專利名稱：鎳合金濺射靶及鎳硅化物膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以形成熱穩(wěn)定的鎳硅化物(NiSi)膜、并且加工為靶時的塑性加工性良好、特別對柵極材料(薄膜)的制造有用的鎳合金濺射靶及由該靶形成的鎳硅化物膜。
背景技術(shù)：
近年來，作為柵極材料，通過自對準硅化物工藝(寸 彡寸4 K α -fe ^ )得到的 NiSi膜的使用引起關(guān)注。鎳所具有的特征在于，能夠以比鈷低的自對準硅化物工藝的硅消耗量來形成硅化物膜。另外，NiSi與鈷硅化物膜同樣具有難以產(chǎn)生由布線的細微化所引起的細線電阻上升的特征?；谶@樣的情況，考慮使用鎳代替高價的鈷作為柵極材料。但是，在為MSi的情況下，容易相變?yōu)楦€(wěn)定的相NiSi2,存在界面粗糙度變差和高電阻化的問題。另外，也存在容易引起膜的凝聚或過量的硅化物化的問題。以往，作為使用鎳硅化物等的膜的技術(shù)，有在Ni或Co膜上覆蓋TiN等金屬化合物膜進行退火，由此防止在硅化物膜形成時與氧反應(yīng)而形成絕緣膜的技術(shù)。此時，為了防止氧與Ni反應(yīng)形成具有凹凸的絕緣膜，使用TiN。如果凹凸小，則NiSi膜至源/漏擴散層的結(jié)處的距離變長，因此可以抑制結(jié)漏。另外，作為覆蓋膜，可以列舉 Tic、Tiff, TiB、WB2、WC、BN、A1N、Mg諷、CaN、Ge3N4, TaN、TbNi2^VB2, VC、ZrN, ZrB等(參考專利文獻1)。另外，現(xiàn)有技術(shù)中指出，即使在硅化物材料中，NiSi也非常容易被氧化，在MSi膜與Si襯底的界面區(qū)域形成明顯的凹凸，存在產(chǎn)生結(jié)漏的問題。對于這種情況，提出了在Ni膜上濺射作為覆蓋膜的TiN膜并且將其進行熱處理， 由此使NiSi膜的表面氮化的方案。目的在于由此防止NiSi被氧化，從而抑制凹凸的形成。 但是，由于是在Ni上淀積TiN而形成的NiSi上的氮化膜薄，因此存在難以長時間保持阻擋性的問題。因此，提出了在添加有氮氣的混合氣體(2. 5 10% )氣氛中形成硅化物膜，由此將硅化物膜的粗糙度調(diào)節(jié)為40nm以下、粒徑200nm以上的方案。另外，期望在Ni上覆蓋 Ti、W、TiNx、WNx 中的一種。還公開的方案為，此時，可以僅在不含氮氣的氬氣中濺射Ni，接著濺射TiN覆蓋膜，然后將N離子離子注入到Ni膜中，由此將N添加到Ni膜中(參考專利文獻2)。另外，作為現(xiàn)有技術(shù)公開了半導(dǎo)體裝置及其制造方法，記載了第一金屬Co、Ni、Pt 或Pd與第二金屬Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta或Cr的組合。實施例中為Co-Ti的組合。鈷的還原硅氧化膜的能力比鈦低，在淀積鈷時，存在在硅襯底或多晶硅膜表面存在的自然氧化膜的情況下，硅化反應(yīng)受到阻礙。另外，還公開到，鈷的耐熱性比鈦硅化物膜差，且由于自對準硅化物工藝結(jié)束后層間膜用硅氧化膜的淀積時產(chǎn)生的熱，存在鈷二硅化物(CoSi2)膜凝聚而導(dǎo)致電阻上升的問題(參考專利文獻3)。另外，作為現(xiàn)有技術(shù)，公開了 “半導(dǎo)體裝置的制造方法”，并公開了以下技術(shù)為了防止自對準硅化物形成時的過度生長造成短路，由鈷或鎳與選自鈦、鋯、鉭、鉬、鈮、鉿及鎢的金屬形成非晶合金層。此時，鈷含量為50 75原子％，有Ni40&60的實施例，為了形成非晶膜，合金的含量高(參考專利文獻4)。以上公開的現(xiàn)有技術(shù)均與成膜工藝有關(guān)，不涉及濺射靶。另外，作為現(xiàn)有的高純度鎳，除氣體成分以外為約4N以下，氧高達約lOOppm。制作以這樣的現(xiàn)有的鎳為基礎(chǔ)的鎳合金靶時，塑性加工性差，不能制作品質(zhì)好的靶。另外，還存在濺射時的粉粒多，均勻性也不好的問題。鑒于以上的柵極材料的問題點，本發(fā)明人開發(fā)了特別優(yōu)良的材料，即以鎳為基礎(chǔ)， 并在其中添加有鈦或鉬的濺射靶材料，提出了抑制向穩(wěn)定相MSi2的相變(參考專利文獻 5、專利文獻6)。在這些方案中，添加有鉬的鎳合金最有效，該方案在提出時非常有用，但是，最近隨著布線寬度的縮小，不可避免工藝溫度的上升，進而開始要求高溫下的熱穩(wěn)定性?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平7-38104號公報專利文獻2 日本特開平9-153616號公報專利文獻3 日本特開平11-204791號公報(USP5989988)專利文獻4 日本特開平5-94966號公報專利文獻5 日本特開2003-213406號公報專利文獻6 日本特開2003-213406號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供鎳合金濺射靶以及通過該靶形成的鎳硅化物膜，所述鎳合金濺射靶可以形成熱穩(wěn)定的硅化物(NiSi)膜，難以引起膜的凝聚或過量硅化物化，并且在形成濺射膜時粉粒的產(chǎn)生少，均勻性也良好，并且加工為靶時的塑性加工性好，特別是對柵極材料(薄膜)的制造有用。