JPS62294163A - 低接触低抗組成物及びその製造方法 - Google Patents
低接触低抗組成物及びその製造方法Info
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Classifications
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- 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
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、スパッタリングによって得られる組成物に関
し、具体的には、低い電気接触抵抗を示す組成物に関す
る。
し、具体的には、低い電気接触抵抗を示す組成物に関す
る。
Ｂ、従来技術
電気接点、特に、ミリアンペア程度の比較的小さな電流
を流すように設計された電気接点は、電圧降下を極めて
小さくすることが必要である。すなわち、電気の流れに
対する接点の抵抗ができるだけゼロに近くなければなら
ない。この抵抗は。
を流すように設計された電気接点は、電圧降下を極めて
小さくすることが必要である。すなわち、電気の流れに
対する接点の抵抗ができるだけゼロに近くなければなら
ない。この抵抗は。
接触抵抗と呼ばれている。
接触抵抗が比較的低いために、金、白金、パラジウムな
どの貴金属のコンタクト表面は、電子産業の応用分野で
大いに使われている。こうした貴金属から成る表面は、
極めて低い接触抵抗を示すだけでなく、耐酸化性がある
ので、低い抵抗を保持する。
どの貴金属のコンタクト表面は、電子産業の応用分野で
大いに使われている。こうした貴金属から成る表面は、
極めて低い接触抵抗を示すだけでなく、耐酸化性がある
ので、低い抵抗を保持する。
Ｃ８発明が解決しようとする問題
しかし、こうした貴金属は高いので、こうした物質を使
わず、または、少なくともその量を減らそうとする試み
や提案が行なわれてきた。こうした従来の提案は、完全
に満足できるものではなかった。
わず、または、少なくともその量を減らそうとする試み
や提案が行なわれてきた。こうした従来の提案は、完全
に満足できるものではなかった。
比較的低い電気抵抗を示すだけではなく、比較的高い耐
摩耗性と耐酸化性をも示す表面を提供するのが望ましい
場合には、問題は一層難しくなる。
摩耗性と耐酸化性をも示す表面を提供するのが望ましい
場合には、問題は一層難しくなる。
Ｄ０問題を解決するための手段
本発明によれば、低い接触抵抗と耐酸化性を示し、かつ
使用する貴金属の量が大幅に減った組成物がもたらされ
る。本発明に従う組成物は、使用する貴金属の量を減ら
し、かつ、満足できる接触抵抗の値を達成することがで
きる。
使用する貴金属の量が大幅に減った組成物がもたらされ
る。本発明に従う組成物は、使用する貴金属の量を減ら
し、かつ、満足できる接触抵抗の値を達成することがで
きる。
さらに、本発明に従う組成物は、優れた耐摩耗性をもた
らす。
らす。
本発明は、式ＭＴおよびＧによって表わされる金属化合
物の組成に関する。Ｍは、チタン、ハフニウム、ジルコ
ニウムおよびそれらの混合物のうちから選んだある金属
を表わす。Ｔは、Ｎ、Ｃおよびそれらの混合物のうちか
ら選ばれる。Ｇは、金、白金、パラジウムのうちから選
んだある金属を表わす。
物の組成に関する。Ｍは、チタン、ハフニウム、ジルコ
ニウムおよびそれらの混合物のうちから選んだある金属
を表わす。Ｔは、Ｎ、Ｃおよびそれらの混合物のうちか
ら選ばれる。Ｇは、金、白金、パラジウムのうちから選
んだある金属を表わす。
本発明に従う組成物は、ＭＸＧｌｏｏ−エのターゲット
をスパッタすることによって得られる。
をスパッタすることによって得られる。
Ｘは、約６５から約９５までの整数である。以下で説明
する実施例では、組成物が基板上に付着される。その際
、Ｍｘ Ｇ１００− ｘ”ターゲットに、Ｎ、Ｃ１また
はそれらの混合物の発生源を含むガスを用いて反応性ス
パッタを施す。ガスが基板に向って流れ、この基板上に
