JP2011058078A - SPUTTERING TARGET, Ta-W ALLOY FILM USING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Ta-W-based sputtering target which provides, with high reproducibility, a Ta-W alloy film having small resistance variation within a surface and excellent in adhesion with a substrate. <P>SOLUTION: The Ta-W-based sputtering target contains W in the range of 0.05-2 mass% and the balance being substantially Ta, wherein the variation in W content of the whole target is ±20% or less. The Ta-W alloy film which is formed using such a Ta-W-based sputtering target is applied, for example, to a first electrode 3 of a TFD element 1. The TFD element 1 has an MIM structure of the first electrode 3/anodic oxide film 4/second electrode 5 and is applied to a switching element of a liquid crystal display device or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はＴａ−Ｗ合金系のスパッタリングターゲットとそれを用いたＴａ−Ｗ合金膜および液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a Ta—W alloy-based sputtering target, a Ta—W alloy film using the same, and a liquid crystal display device.

近年、各種の電子機器に利用されている液晶表示装置（ＬＣＤ）においては、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子が用いられている。このようなスイッチング素子の具体的な構造としては、第１の電極となる金属膜の表面に陽極酸化等で酸化膜を絶縁膜として形成し、さらにその上に第２の電極となる金属膜を形成したＭＩＭ構造の薄膜ダイオードが知られている（特許文献１参照）。   In recent years, switching elements such as thin film diodes (TFDs) and thin film transistors (TFTs) are used in liquid crystal display devices (LCDs) used in various electronic devices. As a specific structure of such a switching element, an oxide film is formed as an insulating film by anodic oxidation or the like on the surface of the metal film to be the first electrode, and a metal film to be the second electrode is further formed thereon. A formed MIM thin film diode is known (see Patent Document 1).

ＴＦＤを構成する金属膜は一般にスパッタ法を適用して形成されており、その形成材料にはＴａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ等が用いられている。このような金属材料を用いたＴＦＤの形態としては、Ｔａ／Ｔａ酸化物／Ｃｒの積層構造やＴａ／Ｔａ酸化物／Ａｇの積層構造等が知られている。小型ＬＣＤにはより一層の小型化、高精細化、低コスト化が求められており、それに見合った技術として抵抗率が小さい金属膜が要求されている。このような金属膜を実現する上で、Ｔａに代えてＴａ−Ｗ合金膜が用いられている。   The metal film constituting the TFD is generally formed by applying a sputtering method, and Ta, Cr, Al, Ag, or the like is used as a forming material thereof. As a form of TFD using such a metal material, a stacked structure of Ta / Ta oxide / Cr, a stacked structure of Ta / Ta oxide / Ag, and the like are known. Smaller LCDs are required to be further reduced in size, definition, and cost, and a metal film having a low resistivity is required as a technology corresponding thereto. In order to realize such a metal film, a Ta—W alloy film is used instead of Ta.

すなわち、Ｔａは化学的に活性であるため、安定な特性を有するＴａ膜を作製することが難しく、例えば残留ガスとの反応が活発であるため、真空度の高い状態で成膜する必要があるという難点を有する。また、Ｔａ膜はスパッタ条件によって体心立方晶となるα−Ｔａ相と正方晶となるβ−Ｔａ相の２つの異なる結晶構造ができるため、α相とβ相とが混合したＴａ膜となることが一般的である。しかし、β−Ｔａ相は抵抗率が大きいため、α相とβ相とが混合したＴａ膜では抵抗率の低減に限界がある。そこで、抵抗率が小さいα−Ｔａ相単相のＴａ膜の作製が望まれるが、スパッタ条件の点から容易ではない。   That is, since Ta is chemically active, it is difficult to produce a Ta film having stable characteristics. For example, since the reaction with the residual gas is active, it is necessary to form the film in a high vacuum state. Has the disadvantages. In addition, since the Ta film can have two different crystal structures, an α-Ta phase that is a body-centered cubic crystal and a β-Ta phase that is a tetragonal crystal, depending on sputtering conditions, the Ta film is a Ta film in which an α phase and a β phase are mixed. It is common. However, since the resistivity of the β-Ta phase is large, there is a limit in reducing the resistivity in the Ta film in which the α phase and the β phase are mixed. Therefore, although it is desired to produce an α-Ta phase single-phase Ta film having a low resistivity, it is not easy in terms of sputtering conditions.

これに対して、ＴａにＷを添加したＴａ−Ｗ合金膜は、比較的スパッタ条件に左右されることなく、α−Ｔａ相（正方晶）を形成することが可能であるため、低抵抗な膜を再現性よく得ることができる。このようなＴａ−Ｗ合金膜を得るためのスパッタリングターゲットとしては、半導体デバイスの絶縁基板と配線層との間の拡散防止層（バリア材）の形成用であるものの、例えば特許文献２に４９原子％以下（好ましくは５〜４０原子％）のＷ等の粉末と５１原子％以上のＴａ粉末とを、７００℃以上の温度下にて５０ＭＰａ以上の圧力で加圧焼結したスパッタリングターゲットが記載されている。   On the other hand, a Ta—W alloy film in which W is added to Ta can form an α-Ta phase (tetragonal crystal) relatively without depending on sputtering conditions, and thus has low resistance. A film can be obtained with good reproducibility. As a sputtering target for obtaining such a Ta—W alloy film, it is used for forming a diffusion prevention layer (barrier material) between an insulating substrate and a wiring layer of a semiconductor device. % Or less (preferably 5 to 40 atomic%) of a powder such as W and 51 atomic% or more of Ta powder is described in which a sputtering target is sintered under pressure at a pressure of 50 MPa or higher at a temperature of 700 ° C. or higher. ing.

しかしながら、従来のＴａ−Ｗ系ターゲットを用いて成膜したＴａ−Ｗ合金膜（スパッタ膜）は、Ｔａ膜に比べて面内の抵抗ばらつきが大きく、部分的に抵抗の大きい箇所と小さい箇所が生じやすいという問題を有している。さらに、下地膜との密着力が弱い箇所が発生したり、またスパッタリング時のダスト発生率が高い等、Ｔａ−Ｗ合金膜の製造歩留まりが悪いことが問題となっている。このため、Ｔａ−Ｗ合金膜の低抵抗特性を生かしつつ、面内の抵抗ばらつきを低減することができ、かつ下地膜との密着力の向上やダスト発生率の低減を実現したＴａ−Ｗ合金系のスパッタリングターゲットが求められている。   However, a Ta—W alloy film (sputtered film) formed using a conventional Ta—W-based target has a large in-plane resistance variation compared to a Ta film, and there are portions where resistance is partially large and small. It has a problem that it is likely to occur. Furthermore, there is a problem that the production yield of the Ta—W alloy film is poor, such as the occurrence of a portion having a weak adhesion with the base film and the high dust generation rate during sputtering. For this reason, the Ta-W alloy that can reduce the in-plane resistance variation while taking advantage of the low resistance characteristics of the Ta-W alloy film, and has improved adhesion with the underlying film and reduced dust generation rate. There is a need for system-based sputtering targets.

