[发明专利]Al2O3溅射靶及其制造方法

说明书

一种Al₂O₃溅射靶，其特征在于，所述Al₂O₃溅射靶的纯度为99.99重量％以上、相对密度为85％以上且95％以下、体积电阻率为10×10¹⁴Ω·cm以下、介质损耗角正切为15×10^‑4以上。本发明的课题在于，提供一种具有良好的溅射特性的Al₂O₃溅射靶、特别是即使不提高溅射功率也能够提高成膜速率的Al₂O₃溅射靶及其制造方法。

技术领域

本发明涉及适合于例如栅极绝缘膜、掩模、蚀刻阻挡层等半导体元件的形成的Al₂O₃溅射靶及其制造方法。

背景技术

近年来，NAND闪存由于应用范围广并且价格低廉，因此大容量化显著进展，另外，与逻辑器件、DRAM等相比，微细化、三维结构化的技术进步，结构进一步复杂化。NAND闪存层叠有具有元件功能的薄膜、用于结构形成的薄膜，对使用Al₂O₃薄膜作为层叠时的蚀刻阻挡层进行了研究。作为形成薄膜的方法，通常通过真空蒸镀法、溅射法等通常被称为物理蒸镀法的手段来进行。特别是，从操作性、成膜稳定性考虑，经常使用磁控溅射法形成。

通过溅射法进行的薄膜的形成通过如下方式进行：使氩离子的正离子与设置在阴极的靶物理碰撞，利用该碰撞能量使构成靶的材料被释放，在相对的阴极侧的基板上层叠与靶材料大致相同的组成的膜。通过溅射法进行的成膜具有以下特征：通过调节处理时间、供给功率等，能够以稳定的成膜速率形成从埃单位的薄膜到几十μm的厚膜。特别是，氧化物等不具有导电性，通过使用常规的直流(DC)电源的溅射法无法进行溅射，因此经常采用使用射频(RF)电源的溅射法。

在对作为绝缘体的Al₂O₃等化合物膜进行RF溅射的情况下，成膜速率特别成为问题。与DC溅射相比，RF溅射在作为绝缘体的靶表面施加负电压，因此一直交替施加正负电压。因此，不能像DC溅射那样一直进行成膜，是使成膜速率降低的原因。另外，原子彼此不是金属键合而是牢固的共价键合，这也是使成膜速率降低的一个原因。而且，这样的问题是使生产率下降的主要原因。

另一方面，为了提高生产率，可以考虑提高溅射功率，但是提高功率时，产生了溅射靶频繁发生破裂的问题。对于这样的问题，专利文献1中公开了一种溅射靶，其为能够耐受为了提高成膜速度的高功率的高强度靶，其中，所述溅射靶使用了平均晶粒尺寸为5μm以上且20μm以下、孔隙率为0.3％以上且1.5％以下的氧化铝烧结体。另外，作为其制造方法，公开了如下方法：对氧化铝原料粉末实施加压成型，在氢气气氛中对该成型体进行焙烧，从而制造氧化铝溅射靶。

专利文献2中公开了使用了高密度且高品质的氧化铝烧结体的溅射靶，纯度为99.99质量％以上，相对密度为98％以上，平均晶粒尺寸小于5μm。另外，作为其制造方法，记载了如下方法：实施1250℃～1350℃下的热压烧结从而得到烧结体，在大气中实施1300℃～1700℃的退火处理，从而制造靶。

如此，以往为了防止溅射靶的破裂，进行了通过调节密度、粒径等来提高靶的机械强度的操作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-64034号公报

专利文献2：国际公开WO2013/065337号

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的实施方式的课题在于，提供一种即使不提高溅射功率也能够提高成膜速率的Al₂O₃溅射靶及其制造方法。

用于解决问题的手段