TW201002645A - Lanthanum oxide-based sintered object, sputtering target comprising the sintered object, process for producing lanthanum oxide-based sintered object, and process for sputtering target production using the process - Google Patents

Lanthanum oxide-based sintered object, sputtering target comprising the sintered object, process for producing lanthanum oxide-based sintered object, and process for sputtering target production using the process Download PDF

Info

Publication number
TW201002645A
TW201002645A TW098121790A TW98121790A TW201002645A TW 201002645 A TW201002645 A TW 201002645A TW 098121790 A TW098121790 A TW 098121790A TW 98121790 A TW98121790 A TW 98121790A TW 201002645 A TW201002645 A TW 201002645A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sintered body
powder
oxide
cerium oxide
based sintered
Prior art date
Application number
TW098121790A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Satoh
Yoshimasa Koido
Original Assignee
Nippon Mining Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Mining Co filed Critical Nippon Mining Co
Publication of TW201002645A publication Critical patent/TW201002645A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02181—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing hafnium, e.g. HfO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02186—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing titanium, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02189—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing zirconium, e.g. ZrO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02192—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing at least one rare earth metal element, e.g. oxides of lanthanides, scandium or yttrium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02194—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing more than one metal element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02266—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by physical ablation of a target, e.g. sputtering, reactive sputtering, physical vapour deposition or pulsed laser deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51—Insulating materials associated therewith
    • H01L29/517—Insulating materials associated therewith the insulating material comprising a metallic compound, e.g. metal oxide, metal silicate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/442—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6581—Total pressure below 1 atmosphere, e.g. vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • C04B2235/721—Carbon content
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/782—Grain size distributions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

201002645 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種以氧化鑭（La)作為基本成分、並以鈦 (Τι)、鍅（Zr)、铪（Hf)之一種或二種以上做為添加氧化物所 構成之氧化鑭基燒結體、由該燒結體所構成之濺鍍靶、氧 化鑭基燒結體之製造方法及採行該製造方法之濺鍍靶之製 造方法。 【先前技術】 最近，次世帶之 M〇SFET(Metal_0xide_Semic()nduct()i_ Field-Effect Transistor，金屬·氧化層-半導體場效電晶體） 中之閘極絕緣膜（gate insulat〇r film)被要求薄臈化，但目前 為止用作閘極絕緣膜之Sl〇2,因穿隧效應（tunnel effect)導 致漏電流增加，使得難以正常動作。 針對此問題，做為替代性材料，目前已提案出具有高 ”電係數、间熱穩定性、對於二氧化矽中之電洞與電子而 言具有高能量障壁之Hf〇2、Zr〇2、Al2〇2、La2〇3等所謂高 介電值（High-k)材料。 該等材料之中被認為最有力者，係以Hf〇2作為基本之 材料系’目月已有其作為次世帶之M〇SFET中之閑極絕緣 膜的=報告’而在最近有藉由組合使用励系或Hf〇N f之回介電值材料與氧化鑭（LhO3)而獲得降低臨界值電壓 等特14提升之報告（參照非專利文獻1)。此外，作為LaHfO 糸之材料，已揭示使帛La2Hf2〇7可較佳地控制金屬閘電極 201002645 之有效工作函數（參照專利文獻丨）。 如上所述’鑭是目前受到矚目的材料。 ^鑭（La)係屬於稀土類元素，作為礦物資源係以混合複合 氧化物的形態含於地殼之中。稀土類元素係從較稀少地存 在之礦物所分離，雖被稱為稀土類元素’但從地殼全體來 看絕非稀少。 鑭的原子序為57’原子量138 9之白色金屬，於常溫 下具備複六方最密構造。熔點為92rc，沸點為乃㈧艽， 密度為6.15gw，在空氣中表面會氧化，而在水中會缓慢 溶解。可溶於熱水、酸中。無延性，射少許展性。電阻 率為5.70xl0、cm。在445。〇以上會燃力堯而成為氧化物 LhO3 (參照理化學辭典）。 稀土類元素一般係以氧化數為3之化合物較安定，而 鑭亦為3價。 金屬鑭有在純化時容易氧化的問題，故為—種難以高