特開２００２−０４３６５７号公報JP 2002-043657 A 特開２０００−３５５７６１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-355761

本発明の目的は、面内の抵抗ばらつきが小さいと共に、下地膜との密着力に優れたＴａ−Ｗ合金膜を再現性よく得ることを可能にしたスパッタリングターゲット、さらにスパッタリング時のダスト発生率を低減したスパッタリングターゲット、およびそれを用いて成膜したＴａ−Ｗ合金膜を提供することにある。さらに、そのようなＴａ−Ｗ合金膜をＭＩＭ構造の薄膜ダイオードに適用することによって、特性や信頼性等を向上させた液晶表示装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a sputtering target that can obtain a Ta-W alloy film having a small in-plane resistance variation and excellent adhesion to the base film with good reproducibility, and a dust generation rate during sputtering. It is an object to provide a reduced sputtering target and a Ta—W alloy film formed using the sputtering target. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device with improved characteristics and reliability by applying such a Ta-W alloy film to a thin film diode having an MIM structure.

本発明の態様に係るスパッタリングターゲットは、０．０５〜２質量％の範囲のＷを含有し、残部が実質的にＴａからなるスパッタリングターゲットであって、ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつきが±２０％以内であることを特徴としている。   The sputtering target according to the aspect of the present invention is a sputtering target containing W in the range of 0.05 to 2% by mass, and the balance is substantially made of Ta, and the variation of the W content as the whole target is ± It is characterized by being within 20%.

本発明の態様に係るＴａ−Ｗ合金膜は、本発明の態様に係るスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜してなるＴａ−Ｗ合金膜であって、０．０５〜２質量％の範囲のＷを含有し、残部が実質的にＴａからなることを特徴としている。   The Ta—W alloy film according to the embodiment of the present invention is a Ta—W alloy film formed by sputtering using the sputtering target according to the embodiment of the present invention, and has a W in the range of 0.05 to 2 mass%. And the balance is substantially made of Ta.

本発明の態様に係る液晶表示装置は、スイッチング素子として金属膜／酸化膜／金属膜構造の薄膜ダイオードを具備する液晶表示装置において、前記薄膜ダイオードを構成する少なくとも一方の前記金属膜は本発明の態様に係るＴａ−Ｗ合金膜からなることを特徴としている。   The liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes a thin film diode having a metal film / oxide film / metal film structure as a switching element, wherein at least one of the metal films constituting the thin film diode is the present invention. It consists of the Ta-W alloy film which concerns on an aspect, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の態様に係るスパッタリングターゲットは、Ｗ含有量を制御すると共に、Ｗ含有量のばらつきを低減しているため、Ｗの面内分布を均一化したＴａ−Ｗ合金膜を再現性よく得ることが可能となる。これによって、Ｔａ−Ｗ合金膜の面内の抵抗ばらつきを小さくすると共に、下地膜との密着力を高めることができる。そして、このようなＴａ−Ｗ合金膜を適用したＭＩＭ構造の薄膜ダイオードをスイッチング素子として使用することによって、特性や信頼性を向上させた液晶表示装置を提供することが可能となる。   Since the sputtering target according to the aspect of the present invention controls the W content and reduces the variation in the W content, a Ta—W alloy film having a uniform W in-plane distribution can be obtained with good reproducibility. Is possible. As a result, it is possible to reduce in-plane resistance variation of the Ta—W alloy film and increase the adhesion with the base film. By using a thin film diode having an MIM structure to which such a Ta—W alloy film is applied as a switching element, a liquid crystal display device with improved characteristics and reliability can be provided.

本発明の実施形態によるＴＦＤ素子の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the TFD element by embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明の実施形態によるスパッタリングターゲットはＴａ−Ｗ材の焼結体や溶解材（溶解材に熱間加工や冷間加工等を施したものを含む）等からなる。スパッタリングターゲットを構成するＴａ−Ｗ材は、０．０５〜２質量％の範囲のＷを含有し、残部が実質的にＴａからなる組成を有している。なお、Ｔａ−Ｗ材は付随的な不純物を含有することが許容される。このようなＴａ−Ｗ材の組成は、スパッタ成膜した膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）の低抵抗化と下地膜との密着力向上とを両立させるものである。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. The sputtering target according to the embodiment of the present invention is composed of a sintered body of Ta-W material, a melting material (including a material obtained by subjecting the melting material to hot processing, cold processing, or the like). The Ta—W material constituting the sputtering target contains W in the range of 0.05 to 2% by mass, and the balance has a composition substantially consisting of Ta. The Ta—W material is allowed to contain incidental impurities. Such a composition of the Ta—W material achieves both a reduction in resistance of the sputtered film (Ta—W alloy film) and an improvement in adhesion with the base film.

すなわち、Ｔａ−Ｗ材におけるＷ含有量が０．０５質量％未満であると、純Ｔａと同様にスパッタ条件によっては一部正方晶のβ−Ｔａ相が形成されるため、スパッタ膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）の電気抵抗が高くなる。言い換えると、Ｗを０．０５質量％以上含有するＴａ−Ｗ材からなるスパッタリングターゲットを用いることによって、低抵抗のα−Ｔａ相に対する高抵抗のβ−Ｔａ相の混入量が少ないＴａ−Ｗ合金膜、すなわち低抵抗化したＴａ−Ｗ合金膜を再現性よく得ることが可能となる。一方、Ｗ含有量が２質量％を超えるとスパッタ膜の内部応力が急激に増加して、下地膜との密着力が低下する。これはスパッタ膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）をＴＦＤ素子等の電子素子に適用した際に、ＴＦＤ素子等の機能や信頼性を低下させる要因となる。   That is, when the W content in the Ta—W material is less than 0.05 mass%, a part of tetragonal β-Ta phase is formed depending on sputtering conditions as in the case of pure Ta. The electrical resistance of the W alloy film is increased. In other words, by using a sputtering target made of a Ta-W material containing 0.05 mass% or more of W, a Ta-W alloy with a small amount of high-resistance β-Ta phase mixed with a low-resistance α-Ta phase. It is possible to obtain a film, that is, a Ta-W alloy film with reduced resistance with good reproducibility. On the other hand, if the W content exceeds 2% by mass, the internal stress of the sputtered film increases abruptly and the adhesion with the underlying film decreases. This becomes a factor of lowering the function and reliability of the TFD element and the like when the sputtered film (Ta-W alloy film) is applied to an electronic element such as a TFD element.

