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WO2003006702A1 - Cible de siliciure d'hafnium servant a former un film d'oxyde de grille et son procede de production - Google Patents

Cible de siliciure d'hafnium servant a former un film d'oxyde de grille et son procede de production Download PDF

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WO2003006702A1
WO2003006702A1 PCT/JP2002/005546 JP0205546W WO03006702A1 WO 2003006702 A1 WO2003006702 A1 WO 2003006702A1 JP 0205546 W JP0205546 W JP 0205546W WO 03006702 A1 WO03006702 A1 WO 03006702A1
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WO
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ppm
less
oxide film
hafnium silicide
gate oxide
Prior art date
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PCT/JP2002/005546
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shuichi Irumata
Ryo Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Mining Holdings Inc
Original Assignee
Nikko Materials Co Ltd
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Publication date
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Priority to US10/362,044 priority patent/US7241368B2/en
Priority to DE60227523T priority patent/DE60227523D1/de
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    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase

Definitions

  • the present invention relates to a hafnium silicide target which is suitable for forming a HfSiO film and an HfSiON film which can be used as a high dielectric gate insulating film, and which is rich in workability, embrittlement resistance, etc. And its manufacturing method.
  • the unit “ppm” used in the present specification means wtppm in all cases. Background art
  • the thickness of the dielectric gate insulating film greatly affects the performance of the MOS transistor, and it is necessary that the interface with the silicon substrate be electrically smooth and that the carrier mobility does not deteriorate.
  • S I_ ⁇ 2 film is used as the gate insulating film were those best viewed from the interface characteristics.
  • the transistor is being miniaturized, but as described above, since the thickness of the SiO 2 film as the gate insulating film is limited, the miniaturization of the transistor does not make sense and the performance is not improved. The problem arose.
  • This high-dielectric gate insulating film is a relatively thick film, is capable of obtaining the same capacitance as that of the Si ⁇ 2 film, and has a feature that a tunnel leakage current can be suppressed. Moreover, since it can be assumed that the addition of H f to S i 0 2 S i On, the interface characteristics are also expected to be close to S i 0 2.
  • the present invention provides an HfSi ⁇ film and a HfSiON film which can be used as a high-dielectric gate insulating film having characteristics replacing the Si 2 film.
  • An object of the present invention is to provide a hafnium silicide evening gate which is suitable for forming a film and which is excellent in workability, embrittlement resistance and the like, and a method for producing the same.
  • the present invention is a.
  • hafnium silicide target for forming a gate oxide film as described in any one of 1 to 4 above, wherein the zirconium content is 2.5 wt% or less.
  • Impurities C 300 ppm or less, Ti: 100 ppm or less, Mo: 10 ppm or less, W: 10 ppm or less, Nb: 10 ppm or less, Fe: 10 ppm or less, N i: 10 ppm or less, Cr: 10 ppm or less, Na: 0.1 ppm or less, K: 0.1 ppm or less; U: 0.01 ppm or less; Th: 0.01 ppm or less. Side target
  • hafnium silicide target for forming a gate oxide film according to any one of 1 to 6 above, wherein the average crystal grain size is 5 to 200.
  • a high-dielectric gate insulating film having characteristics replacing the Si 2 film is formed by oxygen reactive sputtering using a H f Si target.
  • the present invention has been further improved with the aim of increasing the density, and succeeded in obtaining an evening get suitable as a hafnium silicide for forming a gate oxide film.
  • the present invention relates to Hf S i 0. 5 _O. It is an gate oxide film for forming a hafnium Lisa Ido target of 37.
  • This hafnium silicide target had a mixed phase mainly composed of the Hf 2 Si phase and the Hf phase. The porous structure disappeared, and a hafnium silicide target having a relative density of 95% or more was obtained.
  • the relative density is less than 95%, the brittleness is reduced due to insufficient density, and the workability is deteriorated.
  • particles increase due to fracture and scattering of brittle crystals. Therefore, it is desirable to be within the above range.
  • the oxygen content in the gate oxide film forming hafnium silicide is preferably 500 to 10,000 ppm. If the oxygen is less than 500 ppm, there is a danger of ignition during the manufacture of the evening getter, and if it exceeds 10,000 ppm, the oxygen in the evening get precipitated as an oxide and causes abnormal discharge during the sparkle. This is because the number of particles increases and the product yield decreases.
