[发明专利]具有通过带有相合熔融化合物的颗粒的固相粘结调节的组成的硫属元素化物PVD靶

说明书

技术领域

本发明涉及硫属元素化物物理气相沉积部件。

发明背景

超过45纳米结点的按比例存储(scaling memory)技术要求在CMOS范例外部的显著切换。The International Technology Roadmap ForSemiconductors：2003-Emerging Research Devices(下文称作2003ITRS)的第2页陈述道“电力可达的高速和高密度非易失性存储器的发展会引发电脑构造中的革命”。在2003 ITRS中提出了各种具有不同风险程度的技术。相变存储器构成一种较低风险的技术。

硫属元素化物合金是已知通过可以电活化或光学活化的相变从电阻状态转变成导电状态的一类材料。从结晶相态向非晶相态转变构成这类相变的一个实例。这种转变性质允许缩放(scaling)到用于下一代DRAM技术的65至45纳米线宽和更小。表现出这种转变性质的硫属元素化物合金通常包括来自IUPAC周期表的第11-16族(也分别称作第IB、IIB、IIIA、IVA、VA和VIA族)的2至6种元素组合。实例包括GeSe、AgSe、GeSbTe、GeSeTe、GeSbSeTe、TeGeSbS和AgInSbTe，以及其它合金，其中这类列表不表示这些元素的经验比率。

技术上说，“硫属元素”是指第16族的所有元素，也就是氧、硫、硒、碲和钋。相应地，“硫属元素化物”含有一种或多种这些元素。但是，迄今为止，还没有识别出含有氧或钋作为唯一硫属元素并表现出所需转变的硫属元素化物合金。因此，在相变材料背景中，现有技术有时使用“硫属元素化物”表示含有S、Se和/或Te的化合物，其不包括不含另一硫属元素的氧化物。

硫属元素化物化合物可以制成物理气相沉积(PVD)靶，其又可用于将相变存储材料薄膜沉积到硅晶片上。尽管存在数种沉积薄膜的方法，PVD，包括但不限于溅射，可能仍然是较低成本和较简单的沉积方法之一。明显希望提供硫属元素化物PVD靶。

发明概述

根据本发明的一个方面，硫属元素化物PVD部件包括含有第一固体和第二固体的颗粒的粘结混合物的刚性物料(rigid mass)。第一固体含有相合熔融(congruently melting)的第一线性化合物，第二固体表现出与第一固体不同的组成。该颗粒混合物表现出包括至少一种选自S、Se和Te的元素的整体(bulk)式。例如，该整体式可以包括三种或更多种选自第11-16族中的金属和半金属的元素。第二固体可以包括与第一线性化合物不同的相合熔融的第二线性化合物。该颗粒混合物可以表现出比第一线性化合物中的一种或多种元素的固相转变温度高的最小固相转变温度。该颗粒混合物可以表现出比第一线性化合物中的一种或多种元素的固相转变温度低的最大固相转变温度。

根据本发明的另一方面，硫属元素化物PVD部件包括含有第一固体和第二固体的颗粒的粘结混合物的刚性物料。第一固体含有第一化合物，第二固体表现出与第一固体不同的组成。该颗粒混合物表现出包括至少一种选自S、Se和Te的元素的整体式。该颗粒混合物还表现出比第一化合物中的一种或多种元素的固相转变温度高的最小固相转变温度。

根据本发明的再一方面，硫属元素化物PVD部件包括含有第一固体、第二固体和一种或多种附加固体的颗粒的固相粘结的均匀混合物的溅射靶坯(blank)。该颗粒混合物缺乏熔融区域(melt region)或升华间隙(sublimation gap)。第一、第二和附加固体分别由不同的相合熔融的第一、第二和一种或多种附加线性化合物构成。该颗粒混合物表现出包括三种或更多元素的整体式，其中至少一种元素选自S、Se和Te。该颗粒混合物表现出比第一、第二或附加线性化合物中的一种或多种元素的固相转变温度高的最小固相转变温度。

附图简述

下面参照下列附图描述本发明的优选实施方案。

图1是沿根据本发明的一个方面的溅射靶/背板构造的图2中的线段1-1截取的截面图。该构造相当于大的ENDURA(TM)构造。

图2是图1中所示的溅射靶/背板构造的顶视图。

图3显示了描绘传统PVD部件成型法的流程图。

图4显示了描绘根据本发明的一个方面制造PVD部件的方法的流程图。

优选实施方案的详细描述

在大多数PVD方法中，仅由含有所需材料的靶产生显著沉积。但是，在一些PVD方法中，沉积装置的非靶部件可以明显有助于沉积并由此含有与靶相同的材料。在本文献上下文中，PVD“部件”被定义为包括靶以及其它非靶部件。类似地，“PVD”包括溅射以及普通技术人员已知的其它物理气相沉积法。