純度化之材料，而目前未有高純度的製品。此夕卜，金屬綱 放置於空氣中時會在短時間内氧化而變成黑色，故有不容 易使用的問題。 關於上述之鑭（氧化鑭）雖可說仍在研究的階段，但研究 上述之鑭（氧化鑭）的特性時發現，若將金屬鑭本身作為滅鐘 ^而存在1具有下述主要的優點：可於基板上形成綱 的溥膜；可輕易調查其與石夕基板界面的相互情形、與進一 步形成鑭化合物而作爲其公φ t 、 T马间"電係數閘極絕緣膜的特性；作 為產品的自由度增大。 5 201002645 …、'而即使製造上述鑭機妒^知 中短時間内U0分鐘左右）就會、=’如上所述’其在空氣 膜’則合卩丨4千 破氧化。若於把上形成氧仆 臊則會引起電傳導度0 战乳化 若長時間放置於空氣中，二”致濺鐘不良。此外， 水分反應而成為被⑽會引起趣1巴與空氣中的 產生益法正當、色私末覆蓋的狀態，因而 …无止吊進仃濺鍍之問題。 因此，濺鍍靶製作後需 覆蓋之抗氧化h 即彳木α真空包裝或以油脂 作孝。同檨妯 *仃真工包裝即為顯著的煩雜 ^门樣地’以油脂覆蓋對要求清淨度的滅餘而言尚 伴著油脂的去除作辈，赴πl ^ 于、作業故冋樣伴有煩雜的作業。 基於上述問題，目前鑭元素之靶材仍未達成實用化。 士上所述ί見今仍無法製造出可符合實用之氧化鑭耙。 另方面，製作氧化鑭膜時，相較於金屬鑭與氧進行 反應錢鍍之方法、或於金屬鑭成膜後再進行氧化的方 法使用氧化鑭靶的方法其步驟較簡單，而可形成氧量均 勾的膜 '然而，氧化鑭與空氣中水分的反應會比金屬鑭與 空氣：水分的反應更早發生’而在非常短的時間内成為粉 末，最後會完全崩壞。因此，欲以工業上一般之PVD法' 特別是濺鍍法來製造La2〇3膜時，供應可符合實用之氧化鑭 靶極為困難。 [非專利文獻 1] : ALSHAREEF H.N., QUEVEDO-LOPEZ M., WEN H. C., HARRIS R., KIRSCH P., MAJHI P., LEE B. H.，JAMMY R·，著「work function engineering using lanthanum oxide interfacial layers j App.Phys.Lett., Vol.89 201002645
No.23 Page.232103-232102-3, (2006) [專利文獻1]:日本專利特開2007_324593號公報 【發明内容】 發明所欲解決之課題 如上述先前技術之記載，因金屬鑭容易與氧結合， 氧化鑭會與水分或二氧化碳結合而形成氫氧化物等而變化 成粉狀，故難以長時間保管，作為濺鍍靶的製品化會 難。 困 本發明在於提供一種以氧化鑭（La)作為基本成分，並藉 由鈦（Ti)、鍅（Zr)、铪（Hf)之一種或二種以上所構成之2加 氧化物所構成之氧化鑭基燒結體、由該燒結體所構成:: 鍍靶、氧化鑭基燒結體之製造方法及以該製造方法所進一 之濺鍍靶之製造方法，藉此可防止該濺鍍靶與水分或二= 化碳結合而形成氫氧化物等而變化成粉狀，而可長時間2 管。此外亦提供一種技術，其係藉由使用該濺鍍靶所形= 之膜’而可有效率且穩定地提供高介電值閘極絕緣暝用氧 以解決誤顳之手p 如上述發明所欲解決之課題之記載，金屬鑭容易與氧 結合’而氧化綱會與水分結合而形成氫氧化物，兩者4 以長時間保管。本案發明係、使用作為燒結體或濺錢/盆 以氧化鑭作為基本成分’並於其中並添加有氧化鈦、氧： 7 201002645 錯、氧化給之一種或二種以上。此外該等燒結體以及濺錢 靶的成分組成係含有新穎物質。 如上所述，本發明係提供： 1) 一種氧化鑭基燒結體’係以氧化鑭作為基本成分， 其特徵在於··含有氧化鈦、氧化锆、氧化姶之一種或二種 以上，且剩餘部分為氧化鑭以及不可避免的雜質。 2) 如上述1)之氧化鑭基燒結體，其中相對於燒結體 中之金屬元素的總成分量，!太、鍅、铪之金屬元素的量為 lmol%以上而未滿50ηι〇ι%。 3) 如上述i)之氧化鑭基燒結體’其中相對於燒結體 中之金屬元素的總成分量，㉗、锆、铪之金屬元素的量為 lOmol%以上而未滿5〇mol%。 4)如上述1)〜3)中任一瑁少紅，，
一 員之虱化鑭基燒結體，其S 氫以及碳分別為25wtppm以下、相斟 相對饴度為96%以上、邊 大粒徑為50 // m以下、平均粒庐& c 1二芍5 #爪以上。 5) —種濺鍍靶，係由上述〇 鑭基燒結體所構成。 再者，本發明亦提供： 4)項中任一項之氧化 6) —種氧化綱基燒結體之製造、 用La2(C〇3)3粉末或La2〇3粉末作去’其特徵在於： 丁1〇2、响、應2粉末之-種或二2化鑭原料粉末，以 並以將相對於La之添加氧化物之金^上作為添加氧化物 定之值的方式配合混合後，將診、'θ屬成分的組成比成為 成，接著將該合成材料加以粉辟士、1 於大氣中加熱 成為粉太$ 4么 禾之後，再將該 8 201002645 成粉末進行熱壓而製成燒結體。 〜7)-種氧化鑭基燒結體之製造方法，係用以製造上述 )4)中任-項之氧化鑭基燒結體，其特徵在於·使用 Wc〇3)3粉末或La2〇3粉末作為氧化鑛原料粉末，以及 ⑽、ZK)2、Hf〇2粉末之—種或二種以上作為添加氧化物， :以將相對於La之添加氧化物之金屬成分的組成比成為既 定之值的方式配合混合後，將該混合粉末於大氣中加熱合 成，接著將該合成材料加以粉碎成為粉末之後，再將該合 成粉末進行熱壓而製成燒結體。 )如上述6)或7)之氧化鑭基燒結體之製造方法，其 中混合係以濕式球磨機來進行，且合成係於大氣中135()二 1550 °C、加熱5〜25小時來製造。 9) 如上述6)〜8)中任—項之氧化鑭基燒結體之製造 方法，其中熱壓係於1200〜l50(rc、真空中、加熱i〜5小 時來進行。 10) —種濺鍍靶之製造方法，係採用了由上述6)〜8) 中任一項之氧化鑭基燒結體之製造方法。 發明效果 當氧化鑭燒結體濺鍍靶於空氣中長時間放置時，會因 潮解性而與水分反應而成為被氫氧化物之白色粉末所覆蓋 的狀態，因而產生無法正常進行濺鍍之問題。此外，其會 吸收空氣中之二氧化碳而成為碳酸鑭的粉末而崩壞。本發 明之乾材可延缓上述問題的發生’並可於實用上無問題的 201002645 期限内加以保管。 作為添加氧化物，氧 #a古八带β 虱化鈦、乳化鍅、氧化铪皆可有致 作為尚介電值材料，其中 π双
RfnM . ^ 干又以添加有財氧化物之Hf0系或
HfON 系、或 fjfSiON 备 /-人 ―乂 二（咼；I電值材料），相較於含有 鈦、氧化锆者，伴隨叙^ y 权於3有虱化 ，。在南介電值材料側擴散所導 的漏電流增加的問題較少顆散所導致 于χ ν 而更為有效。 【實施方式】 本發明之氧化物燒結體賤 m佔田^ 11，明乾，係—種氧化鑭基燒結 體以及使用該燒結體之濺鑛 A A 士 # v 其特徵在於·•以氧化鑭作 马基本成分之燒結體’ 一 卫3有乳化鈦' 氧化錯、氧化铪之 種或二種以上’且剩餘部分為氧化鋼以及不可避免的雜 =結體以及乾與鑭或氧化鋼相比，其具有可大幅抑 制口潮解性而與水分反 一 风马被虱虱化物之白色粉末所 覆盘而朋壞的現象、或吸收空氣中的二氧化碳而成為碳酸 鑭的粉末而崩壞的現象之顯著效 *'、、 心技術思想。本卜人戶…A 本木發明的中 ^ 令甲β月人所5周杳之4俞姑供士 a . ^ ^ „Α 一心元刖技術中，具有此種組 成之燒結體以及靶並不存在。 少上述鑭或氧化鋼之抑制崩壞理論雖仍未解明，但已有 =實驗顯示添加氧化鈦、氧化錘、編之添加成分對 抑制崩壞會有很大的幫助。關 、此點於後述的實施例以 及比較例會詳細說明。 虱化鈦、氧化錯、氧化鈐的添加，由於並非單獨利用 10 201002645 爛或氡化鑭’故有材料使用的限制。然而，該等之材料因 均可有政利用作為高介電值閘極絕緣膜用氧化物，故添加 本身並不會產生負面效果。 該添加量’隨著使用目的以及用途而可 等之中，特別又以添加氡化給作為高介電值閘極絕緣膜用 乳化物為有效。使用氧化鈦、氧化錯時，會有微量的鈦、 錘往南介電值材料側擴散，故有漏電流稍微增加的問題產 生。而氧化給則無此問題。
若考慮鑭（La)與鈦（Ti)、鍅（Zr)、铪（Hf)之氧化物的添 加相對於氧化物中之La與添加氧化物的金屬成份（鈦、 錯、铪的總計)的總量而言’上述添加氧化物的金屬成份 (欽、錯、給的總計），亦即（Ti、Zr、Hf)/(La+Ti、Zr、Hf) =i莫耳％以上〜未滿5〇莫耳％較佳。而以更有效地防止 崩壞而言，以10莫耳％以上較佳。 一當上述添加氧化物的金屬成份未滿i莫耳％時，防止因 2鑭的㈣性導致之崩壞的效果會變小；當上述添加氧 ^金屬成份為5G莫耳％以上時雖具有有效防止崩壞 、夕’但利用作為氧化鋼之特性的效果會變小。其理由 二〇例:°若Hf變得更多時’高介電係數氧化物、(例如 2太2安7 a2zr207)的特性會變得相對顯著，造成特性改變。 使用明係以利用高介電值材料作為前提，藉由組合 (La203)來獲得降低臨界值電壓等特性。 量、提高密产4 Γ t要件’以降低燒結體之含氫量及含碳 又δ又疋最佳的結晶粒徑，對進一步提升本案 11 201002645 發明之燒結體以及乾的特性極為有效 本案發明係提供-種氧化鑭基燒結體以二 均為—以下、相對密度 、：及- 以下、平均粒徑5…上2。〜下。最大粒…- 燒結體以及靶φ夕与& & 之風與石厌的存在因會 中之水分或二氧化舻符庙 成為與％ i見軋巩 外提古密产在I Λ〜之原點’故將其減低較有效。此 要一㈣上述環境氣氛之接觸面積上有立必 要。-度更佳為98%。藉此，燒結體中 ^有;/ 而可防止自内部的崩壞。 貫I孔會減， 此外，將燒結體之处θ 之、，、°日日粒偟設定為較大，可減少粒界， 降低自粒界的崩壞。如上所 f ' 而籍纟H、 . 右、，，口日日粒徑變大則因粒界 積叟乂，故對於減低自粒 的朋壞有所幫助；作苦έ士曰 粒徑過大則提高密度會有困難 U、” 粒徑設為50"m以下較佳。纟為了“役度而將最大 然而’該等僅為較佳之糾4 Μ 等條件。 附加要件，當然無需受限於該 製造該氧化物燒結體靶時， 了诉便用一種兩種以上之
La2(C〇3)3或La2〇3粉末作為眉粗
Hfn , T马原科粉末、使用Ti〇2、Zr〇2、
