WO2003071531A1 - Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target - Google Patents

Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target Download PDF

Info

Publication number
WO2003071531A1
WO2003071531A1 PCT/JP2002/012739 JP0212739W WO03071531A1 WO 2003071531 A1 WO2003071531 A1 WO 2003071531A1 JP 0212739 W JP0212739 W JP 0212739W WO 03071531 A1 WO03071531 A1 WO 03071531A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
target
phase change
change memory
composition
sputtering
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/012739
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masataka Yahagi
Yuichiro Shindo
Hideo Takami
Original Assignee
Nikko Materials Company, Limited
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikko Materials Company, Limited filed Critical Nikko Materials Company, Limited
Priority to KR1020047013103A priority Critical patent/KR100656674B1/ko
Priority to US10/504,739 priority patent/US7156964B2/en
Priority to EP02788727A priority patent/EP1480209B1/en
Priority to JP2003570343A priority patent/JPWO2003071531A1/ja
Publication of WO2003071531A1 publication Critical patent/WO2003071531A1/ja
Priority to US11/533,945 priority patent/US7484546B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B7/2433—Metals or elements of Groups 13, 14, 15 or 16 of the Periodic Table, e.g. B, Si, Ge, As, Sb, Bi, Se or Te
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/266—Sputtering or spin-coating layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24314—Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24316—Metals or metalloids group 16 elements (i.e. chalcogenides, Se, Te)
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/011—Manufacture or treatment of multistable switching devices
    • H10N70/021—Formation of switching materials, e.g. deposition of layers
    • H10N70/026—Formation of switching materials, e.g. deposition of layers by physical vapor deposition, e.g. sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H10N70/231—Multistable switching devices, e.g. memristors based on solid-state phase change, e.g. between amorphous and crystalline phases, Ovshinsky effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881—Switching materials
    • H10N70/882—Compounds of sulfur, selenium or tellurium, e.g. chalcogenides
    • H10N70/8828—Tellurides, e.g. GeSbTe