  • the content of zirconium in the target be kept at 2.5 wt% or less. If the zirconium content exceeds 2.5 wt%, process conditions such as voltage, current, and substrate temperature during reactive sputtering for forming an oxide film greatly fluctuate, which is not preferable.
  • C 300 ppm or less
  • Ti 100 ppm or less
  • Mo 100 ppm or less
  • W 10 ppm or less
  • Nb 10 ppm
  • Fe 10 ppm or less
  • Ni 10 ppm or less
  • Cr 10 ⁇ pm or less
  • Na 0.1 ppm or less
  • K 0.1 ppm or less
  • U 0.01 p pm or less
  • Th 0.01 pM or less.
  • hafnium hydride is used.
  • the hafnium hydride powder should be finely pulverized to an average particle size of 20 zm or less. The use of this fine powder makes it possible to increase the density during sintering.
  • Dehydrogenation and silicidation are performed by heating at the time of the calcination. Dehydrogenation occurs at about 600 ° C. Sintering is carried out in vacuum (1 X 10_ 4 ⁇ 1 X 10_ 2 To rr) , but is slightly hydrogen atmosphere for dehydrogenation.
  • firing at a low temperature has the major feature of suppressing the growth of crystal grains, and the average crystal grain size of the hafnium silicide gate for forming a gate oxide film can be 5 to 200 m. . Then, high density can be achieved during sintering.
  • the average grain size should be 5 to 200 m, as described above.
  • the temperature of the hot press is just below the liquid phase generation of the synthetic powder, and sintering in this temperature range is important. As a result, a hafnium silicide with a relative density of 95% or more can be obtained.
  • the hafnium silicide target of the present invention having a high density has an effect of preventing generation of particles due to pores during sputtering.
  • Sputtering was carried out using the thus-obtained evening get, and the particles on the 6-inch wafer were measured.A total of 24 particles with a size of 0.2 m or more were found, and particle generation was significantly reduced. did.
  • H f H 2 powder and S i powder in vacuum, obtained by heating at 800 ° C, subjected to once dehydrogenation and silicide synthesis reaction, H f S i 0. 25 synthetic powder was.
  • This silicide powder was pulverized to obtain a -200 mesh hafnium silicide powder.
  • XRD confirmed that the hafnium silicide powder was composed of a mixed phase mainly composed of a Hi 2 Si phase and an Hf phase.
  • a sintered body having a density of 99.8% was obtained by a hot press method under the condition of 300 kg / cm 2 ⁇ 2 hours at 1800 ° C.
  • a ⁇ 30 OmmX 6.35 mmt target was fabricated by mechanical processing.
  • Sputtering was performed using the hafnium silicide target fabricated in this way, and the particles on a 6-inch wafer were measured.A total of 30 particles with dimensions of 0.2 Hm or more were found to be extremely large. Decreased.
  • a sintered body was obtained by a hot press method at 1800 ° C. under a condition of 300 kg / cm 2 ⁇ 2 hours. Although the conditions for this hot pressing were the same as in Example 1, the sintered compact had a low density of 87.0%. This was machined to produce a ⁇ 30 OmmX 6.35mm t evening get.
  • Sputtering was performed using the evening target thus manufactured, and the particles on the 6-inch wafer were measured. As a result, a total of 310 particles having a size of 0.2 or more were found. Further, a number of protrusions called nodules were generated on the outer peripheral portion of the target surface.
  • H f H 2 mixing the flour and S i powder in vacuum by heating at 800 ° C, subjected to once dehydrogenation and silicide synthesis reaction, H f S i. . To obtain a 7 synthetic powder.
  • This silicide powder was pulverized to obtain a -200 mesh hafnium silicide powder.
  • This hafnium silicide powder was confirmed by XRD to be composed of a mixed phase mainly composed of the Hf 2 Si 3 phase and a slight Hf 5 Si 3 phase.