Hf〇2杈末作為添加氧化物。 令之金屬# μ姓 屬La與添加氧化物 念屬成份之鈦、錯'於 曰 。'〜1，添加氧化物中之金眉 :份之鈦、錯、铪的總量係以i莫耳%以上未滿5〇莫耳％ 。/…亥°比特別又以10莫耳％以上未滿5”耳 %的方式較佳。 夫+ 其中，若經由熱處理等而可處理氧化物，則上述氧化 12 201002645 =並無限定。例如’作為該原料，關於鑭有氫 屬酸:;:鹽酸鋼等。此外，若可進行充分管理，亦可使用: 粉末"I:::。，，若可進行充分管理’亦可使用金屬 ^ 3 佳之氫化粉末。該燒結體可藉由下述方法 將該粉末混合後，於氧化環境氣氛大氣中進行加敎二 :版接著將該合成材料粉碎成粉末，再將該合 ： 熱壓而製成燒結體。 遇仃 氫化粉末（氫化欽、氯化錯、氯化給）作為原料的“ 有必要於真空環境氣氛或惰性氣體環境氣氛進行充八 的脫氫處理。 。延仃充刀 混合係藉由濕式球磨機來進行，而合成 條件，係於大氣中⑽〜⑽^行加熱5〜25=1 扣 卜熱壓之推薦之製造條件，係於1200〜15〇〇。〇真 =中加熱1〜5小時來作為燒結條件。以上係進行有效率的 ::及燒結的條件。因採用該等以外的條件以及附加 ，、他的條件當然亦可被理解。 如上所述’可製得相對密度96%以上（更佳為98〇/〇以 上;〇最大粒徑為5〇…下、更佳為平均粒徑為5… 粒猝卩下之氧化物燒結體濺鍍靶。而提升密度與結晶 膜化可抑龍球或顆㈣產生，而可進行均句成 、田然為較佳之條件。 γ、般而σ，含有鑭之稀土類元素，除了鑭以外尚有Sc、 Γ Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、 13 201002645
Tm、Yb、Lu ’因其特性相似，故不易自La分離純化。特 別是Ce與La很近似，故降低Ce並不容易。 然而，該等稀土類元素也因為性質近似，故應可被認 定只要稀土類元素合計未滿l〇〇〇wtppin則大致上不會產生 問題。因此，本案發明中鑭的使用時所含有此等程度之稀 土類元素’可被視為不可避免之雜質而被容許。 此等以外，亦有不可避免混入之雜質存在。例如Ti、 Zr、Hf其化學特性接近，分離Zr與Hf會有困難。於Hf 中往往會含有微量的Zr。此外，Zr中雖往往會含有微量的 Hf’但該等皆非很大的問題。然而’為了明確發揮添加(氧 化铪）的特性，降低不可避免混入之Zr當然較佳。其原因在 於，如上所述，因Zr會擴散至作為Hlgh_k(高誘電體）材的 以Hf為基本成分之HfO、HfON、HfSiO、HfSiON中而有 造成介電係數變化之疑慮。 然而，因本案發明之目的係抑制氧化鑭的崩壞而獲得 貫用之滅鑛粗，故包含該等不可避免之雜質。此外純产上 以不計上述之特別的不可避免的雜質以及氣體成份達3N以 上的純度較佳。 一般而言，作為氣體成份有C、N、〇、H。使用氧化鑭 時，降低C、Η相當重要。C、η不僅分別會促進與保管環 境氣氛中之二氧化碳、水分進行反應，本身的氧與環境氣 氛中的氧氣反應而形成碳酸鑭、氫氧化鑭而崩壞成為粉 狀，故降低C、Η相當重要。因此，與氧（大氣）環境氣氛: 的燒結相比，於真空中、惰性氣體中進行熱壓來燒結較佳。 14 201002645 實施例 接著針對實施例加以說明。此外，該實施例係用以讓 人簡單地理解本發明，而並非對本發明作限定。亦即，於 :發明之技術思想範圍之内’其他的實施例以及變形亦包 含於本發明中。此外’下述作為參考例所揭示*，以達成 本案的目的而言雖不夠充分’但仍被認定具有與本案發明 近似之特性提升。而關於比較例1則記載於最後的段落中。 (參考例1-3、實施例ι_25) 使用La2(C〇3)3粉末與腸2、Ζγ〇2、ή〇2粉末作為原 料=末，相對於含有U之金屬成份的合計量，Hf、Zr、Ti 的量係以成為0.5〜49mol%的方式配合，並以濕式球磨機來 進仃此合。將該混合粉末於大氣中以145〇。〇加熱小時進 行合成。 將該合成材料以球磨機進行16小時濕式粉碎成為粉 末。將該合成粉末於真空中以14〇代進行2小時熱壓來製 成燒結體。以燒結體的尺寸為M〇mm、壓力為3〇〇kg/cm2的 條件來實施。 此外，即使使用La2〇3粉末來作為La氧化物亦可得到 相同結果’故於本實補中係針對使用^(⑶A粉末的情 形來加以說明。 將LaKCO3)3粉末機械加工作為評價用的燒結體。燒結 體係來自该等之複合氧化物。評價用燒結體係於大氣中、 或怪溫恆濕槽（溫纟4代、濕度9〇%)中㈣查其安定性。 15 201002645 粉末化者經過X射妙祕u 、入射線繞射〇c-ray diffractlon)分析 要為鑭的氫氧化物（La(〇H3)3)。 ，、主 為之燒結體’係與背板Ρ-)黏接作 為輕，並視為要逸^ 仃真工植封（或惰性氣體環境氣氛中 使用於實際上之半導體製造製程者。 此外，、上述原料粉末的混合條件、合成條件、熱 件二均為代表性之條件。說明書第8頁倒數第6行〜第9 頁第17行記載之較佳條件係可任意加以選擇者。 (參考例1) —參考例1之複合氧化物燒結體’以複合氧化物燒結體 (氧化鑭與氧化铪）的金屬換算，其含有給0.5莫耳％，亦 Hf/(La+Hf)之莫耳％中Hf含有〜5%。以下，其他參考例 以及實施例亦相同。此外作為參考，於5〇莫耳％之La2Hf2〇7 之組成中La2〇3為33·3莫耳％、Hf〇2為66 7莫耳％。 :S石厌里為35ppm、含氫量為29PPtn、相對密度為95%、 最大粒徑為41 " m、平均粒徑為12 " m。此參考例中，㈣ 案發明之較佳條件而言略少’碟量以本案發明之較2 件而S略多，而相對密度95%則稍微偏低。該结果’ 燒結體在大氣中經過3週成為粉末狀而崩壞。… 然而，於真空包裝中，經過4個月仍未發現表面的粉 末化。該水準之燒結體’雖崩壞的速度稍大，但若使用真 空包裝則仍屬實用之水準範圍。評價為△。 (參考例2) 參考例2之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將⑽ 16 201002645 換算成Zr)其含有錯〇5莫耳％。含碳量為Μ啊、含氯量 為19啊、相對密度》97%、最大粒徑為37#m、平均粒徑 為Wm。此參考财，⑽量以本案發明之較佳條件而言 ，少：而相對密度97%則稍微偏高。該結果，燒結體在大 虱中㈣4週成為粉末狀而崩壞。較參考例i有些許改善。 然而’於真空包裝中，經過4個月仍未發現表面的粉 末化。4水準之燒結體，雖崩壞的速度稍大，但若使用真 空包裝則仍屬實用之水準範圍。評價為△。 (參考例3 )
參考例3之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Ti〇2換 算成T〇其含有鈦〇_5莫耳％。含破量為吻㈣、含氯量為 5〇啊、相對密度為95%、最大粒徑為53_、平均粒徑為 ll"m。&參考例中，抓量以本案發明之較佳條件而言略 少，含碳量及含氫量以本案發明之較佳條件而言略高，最 大粒徑53" m則略大，而相對密度95%則稍微偏低。該： 果’燒結體在大氣中經過3週成為粉末狀而崩壞。〜 然而，於真空包裝中，經過4個月仍未發現表面的於 末化。該水準之燒結體’雖崩壞的速度稍大，但若使用‘ 空包裝則仍屬實用之水準範圍。評價為△。 (實施例1) 做b礼化物燒、，.„肌^虫-屬換算（將Hf〇 換算成Hf)其含㈣！莫耳％。含石炭量為％帅、 2 3〇PPm、相對密度為95%、最大粒徑為4〇_、平均=為 。此實施例中，Hf〇2量符合本案發明之較佳條件1 17 201002645 碳篁及含氫量以本案發明較 权佳條件而言略高，而相對密 度95%則稍微偏低。 I結果’燒結體於加速試驗之心（⑽）、㈣（9〇%) 的槽中經過4週成為粉末狀而 一 π初尽狀叫朋壞。此外，於真空包裝中， 經過6個月仍未發現表面的於古乂卜 衣面的杯末化。可確認出該Hf〇2的存 在對燒結體的崩塌古彡日1 具有很大的抑制效果。其屬實用之水 準，評價為〇。 (實施例2) 貝施例2之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將副2 ，鼻成Hf)其含有給1莫耳％。含碳量為咖^含氣量為 〇ΡΡΠ1才目對密度為97%、最大粒徑為42 // m、平均粒徑為 15//^^施例中，任—條件皆符合本案發明之較佳條件。 认接I :果’燒結體於加速試驗之恆溫（4G°C )、悝濕（90%) 办曰肖4 it，僅表面成為粉末狀而崩壞。此外，於真 士 i名中經過1 〇個月仍未發現表面的粉末化。可確認出 忒Hf02的存在與附加條件的最们匕，對燒結體的崩壞具有 很大的抑制效果。其屬實用之水準，評價為〇。 (實施例3) μ貝轭例3之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 換算成Hf)其含有铪5莫*%。含碳量為53ppm、含氣量為2 P相對岔度為97%、最大粒徑為41 " m、平均粒徑為 5 以 m。土卜誉 ，，_u ^ &列中’含碳量與含氫量雖高，但其他條件皆 符合本案發明之較佳條件。 乂果，燒結體於加速試驗之恆溫（利。〇)、恆濕（9〇%) 201002645 、 、、·二過4週成為粉末狀而崩壞。此外，於真空包裝中， 經過6個月仍未發現表面的粉末化。可確認出該複合氧化 物燒結體中存在過剩之碳與氫，係助長稍微崩壞的原因。 然而，仍可確認出該實施例3之複合氧化物燒結體整體而 舌具有拫大的抑制崩壞效果。其屬實用之水準，評價為〇。 (貫施例4) 實施例4之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 換算成Hf)其含有給5莫耳％。含碳量為26ppm、含氣量為 28ppm 4目對密度為98%、最大粒徑為36 " m、平均粒徑為 13 μ m。此實施例中，於該複合氧化物燒結體中碳與氫稍微 存在過剩。但與實施例6相比其量較少。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（4(rc )、恆濕（9〇%) 的槽中經㉟4 if ’僅表面成為粉末狀而崩壞。此外，於真 空包裝中，經過10個月仍未發現表面的粉末化。 可確遏出該複合氧化物燒結體中些許存在過剩之碳與 氫’係助長稍微崩壞的原因。然而，仍可確認出該實施例4 之複合氧化物燒結體整體而言相較於實施例6具有很大的 抑制崩壞效果。其屬實用之水準，評價為〇。 (實施例5) —實施例5之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 換r成Hf)其含有給1〇莫耳％。