Definitions

  • Sputtering target for phase change memory film for phase change memory formed using the target, and method for producing the target
  • the present invention reduces the impurity elements that affect the crystallization rate as much as possible, reduces the deviation of the composition of the target from the target composition, and further suppresses the compositional segregation of the composition of the phase change memory.
  • the present invention relates to a sputtering target for a phase change type memory for use in memory with improved writing characteristics and a crystallization rate, a film for phase change memory formed using the target, and a method for manufacturing the above-mentioned packaging. Background art
  • optical disc technology capable of memory and reproduction without the need for magnetic heads has been developed and is rapidly attracting attention.
  • the optical disc is divided into three types: read-only type, write-once type, and rewritable type. Particularly, a phase change type used in the write-once type or the rewritable type attracts attention.
  • a phase change optical disk heats and raises the temperature of a memory thin film on a substrate by laser irradiation and causes crystallographic phase change (amorphous crystal) in the structure of the memory thin film to reproduce information and memory. More specifically, information is reproduced by detecting a change in reflectance resulting from a change in optical constant between the phases.
  • the above-mentioned phase change is performed by the irradiation of a laser beam having a diameter of 1 to several.
  • phase change optical discs have high melting points of zinc sulfide and key oxide (ZnS ⁇ S i 0 2 ) systems on both sides of memory thin film layers such as Ge—Sb—Te and In—Sb—Te systems.
  • Antimony (Sb), tellurium (Te) or selenium (S e) is an important constituent element of the above optical memory media, as it is used as a four-layer structure with an aluminum alloy reflection film sandwiched between protective layers of dielectrics. It is.
  • Non-volatile phase change memory in which a chalcogenide thin film is formed by sputtering, an electrode is brought into contact with it, and a current is supplied to the electrode to cause chalcogenide phase change.
  • Non-volatile memory using such a method is generally called PRAM or onicUM (Ovonic Unified Memories).
  • the region to be heated is narrow, with device dimensions of 50 ⁇ 200 nm 2 reaching 600 ° C. in the middle, but there is data that the temperature rises only up to 100 ° C. at a distance of 100 nm.
  • Crystalline chalcogenide has low resistance, but amorphous one has high resistance. And in either state, the characteristics reverse when the threshold voltage is exceeded.
  • OUM takes advantage of these characteristics and is easy to integrate with non-volatility, high density, low voltage, low power consumption, 10 12 rewrite cycles, nondestructive read out, Si process, Has many advantages such as unified memory.
  • Both phase change optical discs and UM use chalcogenide sputtered thin films of elements such as anthimon, tellurium and selenium, and it is necessary to give due consideration to the characteristics of the material.
  • the memory thin film layer which is one such phase change memory one medium, is usually formed by the sputtering method.
  • a target consisting of a positive electrode and a negative electrode is made to face each other, and a high voltage is applied between these substrates and the target under an inert gas atmosphere to generate an electric field.
  • the positive ions in this plasma collide with the surface of the target (negative electrode) to knock out target constituent atoms, and the ejected atoms face each other. It is based on the principle that a film is formed by adhering to the substrate surface.
  • the present invention segregates and concentrates in the vicinity of the interface between the memory point and the non-memory part, and reduces as much as possible the impurities that cause the decrease in the number of rewrites, in particular the impurity elements that affect the crystallization rate.
  • a sputtering target for phase change memory capable of improving the rewriting characteristics of the phase change memory and the crystallization rate by reducing the composition deviation of the phase and the segregation in the spring, and using the target. It is an object of the present invention to provide a formed film for phase change memory and a method of manufacturing the same.
  • the present invention is based on this finding.
  • a phase consisting of a ternary or more element, having as a main component one or more components selected from antimony, tellurium or selenium, and having a composition deviation of ⁇ 1.0 at% or less with respect to the target composition.
  • phase change type memory for general use sputtering target described in each of the above 1 to 4 characterized in that the average grain size of the target is 50 m or less and the relative density is 90% or more. Phase change memory single-use film formed using a target
  • Sputtering getter for phase change type memory as described in each of 1 to 5 above, characterized in that it contains one or more selected from transition metals, gallium, germanium, indium and tin as additives.
  • the present invention further provides
  • a method for producing a sputtering material for phase change type memory according to the above 8 characterized by using high purity quartz having an alkali component of 1 O ppm or less and OH of 5 p pm or less.
  • a method of producing a sputtering target for phase change memory according to any of the above 7 to 9, wherein the purity of the raw material before dissolution is 99. 999 wt% or higher.
  • the target material for the optical disk memory layer has been sufficiently used even at a purity of 3 N 5 to 4 N level, but the function has been improved with the recent trend toward high-speed memory and minute spots due to the use of short wavelength laser. The evening get was required. Impurities in the target are segregated and concentrated near the interface between the memory point and the non-memory part, causing a decrease in the number of rewrites. In addition, when many impurities are added, it takes time to prevent mutual diffusion of atoms when changing from an amorphous state in which each constituent element is distributed fairly uniformly to a crystalline state, and the crystallization rate is slow.
  • alloy-based targets based on antimony, tellurium or selenium which are recently used as recording materials using crystalline phase change, aim to increase the number of rewrites, to achieve high-speed recording, and to increase the capacity.
  • miniaturization of the recording portion it is necessary to reduce as much as possible the composition deviation of the target and the composition segregation in the target, and to achieve high purification.
  • alkali metals and alkaline earth metals which have high diffusion and mobility, are problematic.
  • reduction of these elements is important from the viewpoint of corrosion resistance as well, and high corrosion resistance can be maintained against the environment.
  • impurities such as radioactive elements such as U and T h because they cause malfunction when they are used in phase change memory.
  • the deviation of the film composition of the phase change memory from the target composition affects the rewrite characteristics and the crystallization rate, and in particular, the crystallization rate has a large effect. Therefore, it is necessary to further reduce the compositional deviation of the main component and the subcomponent. Control of the composition of the target is extremely important, since the target composition deviation directly leads to the film composition deviation.
  • the present invention is a sputtering target for a phase change type memory, consisting mainly of one or more components selected from antimony, tellurium or selenium and consisting of elements of ternary system or more. Is less than ⁇ 1.0 at%.
  • the composition A i (wt%) of each component element excluding the main component When the average value is A (wt%), it is a sputtering target for phase change type memory with
  • the sputtering target for phase change memory according to the present invention contains one or more selected from transition metals, gallium, germanium, indium and tin as auxiliary components.
  • the film for phase change memory formed using the target reduces compositional deviation and compositional eccentricity of the duvet, and as a result, the accuracy of the target composition is improved, and the reproducibility is improved. It became possible to improve the rewriting characteristics and the crystallization speed significantly.
  • the purity of the target is 99.595 wt% or more excluding gas components, and the total of gas components carbon, nitrogen, oxygen and sulfur should be 700 ppm or less.
  • the gas component contained in the flat get adversely affects particle generation during sputtering and is also taken into the film, and also affects the rewrite characteristics, crystallization temperature, and crystallization rate. In the present invention, these problems can be solved.
  • the average crystal grain size is 50 m or less and the relative density is 90% or more.
  • Antimony, tellurium and selenium have not been used in the past, because they are very fragile, acid pickling causes acid to remain in the interior and causes oxygen to increase in later steps.
  • the antimony, tellurium and selenium raw materials are crushed appropriately, and after the raw materials are sieved to adjust the particle size, the impurities concentrated as described above are effectively removed by washing with an acid. Next, after the impurities are removed by acid washing with an acid as described above, this raw material is dissolved and fabricated to obtain an ingot of high purity antimony, tellurium and selenium.
  • the particle size of sieved antimony, tellurium and selenium raw materials is adjusted to 0.5 to 10 mm. If it is less than 0.5 mm, cleaning is difficult and the cleaning efficiency can not be improved. Moreover, if it exceeds 10 mm, impurities remain in the raw material powder and there is a problem that sufficient cleaning can not be performed. Therefore, the particle size of antimony, tellurium and selenium raw material is adjusted to 0.5 mm to L 0 mm by a sieve. A more preferable range is 1 mm to 5 mm.
  • hydrochloric acid is effective as a washing acid.
  • the acid concentration should be between 0.5N and 6N. If it is less than 0.5 N, acid cleaning takes too long, and if it exceeds 6 N, some dissolution of antimony, tellurium and selenium will occur, resulting in loss. Therefore, the acid concentration should be 0.5 N to 6 N. It is desirable to
  • acid cleaning is performed at a temperature of 10 ° (: ⁇ 80 ° C.) If the temperature is less than 10 ° C., impurities are not effectively removed, and if it exceeds 80 ° C., the solution is largely evaporated and acid loss is caused. Unfavorably because it becomes large.
  • the purity after high purification can be 4 N to 5 N level or more.
  • the antimony, tellurium and selenium raw material powders are washed with pure water, dried, dissolved in an inert atmosphere such as argon gas or in vacuum, and fabricated to obtain high purity antimony or tellurium ingot.
  • antimonium, tellurium and selenium of 4N level or more by the simple method of acid cleaning and dissolution.
  • the antimony, tellurium or selenium thus produced is mixed with one or more selected from transition metals, gallium, germanium, indium and tin as auxiliary components in a target mixing ratio and dissolved.
  • the purity of the raw material before dissolution is preferably 99.999 wt% or more.
  • composition deviations are significantly reduced. Dissolution is usually performed at a temperature above the melting point of the component element or product compound. As described above, the target composition deviation should be reduced by purifying the raw material in advance and further reducing the amount of oxides and slag. Is possible. The amount of slag generated is small, and its removal will reduce the impact.
  • the melted ingot was crushed in an Ar atmosphere by a pole mill, and the crushed material was hot pressed and further formed into a sputtering target.
  • the total content of the impurities is less than 10 ppm and the content of impurities other than the component elements is less than 15 ppm, and the carbon component is less than 15 ppm.
  • the nitrogen content was less than 200 ppm, the oxygen content was less than 100 ppm, and the sulfur content was less than 10 ppm.
  • the average grain size was 30 m.
  • composition of the sample collected from 5 parts of this target was analyzed. As shown in Table 2, the deviation of composition (average value of 5 parts) from the target component of germanium, antimony and tellurium is -0. Lat%,- The ratio was 0.2 at% and +0.3 at%, both of which satisfied the conditions of the present invention.
  • a highly purified 5 N level bulk silver, indium, antimony, tellurium raw material is formulated to be 5 at% silver, 5 at% indium, 60 at% antimony, 30 at% tellurium, quartz crucible And sealed under vacuum and dissolved at 1100.degree. C. in an Ar atmosphere.
  • the melted ingot was pulverized in an Ar atmosphere by an alumina ball mill, and the material after pulverization was hot-pressed and further shaped into a sputtering target.
  • metal elements other than the component are 1 O p pm or less, the carbon component is 10 p pm, the nitrogen component is 3 OO ppm, the oxygen component is 300 p pm or less, and the sulfur component is 10 p pm or less Met.
  • the average grain size was 30 m.
  • composition analysis of samples collected from 5 points in this target as shown in Table 3, deviation of composition (average value of 5 points) for target components of silver, indium, antimony and tellurium is respectively —0. Lat%, +0.1. At%, +0.3. 3 at, —0.3 at%, all of which satisfied the conditions of the present invention.
  • composition of the sample collected from 5 parts of this target was analyzed.
  • the composition deviation (average value of 5 parts) for the target components of silver, germanium, antimony and tellurium is + 0.5 respectively.
  • the present invention segregates and segregates near the interface between the memory point and the non-memory part, and reduces as much as possible the impurities in the target causing the decrease in the number of rewrites, especially carbon, nitrogen, oxygen, which have high diffusion and mobility. It has an excellent effect of being able to improve the rate of crystallization (crystallization) from the amorphous state by reducing the amount of impurities such as sulfur and other gas components and alkali metals and alkaline earth metals.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Description