  • a sintered body was obtained by a hot press method at 1800 ° C. under a condition of 300 kgZcm 2 ⁇ 2 hours. Although the conditions for this hot pressing were the same as those in Example 1, the sintered compact had a low density of 80.0%. This was machined into a target of ⁇ 30 OmmX 6.35mmt.
  • Sputtering was performed using the target fabricated in this manner, and the particles on one 6-inch wafer were measured. As a result, a total of 510 particles having dimensions of 0.2 or more were found. Many nodules also occurred.
  • the relative density of the targets of Examples 1-2 is 95% or more. The number of parts less than 35 was obtained. Under the hot-pressing condition at 1700 ° ( ⁇ 1830 ° C), the relative density was similarly improved. As described above, the ratio of Hf: Si was reduced to 1: 0.37 or less. Although the reason was not necessarily clarified by reducing the density, it was confirmed that the density of the sintered body could be stably improved as shown in the examples.
  • Comparative Example 1 had a low relative density of 87.0%. As a result, the number of particles was 310, and nodules were generated, which was a bad result.
  • the present invention is suitable for the formation of H f S i 0 layer and H f S I_ ⁇ _N film can be used as a high dielectric gate insulating film having a characteristic alternative to S i 0 2 film, processed It has the characteristic that a hafnium silicide target with high resistance and embrittlement resistance can be obtained.
  • the high-density silicide target of the present invention can prevent the generation of particles due to pores during sputtering and the generation of particles due to fracture and scattering of brittle structure, and can be used during target processing and manufacturing processes. It has a remarkable effect that it does not ignite.

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Description

明 細 書 ゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドターゲット及びその製造方法 技術分野
この発明は、 高誘電体ゲート絶縁膜として使用することが可能である H f S i O膜及び H f S i ON膜の形成に好適な、 加工性、 耐脆化性等に富むハフニウム シリサイドターゲット及びその製造方法に関する。 なお、 本明細書で使用する単 位 「p p m」 は全て w t p p mを意味する。 背景技術
誘電体ゲート絶縁膜の膜厚は、 MO Sトランジスタの性能に大きく影響するも のであり、 シリコン基板との界面が電気的にスムーズでキヤリャの移動度が劣化 しないことが必要である。