含碳量& %沖以、含氮量為 28PPm、相對密度為95%、最大粒徑為63ym、平均粒徑為 β 此實把例中，於該複合氧化物燒結體中碳與氫存在 過剩，且最大粒徑、平均粒徑之附加要件並未於最佳範圍 19 201002645 内。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（40°c )、恆濕 的槽中即使經過8週’仍未發現粉末狀的崩壞。然而，測 定表面的硬度時發現有少許降低的傾向。 此外，於真空包裝中，經過丨年使發現其表面的粉末 化。可確認出該複合氧化物燒結體中若Hf大量存在，即使 其他附加因素脫離本案發明的條件，亦具有很大 壞效果。評價為®。 制朋 (實施例6) 實施例6之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 換异成Hf)其含有铪1 〇莫耳％。含碳量為丨8ppm、含氫量為 2〇PPm、相對密度為96%、最大粒徑為23#m、平均粒徑為 15/zm。此實施例中，該複合氡化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（4〇。〇、恆濕（9〇%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 真二包裝中，即使經過丨年仍未發現粉末化。可確認出該 複合氧化物燒結冑中當Hf存在且其他附加因素亦符合本案 發月的條件時’會具有顯著的抑制崩壞效果。評價為◎。 (實施例7) 只％例7之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 換算成Hf)其含有铪35莫耳％。含碳量為73ppm、含氣量為 52ppm、相對密度為98%、最大粒徑為37"『平均粒徑為 一。此實施例中，該複合氧化物燒結體中碳與氫嚴重地 20 201002645 存在過剩。而其他之附加要件則位於最佳範圍内。 該結果’燒結體於加速試驗之恆溫（4〇°c )、恆濕（9〇%) 的槽中即使經過8週’仍未發現粉末狀的崩壞。然而，測 定表面的硬度時發現有少許降低的傾向。 此外，於真空包裝中，經過1年使發現其表面的粉末 化。然而，測定表面的硬度時發現有少許降低的傾向。 可確認出該複合氧化物燒結體中當Hf存在且其他附加 因素亦符合本案發明的條件時，會具有顯著的抑制崩壞效 〔 果。評價為◎。 (實施例8) 實施例8之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 換算成Hf)其含有铪35莫耳。/p含碳量為13ppm、含氫量為 21Ppm、相對密度為98%、最大粒徑為3〇#m、平均粒徑為 13/zm。此實施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（4〇〇c)、恆濕（9〇%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 〃工匕裝中，即使經過丨年仍未發現粉末化。可確認出該 複合氧化物燒結體中當Hf存在且其他附加因素亦符合本案 电月的铋件時’會具有顯著的抑制崩壞效果。評價為◎。 (實施例9) »實施例9之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Hf〇2 、算成Hf)其含有給45莫耳％。含碳量為❿胖、含氫量為 PPm相對後度為98%、最大粒徑為^ ^、平均粒徑為 21 201002645 8 // m。此實施例中，該複合氧化物燒結體中碳與氫嚴重地 存在過剩。而其他之附加要件則位於最佳範圍内。 該結果，燒結體於加速試驗之值溫（4(rc )、恆濕（9〇%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。然而，測 定表面的硬度時發現有少許降低的傾向。 此外，於真空包裝中，經過丨年使發現其表面的粉末 化。可確認出該複合氧化物燒結體中當11{*存在且其他附加 因素亦符合本案發明的條件時，會具有顯著的抑制崩壞效 果。評價為◎。 (實施例10) 實施例1 〇之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將 換#成Hf)其含有铪45莫耳％。含碳量為1〇ppm、含氫量為 25PPm、相對密度為98%、最大粒徑為3 1 # m、平均粒徑為 14 // m。此實施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 〇…果，燒結體於加速試驗之值溫（4〇t )、恆濕（9〇%) 的Γ:Γ使㉟過8週’仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 _中即使經過1年仍未發現粉末化。可確認出該 複合氧化物燒結體中當Hf存在且其他附加因素亦符合本案 發的條件時，會具有顯著的抑制崩壞效果。評價為◎。 (實施例1 〇 例11之複合氧化物燒結體，以金屬換算 Hf〇 換算成 μ , ，、3有铪48莫耳％。含碳量為23ppm、含氫量為 24ppm、相對 π 在又為97 /〇、隶大粒徑為1 8 # m '平均粒徑為 22 201002645 10# m。此實施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（4(TC )、恆濕（90%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 i裝中即使經過1年仍未發現粉末化。可確認出該 複σ氧化物燒結體中當Hf存在且其他附加因素亦符合本案 發明的條件時，會具有顯著的抑制崩壞效果。評價為◎。 (實施例12)
斤實鉍例12之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Zr02 換算成Zr)其含有錯5莫耳％。含碳量為、含氯量為 14PPm 4目對密度為98%、最大粒徑為20 μ m、平均粒徑為 β m此Λ施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 /、Q果，燒結體於加速試驗之恆溫（4〇。〇)、恆濕（9〇%) ::J紐過4週’僅表面成為粉末狀而崩壞。此外，於真 广匕哀T，絚過10個月仍未發現表面的粉末化。可確認出 崇氧化物燒結胃中當Zr存在且其他附加因素亦符合本 ”月的條件時，會具有顯著的抑制崩壞效果。I平價為〇。 (實施例1 3 ) 施例1 3之複合氧化物燒結 拖宜 〜…姐，μ贫厲供异（將Zr0: 15Ppm j其含有锆25莫耳％。含碳量為23啊、含氫量為 "心:目對密度為98%、最大粒徑為…m、平均粒徑為 合本宰發日h & 复° $化物燒結體其任-條件皆符 朱赞明之條件。 23 201002645 該結果’燒結體於加速試驗之恆溫（4(TC )、恆濕（90%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 真空包裝中，即使經過丨年仍未發現表面的粉末化。可確 認出該複合氧化物燒結體中當Zr存在且其他附加因素亦符 合本案發明的條件時’會具有顯著的抑制崩壞效果。評價 為◎。 (實施例1 4) 實施例14之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Zr〇2 換算成zr)其含有鍅48莫耳％。含碳量為73ppm、含氫量為 65ppm、相對密度為99%、最大粒徑為丨7 #爪、平均粒徑為 3 # m。此實施例中，該複合氧化物燒結體其密度雖高，然 碳氫含量亦高、粒徑亦小。 »亥’”。果，燒結體於加速試驗之怪溫（4〇。〇)'怪濕（9〇%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。然而，測 定表面的硬度時發現有少許降低的傾向。此外，於真空包 震中’經過1年使發現其表面的粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中當Zr存在且其他附加 因素亦符合本案發明的條件冑，會具有顯著的抑制崩壞效 果。評價為◎。 (實施例15) 實施例1 5之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Ti〇2 換算成Ti)其含有鈦i莫耳％。含碳量為37ppm、含氫量為 30PPm、相對密度為95%、最大粒徑為"出、平均粒徑為 1〇 # m。此實施例中，該複合氧化物燒結體其含氧量、含氫 24 201002645 量南’此外相對密度95%則稍微偏低。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（40Ό )、恆濕（90%) 的槽中經過4週成為粉末狀而崩壞。此外，於真空包裝中， 、’·二過6個月始發現其表面的粉末化。可瑞認出該複合氧化 物燒結體藉由Ti的存在與其他附加因素，而具有適當的抑 制崩壞效果。評價為〇。 (實施例16) 實施例16之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Ti〇2 '換算成Ti)其含有鈦1〇莫耳％。含碳量為含氫量為 PPm相對岔度為98%、最大粒徑為28 # m、平均粒徑為 1 Ο 以m。此實施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 忒結果’燒結體於加速試驗之恆溫（4〇〇c )、恆濕（9〇%) 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 真空包裝中，即使經過1年仍未發現表面的粉末化。 (1 可確認出該複合氧化物燒結體中當Ti存在且其他附加 ^ 符5本案發明的條件時，會具有抑制崩壞效果。評 價為◎。 (實施例1 7) 叶 】1 7之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Ti〇2 =算成Ti)其含有鈦3〇莫耳％。含碳量為％帅、含氯量為 ppm 4目對密度為98%、最大粒徑為μ "以、平均粒徑為 心。此實施例中，該複合氧化物燒結體其任—條件皆符 口本案發明之條件。 25 201002645 。該結果與實施例Μ相同，燒結體於加速試驗之怪溫（4〇 C)、恆濕（90%)的槽中即使經過8逍，仍未發現粉末狀的崩 壞。此外’於真空包裝中，即传 便、、k過1年仍未發現粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中办 脰〒田Τι存在且其他附加因素 亦符合本案發明的條件時，舍呈 I具有抑制崩壞效果。評價為 ◎。 (實施例18) 實施例1 8之複合氧化物燔处 現、，Q體，以金屬換算（將Ti02 換算成Ti)其含有鈦49莫耳％。含⑴曰 3石灭篁為19ppm、含氳量為 25PPm、相對密度為97%、最大 ^ ^ 仏马2 0 // m、平均粒徑為 11 // m。此實施例中，該複合羞备 礼化物燒結體其任一條件皆符 合本案發明之條件。 該結果與實施例1 7相同，焯姓μ 心結體於加速試驗之恆溫（40 。(：Η亙濕（90%)的槽中即使_8週，仍未發現粉末狀的崩 壞°此外’於真空包裝中’即使經過1年仍未發現粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中去 姐甲田Tl存在且其他附加 因素亦符合本案發明的條件時，舍呈亡心λ f具有抑制崩壞效果。評 價為◎。 (實施例19) 實施例1 9之複合氧化物燒钍體 几'、口體’ u金屬換算（將Ti〇2 與Zr〇2比例設為1:1，換算成Ti盥 /、）其含有鈦與鍅10莫 耳％。含碳量為20ppm、含氫量為23 、 n p 相對岔度為97%、 敢大粒徑為19/zm、平均粒徑為9#m。 凡貫施例中，該禎 合氧化物燒結體其任一條件皆符合本宰 未赞明之條件。 26 201002645 該結果與實施例1 8相同，燒結體於加速試驗之恆溫（4〇 °C )、恆濕（90%)的槽中即使經過8週’仍未發現粉末狀的崩 壞。此外，於真空包裝中，即使經過1年仍未發現粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中當Ti與Zr所構成之金屬存 在且其他附加因素亦符合本案發明的條件時，會具有抑制 崩壞效果。評價為◎。 (實施例20) 實施例20之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Ti〇2 與Zr〇2比例設為1:1，換异成Ti與Zr)其含有欽與鍅3〇莫 耳％。含碳量為17ppm、含氫量為18ppm、相對密度為97%、 最大粒徑為26 /z m、平均粒徑為15 " m。此實施例中，該複 合氧化物燒結體其任一條件皆符合本案發明之條件。 該結果與實施例19相同’燒結體於加速試驗之恆溫（4〇 °C )、怪濕（9 0 %)的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩 壞。此外，於真空包裝中，即使經過丨年仍未發現粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中當Ti與Zr所構成之金屬存 在且其他附加因素亦符合本案發明的條件時，會具有抑制 崩壞效果。評價為◎。 (實施例21) 實施例21之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將丁⑴ 與Hf〇2比例設為1:1，換算成丁1與财)其含有鈦與給“莫2 耳％。含碳量為18ppm、含氫量為19ppm、相對密度為97%、 最大粒徑為23# m、平均粒徑為此實施例中，該複 合氧化物燒結體其任一條件皆符合本案發明之條件。 27 201002645 該結果與實施例20相同，燒結體於加速試驗之恆溫（4〇 °C )、怪濕（9 0 %)的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩 壞。此外，於真空包裝中，即使經過丨年仍未發現粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中當丁1與1^所構成之金屬存 在且其他附加因素亦符合本案發明的條件時，會具有抑制 崩壞效果。評價為◎。 (實施例22) 實施例22之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將η% 與Hf〇2比例設為1: ；1 ’換算成Ti與Hf)其含有鈦與铪4〇莫 耳％。含碳量為25PPm、含氫量為2〇ppm、相對密度為97%'、 最大粒徑為23" m、平均粒徑為17"m。此實施例中，該複 合氧化物燒結體其任一條件皆符合本案發明之條件。 該結果與實施例21相同，燒結體於加速試驗之恆溫 °C )'恆濕（9 0 %)的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩 壞。此外’於真空包裝中’即使經過i年仍未發現粉末化。 可確認出該複合氧化物燒結體中當Ti與沿所構成之金屬存 在且其他附加因素亦符合本案發明的條件時，會具有 崩壞效果。評價為◎。 (實施例23) 實施例23之複合氣化物燒結體，以金屬換算（將Ti〇” Zr〇2與Hf〇2比例設為K.1:1，換算成Ti、Zr、Hf)其含有敘、 錯 '銓6莫耳％。含碳量為53ppm、含氫量為π，、相對 密度為96%、最大粒徑為卿m、平均粒徑為一 施例中，該複合氧化物繞結體其含碳量、含氫量顯著較多， 28 201002645 而除了平均粒徑較小以外，其餘任一條件皆符合本案發明 之條件。 為結果’燒結體於加速試驗之恆溫（40。(：）、恆濕（90%) 的槽中、·二過4週成為粉末狀而崩壞。此外，於真空包裝中， 、-二過6個月始發現表面的粉末化。該複合氧化物燒結體之 評價為〇。 (實施例24) 貫施例24之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將Ti02、 ΖΓ〇2與Hf〇2比例設為1:1:1 ’當換算成Ti、Zr、Hf)其含有 錯給24莫耳％。含碳量為23ppm、含氫量為24ppm、 相對密度為97%、最大粒徑為23 # m、平均粒徑為丨6 "爪。 此實施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符合本案 發明之條件。 该結果’燒結體於加速試驗之恆溫（4(rc )、恆濕（9〇%) 的槽t即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 , 真空包裝中，即使經過1年仍未發現粉末化。可確認出該 I 複合氧化物燒結體中當由Ti、Zr與Hf所構成之金屬存在且 其他附加因素亦符合本案發明的條件時，會具有抑制崩壞 效果。評價為◎。 (實施例25) 實施例25之複合氧化物燒結體，以金屬換算（將π〇 Zr〇2與Hf〇2比例設為1:1:卜換算成Ti、Zr、Hf)其含有欽2、 鍅、铪45莫耳％。含碳量為23ppm、含氫量為24卯爪、相 對密度為97%、最大粒徑為28 # m、平均粒徑為j 5 此 29 201002645 實施例中，該複合氧化物燒結體其任一條件皆符合本案發 明之條件。 該結果，燒結體於加速試驗之恆溫（4(rc )、恆濕 的槽中即使經過8週，仍未發現粉末狀的崩壞。此外，於 真空包裝令，即使經過1年仍未發現粉末化。可確認出該 與Hf所構成之金屬存在且 條件時’會具有抑制崩壞 複合氧化物燒結體中當由Ti、Zr 其他附加因素亦符合本案發明的 效果。評價為◎。 (比較例1) 該比較例1 3lppm、含氫量為 平均粒徑則無法測 持。評價為X。 之氧化物燒結體為La2〇3。含碳量為 27PPm、相對密度為96%、最大粒徑以及 定。此比較例中，燒結體的形狀無“ 上述結果示於表1。 30 表 氧化物 含有量 (金屬換算） (莫耳％) 石炭 (ppm) 氫 (ppm) 相對密度 (%) 最大粒徑 〇m) 平均粒徑 (#m) 評價結果 參考例1 Hf02 0.5 35 29 95 41 12 △大氣中經過3週成為粉末狀崩壞 參考例2 Zr02 0.5 23 19 97 37 9 △大氣中經過4週成為粉末狀崩壞 參考例3 Ti02 0.5 46 50 95 53 11 △大氣中經過3週成為粉末狀崩壞 實施例1 Hf02 1 37 30 95 40 10 〇恆溫恆濕槽中經過4週成為粉末狀崩壞 實施例2 HfOz 1 15 20 97 42 15 〇恆溫恆濕槽中經過4週僅表面成為粉末狀 實施例3 Hf02 5 53 47 97 41 5 〇恆溫恆濕槽中經過4週成為粉末狀崩壞 實施例4 Hf02 5 26 28 98 36 13 〇恒溫恆濕槽中經過4週僅表面成為粉末狀 實施例5 Hf02 10 76 28 95 63 3 ◎恆溫恆濕槽令經過8週仍未粉化(硬度減少） 實施例6 Hf02 10 18 20 96 23 15 ◎恆溫恒濕槽中經過8週仍未粉化 實施例7 Hf02 35 73 52 98 37 8 ◎恒溫恆濕槽中經過8週仍未粉化(硬度減少） 實施例8 Hf02 35 13 21 98 30 13 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例9 Hf02 45 73 52 98 37 8 ◎恒溫恆濕槽中經過8週仍未粉化(硬度減少） 