この実施形態のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜してなるＴａ−Ｗ合金膜は、上記したスパッタリングターゲットの組成に基づいて、０．０５〜２質量％の範囲のＷを含有し、残部が実質的にＴａからなる組成を有する。そして、このようなＷ含有量を満足するＴａ−Ｗ合金膜は、上述したように低抵抗でかつ下地膜との密着力に優れたものとなる。これはスパッタ膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）をＴＦＤ素子等の電子素子に適用する際に有効に機能する。スパッタリングターゲットおよびそれを用いて成膜したＴａ−Ｗ合金膜のＷ含有量は０．１〜１質量％の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜０．７質量％の範囲である。   The Ta—W alloy film formed by sputtering using the sputtering target of this embodiment contains W in the range of 0.05 to 2 mass% based on the composition of the sputtering target described above, with the balance being substantially the same. In particular, it has a composition made of Ta. Then, the Ta—W alloy film satisfying such a W content has a low resistance and excellent adhesion to the base film as described above. This functions effectively when the sputtered film (Ta—W alloy film) is applied to an electronic device such as a TFD device. The W content of the sputtering target and the Ta—W alloy film formed using the sputtering target is preferably in the range of 0.1 to 1% by mass, more preferably in the range of 0.2 to 0.7% by mass. is there.

上述したＷ含有量を満足するＴａ−Ｗ系スパッタリングターゲットは、ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつきが±２０％以内とされている。スパッタリングターゲット中のＷ含有量のばらつきは、スパッタ膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）におけるＷの面内分布に直に反映される。従って、スパッタリングターゲット中のＷ含有量のばらつきが大きいとスパッタ膜のＷ組成が部分的に不均一になり、抵抗の異なる箇所が形成される。ＴＦＤ素子等の電子素子の素子機能に支障を及ぼさないＷ含有量のばらつき（ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつき）は±２０％以内であり、より好ましくは±１０％以内である。   The Ta—W-based sputtering target that satisfies the above-described W content has a variation in the W content of the target as a whole within ± 20%. The variation in the W content in the sputtering target is directly reflected in the in-plane distribution of W in the sputtered film (Ta—W alloy film). Therefore, if the variation in the W content in the sputtering target is large, the W composition of the sputtered film is partially non-uniform, and portions with different resistances are formed. The variation in the W content that does not hinder the device function of an electronic device such as a TFD device (the variation in the W content of the target as a whole) is within ± 20%, more preferably within ± 10%.

そこで、この実施形態のスパッタリングターゲットでは、ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつきを±２０％以内としている。このようなスパッタリングターゲットを用いることによって、抵抗のばらつきが小さいスパッタ膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）を再現性よく得ることが可能となる。ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつきは±１０％以内とすることがさらに好ましい。ここで、スパッタリングターゲットにおけるＷ含有量のばらつきは、後述する方法にしたがって測定したＷ含有量の各測定値（１７点の測定点の各測定値）とそれらの平均値から、［（平均値−各測定値のうち平均値との差が最大の測定値）／平均値］×１００（％）の式に基づいて求めた値を示すものとする。   Therefore, in the sputtering target of this embodiment, the variation in the W content of the entire target is within ± 20%. By using such a sputtering target, it becomes possible to obtain a sputtered film (Ta—W alloy film) with small resistance variation with good reproducibility. The variation in the W content as a whole target is more preferably within ± 10%. Here, the variation of the W content in the sputtering target is determined from the measured values of W content (measured values of 17 measurement points) measured according to the method described later and their average values [(average value− It is assumed that the value obtained based on the equation of the measured value having the largest difference from the average value) / average value] × 100 (%) is shown.

さらに、この実施形態のスパッタリングターゲットにおいて、Ｔａ−Ｗ材の平均結晶粒径は２００μｍ以下とすることが好ましい。Ｔａ−Ｗ系スパッタリングターゲットの平均結晶粒径が２００μｍを超えると、スパッタリング時にダストが発生しやすくなり、成膜した膜中のダスト混入量が増大して膜不良の原因となる。平均結晶粒径は１５０μｍ以下とすることがより好ましい。また、平均結晶粒径が２００μｍ以下であっても、Ｔａ−Ｗ系スパッタリングターゲット中の結晶粒径のばらつきが大きいとダスト発生の一因となるため、ターゲット全体としての結晶粒径のばらつきは±５０％以内とすることが好まく、より好ましは±３０％以内である。なお、結晶粒径のばらつきはＷ含有量のばらつきと同様にして求めるものとする。   Furthermore, in the sputtering target of this embodiment, the average crystal grain size of the Ta—W material is preferably 200 μm or less. If the average crystal grain size of the Ta—W-based sputtering target exceeds 200 μm, dust is likely to be generated during sputtering, and the amount of dust mixed in the deposited film increases, causing film defects. The average crystal grain size is more preferably 150 μm or less. Further, even if the average crystal grain size is 200 μm or less, if the crystal grain size variation in the Ta—W-based sputtering target is large, it will be a cause of dust generation. It is preferably within 50%, more preferably within ± 30%. The variation in crystal grain size is determined in the same manner as the variation in W content.

この実施形態のスパッタリングターゲットにおいて、ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつき、平均結晶粒径およびそのばらつきは、以下のようにして求めるものとする。まず、ターゲットが円盤状であれば放射状に８等分線を引き、ターゲットの中心部１箇所、ターゲットの外周から１０ｍｍ内側の各箇所（８箇所）、中心部と外周部の中間の各箇所（８箇所）の計１７箇所から試料を採取する。角型のターゲットであれば、四隅と各辺の中心に放射状に線を引き、同様に計１７箇所から試料を採取する。各試料のＷ含有量をＩＣＰ発光分析装置を用いて測定し、これら各試料のＷ含有量（各測定値）とそれらの平均値から、上記した式：［（平均値−各測定値のうち平均値との差が最大の測定値）／平均値］×１００（％）に基づいて、Ｗ含有量のばらつきを求める。ターゲットのＷ含有量は上記した平均値を示すものとする。   In the sputtering target of this embodiment, the variation in the W content, the average crystal grain size, and the variation thereof as a whole target are obtained as follows. First, if the target is disk-shaped, draw an 8-segment line radially, 1 center part of the target, 10 mm inside each part (8 places) from the outer periphery of the target, each part between the center part and the outer peripheral part ( Samples are collected from a total of 17 locations (8 locations). In the case of a square target, radial lines are drawn at the four corners and the center of each side, and samples are similarly collected from a total of 17 locations. The W content of each sample was measured using an ICP emission analyzer, and from the W content (each measured value) of each sample and the average value thereof, the above formula: [(average value−of each measured value) The variation in the W content is determined based on (measured value having the maximum difference from the average value) / average value] × 100 (%). W content of a target shall show an above-mentioned average value.