相変化型メモリー用スパッタリング夕ーゲット及び該ターゲットを用いて形成さ れた相変化メモリ一用膜並びに前記夕ーゲットの製造方法 技術分野
本発明は、 結晶化速度に影響を与える不純物元素を極力減少させるとともに、 目標組成に対するターゲッ卜の組成明のずれを減少させ、 さらに夕一ゲットの組成 偏析を抑制して、 相変化型メモリーの書細き換え特性及び結晶化速度を向上させた 相変化型メモリ一用スパッタリングターゲット及び該ターゲットを用いて形成さ れた相変化メモリー用膜並びに前記夕ーゲッ卜の製造方法に関する。 背景技術
近年、 磁気へッドを必要とせずにメモリー ·再生ができる高密度メモリー光デ イスク技術が開発され、 急速に関心が高まっている。 この光ディスクは再生専用 型、 追記型、 書き換え型の 3種類に分けられるが、 特に追記型又は書き換え型で 使用されている相変化方式が注目されている。
相変化光ディスクは、 基板上のメモリ一薄膜をレーザ一光の照射によつて加熱 昇温させ、 そのメモリー薄膜の構造に結晶学的な相変化 （アモルファス 結晶） を起こさせて情報のメモリー ·再生を行うものであり、 より具体的にはその相間 の光学定数の変化に起因する反射率の変化を検出して情報の再生が行われる。 上記の相変化は 1〜数 程度の径に絞ったレーザ一光の照射によって行なわ れる。 この場合、 例えば 1 zmのレーザ一ビームが 1 O mZ sの線速度で通過す るとき、 光ディスクのある点に光が照射される時間は 1 0 0 n sであり、 この時 間内で上記相変化と反射率の検出が行われ、 上記結晶学的な相変化すなわちァモ ルファスと結晶との相変化を実現することが必要である。 このようなことから相変化光ディスクは、 Ge— Sb— Te系、 I n— Sb— Te系等のメモリー薄膜層の両側を硫化亜鉛—ケィ酸化物 （ZnS · S i 02) 系の高融点誘電体の保護層で挟み、 それにアルミニウム合金反射膜を設けた四層 構造として使用されており、 アンチモン （Sb) 、 テルル （Te) 又はセレン (S e) は上記光メモリー媒体として重要な構成元素である。
また、 最近ではカルコゲナイド薄膜をスパッタリングで形成し、 これに電極を 接触させ、 この電極に電流を流してカルコゲナイドの相変化を起こさせる不揮発 性相変化メモリーの提案がなされ、 注目を集めている。 このような手法を用いた 不揮発性メモリーは、 一般に PRAM又は〇UM (Ovonic Unified Memories) と呼ばれている。
この OUMの概略を説明すると、 カルコゲナイドスパッタ薄膜を部分的に 60
0° C以上に加熱すると 1〜2 n sで急速冷却しアモルファス相が形成される。 この場合、 加熱される領域は狭く、 50 X 200 nm2のデバイス寸法で、 真中 は 600° Cに達するが、 100 nm離れると 100° Cまでにしか温度が上昇 しないというデータがある。
上記の急速冷却では結晶化しないが、 これを 20n s〜 50n s間、 300〜
400° Cでァニールを行うことによって結晶化する。 結晶のカルコゲナイドは 抵抗が低いがアモルファスは抵抗が高い。 そしていずれの状態も、 しきい電圧以 上になると特性が反転する。
OUMはこのような特性を利用したもので、 不揮発性、 高密度、 低電圧、 低消 費電力、 1012回の書き換え回数、 非破壊読み出し、 S iプロセスとの統合が容 易であること、 ユニファイド ·メモリーにできるなど多くの利点を持っている。 相変化光ディスク及び〇 UMはいずれもァンチモン、 テルル、 セレンの元素の カルコゲナイドスパッ夕薄膜を利用するものであり、 材料の特性に十分な配慮が 必要である。
しかし、 このようなメモリー媒体中に不純物が混入すると、 メモリ一一消去に 伴う液相—固相間の相変化の繰返しとともに、 メモリー点と非メモリー部との界 面付近に濃縮するようになり、 またメモリー点周辺において粗大結晶粒の発生源 となる結晶成長核が生成し、 書き換え回数が低下する原因となった。 このような相変化メモリ一媒体であるメモリ一薄膜層は、 上記のように通常ス パッタリング法により形成されている。 このスパッタリング法は正の電極と負の 電極とからなるターゲットとを対向させ、 不活性ガス雰囲気下でこれらの基板と 夕ーゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、 この時電離し た電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、 このプラズマ中の陽イオン がターゲット （負の電極） 表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、 この 飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用い たものである。
スパッタリングに使用されるターゲット自体に不純物が多く、 また目標とする 組成とのずれが大きい場合には、 それらがメモリー薄膜層に大きな影響を与え、 書き換え回数が低下する問題があった。
このようなことから、 高純度で高密度のターゲットがいくつか提案されている ( このような従来提案されている製法は、 溶解法と粉末冶金法を組み合わせて製造 するものである。 しかし、 アンチモン、 テルル、 セレンの元素は、 蒸気圧が高く, 溶解時にこれらの元素が優先蒸発するため、 目的とする組成からずれており、 ま た夕一ゲッ卜の中でも組成の偏析が生ずるという不具合があった。 記録膜中の組 成のずれは、 結晶化速度の不均一化を引き起こし、 書き換え特性に悪影響を与え る。
このようなことから、 組成のずれを無視するか又は組成ずれ及び組成偏析を見 越して、 事前に調合されていた。 後者については運良く目的の組成となる場合も あるが、 組成均一化の精度及び成膜の再現性が劣り、 製品が安定しないという欠 点があった。
また、 加熱炉への蒸発を黙認しているので、 工程毎に炉内が汚染されるという 問題があり、 また溶解を繰返している間に、 ガス成分や前記炉内及び坩堝材から の汚染があり、 高純度に保持することが難しいという問題があつた。 発明の開示
本発明は、 メモリー点と非メモリー部との界面付近に偏析濃縮し、 書き換え回 数の低下の原因となる不純物、 特に結晶化速度に影響を与える不純物元素を極力 減少させると共に、 目標組成に対するターゲットの組成のずれ及び夕一ゲット内 の偏析を減少させて、 相変化型メモリ一の書き換え特性、 結晶化速度を向上させ ることができる相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び該タ一ゲット を用いて形成された相変化メモリー用膜並びに前記夕一ゲットの製造方法を提供 することを課題とする。
上記の課題を解決するために、 本発明者らは鋭意研究を行なった結果、 正確に かつ安定して製造できるとの知見を得た。
本発明はこの知見に基づき、
1. 3元系以上の元素からなり、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成 分以上を主成分とし、 目標組成に対する組成のずれが ± 1. 0 a t %以下である ことを特徴とする相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び該タ一ゲッ トを用いて形成された相変化メモリ一用膜
2. 3元系以上の元素からなり、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成 分以上を主成分とし、 夕ーゲット内の任意の個所から採取した 2個以上の各サン プル （ i =2， 3， 4 · · · ) において、 主成分を除く各成分元素の組成 A i
