[发明专利]含钼靶材

说明书

优先权要求

本申请要求美国专利申请US 12/827,562（于2010年6月30日申请）的权益，该专利通过引用而全文包括在本申请中。

技术领域

本发明主要涉及溅射靶材、制造溅射靶材的方法、使用所述靶材制造含钼薄膜的方法（如那些用于制造平面显示器（如薄膜晶体管-液晶显示器）和光伏电池的薄膜）、由所述靶材制造的薄膜及包括所述薄膜的产品。

背景技术

溅射沉积是半导体和光电工业中使用的各种制造工艺中用于生产金属层的一种技术。随着半导体和光电工业的进展，需要满足一个或多个电气要求、耐久性要求和加工性要求的溅射靶材。例如，需要加工更容易、价格更便宜、生产的薄膜更均匀的溅射靶材。此外，随着显示器尺寸增大，性能方面即使是温和的改进，其经济益处也被放大。溅射靶材成分稍做变化，可能导致性能发生重大变化。此外，靶材的制造方式不同可能也会使组成相同的靶材具有不同的性能。

采用金属，如钼等制造的溅射靶材及其制造方法和其在平面显示器中的用途在美国专利US 7,336,336B2和Butzer等于2005年9月1日公开的美国专利申请US 2005/0189401A1中进行了说明，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。

含钼和钛的溅射靶材、其制造方法及其在平面显示器中的用途在美国专利US 7,336,824B2和Gaydos等于2008年12月25日公开的美国专利申请公开US 2008/0314737A1，Gaydos等于2007年4月26日公开的US 2007/0089984A1及Nitta等于2007年11月1日公开的US2007/0251820A1中进行了描述，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。

含钼和第二金属的溅射靶材在Chao等于2004年12月30日公开的美国专利申请公开US2004/0263055A1，Lee等于2007年5月31日公开的US 2007/0122649A1，及Inoue等于2005年10月20日公开的US 2005/0230244A1，Cho等于2008年3月27日公开的US 2008/0073674A1，Iwasaki等于2005年9月1日公开的US 2005/0191202A1中进行了描述，以上专利通过引用而全文包括在本申请中。在许多器件的生产中，薄膜产品通常是通过一个或多个材料脱除步骤（如蚀刻）逐层制造。为了使材料选择广泛，以增强设计选择，能够选择性地控制薄膜蚀刻率（即通过蚀刻脱除材料的速率）是颇有吸引力的。例如，通过选择合适的溅射靶材而能够实现某些蚀刻速率是颇有吸引力的。例如，通过选择合适的溅射靶材而能够实现某些蚀刻速率是颇有吸引力的。可能要求溅射靶材沉积层的蚀刻速率与其它一层或多层的蚀刻速率相容（如蚀刻速率相同或相差小于大约25%）和/或与其它一层或多层的蚀刻速率不同（如相差大约25%或更高）。

例如，对于某些应用来说，仍然需要一种由其制造的沉积层的蚀刻率相对较低的溅射靶材，如在铁氰化物溶液中的蚀刻速率低于由50%原子钼和50%原子钛组成的溅射靶材沉积层的蚀刻速率。人们还需要用于制造具有以下一种特性或以下特性任意组合的沉积层的溅射靶材：对基材具有强粘附性、良好的阻隔性能、放置在含硅层和含铜层之间时能够减少或防止形成铜硅化合物（如硅化铜）或具有相对较小的电阻（大约60μΩ·cm或更低）。此外，人们需要具有以上一种或多种特性的溅射靶材，所述靶材是由能够采用轧制步骤加工成溅射靶材的非均质材料制备。

发明内容

令人吃惊的是，包括钼（Mo）、钛（Ti）和第三金属元素，其中第三金属元素是钽或铬的溅射靶材可以满足上述一种或多种要求。因此，本发明在其各个教导中涉及此类组合物及其制造的溅射靶材，以及由其制造的薄膜产品及相关方法。

本发明的一个方面是一种用于制造溅射靶材和/或用于制造生产溅射靶材的坯料的方法，包括一个将含大约50原子%或更多钼的第一粉末、含大约50原子%或更多钛的第二粉末，及含大约50原子%或更多选自由铬和钽组成的群组的第三金属元素的第三粉末进行混合的步骤。

本发明的另一个方面涉及一种溅射靶材和/或用于生产溅射靶材的坯料，包括占所述溅射靶材原子总数大约40原子%或更多的钼；占所述溅射靶材原子总数大约1原子%或更多的钛；及占所述溅射靶材原子总数大约1原子%或更多的第三金属元素，其中所述第三金属元素是钽或铬；这样所述靶材可用于制造包括合金的沉积膜，所述合金包括钼、钛，及第三金属元素。