また、平均結晶粒径は上記した計１７箇所から採取した各試料について、光学顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡を用いて、結晶粒径が最大１０ｍｍ程度になる倍率で観察像を撮影し、３０×３０ｍｍの範囲を任意に指定して大きい結晶粒から５０〜２００個を選択する。エッチング処理は試料の表面を研磨し、ＨＦ：ＨＮＯ₃：Ｈ₂Ｏの混合溶液を使用して行うことが好ましい。個々の結晶粒径は長径と短径の平均値とする。１つの試料から選択した５０〜２００個の結晶粒から平均粒径を算出し、同様に計１７個の試料の平均粒径を算出する。これら１７個の試料の平均粒径をさらに平均した値を、スパッタリングターゲットの平均結晶粒径とする。結晶粒径のばらつきは、各試料の結晶粒径（５０〜２００個の結晶粒から算出した平均粒径）とそれらの平均値（平均結晶粒径）から、［（平均結晶粒径−各試料の結晶粒径のうち平均結晶粒径との差が最大の結晶粒径）／平均結晶粒径］×１００（％）の式に基づいて求めるものとする。 In addition, the average crystal grain size of each sample collected from the above-mentioned 17 locations was taken using an optical microscope or a scanning electron microscope, and an observation image was taken at a magnification at which the crystal grain size was about 10 mm at the maximum, 30 × 30 mm Is arbitrarily specified, and 50 to 200 particles are selected from large crystal grains. The etching process is preferably performed by polishing the surface of the sample and using a mixed solution of HF: HNO ₃ : H ₂ O. Each crystal grain size is an average value of the major axis and the minor axis. An average particle diameter is calculated from 50 to 200 crystal grains selected from one sample, and similarly, an average particle diameter of a total of 17 samples is calculated. A value obtained by further averaging the average grain sizes of these 17 samples is defined as the average crystal grain size of the sputtering target. The variation of the crystal grain size is determined from the average grain size of each sample (average grain size calculated from 50 to 200 crystal grains) and their average value (average crystal grain size) [(average crystal grain size-each sample. The average crystal grain size is the largest difference among the crystal grain sizes) / average crystal grain size] × 100 (%).

上述した実施形態のＴａ−Ｗ系スパッタリングターゲットは、粉末冶金法や溶解法等を適用して作製することができる。粉末冶金法を適用する場合には、まず所定の純度を有するＴａ粉末とＷ粉末とを所望の組成比となるように配合し、ボールミル等の混合装置を用いて粉砕、混合する。混合方式は乾式および湿式のどちらでもよいが、工程が簡便な乾式混合を適用することが好ましい。使用する混合装置の容器材質やボール等のメディア材質は、作製するスパッタリングターゲットが所望の純度になれば特に限定されるものではない。ただし、混合時間は各原料粉末の混合状態、ひいてはＷ含有量のばらつきに大きく影響するため、例えばボールミルによる混合時間は２４時間以上とすることが好ましく、さらに好ましくは３６時間以上である。   The Ta—W-based sputtering target of the embodiment described above can be produced by applying a powder metallurgy method, a melting method, or the like. When applying the powder metallurgy method, first, Ta powder having a predetermined purity and W powder are mixed so as to have a desired composition ratio, and pulverized and mixed using a mixing device such as a ball mill. The mixing method may be either dry or wet, but it is preferable to apply dry mixing with a simple process. The container material of the mixing apparatus to be used and the material of the media such as balls are not particularly limited as long as the sputtering target to be produced has a desired purity. However, since the mixing time greatly affects the mixing state of each raw material powder, and hence the variation in W content, for example, the mixing time by a ball mill is preferably 24 hours or more, and more preferably 36 hours or more.

さらに、ＴａとＷの各原料粉末の粒子径もスパッタリングターゲットのＷ含有量のばらつきや平均結晶粒径およびそのばらつきに影響を及ぼす。Ｗ含有量のばらつきが小さく、かつ平均結晶粒径が２００μｍ以下のスパッタリングターゲットを得るためには、平均粒子径が１００μｍ以下のＴａ粉末およびＷ粉末を使用することが好ましい。これら各原料粉末の平均粒子径は５０μｍ以下であることがより好ましい。例えば、平均粒子径が１００μｍを超える原料粉末を使用して、密度９５％以上のスパッタリングターゲットを作製すると、ターゲット中のＷ含有量にばらつきが生じやすくなると共に、焼結時に粒成長することでターゲットの平均結晶粒径が２００μｍを超えやすくなる。   Furthermore, the particle diameter of the Ta and W raw material powders also affects the variation in the W content of the sputtering target, the average crystal grain size, and the variation. In order to obtain a sputtering target having a small W content variation and an average crystal grain size of 200 μm or less, it is preferable to use Ta powder and W powder having an average particle size of 100 μm or less. The average particle diameter of each raw material powder is more preferably 50 μm or less. For example, when a raw material powder having an average particle diameter exceeding 100 μm is used to produce a sputtering target having a density of 95% or more, the W content in the target tends to vary, and the target grows by grain growth during sintering. The average crystal grain size tends to exceed 200 μm.