(wt %) の平均値を A (wt ) とした場合、 I A— A i \≤ . 15である ことを特徴とする相変化型メモリ一用スパッタリングタ一ゲット及び該タ一ゲッ トを用いて形成された相変化メモリ一用膜
3. 3元系以上の元素からなり、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成 分以上を主成分とし、 ターゲット内の任意の個所から採取した 2個以上の各サン プル （ i = 2, 3， 4 · · · ) において、 主成分を除く各成分元素の組成 A i
(w t %) の平均値を A (wt %) とした場合、 | A— A i I≤0. 1 5である ことを特徴とする上記 1記載の相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及 び該タ一ゲットを用いて形成された相変化メモリ一用膜 4. ガス成分を除く純度が 99. 995wt %以上であり、 ガス成分である炭素、 窒素、 酸素、 硫黄の総量が 700 p pm以下であることを特徴とする上記 1〜3 のそれぞれに記載の相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び該ターゲ ットを用いて形成された相変化メモリー用膜
5. ターゲットの平均結晶粒径が 50 m以下で、 相対密度が 90%以上である ことを特徵とする上記 1〜 4のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リ ングタ—ゲット及び該ターゲットを用いて形成された相変化メモリ一用膜
6. 副成分として遷移金属、 ガリウム、 ゲルマニウム、 インジウム、 錫から選択 した 1種以上を含有することを特徴とする上記 1〜 5のそれぞれに記載の相変化 型メモリー用スパッタリング夕一ゲット及び該夕ーゲットを用いて形成された相 変化メモリー用膜
を提供する。
本発明は、 さらに
7. 真空中又は不活性雰囲気中の密閉系で溶解铸造することを特徴とする上記 1 〜 6のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リングターゲットの製造方 法
8. 内部を真空又は不活性雰囲気とした石英容器を用い、 該容器を密閉して溶解 铸造することを特徴とする上記 7記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リングター ゲットの製造方法
9. アルカリ成分が 1 O p pm以下、 OH—が 5 p pm以下の高純度石英を使用 することを特徴とする上記 8記載の相変化型メモリー用スパッタリング夕一ゲッ 卜の製造方法
10. 溶解前の原料の純度が 99. 999w t %以上であることを特徴とする上 記 7〜 9のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リングタ一ゲットの製 造方法
11. 成分元素又は生成化合物の融点以上の温度で溶解铸造することを特徴とす る上記 7〜 10のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リングターゲッ トの製造方法
を提供する。 発明の実施の形態
従来、 光ディスクメモリー層用夕ーゲット材は 3 N 5〜4 Nレベルの純度でも 十分使用に耐えていたが、 近年の高速度メモリー化、 短波長レーザ一使用による 微小スポット化に伴いより向上した機能の夕一ゲットが要求されるようになった。 夕ーゲット中の不純物は、 メモリー点と非メモリ一部との界面付近に偏析濃縮 し、 書き換え回数の低下の原因となる。 また、 不純物が多いと各構成元素がかな り均一に分布している非晶質状態から結晶状態にする際、 不純物が原子の相互拡 散を妨害するために時間がかかり、 結晶化速度が遅くなるという問題がある。 このようなことから、 最近は結晶相変化を利用した記録用材料として使用され るアンチモン、 テルル又はセレンを主体とする合金系ターゲットは、 書き換え回 数増加、 高速度記録化、 大容量化を目的とした記録部分の微小化に伴い、 夕ーゲ ッ卜の目的とする組成のずれ及びターゲット内の組成偏析をできるだけ低減させ、 かつ高純度化することが必要とされる。
不純物の観点からは、 拡散及び移動度の大きいアルカリ金属、 アルカリ土類金 属が問題である。 また、 耐食性も面からもこれらの元素の低減は重要であり、 環 境に対して、 高耐食性を維持することができる。 また、 不純物である U， T hな どの放射性元素は、 相変化型メモリーに使用する場合に誤作動の原因となるため、 低減することが望ましい。
さらに、 相変化型メモリ一の膜組成の、 目標とする組成からのずれは、 書き換 え特性及び結晶化速度に影響を及ぼし、 特に結晶化速度への影響が大きい。 この ため、 主成分及び副成分の組成ずれをより低減する必要がある。 ターゲットの組 成ずれは、 そのまま膜組成のずれにつながるので、 ターゲットの組成の制御は極 めて重要である。
本発明においては、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成分以上を主 成分とし、 3元系以上の元素からなる相変化型メモリ一用スパッ夕リングターゲ ットであり、 目標組成に対する組成のずれが ± 1 . 0 a t %以下とするものであ る。 また、 さらに夕一ゲット内の任意の個所から採取した 2個以上の各サンプル ( i = 2 , 3 , 4 · · · ) において、 主成分を除く各成分元素の組成 A i (w t % ) の平均値を A (w t %) とした場合、 | A— A i I≤0 . 1 5とした相変 化型メモリー用スパッタリング夕ーゲットである。
本発明の相変化型メモリー用スパッタリングターゲットは、 副成分として遷移 金属、 ガリウム、 ゲルマニウム、 インジウム、 錫から選択した 1種以上を含有す る。
これによつて、 該ターゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜は、 夕一 ゲットの組成ずれ及び組成偏祈が減少し、 結果として目標とする組成の精度が向 上し、 再現性が良好となり、 書き換え特性及び結晶化速度を著しく向上させるこ とが可能となった。
ターゲットの純度は、 ガス成分を除き 9 9 . 9 9 5 w t %以上であり、 ガス成 分である炭素、 窒素、 酸素、 硫黄の総量が 7 0 0 p p m以下とする。 夕一ゲット に含まれるガス成分は、 スパッタリングの際のパーティクル発生に悪影響を及ぼ すとともに、 膜中にも取り込まれ、 書き換え特性、 結晶化温度、 結晶化速度にも 影響する。 本発明においては、 これらの問題を解消することができる。
また、 ターゲットの組織は均一な成膜を行うために、 できるだけ微細かつ緻密 にすることが望ましく、 本発明においては平均結晶粒径を 5 0 m以下、 相対密 度を 9 0 %以上とする。
次に、 本発明の高純度スパッタリングターゲットの製造方法を説明する。 従来、 アンチモン、 テルル、 セレンは非常に脆く、 酸洗すると酸が中に残留し、 後工程 で酸素等が増加する原因となるので、 酸洗処理は行われていなかった。
一方、 アンチモン、 テルル、 セレンは粒界に不純物が偏析し易く、 またインゴ ット等は粒界から割れるという現象があることが分かった。 これは、 すなわち割 れた部分に不純物が濃縮しているということを意味する。
このようなことから、 アンチモン、 テルル、 セレン原料を適度に破砕し、 この 原料を篩にかけて粒度調整した後、 酸で洗浄することにより、 前記のように濃縮 した不純物を効果的に除去する。 次に、 このように酸で不純物を酸洗浄により除去した後、 この原料を溶解し、 铸造して高純度のアンチモン、 テルル、 セレンのインゴットを得る。