為了解決上述問題點，發(fā)現(xiàn)，通過在高純度鎳中添加鉬以及特殊的金屬元素，可以形成熱穩(wěn)定的硅化物(NiSi)膜，濺射時的粉粒產(chǎn)生少，均勻性也良好，并且可以制造塑性加工性好的靶，并且通過使用該靶成膜，可以得到能夠抑制從NiSi向NiSi2的相變的鎳硅化物膜?；谠摪l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供1) 一種鎳合金濺射靶，其特征在于，含有22 46重量％鉬，以及5 100重量ppm 的選自銥、鈀、釕的一種以上的成分，其余包含鎳及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還提供2) 一種鎳硅化物膜，其通過使用鎳合金靶進行濺射在硅襯底上形成鎳合金膜，并通過該鎳合金膜與硅襯底反應(yīng)而形成，所述鎳合金靶含有22 46重量％的鉬，以及5 100重量ppm的選自銥、鈀、釕的一種以上的成分，其余包含鎳及不可避免的雜質(zhì)，所述鎳合金膜的特征在于，該鎳硅化物膜的從NiSi向NiSi2轉(zhuǎn)變的相變溫度為750°C以上；3)上述2)所述的鎳硅化物膜，其特征在于，從NiSi向NiSi2轉(zhuǎn)變的相變溫度為 800°C以上。
發(fā)明效果為了解決上述問題，發(fā)現(xiàn)，通過在高純度鎳中添加鉬以及特殊的金屬元素，可以形成熱穩(wěn)定的硅化物(NiSi)膜，并且濺射時的粉粒產(chǎn)生少，均勻性也良好，并且可以制造塑性加工性好的靶，并且通過使用該靶成膜，可以得到能夠抑制從MSi向NiSi2的相變的鎳硅化物膜。


圖1是實施例和比較例的熱處理溫度導(dǎo)致的方塊電阻變化的圖。
具體實施例方式本發(fā)明的靶，將粗Ni (約4N以下)進行電解精煉從而除去金屬雜質(zhì)成分，然后利用EB熔煉進一步精煉從而得到高純度鎳錠，并將該錠與高純度鉬進行真空熔煉而制作高純度鎳合金錠。真空熔煉時，使用水冷卻銅制坩鍋的冷坩鍋熔煉法是適合的。通過鍛造、壓延等工序?qū)⒃摵辖疱V制成板狀，最終通過再結(jié)晶溫度(約500°C) 950°C下的熱處理制作靶。鉬(Pt)的添加量為22 46重量％，更優(yōu)選27 37重量％。該鉬的添加量過少時，不能提高鎳合金層的熱穩(wěn)定。添加量過多時，不但膜電阻過大從而不適當，而且金屬間化合物的量增多，塑性加工變得困難，從而存在濺射時的粉粒也增多的問題。另外，本申請發(fā)明含有5 100重量ppm的選自銥(Ir)、鈀(Pd)和釕(Ru)的一種以上的成分。這些添加元素在Ni中以固溶的狀態(tài)存在。通過添加該合金元素，與僅僅添加 Pt的情況相比，可以有效地抑制自對準硅化物工藝中的從NiSi向NiSi2的相變。另外，伴隨上述添加劑有可能會混入雜質(zhì)，因此銥、鈀、釕的添加物，優(yōu)選使用3N 水平以上的高純度品。S卩，使用本發(fā)明的添加鉬的鎳合金在Si襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中加熱，然后通過XRD衍射法測定晶體結(jié)構(gòu)的變化溫度，可知，通過添加22 46重量％ 的鉬以及5 100重量ppm的選自銥、鈀和釕的一種以上的成分，相變溫度可以提高50 100°C，并且可以確認到明顯的熱穩(wěn)定性。S卩，在形成基于自對準硅化物工藝的鎳硅化物膜的情況下，可以使從NiSi向NiSi2 轉(zhuǎn)變的相變溫度達到750°C以上，進一步可以使從NiSi向NiSi2轉(zhuǎn)變的相變溫度達到800°C 以上。為了減少濺射時的粉粒產(chǎn)生，改善均勻性，優(yōu)選將除氣體成分以外的不可避免的雜質(zhì)設(shè)定為100重量ppm以下。更優(yōu)選將除氣體成分以外的不可避免的雜質(zhì)設(shè)定為10重量ppm以下。另外，氣體成分也是增加粉粒產(chǎn)生的重要原因，因此優(yōu)選將氧設(shè)定為50重量ppm 以下，更優(yōu)選10重量ppm以下，并優(yōu)選將氮、氫和碳各自設(shè)定為10重量ppm以下。靶的初始磁導(dǎo)率設(shè)定為50以上(優(yōu)選約100)、并且最大磁導(dǎo)率為100以上對濺射特性是非常重要的。在再結(jié)晶溫度以上(約500°C) 950°C進行最終熱處理，從而得到實質(zhì)上的再結(jié)晶組織。熱處理溫度低于500°C時，不能得到充分的再結(jié)晶組織。另外，磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率也不會提高。本發(fā)明的靶中，未再結(jié)晶的稍微存在不會影響特性，但是大量存在并不優(yōu)選。靶的平均晶粒直徑優(yōu)選為80微米以下。超過950°C的最終熱處理使平均晶粒直徑粗大化，因此不優(yōu)選。平均晶粒直徑粗大化時，晶粒直徑的偏差增大，均勻性下降。