次に、上述したＴａ粉末とＷ粉末との混合粉末に、常圧焼結、ホットプレス、ＨＩＰ等を施して焼結体を作製する。なお、これら焼結方法のうちでも、比較的高密度で高純度品が得られやすいＨＩＰが適している。焼結の際の昇温速度は１２０℃／時間以下とすることが好ましい。昇温速度を１２０℃／時間以下とすることで焼結時の内部温度が均一になり、これによりターゲットの結晶粒径のばらつきを抑えることができる。焼結時の昇温速度は１００℃／時間以下とすることがより好ましい。また、焼結後の冷却速度が速すぎると焼結体に割れやひび等の欠陥が生じやすくなるため、冷却速度は２００℃／時間未満とすることが好ましく、より好ましくは１００℃／時間未満である。   Next, atmospheric pressure sintering, hot pressing, HIP or the like is applied to the mixed powder of the Ta powder and W powder described above to produce a sintered body. Of these sintering methods, HIP is suitable because it is easy to obtain a high-purity product with a relatively high density. The heating rate during sintering is preferably 120 ° C./hour or less. By setting the rate of temperature rise to 120 ° C./hour or less, the internal temperature during sintering becomes uniform, thereby suppressing variations in the crystal grain size of the target. The heating rate during sintering is more preferably 100 ° C./hour or less. In addition, if the cooling rate after sintering is too high, defects such as cracks and cracks are likely to occur in the sintered body. Therefore, the cooling rate is preferably less than 200 ° C./hour, more preferably less than 100 ° C./hour. It is.

溶解法を適用する場合、ターゲット中のＷ含有量のばらつきを低減するために、上記した粉末冶金法と同様の方法で作製した焼結体を溶解原料として用いることが好ましい。溶解原料としての焼結体は高密度にする必要がないため、低コストの常圧焼結を適用することができる。このような焼結体を高周波溶解、ＥＢ溶解、アーク溶解等を適用して溶解インゴットを作製する。なお、これらのうち比較的に短時間でインゴットを作製することができ、また高純度品が得られやすいＥＢ溶解を適用することが好ましい。   When applying the melting method, in order to reduce the variation in the W content in the target, it is preferable to use a sintered body produced by the same method as the powder metallurgy method described above as the melting raw material. Since the sintered body as the melting raw material does not need to have a high density, low-cost atmospheric pressure sintering can be applied. Such a sintered body is subjected to high-frequency melting, EB melting, arc melting, etc. to produce a melting ingot. Of these, it is preferable to apply EB dissolution, in which an ingot can be produced in a relatively short time and a high-purity product is easily obtained.

溶解インゴットは結晶粒径が粗大であるため、結晶粒径を微細にするために熱間加工や冷間加工等を施し、さらに再結晶化熱処理を行うことが好ましい。例えば、溶解インゴットの平均結晶粒径を２００μｍ以下にするためには、加工率が５０％以上の鍛造（圧延）加工を行い、さらに再結晶化のために１０００〜１５００℃の温度で１時間以上の熱処理を行うことが好ましい。１５００℃を超える温度で熱処理を施すと、粒成長が促進されることで結晶粒が粗大化しやすくなる。再結晶化のための熱処理温度は１２００℃以下とすることがより好ましい。上記した加工の回数は結晶粒径のばらつきに影響する。結晶粒径のばらつきを低減するためには、上記した操作を２回以上行うことが好ましい。   Since the melted ingot has a coarse crystal grain size, it is preferable to carry out hot working or cold working to make the crystal grain size fine, and further perform recrystallization heat treatment. For example, in order to set the average crystal grain size of the molten ingot to 200 μm or less, forging (rolling) processing with a processing rate of 50% or more is performed, and further at a temperature of 1000 to 1500 ° C. for one hour or more for recrystallization. It is preferable to perform the heat treatment. When heat treatment is performed at a temperature exceeding 1500 ° C., grain growth is promoted, so that the crystal grains are easily coarsened. The heat treatment temperature for recrystallization is more preferably 1200 ° C. or lower. The number of processing described above affects the variation in crystal grain size. In order to reduce the variation in the crystal grain size, it is preferable to perform the above operation twice or more.

上述した粉末冶金法による焼結体や溶解法によるインゴットは、乾式または湿式の機械加工により所望の寸法に加工され、さらに必要に応じてスパッタリング中の熱を冷却するためのバッキングプレートに接合される。このようにして、実施形態のスパッタリングターゲットが得られる。バッキングプレートの材質はＡｌやＣｕが一般的である。また、バッキングプレートとの接合には、一般的な拡散接合やソルダ接合等を適用することができる。ソルダ接合を適用する場合には、公知のＩｎ系やＳｎ系の接合材を介してバッキングプレートと接合する。   The above-mentioned sintered body by the powder metallurgy method and the ingot by the melting method are processed to a desired size by dry or wet machining, and further bonded to a backing plate for cooling the heat during sputtering as necessary. . In this way, the sputtering target of the embodiment is obtained. The material of the backing plate is generally Al or Cu. Further, general diffusion bonding, solder bonding, or the like can be applied to the bonding with the backing plate. When applying solder joint, it joins with a backing plate via the well-known In type or Sn type joining material.

また、スパッタリングターゲットの形状は、使用するスパッタリング装置により適宜に選択される。大型ターゲットの場合には、複数のターゲット片を例えば拡散接合して所望形状のターゲットとしてもよい。ただし、大面積のＬＣＤ等の形成に用いられる大型ターゲットを作製する場合には、溶解法で一括形成することがスパッタ時のダスト発生を抑制する上で好ましい。また、目的とするスパッタリングターゲットによって、必要とされる純度、組織、面方位等が異なることがあるため、これら要求特性に応じて製造方法を適宜設定することができる。   Further, the shape of the sputtering target is appropriately selected depending on the sputtering apparatus to be used. In the case of a large target, a plurality of target pieces may be diffusion bonded, for example, to obtain a target having a desired shape. However, when producing a large target used for forming a large area LCD or the like, it is preferable to form all at once by a melting method in order to suppress dust generation during sputtering. Further, since the required purity, structure, plane orientation, and the like may differ depending on the target sputtering target, the manufacturing method can be appropriately set according to these required characteristics.

上述した実施形態のＴａ−Ｗ系スパッタリングターゲットは、例えば液晶表示装置のスイッチング素子等に適用されるＴＦＤ素子のような半導体素子の形成に好適に用いられるものである。具体的には、ＴＦＤ素子の電極形成用として好適である。すなわち、実施形態のＴａ−Ｗ系スパッタリングターゲットをスパッタ成膜してなるＴａ−Ｗ合金膜は、前述したように膜組成（０．０５〜２質量％Ｗ−Ｔａ）とＷの均一な面内分布等に基づいて、低抵抗でかつ下地膜との密着力に優れることから、金属膜／酸化膜／金属膜構造（ＭＩＭ構造）を有するＴＦＤ素子の少なくとも一方の金属膜、特に基板上に形成される下側の金属膜として好適に用いられるものである。   The Ta—W-based sputtering target of the above-described embodiment is suitably used for forming a semiconductor element such as a TFD element applied to a switching element of a liquid crystal display device, for example. Specifically, it is suitable for forming an electrode of a TFD element. That is, the Ta—W alloy film formed by sputtering the Ta—W-based sputtering target of the embodiment has a uniform film composition (0.05 to 2 mass% W—Ta) and W in-plane as described above. Formed on at least one metal film of a TFD element having a metal film / oxide film / metal film structure (MIM structure), particularly on a substrate, because of its low resistance and excellent adhesion to the underlying film based on the distribution, etc. The lower metal film is preferably used.

