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ターゲット材(PDF:751KB)
t e rial s Ma Report REPORT Technical TECHNICAL 高純度 SiCスパッタリングターゲット ADVANCED MATERIALS 住友大阪セメント株式会社 〒102-8465 東京都千代田区六番町6番地28 新材料事業部 営業グループ 営業第2チーム TEL:03-5211-4795 FAX:03-3221-5692 e-mail : [email protected] URL : http://www.socnb.com 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report 高純度SiCスパッタリングターゲット 特徴 ●DC(直流)方式による高速SiC成膜が可能 (RFスパッタリング方式の2倍の成膜速度) ●均質、綿密な膜が得られ易い ●ダストやパーティクルの発生が少ない ●大出力スパッタが可能 SiC薄膜(膜厚5nm)のAFM像 1 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report 製造プロセス CVD-SiC 超微粒子合成 原料粉末の混合 ホットプレス焼結 加工 洗浄 ボンディング 品質管理 材料特性 グレード コード番号 結晶型 純度(対金属不純物) 密度 kg/m3x103 4点曲げ強度 Mpa(室温) ビッカーズ硬度 ヤング率 Gpa 線熱膨張係数 x10-6(1073K) 熱伝導率 W/m.K(室温) 比抵抗 Ω.mx10-2(室温) S312 β 3N 3.19 520 2700 420 4.0 194 0.01 SSC S351 α 3N 3.20 610 2700 430 4.9 235 30 S452 α 4N 3.20 490 2700 430 4.8 247 130 USC S601 β 6N 3.00 500 2500 351 4.7 160 0.5 CSI S202 β,Graphite 3N 2.50 160 60 0.005 2 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report 材料の含有金属不純物 グレード コード番号 B Na Mg Al K Ca Ti Cr Mn Fe Ni Cu Zn SSC S312 1 14 4 120 9 55 25 73 5 238 2 t.r. t.r. S351 t.r. t.r. t.r. 66 1 4 180 18 1 153 22 1 t.r. S452 t.r. t.r. 1 67 t.r. 6 63 t.r. t.r. 23 1 t.r. t.r. SC452 >1000 6 t.r. 38 t.r. 2 15 3 t.r. 7 1 t.r. t.r. USC S601 0.03 0.03 <0.02 <0.01 <0.05 <0.05 <0.01 <0.05 <0.0005 0.02 <0.01 <0.01 <0.03 (ppm) CSI S202 5 10 4 12 5 18 4 6 8 64 2 <0.5 <0.5 SiCスパッタ膜の微細組織 非晶質SiC薄膜 成膜条件 ・ターゲット材質 ・基板温度 ・Ar ガス流量 ・スパッタ圧力 立方晶SiC薄膜 成膜条件 ・ターゲット材質 ・基板温度 ・Ar ガス流量 ・スパッタ圧力 SSC-S312 SiC 加熱なし 5 sccm 1.33 Pa SSC-S312 SiC 573 K 5 sccm 1.33 Pa 3 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report スパッタ方式によるSiC薄膜の付着速度 付着速度(µm/min) 0.35 成膜条件 ・ターゲット材質 ・ターゲットサイズ ・Ar ガス流量 ・スパッタ圧力 0.3 0.25 SSC-S312 SiC φ101.6×4.0mm 5 sccm 1.33 Pa 0.2 DC 0.15 0.1 RF 0.05 0 0 200 400 600 800 1000 1200 スパッタ出力(W) SiCスパッタ膜の微細組織 スパッタ条件 比抵抗/電圧0.5V (Ω・cm) 7.0×105 1.5×104 1.4×109 4.6×105 2.1×1012 1.1×1010 4.4×105 10-2 10-2 10-4 10-4 電流(A) 電流(A) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 膜厚 (nm) 108 365 151 148 119 255 129 10-6 10-8 10-10 電流-電圧 曲線 良好(Fig.1) 不可(Fig.2) 不可 10-6 10-8 10-10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 比抵抗/電圧5V (Ω・cm) 測定不可 測定不可 2.2×106 測定不可 1.6×108 1.0×108 測定不可 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 電圧(V) Fig.2 電圧(V) Fig.1 4 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report 140 120 100 80 60 40 20 0 内部応力(kg/mm2) 内部応力(kg/mm2) Si-Cスパッタ膜の内部応力 スパッタ圧力:5mtorr 0 20 40 60 80 100 140 120 100 80 60 40 20 0 スパッタ圧力:5mtorr CSI 20 atm.% SiC Carbon Carbon(10mtorr) 0 20 Si 含有率(atm.%) 40 60 80 100 膜厚(nm) 薄膜のSi含有率と内部応力の関係 各薄膜の厚みと内部応力の関係 Si-Cスパッタ膜の硬度 100 膜厚 10µm 微小ビッカーズ硬度 (GPa) ビッカーズ硬度 2000 1800 1600 1400 1200 1000 0 20 40 60 膜厚 1µm CSI 10 atm.% 80 60 Diamondlike Carbon CSI 20 atm.% 40 20 00 20 Si 含有率(atm.%) 40 60 水素含有率 薄膜のSi含有率とビッカーズ硬度との関係 各薄膜の水素含有率と微小硬度との関係 Si-Cスパッタ膜の比抵抗(1) 比抵抗(Ω・cm) 1012 比抵抗(Ω・cm) 10 Ar スパッタ 1 0 5 10 15 Ar+16vol.%CH4スパッタ 1011 20 Si組成比(atm.%) 0 5 10 15 20 Si組成比(atm.%) 各薄膜のSi含有率と比抵抗との関係 H含有スパッタ薄膜のSi含有率と比抵抗との関係 5 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report Si-Cスパッタ膜の比抵抗(2) 1014 比抵抗(Ω・cm) 1012 1010 108 106 104 102 1 0 10 20 30 40 50 60 H2ガス組成(vol.%) CSI40atm.%ターゲットから得られた薄膜の スパッタガス中H2組成と非抵抗との関係 Si-Cスパッタ膜のラマン構造 CSI10atm.%薄膜 Ar-16vol.%CH4スパッタ 6 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12 ADVANCED MATERIAL Technical Report Si-Cスパッタ厚膜の表面比抵抗 膜厚(1µm) 109 表面比抵抗(Ω/cm) 108 107 106 105 104 103 102 S202-CSI 0 20 4mtorr 2mtorr S202-CSI 40 60 80 100 Si含有率(atm.%) 7 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2005.12