實施例以下，對本發(fā)明的實施例和比較例進行說明。另外，本實施例僅為示例，本發(fā)明不限于該例。即，本發(fā)明在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)還包括實施例以外的全部方式或者變形。(實施例1)將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )，添加與該錠的純度同等程度的高純度鉬22. 4重量％ 和高純度銥2重量ppm、高純度釕2重量ppm、高純度鈀1重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為5重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。由此，與僅添加鉬的情況相比，相變溫度提高150 200°C，可以確認到明顯的熱穩(wěn)定性。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，在800°C以下完全沒有觀察到方塊電阻值的上升。即使進一步進行850°C下的加熱，方塊電阻值也僅僅稍有上升。即使加熱到該高溫，方塊電阻值也不上升，說明不引起從NiSi向NiSi2的相變化。在該實施例1中，是將高純度銥2重量ppm、高純度釕2重量ppm、高純度鈀1重量 ppm這三種副成分以總量為5重量ppm進行添加的情況，但是，即使在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加5重量 ppm，則可以得到相同的結(jié)果。(實施例2)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加與該錠的純度同等程度的高純度鉬22. 4重量％和高純度銥5重量ppm、 高純度釕5重量ppm、高純度鈀5重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為15重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。由此，與僅添加鉬的情況相比，與實施例1同樣，相變溫度提高150 200°C，可以確認到明顯的熱穩(wěn)定性。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，在800°C以下完全沒有觀察到方塊電阻值的上升。即使進一步進行850°C下的加熱，方塊電阻值也僅僅稍有上升。即使加熱到該高溫，方塊電阻值也不上升，說明不引起從NiSi向NiSi2的相變化。在該實施例2中，是將高純度銥5重量ppm、高純度釕5重量ppm、高純度鈀5重量 ppm這三種副成分以總量為15重量ppm進行添加的情況，但是，即使在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加15重量 ppm，則可以得到相同的結(jié)果。(實施例3)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加與該錠的純度同等程度的高純度鉬27重量％和高純度銥8重量ppm、 高純度釕8重量ppm、高純度鈀9重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為25重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。由此，與僅添加鉬的情況相比，與實施例1同樣，相變溫度提高150 200°C，可以確認到明顯的熱穩(wěn)定性。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，在800°C以下完全沒有觀察到方塊電阻值的上升。即使進一步進行850°C下的加熱，方塊電阻值也僅僅稍有上升。即使加熱到該高溫，方塊電阻值也不上升，說明不引起從NiSi向NiSi2的相變化。在該實施例3中，是將高純度銥8重量ppm、高純度釕8重量ppm、高純度鈀9重量 ppm這三種副成分以總量為25重量ppm進行添加的情況，但是，即使在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加25重量 ppm，則可以得到相同的結(jié)果。(實施例4)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加與該錠的純度同等程度的高純度鉬45. 4重量％和高純度銥20重量 ppm、高純度釕20重量ppm、高純度鈀10重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為50重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。