この実施形態のＴａ−Ｗ合金膜は、具体的には１ｍΩ・ｍ以下の抵抗率を有し、かつ抵抗率のばらつきが０．２ｍΩ・ｍ以下という特性を有する。抵抗率のばらつきは０．１５ｍΩ・ｍ以下であることがより好ましく、さらに好ましくは０．１ｍΩ・ｍ以下である。このような特性を有するＴａ−Ｗ合金膜を適用したＴＦＤ素子、さらにそのようなＴＦＤ素子をスイッチング素子として使用した液晶表示装置によれば、素子機能や信頼性、ひいては表示特性や信頼性等の向上を図ることができる。ここで、Ｔａ−Ｗ合金膜の抵抗率は４点式抵抗計を使用して測定する。具体的には、スパッタリングターゲットと同様に計１７箇所の抵抗率を測定し、その平均値をＴａ−Ｗ合金膜の抵抗率とする。また、抵抗率のばらつきは１７箇所の抵抗率の最大値と最小値の差を示すものとする。   Specifically, the Ta—W alloy film of this embodiment has a resistivity of 1 mΩ · m or less and a variation in resistivity of 0.2 mΩ · m or less. The variation in resistivity is more preferably 0.15 mΩ · m or less, and further preferably 0.1 mΩ · m or less. According to the TFD element to which the Ta—W alloy film having such characteristics is applied, and the liquid crystal display device using such a TFD element as a switching element, the element function and reliability, and consequently the display characteristics and reliability, etc. Improvements can be made. Here, the resistivity of the Ta—W alloy film is measured using a four-point resistance meter. Specifically, the resistivity of a total of 17 places is measured similarly to the sputtering target, and the average value is set as the resistivity of the Ta—W alloy film. The variation in resistivity indicates a difference between the maximum value and the minimum value of the resistivity at 17 locations.

図１は本発明の実施形態によるＴＦＤ素子、すなわち上述した実施形態のＴａ−Ｗ系スパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａ−Ｗ合金膜を適用したＴＦＤ素子の構成を示す断面図である。図１に示すＴＦＤ素子１は、ガラス基板等からなる基板２上に形成された第１の電極３を有しており、その表面には絶縁膜として陽極酸化膜４が形成されている。第１の電極３には、上述した実施形態のＴａ−Ｗ系スパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａ−Ｗ合金膜が適用される。Ｔａ−Ｗ合金膜からなる第１の電極３は陽極酸化しやすく、その表面に絶縁膜としての酸化膜４を形成しやすいという利点を有する。さらに、非線形特性が大きいＴＦＤ素子１を得ることができる。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a TFD element according to an embodiment of the present invention, that is, a TFD element to which a Ta—W alloy film formed using the Ta—W based sputtering target of the above-described embodiment is applied. A TFD element 1 shown in FIG. 1 has a first electrode 3 formed on a substrate 2 made of a glass substrate or the like, and an anodic oxide film 4 is formed as an insulating film on the surface thereof. For the first electrode 3, a Ta—W alloy film formed using the Ta—W based sputtering target of the above-described embodiment is applied. The first electrode 3 made of a Ta—W alloy film is easily anodized, and has an advantage that an oxide film 4 as an insulating film can be easily formed on the surface thereof. Furthermore, the TFD element 1 having a large nonlinear characteristic can be obtained.

上述したように、Ｔａ−Ｗ合金膜からなる第１の電極３の表面には、Ｔａ−Ｗ合金膜を陽極酸化して形成した酸化膜４が絶縁膜として形成されている。このような陽極酸化膜４上には第２の電極５となる金属膜が形成されており、これらによってＭＩＭ構造を有するＴＦＤ素子１が構成されている。第２の電極５としての金属膜には、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、もしくはこれらの合金等を適用することができる。このような構成を有するＴＦＤ素子１をスイッチング素子として用いることによって、本発明の一実施形態による液晶表示装置が構成される。すなわち、この実施形態の液晶表示装置は、図１に示すＴＦＤ素子１をスイッチング素子として具備するものである。   As described above, the oxide film 4 formed by anodizing the Ta—W alloy film is formed as an insulating film on the surface of the first electrode 3 made of the Ta—W alloy film. A metal film to be the second electrode 5 is formed on the anodic oxide film 4, and the TFD element 1 having the MIM structure is formed by these. For the metal film as the second electrode 5, for example, Cr, Al, Ag, or an alloy thereof can be applied. By using the TFD element 1 having such a configuration as a switching element, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is configured. That is, the liquid crystal display device of this embodiment includes the TFD element 1 shown in FIG. 1 as a switching element.

次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。   Next, specific examples of the present invention and evaluation results thereof will be described.

（実施例１〜３、比較例１〜３）
まず、原料粉末として純度９９.９％、平均粒子径５０μｍのＴａ粉末と純度９９.９％、平均粒子径２０μｍのＷ粉末とを用意した。これらＴａ粉末とＷ粉末とを表１に示す組成比となるように調合した後、樹脂製のボールミル容器にアルミナボールと共に投入して３６時間混合した。得られた各混合粉末を真空中にて１５００℃×５時間の条件で常圧焼結した。これら各焼結体を溶解原料として用いて、ＥＢ溶解炉で溶解を行ってインゴットを作製した。得られた各インゴットに加工率５０％の冷間鍛造と１２００℃×５時間の条件による再結晶化熱処理を交互に２回行った後、機械加工により円盤状（直径５インチ×厚さ５ｍｍ）に加工した。このような各円盤をソルダ接合法で無酸素銅製バッキングプレートと接合して、目的とするスパッタリングターゲットをそれぞれ作製した。 (Examples 1-3, Comparative Examples 1-3)
First, Ta powder having a purity of 99.9% and an average particle size of 50 μm and W powder having a purity of 99.9% and an average particle size of 20 μm were prepared as raw material powders. These Ta powder and W powder were prepared so as to have the composition ratio shown in Table 1, and then put together with alumina balls into a resin ball mill container and mixed for 36 hours. Each obtained mixed powder was sintered under normal pressure in a vacuum at 1500 ° C. for 5 hours. Each of these sintered bodies was used as a melting raw material and melted in an EB melting furnace to produce an ingot. Each ingot obtained was subjected to cold forging with a processing rate of 50% and recrystallization heat treatment under conditions of 1200 ° C. × 5 hours alternately, and then machined to form a disk (diameter 5 inches × thickness 5 mm) It was processed into. Each of these disks was joined to an oxygen-free copper backing plate by a solder joining method to produce each target sputtering target.