組成物を付着させる。
する実施例では、組成物が基板上に付着される。その際
、Ｍｘ Ｇ１００− ｘ”ターゲットに、Ｎ、Ｃ１また
はそれらの混合物の発生源を含むガスを用いて反応性ス
パッタを施す。ガスが基板に向って流れ、この基板上に
組成物を付着させる。
Ｅ、実施例
第１図には、本発明を実施するための代表的な構造の概
略図が示されている。真空室１が、図示されてない真空
プロセス２によって真空にされる。
略図が示されている。真空室１が、図示されてない真空
プロセス２によって真空にされる。
ガス供給部３と４は、それぞれ不活性ガスと活性ガスの
スパッタ源として使用される。ターゲット支持材５は、
絶縁材６で室１から電気絶縁され、冷媒供給部７で冷却
され、電源８から電力を供電される。ＭｘＧｌｏｏ−エ
のターゲット９は、ターゲット支持材５に固定されてい
る６基板１ｏは。
スパッタ源として使用される。ターゲット支持材５は、
絶縁材６で室１から電気絶縁され、冷媒供給部７で冷却
され、電源８から電力を供電される。ＭｘＧｌｏｏ−エ
のターゲット９は、ターゲット支持材５に固定されてい
る６基板１ｏは。
絶縁材７で室１から絶縁された電極１１上に載せられる
。基板保持部材としても働く電極１１は、電源１２から
電力を供給される。加熱器１３は。
。基板保持部材としても働く電極１１は、電源１２から
電力を供給される。加熱器１３は。
工程中に基板１０を加熱する。接地シールド１４が、電
極板９と１１の間に放電を閉じ込め、したがってこれら
の表面全体にわたる電力損失を防止する。第１図に示す
装置とその動作は、当分野では周知であり、本発明の新
しい材料を製造するために直流、高周波、またはこの２
つの組合せで実施することができる。たとえば、ジョン
Ｌ、ボッセン（Ｊｏｈｎ Ｌ、Ｖｏｓｓｅｎ）とワー
ナー・カーノ（Ｗｅｒｎｅｒ Ｋｅｒｎ） 編ｒ薄膜処
理（Ｔｈｉｎ ＦｉｌｍＰｒｏｃｅｓｓｅｓ） Ｊアカ
デミツク・プレス（ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ ）社
刊、ニューヨーク、１９７８年、の■章−１を参照のこ
と。
極板９と１１の間に放電を閉じ込め、したがってこれら
の表面全体にわたる電力損失を防止する。第１図に示す
装置とその動作は、当分野では周知であり、本発明の新
しい材料を製造するために直流、高周波、またはこの２
つの組合せで実施することができる。たとえば、ジョン
Ｌ、ボッセン（Ｊｏｈｎ Ｌ、Ｖｏｓｓｅｎ）とワー
ナー・カーノ（Ｗｅｒｎｅｒ Ｋｅｒｎ） 編ｒ薄膜処
理（Ｔｈｉｎ ＦｉｌｍＰｒｏｃｅｓｓｅｓ） Ｊアカ
デミツク・プレス（ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ ）社
刊、ニューヨーク、１９７８年、の■章−１を参照のこ
と。
基板１０は、本方法の条件下では溶融しない物質からな
り、シリコン、多結晶シリコン、サファイア、銅および
ベリリウム銅を含む。
り、シリコン、多結晶シリコン、サファイア、銅および
ベリリウム銅を含む。
本発明の方法を実施する際、ＭＸＧ工。。−エのターゲ
ットを使って組成物がもたらされる。ただし１Ｍは、チ
タン、ハフニウム、ジルコニウムおよびそれらの混合物
のうちから選んだある金属であり、Ｇは、金、白金およ
びパラジウムのうちから選んだある金属である。Ｘは約
６５から約９５の間の整数であるが、約７０から約８０
の間にあるのが好ましく、７５前後が最も好ましい。Ｘ
が９５よりも大きいと所望の低接触抵抗が得られず、Ｘ
が６５よりも小さいと耐摩耗性が悪くなる６使用される
代表的なターゲット材料は、ジルコニウム−パラジウム
、チタン−金、ジルコニウム−金、ハフニウム−金およ
びチタン−白金である。
ットを使って組成物がもたらされる。ただし１Ｍは、チ
タン、ハフニウム、ジルコニウムおよびそれらの混合物
のうちから選んだある金属であり、Ｇは、金、白金およ
びパラジウムのうちから選んだある金属である。Ｘは約
６５から約９５の間の整数であるが、約７０から約８０