實施例10 Hf02 45 10 25 98 31 14 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例11 Hf02 48 23 24 97 18 10 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例12 Zr02 5 20 14 98 20 12 ◦恆溫恆濕槽中經過4週僅表面成為粉末狀 實施例13 Zr02 25 23 15 98 19 11 ◎恆溫恆濕槽t經過8週仍未粉化 實施例14 Zr02 48 73 65 99 17 3 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化(硬度減少） 實施例15 Ti〇2 1 37 30 95 40 10 〇恒溫恆濕槽中經過4週成為粉末狀崩壞 201002645 31 實施例16 Ti〇2 10 25 21 98 28 13 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例17 Ti02 30 25 21 98 28 13 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例18 Ti〇2 49 19 25 97 20 11 ◎恆溫恒濕槽中經過8週仍未粉化 實施例19 Ti02+Zr02(l:l) 10 20 23 97 19 9 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例20 Ti02+Zr02(l:l) 30 27 18 97 26 15 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例21 Ti02+ Hf02(l:l) 20 18 19 97 23 12 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例22 Ti02+ ΗίΌ2(1:1) 40 25 20 97 23 17 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例23 Ti02 十 Zr02+Hf02(l.l:l) 6 53 37 96 48 3 〇恆溫恒濕槽中經過4週成為粉末狀崩壞 實施例24 Ti02+Zr02+ Hf02 (1:1:1) 24 23 24 97 23 16 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 實施例25 Ti02+ Zr02+ Hf02 (1:1:1) 45 23 24 97 28 15 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化 比較例1 無(僅 La203) 無 31 27 96 無法測定 無法測定 X大氣中放置2週成為白色粉末狀崩壞 恒溫恆濕槽條件=溫度40°C、溼度90% 201002645 評價等級 X大氣中放置2週成為白色粉末狀崩壞=真空包裝中經過2個月表面粉化 △大氣t經過3週成為粉末狀崩壞=真空包裝中經過4個月表面粉化 △大氣中經過4週成為粉末狀崩壞=真空包裝中經過4個月表面粉化 ◦恆溫恆濕槽中經過4週成為粉末狀崩壞=真空包裝中經過6個月表面粉化 ◦恒溫恆濕槽中經過4週僅表面成為粉末狀=真空包裝中經過10個月表面粉化 ◎恆温恆濕槽中經過8週仍未粉化(硬度減少)=真空包裝中經過1年表面粉化 ◎恆溫恆濕槽中經過8週仍未粉化=真空包裝中經過1年仍未粉化 32 201002645 產業上之可利用性 當氧化鑭燒結體漉鍍靶於空氣中長時間放置時，會因 潮解：而與水分反應而成為被氫氧化物之白色粉末所覆蓋 的狀恶，因而產生無法正常進行賤鑛之問題。此外，其會 吸收空氣中之二氧化碳而成為碳酸鑭的粉末而崩壞。本發 明之㈣可延缓上述問題的發生，並具有可於實用… 題的期限内加以保管的顯著效果，特別是有用於可有效率 真穩定地提供高介電值閘極絕緣膜用氧化物之氧化鑭基声 結體、㈣燒結體所構成t賤鍵革巴、氧化綱基燒結體^ 造方法及以該製造方法所進行之濺鍍靶之製造方法。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 無 33

Claims (1)

  1. 201002645 七、申請專利範圍： 1·一種氧化鑭基燒結體，係以氧化鑭作為基本成分丨其 特徵在於：含有氧化鈦'氧化鍅、氧化銓之— :、 裡双一'種以 上，且剩餘部分為氧化鑭以及不可避免的雜質。 2. 如申請專利範圍第i項之氧化鑭基燒結體，其中相對 於燒結體中之金屬元素的總成分量，鈦、錯、铪之金屬元 素的量為lmol%以上而未滿5〇mol%。 3. 如申請專利範圍第丨項之氧化鑭基燒結體，其中相對 於燒結體中之金屬元素的總成分量，鈦、錘、給之金屬元 素的量為lOmol%以上而未滿50mol%。 4. 如申請專利範圍第丨〜3項中任一項之氧化鑭基燒結 體’其中氫以及碳分別為25wtppm以下、相對密度為96〇/〇 以上、最大粒徑為50 a m以下、平均粒徑為5以m以上。 5· —種濺鍍靶，係由申請專利範圍第1〜4項中任一項 之氧化鑭基燒結體所構成。 6.種氣化鋼基燒結體之製造方法，其特徵在於：使用 La2(C〇3)3粉末或La2〇3粉末作為氧化鑭原料粉末，以及 Ti〇2、Zr〇2、HfCh粉末之一種或二種以上作為添加氧化物， 並以相對於La之添加氧化物之金屬成分的組成比成為既定 之值的方式配合混合後’將該混合粉末於大氣中加熱合 成’接著將該合成材料加以粉碎成為粉末之後，再將該合 成粉末進行熱壓而製成燒結體。 7_ —種氧化鑭基燒結體之製造方法，係用以製造申請專 利範圍第1〜5項中任一項之氧化鑭基燒結體，其特徵在 34 201002645 於：使用La2(C〇3)3粉末或La2〇,私士从上 3杨末作為氧化鑭原料粉 末’以及Ti〇2、Zr〇2、Hf02粉末之—链斗、 ^ 種或二種以上作為添 加氧化物’並以相對於La之添加氧化物之金屬成分的組成 比成為既定之值的方式配合混合後，將該混合粉末於大氣 中加熱合成，接著將該合成材料加以粉碎成為粉末之後 再將該合成粉末進行熱壓而製成燒結體。 8_如申請專利範圍第6項或第7項之氧化鑭基燒結體之 製造方法，其中混合係以濕式球磨機來進行，且合成係於 大氣中1350〜1550 °C、加熱5〜25小時來製造。 9.如申凊專利範圍第6〜8項中任一項之氧化鑭基燒結 體之製造方法，其中熱壓係於1200〜1500°C、真空中、加 熱1〜5小時來進行。 10. —種機鍍靶之製造方法，係採用了申請專利範圍第 項中任一項之氧化鑭基燒結體之製造方法。 八、圖式： (無） 35
TW098121790A 2008-07-07 2009-06-29 Lanthanum oxide-based sintered object, sputtering target comprising the sintered object, process for producing lanthanum oxide-based sintered object, and process for sputtering target production using the process TW201002645A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008176538 2008-07-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201002645A true TW201002645A (en) 2010-01-16

Family

ID=41506980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098121790A TW201002645A (en) 2008-07-07 2009-06-29 Lanthanum oxide-based sintered object, sputtering target comprising the sintered object, process for producing lanthanum oxide-based sintered object, and process for sputtering target production using the process

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110114481A1 (zh)
EP (1) EP2298715A4 (zh)
JP (1) JP5301541B2 (zh)
KR (1) KR101222789B1 (zh)
CN (1) CN102089258B (zh)
TW (1) TW201002645A (zh)
WO (1) WO2010004861A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI510659B (zh) * 2010-07-30 2015-12-01 Jx Nippon Mining & Metals Corp Sputtering targets and / or coils, and the like