なお、表１中の比較例１、２はスパッタリングターゲットのＷ含有量を本発明の範囲外とする以外は実施例１と同様にして作製したものである。比較例１のスパッタリングターゲットのＷ含有量は０．０３質量％、比較例２のスパッタリングターゲットのＷ含有量は２．５質量％とした。また、比較例３はＴａ粉末とＷ粉末の混合時間を１２時間とする以外は実施例２と同様にして作製したものである。   In addition, Comparative Examples 1 and 2 in Table 1 were produced in the same manner as in Example 1 except that the W content of the sputtering target was outside the scope of the present invention. The W content of the sputtering target of Comparative Example 1 was 0.03% by mass, and the W content of the sputtering target of Comparative Example 2 was 2.5% by mass. Comparative Example 3 was prepared in the same manner as Example 2 except that the mixing time of Ta powder and W powder was 12 hours.

上述した実施例１〜３および比較例１〜３による各Ｔａ−Ｗ系スパッタリングターゲットを用いて、背圧５×１０^-4Ｐａ、出力ＤＣ２００Ｗの条件下で直径５インチのガラス基板上にスパッタリングし、厚さ約１００ｎｍのＴａ−Ｗ合金膜を２枚作製した。１枚は抵抗率測定用とし、もう１枚は下地（ガラス基板）との密着力測定用とした。また、スパッタリングターゲットのＷ含有量（平均値）とそのばらつき、平均結晶粒径とそのばらつきは、成膜後の各スパッタリングターゲットから試料を切り出して評価した。測定方法は前述した通りである。それらの結果を表１に示す。 Using each Ta—W sputtering target according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 described above, sputtering was performed on a glass substrate having a diameter of 5 inches under the conditions of a back pressure of 5 × 10 ⁻⁴ Pa and an output of DC 200 W. Two Ta—W alloy films having a thickness of about 100 nm were produced. One sheet was used for measuring the resistivity, and the other sheet was used for measuring the adhesion with the base (glass substrate). In addition, the W content (average value) of the sputtering target and its variation, and the average crystal grain size and its variation were evaluated by cutting a sample from each sputtering target after film formation. The measuring method is as described above. The results are shown in Table 1.

下地との密着力はピーリングテストにより評価した。ピーリングテストは、Ｔａ−Ｗ合金膜の中心部に計２５個の５ｍｍ角の部位をダイヤモンドカッタで形成し、これら各部位にスコッチテープを貼り付け、それを剥がすことにより実施した。スコッチテープと共に合金膜が剥がれた部位（一部も同様）の個数に基づいて密着力を評価した。剥がれた部位が０個の場合を○、１〜２個の場合を△、３個の以上の場合を×とした。   The adhesion with the substrate was evaluated by a peeling test. The peeling test was carried out by forming a total of 25 5 mm square portions with a diamond cutter at the center of the Ta-W alloy film, attaching scotch tape to each of these portions, and peeling it off. Adhesive strength was evaluated based on the number of portions (partially the same) where the alloy film was peeled off together with the scotch tape. The case where the number of peeled sites was 0 was evaluated as ◯, the case of 1 to 2 as Δ, and the case of 3 or more as ×.

表１から明らかなように、比較例１によるＷ含有量が０．０５質量％未満のスパッタリングターゲットを用いた場合には、得られるＴａ−Ｗ合金膜の抵抗が高くなることが分かる。また、比較例２によるＷ含有量が２質量％を超えるスパッタリングターゲットを用いた場合には、得られるＴａ−Ｗ合金膜の密着力が劣ることが分かる。さらに、比較例３のようにＷ含有量のばらつきが大きいスパッタリングターゲットでは、得られるＴａ−Ｗ合金膜の抵抗率のばらつきが大きくなる。これらに対して、実施例１〜３による各スパッタリングターゲットを用いて成膜したＴａ−Ｗ合金膜は、抵抗率およびそのばらつきが小さく、さらに下地との密着力にも優れている。なお、各Ｔａ−Ｗ合金膜はスパッタリングターゲットとほぼ同一の組成を有することが確認された。   As can be seen from Table 1, when a sputtering target having a W content of less than 0.05% by mass according to Comparative Example 1 is used, the resistance of the resulting Ta—W alloy film is increased. Moreover, when the sputtering target with which W content by the comparative example 2 exceeds 2 mass% is used, it turns out that the adhesive force of the Ta-W alloy film obtained is inferior. Furthermore, in the sputtering target having a large variation in the W content as in Comparative Example 3, the variation in resistivity of the obtained Ta—W alloy film is large. On the other hand, the Ta—W alloy film formed using each sputtering target according to Examples 1 to 3 has small resistivity and variation, and is excellent in adhesion to the base. Each Ta—W alloy film was confirmed to have almost the same composition as the sputtering target.

（実施例４〜５）
実施例４では純度９９．９％、平均粒子径５０μｍのＴａ粉末と純度９９．９％、平均粒子径２０μｍのＷ粉末を使用した。実施例５では純度９９．９％、平均粒径７０μｍのＴａ粉末と純度９９．９％、平均粒径６０μｍのＷ粉末を使用した。これらをＷ含有量が０．５質量％となるように調合し、樹脂製のボールミル容器にアルミナボールと共に投入して３６時間混合した。得られた各混合粉末を、真空中、昇温速度１２０℃／時間、１２００℃×５時間の条件でＨＩＰ焼結した。得られた各焼結体を実施例１と同様にして円盤状に機械加工し、さらにソルダ接合法を用いて無酸素銅製バッキングプレートと接合することによって、目的とするスパッタリングターゲットを作製した。 (Examples 4 to 5)
In Example 4, Ta powder having a purity of 99.9% and an average particle diameter of 50 μm and W powder having a purity of 99.9% and an average particle diameter of 20 μm were used. In Example 5, Ta powder having a purity of 99.9% and an average particle diameter of 70 μm and W powder having a purity of 99.9% and an average particle diameter of 60 μm were used. These were prepared so that the W content would be 0.5% by mass, put into a resin ball mill container together with alumina balls, and mixed for 36 hours. Each of the obtained mixed powders was subjected to HIP sintering in a vacuum at a heating rate of 120 ° C./hour and 1200 ° C. for 5 hours. Each of the obtained sintered bodies was machined into a disk shape in the same manner as in Example 1, and further joined to an oxygen-free copper backing plate using a solder joining method to produce a target sputtering target.