従来、 このゲート絶縁膜として S i〇2膜が使用されているが、 界面特性から みて最も優れたものであった。 そして、 このゲート絶縁膜として使用されている S i〇2膜が薄いほどキヤリャ （すなわち電子又は正孔） の数が増えてドレイン 電流を増やすことができるという特性を有している。
このようなことから、 ゲート S i 02膜は配線の微細化によって電源電圧が下 がるたびに、 絶縁破壊の信頼性を損ねない範囲で常に薄膜化がなされてきた。 し かし、 ゲート S i〇2膜が 3 nm以下になると直接トンネルリーク電流が流れ、 絶縁膜として作動しなくなるという問題を生じた。
一方で、 トランジスタをより微細化しようとしているが、 前記のようにゲート 絶縁膜である S i 02膜の膜厚に制限がある以上、 トランジスタの微細化が意味 をなさず、 性能が改善されないという問題を生じた。
また、 L S Iの電源電圧を下げ消費電力を下げるためには、 ゲート絶縁膜をよ り一層薄くする必要があるが、 S i〇2膜を 3 nm以下にすると上記のようにゲ ―ト絶縁破壊の問題があるので、 薄膜化それ自体に限界があった。 以上から、 最近では S i 02膜に替えて高誘電体ゲート絶縁膜の検討がなされ ている。 この高誘電体ゲート絶縁膜として注目されているのが H f S i O膜及び H f S i〇N膜である。
この高誘電体ゲート絶縁膜は比較的厚い膜で S i〇2膜と同等の容量を得るこ とができ、 トンネル漏れ電流を抑制できるという特徴を有している。 また、 S i 02 S i Onに H f を添加したものとみなすことができるため、 界面特性も S i 02に近いものとなると予想される。
このため、 良質の H f S i O及び H f S i ON高誘電体ゲ一ト絶縁膜を、 容易 かつ安定して形成できるスパッ夕リングターゲットが求められている。 発明の開示
本発明は、 上記の問題を解決するために、 S i〇2膜に替わる特性を備えた高 誘電体ゲート絶縁膜として使用することが可能である H f S i〇膜及び H f S i ON膜の形成に好適な、 加工性、 耐脆化性等に富むハフニウムシリサイド夕一ゲ ッ卜及びその製造方法を提供する課題とする。
本発明は、
1. Hf S i 0. Q5_0.37からなるゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイド夕一 ゲット
2. Hf S i 0.。5_。， 37からなり、 Hf 2S i相及び Hf相を主とする混相を備 えているゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイド夕一ゲット
3. 相対密度が 95%以上であることを特徴とする上記 1又は 2記載のゲート酸 化膜形成用ハフニウムシリサイドターゲット
4. 酸素含有量が 500〜10000 p pmであることを特徴とする上記 1〜3 のそれぞれに記載のゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドターゲット
5. ジルコニウムの含有量が 2. 5wt %以下であることを特徴とする上記 1〜 4のそれぞれに記載のゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドターゲット
6. 不純物である C： 300 p pm以下、 T i ： 100 p pm以下、 Mo： 10 O p pm以下、 W： 10 p pm以下、 Nb ： 10 p pm以下、 F e ： 10 p pm 以下、 N i ： 10 p pm以下、 C r : 10 p pm以下、 Na : 0. 1 p pm以下、 K： 0. 1 p pm以下、 U： 0. 01 p pm以下、 Th： 0. 01 pm以下で あることを特徴とする上記 1〜 5のそれぞれに記載のゲート酸化膜形成用ハフ二 ゥムシリサィドターゲット
7. 平均結晶粒径が 5〜 200 であることを特徴とする上記 1〜 6のそれぞ れに記載のゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイド夕ーゲット
8. H f S i 0.。5_0. 37からなる組成の粉末を合成し、 これを1700° 〜1
830° Cでホットプレスすることを特徴とするゲート酸化膜形成用ハフニウム シリサイド夕ーゲットの製造方法
を提供する。 発明の実施の形態
S i〇2膜に替わる特性を備えた高誘電体ゲート絶縁膜は、 H f S i夕ーゲッ トを使用して酸素反応性スパッタリングにより形成する。 この酸化物膜は H f O 2 · S i〇2として表される酸化物膜の混成体やこれに酸素の一部を窒素で置換し た膜と見なされており、 ターゲットには通常 S iZHf =1. 0の組成が求めら れていた。 しかしながら、 H f 02 · S i 02の開発が進むにつれ、 より Hf リツ チな組成が求められてきた。