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8980169B2 (en) * 2007-12-28 2015-03-17 Jx Nippon Mining & Metals Corporation High-purity lanthanum, sputtering target comprising high-purity lanthanum, and metal gate film mainly comprising high-purity lanthanum
KR20130029440A (ko) * 2008-07-07 2013-03-22 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 산화물 소결체, 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃, 산화물 소결체의 제조 방법 및 산화물 소결체 스퍼터링 타깃 게이트의 제조 방법
US9347130B2 (en) 2009-03-27 2016-05-24 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Lanthanum target for sputtering
US9382612B2 (en) 2009-03-31 2016-07-05 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Lanthanum target for sputtering
JP5234860B2 (ja) 2009-11-17 2013-07-10 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 ランタン酸化物ターゲットの保管方法、ランタン酸化物からなるスパッタリングターゲット及びランタン酸化物薄膜の形成方法
WO2012067061A1 (ja) 2010-11-19 2012-05-24 Jx日鉱日石金属株式会社 高純度ランタンの製造方法、高純度ランタン、高純度ランタンからなるスパッタリングターゲット及び高純度ランタンを主成分とするメタルゲート膜
AU2012208015B2 (en) 2011-01-21 2016-03-31 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Method for producing high-purity lanthanum, high-purity lanthanum, sputtering target formed from high-purity lanthanum, and metal gate film having high-purity lanthanum as main component
US9404175B2 (en) 2013-02-04 2016-08-02 Blackberry Limited Method of forming a target for deposition of doped dielectric films by sputtering
EP2762462B1 (en) * 2013-02-04 2020-12-23 NXP USA, Inc. Method of forming a target and depositing doped dielectric films by sputtering
WO2019022668A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-31 National University Of Singapore POLYACRYLONITRILE MEMBRANES, METHODS AND USES THEREOF
US11342447B2 (en) * 2018-11-30 2022-05-24 Ricoh Company, Ltd. Sputtering target for insulating oxide film, method for forming insulating oxide film, and method for producing field-effect transistor
US11274363B2 (en) * 2019-04-22 2022-03-15 Nxp Usa, Inc. Method of forming a sputtering target
CN113336543B (zh) * 2021-06-09 2022-11-29 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备及其壳体、氧化锆陶瓷涂料的制备方法
CN117105657B (zh) * 2023-09-18 2024-05-07 深圳市华辰新材料科技有限公司 纳米级钛酸镧的低温烧结制备方法及设备

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04164858A (ja) * 1990-10-30 1992-06-10 Onoda Cement Co Ltd 軽希土類酸化物焼結体、その製造方法及びそれよりなるルツボ
KR100611136B1 (ko) * 1996-12-10 2006-08-10 지멘스 악티엔게젤샤프트 열 절연층을 가지며 고온 가스에 노출될 수 있는 제품 및 그 제조 방법
US20030052000A1 (en) * 1997-07-11 2003-03-20 Vladimir Segal Fine grain size material, sputtering target, methods of forming, and micro-arc reduction method
JP2000001362A (ja) * 1998-06-10 2000-01-07 Nippon Seratekku:Kk 耐食性セラミックス材料
EP1178129B1 (en) * 1999-11-29 2010-12-15 Fujikura Ltd. Polycrystalline thin film and method for preparation thereof, and superconducting oxide and method for preparation thereof
JP4972248B2 (ja) * 2000-05-29 2012-07-11 中部キレスト株式会社 導電性セラミックの製法
EP1743949B1 (en) * 2000-10-02 2012-02-15 JX Nippon Mining & Metals Corporation High-purity zirconium or hafnium metal for sputter targets and thin film applications
US6620713B2 (en) * 2002-01-02 2003-09-16 Intel Corporation Interfacial layer for gate electrode and high-k dielectric layer and methods of fabrication
JP4322469B2 (ja) * 2002-04-26 2009-09-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
KR100762081B1 (ko) * 2003-03-04 2007-10-01 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟트 및 그 제조 방법
JP2004327210A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Honda Motor Co Ltd 酸化物イオン伝導体およびその製造方法
JP2004339035A (ja) * 2003-05-19 2004-12-02 Nissan Motor Co Ltd ランタンガレート系焼結体およびその製造方法、ならびにそれを用いた用途
JP4210620B2 (ja) * 2003-07-24 2009-01-21 パナソニック株式会社 情報記録媒体とその製造方法
TW201506922A (zh) * 2003-07-24 2015-02-16 Panasonic Corp 資訊記錄媒體及其製造方法
US8063452B2 (en) * 2004-08-30 2011-11-22 The University Of Tokyo Semiconductor device and method for manufacturing the same
EP1863097A1 (en) * 2006-05-29 2007-12-05 Interuniversitair Microelektronica Centrum ( Imec) Method for modulating the effective work function
JP5088464B2 (ja) * 2006-06-08 2012-12-05 三菱マテリアル株式会社 高強度光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット
DE102006027957A1 (de) * 2006-06-14 2007-12-20 Schott Ag Optische Elemente sowie Abbildungsoptiken