通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。由此，與僅添加鉬的情況相比，與實施例1同樣，相變溫度提高150 200°C，可以確認到明顯的熱穩(wěn)定性。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，在800°C以下完全沒有觀察到方塊電阻值的上升。即使進一步進行850°C下的加熱，方塊電阻值也僅僅稍有上升。即使加熱到該高溫，方塊電阻值也不上升，說明不引起從NiSi向NiSi2的相變化。在該實施例4中，是將高純度銥20重量ppm、高純度釕20重量ppm、高純度鈀10重量ppm這三種副成分以總量為50重量ppm進行添加的情況，但是，即使在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加50 重量ppm，則可以得到相同的結(jié)果。(實施例5)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加與該錠的純度同等程度的高純度鉬46重量％和高純度銥40重量ppm、 高純度釕40重量ppm、高純度鈀20重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。 另夕卜，此時，銥、釕、鈀的總量為100重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。由此，與僅添加鉬的情況相比，與實施例1同樣，相變溫度提高150 200°C，可以確認到明顯的熱穩(wěn)定性。對于該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果，沒有特別地進行表示，但是表現(xiàn)出與上述實施例同樣的傾向。此時，與實施例4同樣，在800°C以下完全沒有觀察到方塊電阻值的上升。即使進一步進行850°C下的加熱，方塊電阻值也僅僅稍有上升。即使加熱到該高溫，方塊電阻值也不上升，說明不引起從NiSi向NiSi2的相變化。在該實施例5中，是將高純度銥40重量ppm、高純度釕40重量ppm、高純度鈀20重量ppm這三種副成分以總量為100重量ppm進行添加的情況，但是，即使在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加100 重量ppm，則可以得到相同的結(jié)果。(比較例1)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，不添加鉬，添加高純度銥0. 3重量ppm、高純度釕0. 3重量ppm、高純度鈀0. 2 重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為0.8重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。此時，與實施例1相比，在550°C以上時相變溫度急劇上升，熱穩(wěn)定性顯著下降。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，超過550°C時方塊電阻值顯著上升。即使在這樣加熱到低溫的情況下，方塊電阻值也顯著提高，說明引起了從NiSi向NiSi2的相變化。在該比較例1中，是將高純度銥0. 3重量ppm、高純度釕0. 3重量ppm、高純度鈀 0. 2重量ppm這三種副成分以總量為0. 8重量ppm進行添加的情況，但是，在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加 0. 8重量ppm，則可以得到相同的差結(jié)果。(比較例2)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加鉬14. 9重量％，再添加高純度銥1重量ppm、高純度釕1重量ppm、高純度鈀1重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為3重量ppm。鉬的添加量和銥、釕、鈀的添加量均不滿足本申請發(fā)明的條件。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。所得材料在加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。此時，與實施例1相比，在550°c以上時相變溫度急劇上升，熱穩(wěn)定性顯著下降。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，超過550°C、且在600°C方塊電阻值先減小，但是在650°C以上時方塊電阻值顯著上升。即使在這樣加熱到約650°C的低溫的情況下，方塊電阻值也顯著提高，說明引起了從NiSi向NiSi2的相變化。在該比較例2中，是除了鉬為14. 9重量％以外，將高純度銥1重量ppm、高純度釕1 重量ppm、高純度鈀1重量ppm這三種副成分以總量為3重量ppm進行添加的情況，但是，在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下， 只要總量添加3重量ppm，則可以得到相同的差結(jié)果。