このようにして得た各Ｔａ−Ｗ系スパッタリングターゲットを用いて、実施例１と同様の条件で、直径５インチのガラス基板上にスパッタリングし、厚さ約１００ｎｍの金属膜を１１枚作製した。１枚は抵抗測定用とし、残りの１０枚はダスト測定用とした。また、スパッタリングターゲットのＷ含有量とそのばらつき、平均結晶粒径とそのばらつきは、成膜後の各スパッタリングターゲットから試料を切り出して評価した。これらの結果を表２に示す。なお、ダストの発生率は膜中に存在する大きさ０．３μｍ以上のダストを測定し、１０回の成膜の平均値として示した。   Using each Ta—W-based sputtering target thus obtained, sputtering was performed on a glass substrate having a diameter of 5 inches under the same conditions as in Example 1 to produce 11 metal films having a thickness of about 100 nm. One sheet was used for resistance measurement, and the remaining 10 sheets were used for dust measurement. In addition, the W content of the sputtering target and its variation, the average crystal grain size and its variation were evaluated by cutting a sample from each sputtering target after film formation. These results are shown in Table 2. In addition, the dust generation rate was measured as dust having a size of 0.3 μm or more existing in the film, and was shown as an average value of 10 film formations.

（実施例６〜８）
実施例６では実施例４と同様の原料粉末を用い、同様の方法で混合した後、真空中、昇温速度３００℃／時間、１２００℃×５時間の条件でＨＩＰ焼結を行った。また、実施例７、８では、純度９９．９％、平均粒径２００μｍのＴａ粉末と純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのＷ粉末を、Ｗ含有量が０．５質量％となるように調合した。実施例７は実施例４と同様の方法で焼結体を作製した。実施例８は真空中、昇温速度３００℃／時間、１２００℃×５時間の条件でＨＩＰ焼結を行った。これら各焼結体を用いて、実施例４と同様の方法でスパッタリングターゲットを作製し、実施例１と同一条件で成膜したスパッタ膜とスパッタリングターゲットの評価を行った。これらの結果を表２に併せて示す。 (Examples 6 to 8)
In Example 6, the same raw material powder as in Example 4 was used and mixed by the same method, and then HIP sintering was performed in a vacuum at a temperature rising rate of 300 ° C./hour and 1200 ° C. × 5 hours. In Examples 7 and 8, Ta powder having a purity of 99.9% and an average particle size of 200 μm, and W powder having a purity of 99.9% and an average particle size of 150 μm, the W content is 0.5% by mass. It was formulated. In Example 7, a sintered body was produced in the same manner as in Example 4. In Example 8, HIP sintering was performed in a vacuum at a heating rate of 300 ° C./hour and 1200 ° C. × 5 hours. Using each of these sintered bodies, a sputtering target was prepared in the same manner as in Example 4, and the sputtered film and sputtering target formed under the same conditions as in Example 1 were evaluated. These results are also shown in Table 2.

表２から明らかなように、平均結晶粒径が小さく、かつそのばらつきが小さいスパッタリングターゲットを用いることによって、ダストの発生率を低減することができる。これはスパッタ膜（Ｔａ−Ｗ合金膜）の歩留り向上に大きく寄与する。   As is apparent from Table 2, the dust generation rate can be reduced by using a sputtering target having a small average crystal grain size and small variations. This greatly contributes to improving the yield of the sputtered film (Ta—W alloy film).

１…ＴＦＤ素子、２…基板、３…Ｔａ−Ｗ合金膜からなる第１の電極、４…陽極酸化膜、５…第２の電極。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... TFD element, 2 ... Substrate, 3 ... 1st electrode which consists of Ta-W alloy film, 4 ... Anodized film, 5 ... 2nd electrode.

Claims (6)

０．０５〜２質量％の範囲のＷを含有し、残部が実質的にＴａからなるスパッタリングターゲットであって、ターゲット全体としてのＷ含有量のばらつきが±２０％以内であることを特徴とするスパッタリングターゲット。   A sputtering target containing W in the range of 0.05 to 2% by mass and the balance being substantially made of Ta, and the variation of the W content as a whole target is within ± 20%. Sputtering target. 請求項１記載のスパッタリングターゲットにおいて、
平均結晶粒径が２００μｍ以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to claim 1, wherein
A sputtering target having an average crystal grain size of 200 μm or less. 請求項２記載のスパッタリングターゲットにおいて、
ターゲット全体としての結晶粒径のばらつきが±５０％以内であることを特徴とするスパッタリングターゲット。 The sputtering target according to claim 2, wherein
A sputtering target characterized in that variation in crystal grain size as a whole target is within ± 50%. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタ成膜してなるＴａ−Ｗ合金膜であって、
０．０５〜２質量％の範囲のＷを含有し、残部が実質的にＴａからなることを特徴とするＴａ−Ｗ合金膜。 A Ta-W alloy film formed by sputtering using the sputtering target according to any one of claims 1 to 3,
A Ta—W alloy film characterized by containing W in a range of 0.05 to 2 mass%, and the balance being substantially made of Ta. 請求項４記載のＴａ−Ｗ合金膜において、
抵抗率が１ｍΩ・ｍ以下であり、かつ前記抵抗率のばらつきが０．２ｍΩ・ｍ以下であることを特徴とするＴａ−Ｗ合金膜。 In the Ta-W alloy film according to claim 4,
Ta-W alloy film characterized by having a resistivity of 1 mΩ · m or less and a variation in resistivity of 0.2 mΩ · m or less. スイッチング素子として金属膜／酸化膜／金属膜構造の薄膜ダイオードを具備する液晶表示装置において、
前記薄膜ダイオードを構成する少なくとも一方の前記金属膜は、請求項４または請求項５記載のＴａ−Ｗ合金膜からなることを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device comprising a thin film diode having a metal film / oxide film / metal film structure as a switching element,
6. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein at least one of the metal films constituting the thin film diode is made of a Ta-W alloy film according to claim 4 or 5.

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