このため、 ハフニウムに対するシリコンの量を減少させて焼結する方法を試み た。 このようにシリコンの量を減少させて焼結した場合、 Hf 5S i 4 (Hf S i o. 8) や H f 3S i 2 (Hf S i 0.67) 、 Hf 2S i (H f S i。.5) などの混晶 となるが、 これらの間化合物ハフニウムシリサイドは、 その融点が高いことに起 因して焼結時に十分な密度上昇が得られず、 ポーラスな組織の焼結体となり、 パ 一ティクル発生の多いターゲットとなる問題があった。
本発明は、 密度向上を目途としてさらに改良を重ね、 ゲート酸化膜形成用ハフ ニゥムシリサィド夕一ゲットとして好適な夕一ゲットを得ることに成功した。 本発明は、 Hf S i 0.。5_o. 37からなるゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサ イドターゲットとするものである。 このハフニウムシリサイドターゲットは、 H f 2S i相及び H f相を主とする混相を備えており、 ポーラスな組織が消失し、 相対密度が 95%以上であるハフニウムシリサイドターゲットが得られた。 相対密度を 95%未満になると、 密度不足で脆性が低くなり加工性も悪くなる さらに脆性結晶の破壊飛散によるパーティクル増を引き起こす。 したがって、 上 記の範囲であることが望ましい。
ゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイド夕一ゲット中の酸素含有量は、 50 0〜10000 p pmとすることが望ましい。 酸素が 500 p pm未満では、 夕 ーゲット製造中に発火の危険性がり、 逆に 10000 p pmを超えると夕一ゲッ ト中の酸素が酸化物として析出してスパッ夕中の異常放電の原因となり、 パーテ イクルが増え製品歩留まりが低下するからである。
また、 ターゲット中のジルコニウムの含有量は 2. 5wt %以下に抑えるこ とが望ましい。 ジルコニウム量が 2. 5wt %を超えた場合、 酸化膜形成のた めの反応性スパッ夕時の電圧、 電流、 基板温度などのプロセス条件が大きく変 動し、 好ましくないからである。
さらに、 ゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドターゲット中の不純物であ る C： 300 p pm以下、 T i ： 100 p pm以下、 Mo ： 100 p pm以下、 W： 10 p pm以下、 Nb ： 10 p pm以下、 F e ： 10 p pm以下、 N i : 1 0 p p m以下、 C r ： 10 ρ p m以下、 N a : 0. 1 p p m以下、 K : 0. 1 p pm以下、 U : 0. 01 p pm以下、 Th : 0. 01 p pm以下であることが望 ましい。 これらは、 ゲート電極及び下部 S i基板部への汚染源となるからである c Hf S i 0,。5 0.37からなる耐脆化性に優れたゲート酸化膜形成用ハフニウム シリサイドターゲットを製造するには、 H f S i 0. Q5_0.37からなる組成の粉末 を合成し、 これを 1700° C〜1830° Cでホットプレスすることによって 製造する。
H f S i 0.。5— o. 37からなる組成の粉末の合成に際しては、 水素化金属ハフ二 ゥム粉と S i粉を 1 : 0. 05〜1 : 0. 37のモル比に調製'混合した後、 6 00° C〜800° Cで焼成する。
Hf粉を使用することも考えられるが、 Hf粉は酸化力が強く、 微粉化すると 発火するという問題を生ずるので好ましくない。 したがって、 このような発火防止のために水素化ハフニウムを使用する。 水素 化ハフニウム粉は平均粒径 20 zm以下に微粉碎して用いる。 この微粉を用いる ことにより焼結時の高密度化が可能となる。
上記焼成の際の加熱により脱水素とシリサイドィヒを行う。 脱水素は約 600° Cから起こる。 焼結は真空中 （1 X 10_4〜1 X 10_2To r r) で行うが、 脱 水素のために若干水素雰囲気になっている。
また、 800° Cまで加熱することで、 脱水素は完了し、 かつ Hf メタルで発 火のおそれのある部分は、 シリサイド化もしくは発火のおそれのない程度 （およ そ 3 //m以上） まで焼結が進む。
上記のように、 加熱合成する際、 低温で脱水素とシリサイド化を行うことによ り、 粒成長を抑え、 焼成粉は一次粒子が微細なままであり、 成型した際に高密度 化できる。 焼成粉が粗大化すると、 焼結前の微粉碎が困難であるため、 粗大粒の 残存及び密度低下を引き起こす。
このように、 低温で焼成するため結晶粒の成長を抑制できる大きな特徴を有し ており、 ゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイド夕一ゲッ卜の平均結晶粒径を 5〜200 mにすることができる。 そして、 焼結する際に高密度化が達成でき る。
平均結晶粒径が 5 に満たないターゲットは、 酸素量を 10000 p pm以 下とすることが難しく、 また製造工程中で発火の虞があり、 また 200^mを超 える場合には、 パーティクルが増加し、 製品歩留まりが低下するので、 上記のよ うに平均結晶粒径を 5〜 200 mにすることが望ましい。