溶解の際に表面に浮上したスラグは除去する。 スラグがない場合は、 この工程 は省略することができる。
篩にかけたアンチモン、 テルル、 セレン原料は、 0. 5mm〜10mmに粒度 調整することが望ましい。 0. 5mm未満では洗浄し難く、 洗浄効率が上がらな い。 また 10mmを超えると原料粉末に不純物が残存し、 十分な洗浄ができない という問題がある。 したがって、 篩によりアンチモン、 テルル、 セレン原料粉を 0. 5 mm〜； L 0mmに粒度調整する。 より好ましい範囲は 1 mm〜 5mmであ る。
洗浄用の酸としては、 塩酸、 硝酸、 硫酸、 ふつ酸のいずれか 1種又は 2種以上 の混酸を用いることができる。 特に塩酸が洗浄用の酸として効果的である。 酸濃 度は 0. 5N〜6Nとする。 0. 5 N未満では、 酸洗浄に時間がかかり過ぎ、 ま た 6 Nを超えると、 アンチモン、 テルル、 セレンの一部溶解がおき、 ロスとなる ので、 酸濃度を 0. 5 N〜 6 Nとするのが望ましい。
また、 酸洗浄は、 温度 10° (：〜 80° Cで行う。 10° C未満では不純物除 去が効果的に行われず、 また 80° Cを超えると液の蒸発が大きく、 酸のロスが 大きくなるので、 好ましくない。
原料としては 2N〜3N (99wt%〜99. 9w t %) レベル以上の純度の アンチモン、 テルル、 セレンを使用する。 上記本発明の操作により、 高純度化後 の純度が 4 N〜 5 Nレベル以上とすることができる。
酸洗浄後、 アンチモン、 テルル、 セレン原料粉を純水で洗浄し、 乾燥後、 アル ゴンガス等の不活性雰囲気中又は真空中で溶解し、 铸造して高純度アンチモン又 はテルルインゴットを得る。
以上のように、 酸洗浄と溶解という簡単な方法により、 4Nレベル以上のアン チモン、 テルル、 セレンを安価に製造できる。 このようにして製造したアンチモン、 テルル又はセレンと、 副成分として遷移 金属、 ガリウム、 ゲルマニウム、 インジウム、 錫から選択した 1種以上を目標と する所定の混合比で混合し、 溶解する。 溶解前の原料の純度としは、 9 9 . 9 9 9 w t %以上であることが望ましい。
溶解するときに、 坩堝材及び炉内からの汚染を防止するために、 高純度石英 (管等） を使用する。 この石英管は、 栓をする形にしてできるだけ坩堝内を独立 させるのが望ましい。 このように石英管を利用した密閉系なので、 組成のずれは 著しく減少する。 溶解は、 通常成分元素又は生成化合物の融点以上の温度で行う 以上のように、 予め原料を高純度化し、 さらに酸化物、 スラグ量を低減するこ とにより、 目標とする組成ずれを低減することが可能となる。 発生したスラグ量 は少量であり、 これを除去しても影響は少な.くなる。
アルカリ成分が 1 0 p pm以下、 OH—が 5 p p m以下の高純度石英を使用す ることが望ましい。 これによつて、 書き換え回数増加、 高速度記録化に影響を与 える因子を極力減少させることができる。
この後、 ポールミル等で粉碎して粉末とし、 さらに所定の温度でホットプレス してターゲットとする。 実施例及び比較例
以下、 実施例および比較例に基づいて説明する。 なお、 本実施例はあくまで一 例であり、 この例によって何ら制限されるものではない。 すなわち、 本発明は特 許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、 本発明に含まれる実施例以外 の種々の変形を包含するものである。 (実施例 1 )
高純度化した 5 Nレベルの塊状ゲルマニウム、 アンチモン及びテルルを、 ゲル マニウム 22. 2 a t %、 アンチモン 22. 2 a t %、 テルル 55. 6 a t %と なるように調合し、 石英坩堝の中に入れ、 真空に引きながら封止し、 Ar雰囲気 中 900° Cで溶解した。
溶解後のインゴットを、 ポールミルにより A r雰囲気中で粉砕し、 粉砕後の材 料をホットプレスし、 さらに成形してスパッタリングターゲットとした。
表 1に示すように、 不純物はアル力リ金属及びアル力リ土類金属の総計が 10 p pm以下であり、 成分元素以外の不純物金属元素については 1 5 p pm以下で あり、 炭素成分は 10 p pm以下、 窒素成分は 200 p pm以下、 酸素成分は 1 00 p pm以下、 硫黄成分は 10 p pm以下であった。 ターゲット内より採取し たバルクの組織観察をしたところ、 平均結晶粒径は 30 mであった。
このターゲットの 5箇所から採取したサンプルを組成分析したところ、 表 2に 示すように、 ゲルマニウム、 アンチモン、 テルルの目標成分に対する組成のずれ (5箇所の平均値） は、 —0. l a t %, — 0. 2 a t %, + 0. 3 a t %であ り、 いずれも本発明の条件を満たしていた。
(単位は p pm、 U， 丁11のみ 13)
Cr Ti U Th Na K Fe Ni Cu Ca g C N 0 S 実施 0.1 3 < < 1 2 0.2 3 4 0.2 0.5 < 200 100 < 例 1 0.1 0.1 10 10 実施 0.1 2 < < 1 2 0.1 2 2 0.1 0.2 10 300 300 10 例 2 0.1 0.1
比較 5 10 1 1 2 5 20 12 17 7 12 500 300 400 50 例 1 ( 5箇所から採取したサンプルの平均値）
目標組成からのずれ
ゲルマニウム 一 0. 1 a t %
アンチモン 一 0. 2 a t %
テルル + 0. 3 a t %
(実施例 2)
高純度化した 5 Nレベルの塊状の銀、 インジウム、 アンチモン、 テルルの原 料を、 銀 5 a t %、 インジウム 5 a t %、 アンチモン 60 a t %、 テルル 30 a t %となるように調合し、 石英坩堝に入れ真空に引きながら封止し、 Ar雰囲気 中 1100° Cで溶解した。
溶解後のィンゴットをアルミナのボールミルにより A r雰囲気中で粉碎し、 粉 碎後の材料をホットプレスし、 さらに成形してスパッタリングターゲットとした。 表 1に示すように、 成分以外の金属元素は 1 O p pm以下であり、 炭素成分は 10 p pm、 窒素成分は 3 O O ppm, 酸素成分は 300 p pm以下、 硫黄成分 は 10 p pm以下であった。 ターゲット内より採取したバルクの組織観察をした ところ、 平均結晶粒径は 30 mであった。
また、 このターゲット内の 5箇所から採取したサンプルを組成分析したところ、 表 3に示すように、 銀、 インジウム、 アンチモン、 テルルの目標成分に対する組 成のずれ （5箇所の平均値） は、 それぞれ— 0. l a t %， +0. 1 a t %, + 0. 3 a t , —0. 3 a t%であり、 いずれも本発明の条件を満たしていた。
表 3
( 5箇所から採取したサンプルの平均値）
目標組成からのずれ
銀 一 0. 1 a t %
インジウム — 0. 1 a t %
ァ ：チモン + 0. 3 a t %
テルル — 0. 3 a t % 2
(比較例 1 )
高純度化した 5 Nレベルの塊状ゲルマニウム、 アンチモン及びテルルを、 ゲル マニウム 22. 2 a t %、 アンチモン 22. 2 a t %、 テルル 55. 6 a t %と なるように調合し、 黒鉛坩堝の中に入れ、 Ar雰囲気中 800 ° Cで溶解した。 溶解後炉壁にアンチモン、 テルル系の蒸着物が確認された。 溶解後のインゴッ トを、 アルミナのポールミルにより Ar雰囲気中で粉碎し、 粉碎後の材料をホッ トプレスし、 さらに成形してスパッタリングターゲットとした。
