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ターゲット材(PDF:751KB)

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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
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