上記の H f S i。.。5_。， 37からなる組成の粉末の合成と、 これを 1700° C 〜1830° Cでホットプレスすることによって、 焼結時の高密度化が可能とな つた。
上記のホットプレスの温度は、 合成粉の液相生成直下の温度であり、 この温度 域での焼結は重要である。 これによつて相対密度を 95%以上に高密度化したハ フニゥムシリサィド夕一ゲットが得られる。
高密度化された本発明のハフニウムシリサイドターゲットは、 スパッタリング 中にポアに起因するパーティクルの発生などを防止できる効果を有する。 実施例
次に、 実施例について説明する。 なお、 本実施例は発明の一例を示すためのも のであり、 本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。 すなわち、 本発 明の技術思想に含まれる他の態様及び変形を含むものである。
(実施例 1 )
H f H2粉と S i粉とを混合し、 真空中、 800° Cで加熱することにより、 脱水素反応とシリサイド合成反応を一挙に行い、 H f S i Q.32の合成粉を得た。 このハフニウムシリサイド粉を粉碎し、 —200メッシュのハフニウムシリサイ ド粉末を得た。 このハフニウムシリサイド粉は、 XRDにより H f 2S i相及び H f相を主とする混相からなっていることを確認した。
このシリサイド粉末を用いて、 1800° Cで 300 k gZcm2X 2時間の 条件でホットプレス法により密度 99. 7%の焼結体を得た。 これをさらに、 機 械加工により Φ 30 OmmX 6. 35 mm tのターゲットを作製した。 ポアが殆 どない組織が得られた。
このようにして作製した夕一ゲットを用いてスパッタリングを行い、 6インチ 型ウェハー上のパーティクルを測定したところ、 0. 2 m以上の寸法のパーテ ィクルが合計 24ケであり、 パーティクル発生が著しく低減した。
以上により、 加工性、 耐脆化性等に富むハフニウムシリサイドターゲットが得 られた。 さらに湿式加工で適用できるため加工中に発火する危険は全くなかった
(実施例 2 )
H f H2粉と S i粉とを混合し、 真空中、 800° Cで加熱することにより、 脱水素反応とシリサイド合成反応を一挙に行い、 H f S i 0.25の合成粉を得た。 このシリサイド粉を粉碎し、 —200メッシュのハフニウムシリサイド粉末を得 た。 このハフニウムシリサイド粉は、 XRDにより Hi2S i相及び H f相を主 とする混相からなっていることを確認した。 このハフニウムシリサイド粉末を用いて、 1800° Cで 300 kg/cm2 X 2時間の条件でホットプレス法により密度 99. 8%の焼結体を得た。 機械加 ェにより φ 30 OmmX 6. 35 mm tのターゲットを作製した。
このようにして作製したハフニウムシリサイドターゲットを用いてスパッタリ ングを行い、 6インチ型ウェハー上のパーティクルを測定したところ、 0. 2 H m以上の寸法のパーティクルが合計 30ケであり、 パーティクル発生が著しく低 減した。
以上により、 加工性、 耐脆ィヒ性等に富むハフニウムシリサイドターゲットが得 られた。 さらに加工中に発火する危険は全くなかった。
(比較例 1)
H f H2粉と S i粉とを混合し、 真空中、 800° Cで加熱することにより、 脱水素反応とシリサイド合成反応を一挙に行い、 H f S i Q.42の合成粉を得た。 このシリサイド粉を粉碎し、 一 200メッシュのハフニウムシリサイド粉末を得 た。 このハフニウムシリサイド粉は、 XRDにより H f 2S i相及び H f相を主 とする混相からなっていることを確認した。
このシリサイド粉末を用いて、 1800° Cで 300 k g/cm2X 2時間の 条件でホットプレス法により焼結体を得た。 このホットプレスの条件は、 実施例 1と同一であるにもかかわらず、 87. 0%の低密度の焼結体であった。 これを 機械加工により Φ 30 OmmX 6. 35mm tの夕ーゲットを作製した。
このようにして作製した夕ーゲットを用いてスパッタリングを行い、 6インチ 型ウェハー上のパーティクルを測定したところ、 0. 2 以上の寸法のパーテ ィクルが合計 310ケであった。 さらに、 ターゲット面外周部にノジュールと呼 ばれる突起が多数発生していた。
また、 湿式加工を適用すると加工液による汚染がおき、 後工程でこの汚染を除 去できないことから、 実用に適した純度の夕一ゲットは得ることができないとい う問題がある。 (比較例 2)
H f H2粉と S i粉とを混合し、 真空中、 800° Cで加熱することにより、 脱水素反応とシリサイド合成反応を一挙に行い、 H f S i。.7の合成粉を得た。 このシリサイド粉を粉砕し、 —200メッシュのハフニウムシリサイド粉末を得 た。 このハフニウムシリサイド粉は、 XRDにより H f 2S i 3相及び若干の H f 5S i 3相を主とする混相からなっていることを確認した。