表 1に示すように、 成分元素以外の不純物金属元素については約 90 p pmで あり、 炭素成分は 500 p pm, 窒素成分は 300 p pm、 酸素成分は 500 p pm、 硫黄成分は 50 p pmであった。 ターゲット内より採取したバルクの組織 観察をしたところ、 平均結晶粒径は 60 mであった。
このターゲットの 5箇所から採取したサンプルを組成分析したところ、 表 4に 示すように、 銀、 ゲルマニウム， アンチモン， テルルの目標成分に対する組成の ずれ （ 5箇所の平均値） は、 それぞれ + 0. 5 a t %, +0. 7 a t , — 1. 2 a t %, -2. 0 a t %であり、 組成ずれが大きく問題のあるターゲットとな つた。
表 4
( 5箇所から採取したサンプルの平均値）
目標組成からのずれ
銀 + 0. 5 a t %
ゲルマニウム + 0. 7 a t %
一 1. 2 a t %
テルル 一 2. 0 a t % 発明の効果
本発明は、 メモリー点と非メモリー部との界面付近に偏析濃縮し、 書き換え回 数の低下の原因となるターゲット中の不純物を極力減少させ、 特に拡散、 移動度 の大きい炭素、 窒素、 酸素、 硫黄等のガス成分、 アルカリ金属、 アルカリ土類金 属の不純物量を減少させて、 非晶質状態から結晶状態 （結晶化） 速度を向上させ ることができるという優れた効果を有する。
さらに、 目標組成に対するターゲット組成のずれを ± 1 · 0 a t %以下とし、 さらに夕ーゲット内の成分偏析を減少させることにより、 相変化型メモリーの書 き換え特性及び結晶化速度を向上させることができるという著しい効果を有する。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 3元系以上の元素からなり、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成 分以上を主成分とし、 目標組成に対する組成のずれが土 1. 0 a t %以下である ことを特徴とする相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び該ターゲッ トを用いて形成された相変化メモリ一用膜。
2. 3元系以上の元素からなり、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成 分以上を主成分とし、 夕ーゲット内の任意の個所から採取した 2個以上の各サン プル （ i =2, 3， 4 · · · ) において、 主成分を除く各成分元素の組成 A i
(w t %) の平均値を A (wt ) とした場合、 | A— A i I≤0. 1 5である ことを特徴とする相変化型メモリー用スパッタリングタ一ゲット及び該夕一ゲッ トを用いて形成された相変化メモリ一用膜。
3. 3元系以上の元素からなり、 アンチモン、 テルル又はセレンから選んだ 1成 分以上を主成分とし、 夕一ゲット内の任意の個所から採取した 2個以上の各サン プル （ i = 2 , 3, 4 · · · ) において、 主成分を除く各成分元素の組成 A i
(wt %) の平均値を A (wt %) とした場合、 | A— A i |≤0. 1 5である ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の相変化型メモリー用スパッタリング夕 ーゲット及び該夕ーゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜。
4. ガス成分を除く純度が 99. 995wt %以上であり、 ガス成分である炭素、 窒素、 酸素、 硫黄の総量が 700 ppm以下であることを特徴とする請求の範囲 第 1項〜第 3項のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リングターゲッ ト及び該夕ーゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜。
5. ターゲットの平均結晶粒径が 50 / m以下で、 相対密度が 90%以上である ことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項のそれぞれに記載の相変化型メモリ —用スパッタリング夕ーゲット及ぴ該ターゲットを用いて形成された相変化メモ リー用膜。
6. 副成分として遷移金属、 ガリウム、 ゲルマニウム、 インジウム、 錫から選択 した 1種以上を含有することを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のそれぞれ に記載の相変化型メモリー用スパッタリング夕ーゲット及び該ターゲットを用い て形成された相変化メモリ一用膜。
7. 真空中又は不活性雰囲気中の密閉系で溶解铸造することを特徴とする請求の 範囲第 1項〜第 6項のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リング夕一 ゲッ卜の製造方法。
8. 内部を真空又は不活性雰囲気とした石英容器を用い、 該容器を密閉して溶解 铸造することを特徴とする請求の範囲第 7項記載の相変化型メモリ一用スパッ夕 リングターゲットの製造方法。
9. アルカリ成分が 1 Oppm以下、 0H—が 5ppm以下の高純度石英を使用 することを特徴とする請求の範囲第 8項記載の相変化型メモリー用スパッタリン グ夕ーゲットの製造方法。
10. 溶解前の原料の純度が 99. 999w t %以上であることを特徴とする請 求の範囲第 7項〜第 9項のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕リング 夕ーゲッ卜の製造方法。
11. 成分元素又は生成化合物の融点以上の温度で溶解铸造することを特徴とす る請求の範囲第 7項〜第 10項のそれぞれに記載の相変化型メモリ一用スパッ夕 リング夕一ゲッ卜の製造方法。
PCT/JP2002/012739 2002-02-25 2002-12-05 Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target WO2003071531A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020047013103A KR100656674B1 (ko) 2002-02-25 2002-12-05 상변화형 메모리용 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를사용하여 형성된 상변화 메모리용 막 및 상기 타겟트의제조방법
US10/504,739 US7156964B2 (en) 2002-02-25 2002-12-05 Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target
EP02788727A EP1480209B1 (en) 2002-02-25 2002-12-05 Method for producing a sputtering target
JP2003570343A JPWO2003071531A1 (ja) 2002-02-25 2002-12-05 相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び該ターゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜並びに前記ターゲットの製造方法
US11/533,945 US7484546B2 (en) 2002-02-25 2006-09-21 Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002047370 2002-02-25
JP2002-47370 2002-02-25

