周知のとおり、ターゲット材料技術の開発動向は、下流アプリケーション産業におけるフィルム技術の開発動向と密接に関連しています。応用産業におけるフィルム製品や部品の技術向上に伴い、対象となる技術も変化するはずです。たとえば、IC メーカーは最近、低抵抗率の銅配線の開発に注力していますが、今後数年で元のアルミニウム膜が大幅に置き換えられると予想されているため、銅ターゲットとそれに必要なバリアターゲットの開発が急務となります。
さらに、近年ではフラット パネル ディスプレイ (FPD) がブラウン管 (CRT) ベースのコンピュータ ディスプレイおよびテレビ市場に大きく取って代わりました。また、ITO ターゲットに対する技術的および市場の需要も大幅に増加します。そしてストレージテクノロジーもあります。高密度、大容量のハードドライブと高密度の消去可能なディスクに対する需要は増え続けています。これらすべてが、アプリケーション業界におけるターゲット材料の需要の変化につながりました。以下では、ターゲットの主な応用分野とその分野におけるターゲットの開発動向を紹介します。
1. マイクロエレクトロニクス
すべての応用産業の中で、半導体産業はターゲットのスパッタリング膜に対して最も厳しい品質要件を持っています。現在、12インチ（300エピスタキシ）のシリコンウェーハが製造されています。相互接続の幅は減少しています。ターゲット材料に対するシリコンウェーハメーカーの要件は、大規模、高純度、低偏析、および微細粒子であり、ターゲット材料がより優れた微細構造を有することが求められます。ターゲット材料の結晶粒径と均一性が成膜速度に影響を与える重要な要素と考えられています。
アルミニウムと比較して、銅は電気移動度抵抗が高く、抵抗率が低いため、0.25um未満のサブミクロン配線における導体技術の要件を満たすことができますが、銅と有機媒体材料の間の接着強度が低いという別の問題も引き起こします。また、反応しやすいため、チップの使用中に銅配線の腐食や回路の破損につながります。この問題を解決するには、銅と誘電体層の間にバリア層を設ける必要があります。
銅配線のバリア層に使用されるターゲット材料としては、Ta、W、TaSi、WSiなどが挙げられますが、TaやWは高融点金属です。製造は比較的難しく、代替材料としてモリブデンやクロムなどの合金が研究されています。
2. ディスプレイについて
フラット パネル ディスプレイ (FPD) は、長年にわたってブラウン管 (CRT) ベースのコンピューター モニターおよびテレビ市場に大きな影響を与えてきており、ITO ターゲット材料の技術と市場の需要も促進すると考えられます。現在、2 種類の ITO ターゲットがあります。1つは焼結後のナノメートル状態の酸化インジウムと酸化スズ粉末を使用する方法、もう1つはインジウムスズ合金ターゲットを使用する方法です。ITO膜はインジウム錫合金ターゲット上でのDC反応性スパッタリングにより作製できますが、ターゲット表面が酸化してスパッタリングレートに影響を与えるため、大型の合金ターゲットを入手するのは困難です。
現在、ITOターゲット材料の製造には、マグネトロンスパッタリング反応によるスパッタリング成膜という前者の方法が一般的に採用されています。堆積速度が速いです。膜厚を正確に制御でき、導電性が高く、膜の均一性が良く、基材との密着性が強い。しかし、酸化インジウムと酸化スズは容易に焼結しないため、ターゲット材料の製造は困難です。一般的に焼結助剤としてZrO2、Bi2O3、CeOが選択され、理論値の93%～98%の密度のターゲット材が得られます。このようにして形成されるITO膜の性能は、添加剤と大きく関係します。
このようなターゲット材料を使用して得られたITO膜のブロッキング抵抗率は8.1×10n-cmに達し、これは純粋なITO膜の抵抗率に近い。FPDや導電性ガラスのサイズは非常に大きく、導電性ガラスの幅は3133mmに達する場合もあります。ターゲット材料の利用率を向上させるために、円筒形などのさまざまな形状の ITO ターゲット材料が開発されています。2000 年、国家開発計画委員会と科学技術省は、現在開発が優先されている情報産業の主要分野に関するガイドラインに ITO の大きな目標を含めました。
3. ストレージの使用
ストレージ技術においては、ハードディスクの高密度・大容量化には大量の巨大磁気抵抗効果膜材料が必要となります。CoF~Cu多層複合膜はジャイアントリラクタンス膜として広く用いられている構造です。磁気ディスクに必要なTbFeCo合金ターゲット材料は現在も開発中です。TbFeCoで製造された磁気ディスクは、大容量、長寿命、非接触で繰り返し消去できるという特徴を持っています。
テルル化アンチモンゲルマニウムベースの相変化メモリ (PCM) は、大きな商業的可能性を示し、代替ストレージ技術として NOR フラッシュメモリおよび DRAM 市場の一部となりましたが、より急速にスケールダウンされた実装では、存在するまでの課題の 1 つはリセットが不足していることです。現在の生産量をさらに下げることができる完全密閉ユニットです。リセット電流の削減により、メモリの消費電力が削減され、バッテリ寿命が延長され、データ帯域幅が向上します。これらはすべて、今日のデータ中心の携帯性の高い民生用デバイスにおける重要な機能です。
投稿時間: 2022 年 8 月 9 日