このハフニウムシリサイド粉末を用いて、 1800° Cで 300 kgZcm2 X 2時間の条件でホットプレス法により焼結体を得た。 このホットプレスの条 件は、 実施例 1と同一であるにもかかわらず、 80. 0%の低密度の焼結体で あった。 これを、 機械加工により Φ 30 OmmX 6. 35mmtのターゲットを 作製した。
このようにして作製したターゲットを用いてスパッタリングを行い、 6インチ 型ウェハ一上のパーティクルを測定したところ、 0. 2 以上の寸法のパーテ ィクルが合計 510ケであった。 また、 ノジュールが多数発生していた。
また、 比較例 1と同様に、 湿式加工を適用すると、 加工液による汚染がおき、 また後工程でこの汚染を除去できないことから、 実用に適した純度のターゲット は得ることができないという問題がある。 実施例 1〜2のターゲットの相対密度は 95%以上である。 また、 パーテイク ル数は 35ケ以下のものができた。 そして、 1700° (：〜 1830° Cでのホ ットプレス条件下で、 同様に相対密度の向上を達成することができた。 上記のよ うに Hf ： S iの比を 1 ： 0. 37以下に減少させることにより、 その理由は必 ずしも解明されたわけではないが、 実施例に示すように、 安定して焼結体の密度 を向上させることができるということが確認できた。
これに対し、 比較例 1は相対密度が 87. 0%と低かった。 この結果、 パ一テ イクル数は 310ケであり、 ノジュールが発生し悪い結果となった。
また、 比較例 2では相対密度が 80. 0%と低かった。 この結果、 パーテイク ル数は 510ケであり、 同様にノジュールが発生し悪い結果となった。 以上から、 本発明の実施例の優位性は明らかであり、 優れた特性を有すること が分かる。 発明の効果
本発明は、 S i 02膜に替わる特性を備えた高誘電体ゲート絶縁膜として使用 することが可能である H f S i 0膜及び H f S i〇N膜の形成に好適な、 加工性、 耐脆化性等に富むハフニウムシリサイドタ一ゲットを得ることができる特徴を有 している。
本ハフニウムシリサイド夕一ゲットは相対密度 9 5 %以上であり、 優れた強度 をもつ。
また、 高密度化された本発明のシリサイドターゲットは、 スパッタリング中に ポアに起因するパーティクルの発生や脆性組織の破壊飛散に起因するパーティク ルの発生を防止でき、 ターゲットの加工や製造工程中に発火することがないとい う著しい効果を有する。

Claims

請 求 の 範 囲 1. Hf S i 0. Q5_0.37からなるゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドター ゲット。
2. H f S i。.。5_。， 37からなり、 Hf 2S i相及び Hf相を主とする混相を備 えているゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドタ一ゲット。
3. 相対密度が 95%以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項 記載のゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイド夕一ゲット。
4. 酸素含有量が 500〜10000 p pmであることを特徴とする請求の範囲 第 1項〜第 3項のそれぞれに記載のゲ一ト酸化膜形成用ハフニウムシリサイドタ —ゲッ卜。
5. ジルコニウムの含有量が 2. 5wt %以下であることを特徴とする請求の範 囲第 1項〜第 4項のそれぞれに記載のゲート酸化膜形成用八フニゥムシリサィド 夕ーゲッ卜。
6. 不純物である C： 300 p pm以下、 T i ： 100 p pm以下、 Mo ： 10 0 p pm以下、 W： 10 ρ pm以下、 Nb ： 10 p pm以下、 F e ： 10 p pm 以下、 N i ： 10 p pm以下、 C r ： 10 p pm以下、 Na : 0. 1 p pm以下、 K : 0. 1 p pm以下、 U : 0. 01 p pm以下、 Th : 0. 01 p pm以下で あることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のそれぞれに記載のゲート酸化 膜形成用ハフニウムシリサイド夕一ゲット。
7. 平均結晶粒径が 5〜200 mであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜 第 6項のそれぞれに記載のゲート酸化膜形成用ハフニウムシリサイドターゲット。
8. H f S i。. Q5_0.37からなる組成の粉末を合成し、 これを1700° じ〜1 830° Cでホットプレスすることを特徴とするゲート酸化膜形成用ハフニウム シリサイドターゲットの製造方法。
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