽之合成塊。對此合成塊之氧 1進行分析，結果為300ppm。 * …對此合成塊在大氣中加人HfSi粉重量〇1%之純水， 進行球磨粉碎後，將球體與粉碎❹離，然後測定 結果為2500ppm。 使用此石夕化物粉末’以200(rc、通gf/cm2x 之條件利用熱壓法得到密度98·4%之燒結體。藉由口 工製作成為(|)300mmX 6.35mmt之乾。 ° 使用所製作出之石夕化給乾進行賤鐘，測定於8呀 上之粒子數’結果0.2心以上之尺寸的粒子數合計為曰曰 18 1255297 個/8寸日日圓，粒子之產生獲得顯著降低。 藉此，可得到機錢時粒子數少之石夕化給把 製造過程中沒有起火或爆炸等之發生，可安全地進行二 (實施例5) 將100篩目以下之聰2粉與100篩目以下之 以混合，在直处Φ 心^粉加 ”王中、以80CTC加熱，來進行脫氫反應與
化物合成反應，得⑽i"8之合成塊。對此合成塊之， 量進行分析，結果為300ppm。 K 對此合成塊在大氣中加入HfSi粉重量〇·ΐ%之純水， 進行球磨粉碎後，將球體與粉碎粉分離，然後測定氧量， 結果為2000ppm。 使用此石夕化物粉末，以2000°C、300kgf/cm2 X 2小時 之條件利用熱壓法得到密度99·7%之燒結體。冑由機械加 工製作成為(j)30〇mmX 6 35mmt之革巴。
使用所製作出之矽化铪靶進行濺鍍，測定於8时晶圓 上之粒子數，結果〇·2/ζ m以上之尺寸的粒子數合計為7 個/8吋晶圓，粒子之產生獲得顯著降低。 藉此，可得到濺鍍時粒子數少之矽化铪靶，再者於靶 製造過程中沒有起火或爆炸等之發生，可安全地進行製= (比較例5) 將100篩目以下之HfH2粉與100篩目以下之Si粉加 以混合，在真空中、以8〇(rc加熱，來進行脫氫反應與矽 19 1255297 化物合成反應，得到HfSi ^ a 1 旦、- j blG.81之合成塊。對此合成塊之氧 5進行分析，結果為300ppm。 、-對此合成塊在大氣中加人HfSi粉重量〇ι%之純水， 進行球磨粉碎後’將球體與粉碎粉分離，㈣測定氧量， 結果為2000ppm。 使用此矽化物粉末，以2_它、300kgf/cm2X2小時 之條件利用熱壓法得到密度94 5%之燒結體。藉由機械加 I 作成為 φ3OOrtim X 6·3 5mmt 之乾。
使用所製作出之矽化铪靶進行濺鍍，測定於8吋晶圓 上之粒子數，結果〇.2//m以上之尺寸的粒子數合計為；2〇 個/8 η寸晶圓’粒子顯著的增加了。 但是，於靶製造過程中沒有起火或爆炸等之發生。 (比較例6) 將1〇〇 _目以下之HfH2粉與100筛目以下之Si粉加 以混合，在真空中、以80(rc加熱，來進行脫氫反應與矽
，物合成反應，得到HfSiQ.99之合成塊。對此合成塊之氧 里進行分析’結果為3OOppm。 對此合成塊在大氣中加入HfSi粉重量〇·ι%之純水， 進仃球磨粉碎後，將球體與粉碎粉分離，然後測定氧量， 結果為1 800ppm。 使用此石夕化物粉末，以200(rc、3000^^X2小時 之條件利用熱壓法得到密度96.3%之燒結體。然後欲藉由 機:械加工製作成為φ3〇〇mm X 6.35mmt之挺。 但是，由於燒附在模具上，自模具取出之際出現破裂 20 1255297 ’所以無法加工成為革巴。 (比較例7) 、將100筛目以下之匪2粉與1〇〇筛目以下之Si粉加 ' b σ n中 '以8G(rc加熱’來進行脫氫反應與石夕 =物合成反應’得_ Hfsl㈣之合成塊。對此合成塊之氧 量進行分析，結果為3〇〇ppm。 、對此°成塊在大氣中加入HfSi粉重量0· 1 %之純水’ 進行球磨粉碎後’將球體與粉碎粉分離，錢収氧量， 結果為2600ppm。 使用此石夕化物粉末’以150(rc、綱kgfWx2小時 1件利用熱壓法得到密度85.9%之燒結體。藉由機械加 工製作成為cM〇〇mmX6 35mmt之靶。 使用所製作出之石夕化給乾進行賤錢，測定於8忖晶圓 上之粒子數’結果〇 2//m以上之尺寸的粒子數合計為別 個/8吋晶圓，粒子顯著的增加了。 但是，於革巴製造過程中沒有起火或爆炸等之發生。 。以上之實施例與比較例之結果示於表1。如表"斤示 般，實施例1〜3之乾的相對密度皆在95%以上。又，粒子 數在2 0個以下。