CN103498126B (zh) * 2007-12-18 2015-11-18 Jx日矿日石金属株式会社 适于制造以氧化钛为主成分的薄膜的烧结体溅射靶
US8980169B2 (en) * 2007-12-28 2015-03-17 Jx Nippon Mining & Metals Corporation High-purity lanthanum, sputtering target comprising high-purity lanthanum, and metal gate film mainly comprising high-purity lanthanum
KR20130029440A (ko) * 2008-07-07 2013-03-22 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 산화물 소결체, 산화물 소결체로 이루어지는 스퍼터링 타깃, 산화물 소결체의 제조 방법 및 산화물 소결체 스퍼터링 타깃 게이트의 제조 방법
KR101290941B1 (ko) * 2008-10-29 2013-07-29 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 희토류 금속 또는 이들의 산화물로 이루어지는 타깃의 보관 방법
JP5214745B2 (ja) * 2009-02-05 2013-06-19 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 酸化チタンを主成分とする薄膜及び酸化チタンを主成分とする焼結体スパッタリングターゲット
US9347130B2 (en) * 2009-03-27 2016-05-24 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Lanthanum target for sputtering
EP2412844A4 (en) * 2009-03-27 2016-12-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp SPUTTERING TARGET OF A SINTERED TI-NB OXID BODY, TI-NB OXID THIN LAYER AND METHOD FOR PRODUCING THE THIN LAYER
US9382612B2 (en) * 2009-03-31 2016-07-05 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Lanthanum target for sputtering
JP5234860B2 (ja) * 2009-11-17 2013-07-10 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 ランタン酸化物ターゲットの保管方法、ランタン酸化物からなるスパッタリングターゲット及びランタン酸化物薄膜の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI510659B (zh) * 2010-07-30 2015-12-01 Jx Nippon Mining & Metals Corp Sputtering targets and / or coils, and the like

Also Published As

Publication number Publication date
EP2298715A4 (en) 2011-11-23
CN102089258A (zh) 2011-06-08
KR20110020291A (ko) 2011-03-02
WO2010004861A1 (ja) 2010-01-14
EP2298715A1 (en) 2011-03-23
US20110114481A1 (en) 2011-05-19
JP5301541B2 (ja) 2013-09-25
KR101222789B1 (ko) 2013-01-15
CN102089258B (zh) 2014-04-16
JPWO2010004861A1 (ja) 2011-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201002645A (en) Lanthanum oxide-based sintered object, sputtering target comprising the sintered object, process for producing lanthanum oxide-based sintered object, and process for sputtering target production using the process
EP2298712B1 (en) Sputtering target comprising the sintered object, process for producing the sintered object, and process for producing sputtering target comprising the sintered object
EP2187462B1 (en) Piezoelectric/electrostrictive ceramics composition, piezoelectric/electrostrictive ceramics sintered body, piezoelectric/electrostrictive element, manufacturing method of piezoelectric/electrostrictive ceramics composition, and manufacturing method of piezoelectric/electrostrictive element
US6773621B2 (en) Piezoelectric ceramic material, method for production thereof and electroceramic multi-layer component
FR2491055A1 (fr) Procede pour l'obtention de compositions ceramiques semi-conductrices a joints de grains isoles et compositions obtenues
JP2007238376A5 (zh)
JP5876097B2 (ja) 金属ランタンスパッタリングターゲット
CN110400792A (zh) 介电膜、具备该介电膜的半导体存储元件以及制造方法
US20160156058A1 (en) Composite material for fuel cell, method for producing composite material for fuel cell, and fuel cell
JP2010511586A (ja) ジルコン酸チタン酸鉛混晶ベースの低温で焼結する圧電材料、この製造法ならびにこの材料を包含する圧電素子
Cheng et al. Effect of reoxidation annealing on the PTCR behaviour of multilayer Nb5+-doped BaTiO3 ceramics with a Ni internal electrode
JP2005154238A (ja) 圧電磁器組成物の製造方法
CN105732024B (zh) 新型二元系K0.5Bi0.5TiO3–BiMg0.5Zr0.5O3无铅压电陶瓷材料及制备
US9525118B2 (en) Thermoelectric conversion material and method for producing thermoelectric conversion material
JP2010258028A (ja) 電子部品
Luo et al. Double Precursor Solution Coating Approach for Low‐Temperature Sintering of [Pb (Mg1/3Nb2/3) O3] 0.63 [PbTiO3] 0.37 Solids
JP4984958B2 (ja) 積層型サーミスタおよびその製造方法
JP2011153061A (ja) Ｐｚｔ関連圧電体微粉の製造方法
JPH01294569A (ja) 超伝導性物体およびその製造方法
EP2602235A1 (en) Piezoelectric ceramic composition
JPH06251929A (ja) 酸化物超電導コイルの製造方法
JP2004331441A (ja) 圧電磁器組成物
Zhai et al. Ag (Nb, Ta) O 3/BaTio 3 Bilayer Films with an Enhanced Energy Storage Performance
ROSENBERG et al. A MAGNETIC STUDY OF POLYCRYSTALLINE Bi, sr, _,+, Ca, _, _, Cu, o, AND Bi, Sr, Ca, Cu, o, HIGH-Tc SUPERCONDUCTORS
JPH04214603A (ja) 磁気ヘッド用非磁性基板