(比較例3)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加鉬20重量％，再添加高純度銥10重量ppm、高純度釕10重量ppm、高純度鈀10重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為30重量ppm。鉬的添加量低于本發(fā)明的22重量％，不滿足本發(fā)明的條件。另外，銥、釕、 鈀的添加量滿足本申請發(fā)明的條件。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。此時，與實施例1相比，在750°c以上時相變溫度急劇上升，熱穩(wěn)定性下降。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，超過700°C時方塊電阻值增加，在750°C以上時上升變得顯著。 即使在這樣加熱到約750°C的溫度的情況下，方塊電阻值也顯著提高，說明在該溫度下引起了從NiSi向NiSi2的相變化。在該比較例3中，是將高純度銥10重量ppm、高純度釕10重量ppm、高純度鈀10 重量ppm這三種副成分以總量為30重量ppm進行添加的情況，但是，在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加30重量ppm，則可以得到相同的差結(jié)果。(比較例4)與實施例1同樣，將粗Ni (約4N以下)電解精煉以除去金屬雜質(zhì)成分，然后通過 EB熔煉進一步精煉而得到高純度鎳錠(99. 999重量％ )。然后，添加鉬27重量％，再添加高純度銥1重量ppm、高純度釕1重量ppm、高純度鈀2重量ppm，將它們進行真空熔煉，制作高純度鎳合金錠。另外，此時，銥、釕、鈀的總量為 4重量ppm。鉬的添加量為本發(fā)明的22重量％以上，滿足本申請發(fā)明的條件，但是，銥、釕、 鈀的添加量不滿足本申請發(fā)明的條件5重量ppm。將該材料真空熔煉時，利用使用水冷卻銅坩鍋的冷坩鍋熔煉法。加工為靶時的塑性加工性良好，沒有特別的問題。通過熔煉、鑄造得到的合金錠經(jīng)鍛造和壓延工序制成板狀，最終在500 950°C進行熱處理，由此制作靶。使用這樣得到的鎳合金靶在硅襯底上進行濺射，再將該濺射膜在氮氣氣氛中進行加熱，并測定方塊電阻值的變化溫度。此時，與實施例1相比，在750°C以上時相變溫度急劇上升，熱穩(wěn)定性下降。該鎳合金膜的方塊電阻的測定結(jié)果如圖1所示。從該圖1明顯看出，超過750°C時方塊電阻值提高。即使在這樣加熱到約750°C的溫度的情況下，方塊電阻值也顯著提高，說明引起了從NiSi向NiSi2的相變化。雖然與比較例1 比較例3相比顯著改善，但是未達到本發(fā)明的目標改善。在該比較例4中，是將高純度銥1重量ppm、高純度釕1重量ppm、高純度鈀2重量 ppm這三種副成分以總量為4重量ppm進行添加的情況，但是，在將這些副成分以一種成分單獨添加的情況下、或者將各副成分以兩種成分組合的情況下，只要總量添加4重量ppm， 即使鉬添加量為27重量％這樣的滿足本申請發(fā)明的條件，也得到稍差的結(jié)果。產(chǎn)業(yè)實用性如上所示，在鎳中添加22 46重量％的鉬、以及5 100重量ppm的選自銥、鈀和釕的一種以上的成分而得到的鎳合金濺射靶，可以形成熱穩(wěn)定的硅化物(NiSi)膜，難以引起膜的凝聚或過量的硅化物化，并且在形成濺射膜時粉粒的產(chǎn)生少，均勻性也良好，并且加工為靶時的塑性加工性好，因此可以提供對于柵極材料(薄膜)的制造特別有用的鎳合金濺射靶。
權(quán)利要求
1.一種鎳合金濺射靶，其特征在于，含有22 46重量％的鉬，以及5 100重量ppm 的選自銥、鈀、釕的一種以上的成分，其余包含鎳及不可避免的雜質(zhì)。
2.—種鎳硅化物膜，其通過使用鎳合金靶進行濺射在硅襯底上形成鎳合金膜，并通過該鎳合金膜與硅襯底反應(yīng)而形成，所述鎳合金靶含有22 46重量％的鉬，以及5 100重量ppm選自銥、鈀、釕的一種以上的成分，其余包含鎳及不可避免的雜質(zhì)，所述鎳合金膜的特征在于，該鎳硅化物膜的從NiSi向NiSi2轉(zhuǎn)變的相變溫度為750°C以上。
3.如權(quán)利要求2所述的鎳硅化物膜，其特征在于，從MSi向NiSi2轉(zhuǎn)變的相變溫度為 800°C以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎳合金濺射靶以及由該靶形成的鎳硅化物膜，所述鎳合金濺射靶可以形成熱穩(wěn)定的硅化物(NiSi)膜，難以引起膜的凝聚或過量硅化物化，另外在形成濺射膜時粉粒的產(chǎn)生少，均勻性也良好，并且加工為靶時的塑性加工性良好，特別是對柵極材料(薄膜)的制造有用。一種鎳合金濺射靶，其特征在于，含有22～46重量％的鉑，以及5～100重量ppm的選自銥、鈀、釕的一種以上的成分，其余包含鎳及不可避免的雜質(zhì)。
文檔編號C22F1/10GK102165094SQ201080002740
公開日2011年8月24日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者山越康廣 申請人:Jx日礦日石金屬株式會社