具去 ;17〇〇°C〜2120°C之最適的熱壓條 件下，同樣地達成了相對密度之提升。 如此般，Hf:Si之比為1:〇 82〜〇·98之石夕化給革巴藉由 述條件可提升燒結體之密度，且可安定地進行製造。 植相對於此，比較例1與比較例2在製造過程中石夕化铪 、曰起火或紅熱，靶製造困•。其原因在於氧含有量 21 1255297 未滿500ppm之故。 相反地若氧量過多，例如超過1 OOOOppm之情況，如 比較例3、4所示般，粒子之產生量會變多，靶品質會降 低。一般認為此乃由於在矽化铪靶中形成HfO或是HfSiO 之絕緣物，此絕緣物在濺鍍之際外露，而以此處為起點發 生電孤、增加了粒子之故。 比較例5之Si莫爾比係較本發明為少（x = 0.8 1)，所以 燒結並不充分，相對密度未滿95%，粒子數也增加了。比 較例6之Si莫爾比係較本發明為多（x = 0.99)，所以發生燒 附現象，靶發生破裂，而無法製造完整的靶。 是以，燒結溫度下降之比較例7，反而是燒結密度無 法提升，粒子之發生增多了。 由以上說明可知，本發明之實施例的優越性相當明顯 ，具有優異之特性。
表1
Si之莫爾比 HP溫度 °C 靶氧含量 密度比 % 粒子個數 起火、破裂等事故 實施例1 0.95 2000 550 99.9 5個 無 實施例2 0.95 2000 2100 99.8 5個 無 實施例3 0.95 2000 8000 99.2 10個 無 實施例4 0.83 2000 2500 98.4 20個 無 實施例5 0.98 2000 3000 99.7 7個 無 比較例1 0.95 一 300 — — 粉的起火 比較例2 0.95 一 450 — — 粉的紅熱 比較例3 0.95 2000 11000 99.3 150個 無 比較例4 0.95 2000 17000 98.7 360個 無 比較例5 0.81 2000 2100 94.5 120個 無 比較例6 0.99 1800 2600 96.3 — 破裂 比較例7 0.99 1500 2600 85.9 350個 無 把氧含量：ppm 粒子個數：個/8吋晶圓 22 1255297 製造過程中之粉末的起火、紅熱 起火、破裂等事故 、爆炸、乾破裂 登別之效杲 本發明所具特徼為·可〗曰⑸ _ 行做為.可侍到—種可做為高介電體閘極 絕緣膜（具備取代Si0膜 / 2胰（符性）使用、適於Hf〇2 · si〇2膜 幵y成、具有加工性、耐脆化性之石夕化給乾。 本發明之矽化鈐靶之相對密度為95%以上之高密度， 且具有優異強度。又，經過高密度化之本發明之矽化铪靶 ，可防止濺鍍中因結球所導致之粒子之產生、以及因脆性 _ 組織之破壞飛散所導致之粒子之產生，可避免靶加工或製 造過程中之燒結粉之起火、紅熱、爆炸等之危險，減少對 靶之破壞，此為其顯著效果。
23

Claims (1)

1255297 拾、申請專利範園·· j ^ ( 94 虹 _ 1極氧化膜形成用矽化铪靶，其特徵在於，係 82 G.98所構成，且氧含有量為500〜l〇〇〇〇ppm、相 對岔度為95%以上。 2·如申請專利範圍第i帛之閘極氧化膜形成用石夕化給 靶’其中’鍅含有量為2·5糾%以下。 3·如申請專利範圍第1或2項之閘極氧減形成用石夕 化靶其中，雜質C : 300PPm卩下、Ti : l〇〇ppm以下 Mo 10〇ppm以下、w : 1〇p师以下、:⑺口興以下 、Fe:1〇PPm 以下、Nl:l〇PPm 以下、Cr:10ppm 以下、 Na · 0.1ppm以下、K : 〇 lppm以下、口 ： 〇叫叫以下、 Th : 0·0 lppm 以下。 4_如申請專利範圍帛i或2項之閘極氧化膜形成用矽 化铪靶，其中，平均結晶粒徑為5〜2〇〇 V㈤。
5·—種閘極氧化膜形成用矽化铪靶之製造方法，係用 以製造申請專利範圍第1〜4項中任一項之閘極氧化膜形成 用矽化铪耙；其特徵在於，係合成出組成為Hfsimi98之 粉末將此粉末粉碎成10 0篩目以下之物，然後以17 〇 〇。〇 〜2120°C、150〜2000kgf/cm2進行熱壓或熱均壓（HIP” 24
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