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10504739 A-371-Of-International 2002-12-05
US11/533,945 Division US7484546B2 (en) 2002-02-25 2006-09-21 Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003071531A1 true WO2003071531A1 (en) 2003-08-28

Family

ID=27750690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/012739 WO2003071531A1 (en) 2002-02-25 2002-12-05 Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7156964B2 (ja)
EP (1) EP1480209B1 (ja)
JP (4) JPWO2003071531A1 (ja)
KR (1) KR100656674B1 (ja)
CN (2) CN101042903B (ja)
TW (1) TW200303369A (ja)
WO (1) WO2003071531A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006059429A1 (ja) * 2004-11-30 2006-06-08 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Ｓｂ－Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット
EP1840240A1 (en) * 2005-01-18 2007-10-03 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Sb-Te BASED ALLOY POWDER FOR SINTERING AND SINTERED SPUTTERING TARGET PREPARED BY SINTERING SAID POWDER, AND METHOD FOR PREPARING Sb-Te BASED ALLOY POWDER FOR SINTERING

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6985373B2 (en) * 2002-08-23 2006-01-10 Energy Conversion Devices, Inc. Binary beam steering device
JP4276849B2 (ja) * 2003-01-27 2009-06-10 日鉱金属株式会社 Ｇｅ−Ｃｒ合金スパッタリングターゲット
US7425735B2 (en) * 2003-02-24 2008-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Multi-layer phase-changeable memory devices
US7115927B2 (en) 2003-02-24 2006-10-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase changeable memory devices
US7402851B2 (en) 2003-02-24 2008-07-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase changeable memory devices including nitrogen and/or silicon and methods for fabricating the same
CN101650955B (zh) * 2003-03-04 2011-08-24 Jx日矿日石金属株式会社 溅射靶、光信息记录介质用薄膜及其制造方法
KR100632948B1 (ko) * 2004-08-06 2006-10-11 삼성전자주식회사 칼코겐화합물 스퍼터링 형성 방법 및 이를 이용한 상변화 기억 소자 형성 방법
EP1829985B1 (en) * 2004-12-24 2013-10-16 JX Nippon Mining & Metals Corporation Sb-Te ALLOY SINTERING PRODUCT TARGET
US20070099332A1 (en) * 2005-07-07 2007-05-03 Honeywell International Inc. Chalcogenide PVD components and methods of formation
US20070007505A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Honeywell International Inc. Chalcogenide PVD components
KR100782482B1 (ko) * 2006-05-19 2007-12-05 삼성전자주식회사 ＧｅＢｉＴｅ막을 상변화 물질막으로 채택하는 상변화 기억 셀, 이를 구비하는 상변화 기억소자, 이를 구비하는 전자 장치 및 그 제조방법
KR100807228B1 (ko) * 2006-09-19 2008-02-28 삼성전자주식회사 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법
KR100810615B1 (ko) * 2006-09-20 2008-03-06 삼성전자주식회사 고온 상전이 패턴을 구비한 상전이 메모리소자 및 그제조방법
KR100807230B1 (ko) * 2006-09-27 2008-02-28 삼성전자주식회사 상변화 물질층 및 이를 포함하는 상변화 메모리 장치
KR101356280B1 (ko) * 2006-10-13 2014-01-28 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 Ｓｂ-Ｔｅ 기 합금 소결체 스퍼터링 타겟
US20080112878A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Honeywell International Inc. Alloy casting apparatuses and chalcogenide compound synthesis methods
KR100814393B1 (ko) * 2007-03-21 2008-03-18 삼성전자주식회사 상변화 물질층 형성 방법 및 이를 이용한 상변화 메모리장치의 제조 방법
KR20120068967A (ko) * 2007-09-13 2012-06-27 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 소결체의 제조 방법, 소결체, 당해 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타겟 및 스퍼터링 타겟-백킹 플레이트 조립체
US20110017590A1 (en) * 2008-03-17 2011-01-27 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Sintered Compact Target and Method of Producing Sintered Compact
US20100108503A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Applied Quantum Technology, Llc Chalcogenide alloy sputter targets for photovoltaic applications and methods of manufacturing the same
KR20120023022A (ko) 2009-05-27 2012-03-12 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 소결체 타겟 및 소결체의 제조 방법
CN102227015B (zh) * 2011-05-24 2015-07-01 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种相变存储材料及其制备方法
TWI493047B (zh) * 2012-07-31 2015-07-21 Thintech Materials Technology Co Ltd 高蒸氣壓不包含硫之硫屬元素合金塊材之製造方法
US10889887B2 (en) 2016-08-22 2021-01-12 Honeywell International Inc. Chalcogenide sputtering target and method of making the same
US10381559B1 (en) 2018-06-07 2019-08-13 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional phase change memory array including discrete middle electrodes and methods of making the same
US10381409B1 (en) 2018-06-07 2019-08-13 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional phase change memory array including discrete middle electrodes and methods of making the same
JP2020158846A (ja) 2019-03-27 2020-10-01 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット
JP2021169638A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット、および、スパッタリングターゲットの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62114137A (ja) * 1985-11-13 1987-05-25 Toyo Soda Mfg Co Ltd 光記録用スパツタリングタ−ゲツトの製造方法
JPS63100632A (ja) * 1986-10-16 1988-05-02 Sony Corp 光記録媒体
JPH03162570A (ja) * 1989-11-20 1991-07-12 Toshiba Corp スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JPH0547053A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Dowa Mining Co Ltd 光記録膜作製用高純度ターゲツトおよびその製造法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61227167A (ja) * 1985-03-29 1986-10-09 Mitsubishi Metal Corp 焼結合金タ−ゲツト材
JPS621146A (ja) * 1985-06-27 1987-01-07 Toyo Soda Mfg Co Ltd 光記録用スパツタリングタ−ゲツト及びその製造方法
JPS62287070A (ja) * 1986-06-04 1987-12-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 薄膜形成用合金タ−ゲツト及びその製造法
JPS63142542A (ja) * 1986-12-04 1988-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報記録薄膜形成用スパツタリングタ−ゲツト
JPS63216966A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Toshiba Corp スパツタタ−ゲツト
JPS63227771A (ja) * 1987-03-16 1988-09-22 Tosoh Corp 高純度チタンシリサイドからなるスパツタリング用タ−ゲツト及びその製造方法
JP2769153B2 (ja) * 1987-09-03 1998-06-25 松下電器産業株式会社 情報記録薄膜形成用スパッタリングターゲット
JP2937296B2 (ja) * 1988-02-29 1999-08-23 ホーヤ株式会社 書き替え可能な相変化型光メモリ媒体の製造方法
JPH0488166A (ja) * 1990-08-01 1992-03-23 Nkk Corp 真空成膜装置における冷却機構
JP3109905B2 (ja) * 1991-07-01 2000-11-20 中部電力株式会社 電子冷却素子用材料の製造方法
JPH07316800A (ja) * 1994-05-20 1995-12-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法
JP3810025B2 (ja) * 1995-03-31 2006-08-16 株式会社リコー スパッタリング用ターゲット、その製造方法、そのターゲットを用いた光記録媒体、その光記録媒体の成膜方法、及び光記録方法
JPH09256145A (ja) * 1996-03-25 1997-09-30 Osaka Gas Co Ltd 複合材料の作製方法
JPH1060634A (ja) * 1996-08-20 1998-03-03 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリング用焼結合金ターゲット材及びその製造方法
JPH1081962A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系スパッタリング用ターゲット材の製造方法
JPH1081961A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリングターゲット
JPH11335821A (ja) * 1998-05-20 1999-12-07 Japan Energy Corp 磁性薄膜形成用Ｎｉ−Ｆｅ合金スパッタリングターゲット、磁性薄膜および磁性薄膜形成用Ｎｉ−Ｆｅ合金スパッタリングターゲットの製造方法
JP2000087228A (ja) * 1998-09-04 2000-03-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd スパッタリングターゲットの製造方法
JP2000239836A (ja) * 1999-02-23 2000-09-05 Japan Energy Corp 高純度銅または銅合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP2000288380A (ja) * 1999-04-09 2000-10-17 Kisan Kinzoku Kk 高純度化合物粉末の製造法
WO2001006030A1 (en) * 1999-07-19 2001-01-25 Young Park High throughput thin film deposition for optical disk processing
JP2003166023A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nikko Materials Co Ltd アンチモン又はテルルの高純度化方法
KR20070073955A (ko) * 2004-11-30 2007-07-10 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤 Ｓｂ-Ｔｅ계 합금 소결체 스퍼터링 타겟

