[发明专利]Mo合金溅射靶材的制造方法以及Mo合金溅射靶材

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成电子部件用的电极和布线膜的Mo合金溅射靶材的制造方法以及Mo合金溅射靶材。

背景技术

在玻璃基板上形成薄膜器件的液晶显示器（Liquid Crystal Display：以下称为LCD）、等离子体显示板（Plasma Display Panel：以下成为PDP）、电子纸等所利用的电泳型显示器等平面显示装置（平板显示器、Flat Panel Display：以下称为FPD）中，以及在各种半导体器件、薄膜传感器、磁头等薄膜电子部件中，需要低电阻的布线膜。例如，LCD、PDP、有机EL显示器等FPD随着大画面、高精细、快速响应化而要求该布线膜低电阻化。另外，近年来开发了新的产品，如为FPD增加操作性的触摸屏、使用了树脂基板的挠性的FPD等。

近年来，要求用作FPD的驱动元件的薄膜晶体管（Thin Film Transistor：以下称为TFT）的布线膜低电阻化，进行有将主布线材料由以往的Al变更为低电阻的Cu的研究。

目前，TFT中使用了Si半导体膜，主布线材料的Cu与Si直接接触时，因TFT制造中的加热工序而发生热扩散，使TFT的特性劣化。为此，采用了在Cu与Si之间使耐热性优异的纯Mo、Mo合金作为隔膜的层叠布线膜。

另外，观看FPD画面的同时赋予直接操作性的触摸屏基板画面也正在推进大型化，将低电阻的Cu用作主布线材料的研究正在进行。

与TFT连接的像素电极、便携终端、平板电脑等所用的触摸屏的位置检测电极一般采用透明导电膜的铟-锡氧化物（Indium Tin Oxide：以下称为ITO）。Cu虽然可获得与ITO的接触性，但由于与基板的密合性低，所以为了确保密合性，有必要形成用纯Mo、Mo合金覆盖Cu的层叠布线膜。

此外，开展了由目前为止的非晶质Si半导体出发、到使用可实现更快速响应的氧化物的透明半导体膜的应用研究，在这些氧化物半导体的布线膜中研究了使用了Cu和纯Mo的层叠布线膜。因此，由形成这些层叠布线膜所用的Mo合金薄膜构成的薄膜布线的需求正在增加。

作为耐热性、耐蚀性、与基板的密合性优异且低电阻的Mo合金薄膜，本申请人提出了Mo中有3~50原子%的V、Nb且此外添加有Ni、Cu的薄膜布线，其实施例中具体公开了以Mo-15Nb-10Ni（原子%）的组成形成的薄膜布线的发明（专利文献1）。

另一方面，作为形成上述薄膜布线的方法，使用溅射靶材的溅射法是最合适的。溅射法是物理蒸镀法的一种，相比于其它的真空蒸镀、离子镀，是能够稳定地形成为大面积的方法，并且是即使采用上述那样的添加元素多的合金也能够得到组成变动少的优异薄膜的有效方法。

作为得到这样的溅射靶材的方法，例如提出了如专利文献2所公开的下述方法：将原料Mo粉、Ni粉和由其它的添加元素（例如Nb）组成的粉末混合得到的混合粉末或由雾化法得到的Mo合金粉末加压烧结，对烧结体实施机械加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-140319号公报

专利文献2：日本特开2010-132974号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了稳定地得到高品位的合金薄膜，要求作为合金薄膜的母材的溅射靶材为高密度、高纯度、低气体成分、以及无偏析的均匀组织。为了形成这样的组织，如专利文献2中提出的理想地是使用将所有成分元素预先合金化的Mo合金粉末。

然而，由于Mo是高熔点金属，因此以Mo为主要成分的Mo合金的熔点高，难以使用通常采用的感应加热装置熔化并通过雾化法产量良好地制造Mo合金粉末。另外，由于Mo合金的熔点高，因此存在诸如下述问题：合金粉末的粒度大时，难以得到高密度的烧结体；欲细化合金粉末的粒度时，得到的溅射靶材中的杂质将会增加。

另外，Mo氧化时，由于其氧化物容易在达到Mo的熔点前升华而气化，因此为了抑制工序中Mo的氧化，需要控制熔化气氛的大型且昂贵的装置，从而使得到的Mo合金粉末也成为昂贵的物品。

此外，单纯地将Mo粉末、Ni粉末和Nb粉末作为原料粉混合得到混合粉末、进而将其加压烧结时，会因合金化不充分造成易带磁性的Ni铁磁相残留在溅射靶材中，存在出现诸如下述问题的情况：溅射速度下降、溅射靶材的寿命变短等。