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62114137A (ja) * 1985-11-13 1987-05-25 Toyo Soda Mfg Co Ltd 光記録用スパツタリングタ−ゲツトの製造方法
JPS63100632A (ja) * 1986-10-16 1988-05-02 Sony Corp 光記録媒体
JPH03162570A (ja) * 1989-11-20 1991-07-12 Toshiba Corp スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JPH0547053A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Dowa Mining Co Ltd 光記録膜作製用高純度ターゲツトおよびその製造法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1480209A4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006059429A1 (ja) * 2004-11-30 2006-06-08 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Ｓｂ－Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット
JPWO2006059429A1 (ja) * 2004-11-30 2008-08-07 日鉱金属株式会社 Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット
US7803209B2 (en) 2004-11-30 2010-09-28 Nippon Mining & Metals Co., Ltd Sb-Te alloy sintered compact sputtering target
JP4708361B2 (ja) * 2004-11-30 2011-06-22 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット
EP1840240A1 (en) * 2005-01-18 2007-10-03 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Sb-Te BASED ALLOY POWDER FOR SINTERING AND SINTERED SPUTTERING TARGET PREPARED BY SINTERING SAID POWDER, AND METHOD FOR PREPARING Sb-Te BASED ALLOY POWDER FOR SINTERING
EP1840240A4 (en) * 2005-01-18 2008-07-09 Nippon Mining Co POWDER OF SB-TE BASED ALLOY FOR SINTERING AND SINTERED SPUTTER TARGET MANUFACTURED BY SINTERING THE POWDER, AND METHOD FOR PRODUCING THE POWDER OF SB-TE BASED ALLOY FOR SINTERING

Also Published As

Publication number Publication date
JP4790833B2 (ja) 2011-10-12
EP1480209A4 (en) 2006-11-08
EP1480209A1 (en) 2004-11-24
JP5420594B2 (ja) 2014-02-19
EP1480209B1 (en) 2009-04-01
JP2010003402A (ja) 2010-01-07
KR100656674B1 (ko) 2006-12-11
CN1620693A (zh) 2005-05-25
KR20040078700A (ko) 2004-09-10
CN100369141C (zh) 2008-02-13
JP5203420B2 (ja) 2013-06-05
JP2012009128A (ja) 2012-01-12
CN101042903A (zh) 2007-09-26
US20070062808A1 (en) 2007-03-22
US7484546B2 (en) 2009-02-03
TWI303281B (ja) 2008-11-21
JP2010236095A (ja) 2010-10-21
US7156964B2 (en) 2007-01-02
TW200303369A (en) 2003-09-01
JPWO2003071531A1 (ja) 2005-06-16
US20050115829A1 (en) 2005-06-02
CN101042903B (zh) 2010-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003071531A1 (en) Sputtering target for phase-change memory, film for phase change memory formed by using the target, and method for producing the target
US7635440B2 (en) Sputtering target, thin film for optical information recording medium and process for producing the same
JP2007046165A (ja) 相変化型メモリー用スパッタリングターゲットの製造方法
JP2005117030A (ja) 半導体不揮発メモリー用相変化膜およびこの相変化膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP2004311728A (ja) 電気抵抗が高い相変化記録膜
TW593722B (en) Sputtering target for forming phase change type optical disk protective film and optical recording medium with phase change type optical disk protective film formed thereon by using target
JP2003166023A (ja) アンチモン又はテルルの高純度化方法
JP2004311729A (ja) 電気抵抗が高い相変化記録膜
JP4579224B2 (ja) 相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法
JP2004158049A (ja) スパッタリングターゲット及び光記録媒体
JP4685177B2 (ja) 相変化型光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット及び該ターゲットを使用して相変化型光ディスク保護膜を形成した光記録媒体
JPH04286683A (ja) 光記録媒体およびその製造方法
Mongia et al. Crystallization kinetics in (AgSbTe) x (In 1− y Sb y) 1− x films used in optical data storage
JP2007293966A (ja) 記録マーク保存安定性に優れたＧｅＳｂ系相変化型記録膜およびこのＧｅＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP2005022407A (ja) 融点が低くかつ結晶化温度の低いＧａＳｂ系相変化型記録膜およびこのＧａＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP2006181887A (ja) 記録マークの保存安定性に優れたＧａＳｂ系相変化型記録膜およびこのＧａＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット
Hsu et al. Crystallization and Melting Kinetics of Zn-Doped Fast-Growth Sb70Te30 Phase-Change Recording Films
JPH0560434B2 (ja)
JPS6330289A (ja) 光記録媒体
JP2005022405A (ja) 融点が低くかつ結晶化温度の低いＧａＳｂ系相変化型記録膜およびこのＧａＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP2005022406A (ja) 融点が低くかつ結晶化温度の低いＧａＳｂ系相変化型記録膜およびこのＧａＳｂ系相変化型記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JPH0353704B2 (ja)
JP2004349599A (ja) 電気抵抗が高い相変化記録膜およびこの相変化記録膜を形成するためのスパッタリングターゲット

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003570343

Country of ref document: JP

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10504739

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002788727

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020047013103

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20028283279

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020047013103

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002788727

Country of ref document: EP