の間にあるのが好ましく、７５前後が最も好ましい。Ｘ
が９５よりも大きいと所望の低接触抵抗が得られず、Ｘ
が６５よりも小さいと耐摩耗性が悪くなる６使用される
代表的なターゲット材料は、ジルコニウム−パラジウム
、チタン−金、ジルコニウム−金、ハフニウム−金およ
びチタン−白金である。
一般に、ターゲット材料は、基板１０から約４〜１０■
隔置される。
隔置される。
本発明の組成物を形成するスパッタ反応は、たとえば、
約５００から約４０００ボルト、通常は２０００ボルト
の比較的高い電圧（半サイクルごとに測定される）にタ
ーゲットをさらし、約５０ボルト〜３００ボルト、通常
は１００ボルト前後のバイアス電圧を基板にかけること
によって行なわれる。基板は、約２０℃から約５００℃
の間。
約５００から約４０００ボルト、通常は２０００ボルト
の比較的高い電圧（半サイクルごとに測定される）にタ
ーゲットをさらし、約５０ボルト〜３００ボルト、通常
は１００ボルト前後のバイアス電圧を基板にかけること
によって行なわれる。基板は、約２０℃から約５００℃
の間。
好ましくは約２０℃から約３００℃の間、通常は３００
℃前後の温度に加熱する。
℃前後の温度に加熱する。
反応性スパッタを得るために、たとえば直流または高周
波バイアス電圧をかけて高周波放電または単純直流グロ
ー放電を行なうことによって、ガス中でグロー放電を発
生させる。
波バイアス電圧をかけて高周波放電または単純直流グロ
ー放電を行なうことによって、ガス中でグロー放電を発
生させる。
使用するガスは、イオン化可能な不活性のガスと、ター
ゲット金ａＭと化学的に反応して窒化物、炭化物または
炭化窒化物を形成できるガスの混合物である。イオン化
可能ガスは、基板材料と化学的に反応しないガスでなけ
ればならず、容易にイオン化され原子番号が大きく、タ
ーゲットから金属原子とイオンを放出できる比較的高い
運動量をもつイオンを形成するものであることが好まし
い。
ゲット金ａＭと化学的に反応して窒化物、炭化物または
炭化窒化物を形成できるガスの混合物である。イオン化
可能ガスは、基板材料と化学的に反応しないガスでなけ
ればならず、容易にイオン化され原子番号が大きく、タ
ーゲットから金属原子とイオンを放出できる比較的高い
運動量をもつイオンを形成するものであることが好まし
い。
好ましいイオン化可能ガスは、クリプトンであるが、希
望するなら、アルゴンなど他の不活性ガスも使用できる
。ガス混合物中のもう一方のガスは、ターゲット金属Ｍ
と反応して、窒化物、炭化物または炭化窒化物あるいは
それらの混合物をもたらすものである。好ましい反応性
ガスは窒素である。
望するなら、アルゴンなど他の不活性ガスも使用できる
。ガス混合物中のもう一方のガスは、ターゲット金属Ｍ
と反応して、窒化物、炭化物または炭化窒化物あるいは
それらの混合物をもたらすものである。好ましい反応性
ガスは窒素である。
ガス混合物は１通常約１０〜８５体積％、好ましくは約
１０〜４０体積％の反応性ガスを含み、残りはイオン化
可能な不活性ガスである。
１０〜４０体積％の反応性ガスを含み、残りはイオン化
可能な不活性ガスである。
基板上への被膜の積着速度は、一般的に毎分約１０〜１
００００オングストローム、好ましくは、毎分約６０〜
１０００オングストロームである。
００００オングストローム、好ましくは、毎分約６０〜
１０００オングストロームである。
典型的な被膜は、厚さが約１００〜１００００オングス
トローム、通常は、約５０００〜１００００オングスト
ロームである。
トローム、通常は、約５０００〜１００００オングスト
ロームである。
被膜は、金、白金またはパラジウムあるいはそれらの混
合物を含み、それらの金属は他の金属物質の基質的に粒
子として含まれている。さらに、金、白金またはパラジ
ウムは、結晶粒の境界にあると考えられている。また、
被膜における金属Ｍと金、白金またはパラジウムとの比
は、必ずしもターゲットにおけるこれらの比と同じでは
ないことが注目される。それは、プラズマからのイオン
が被膜から一方の金属を他方の金属に比べて大きな速度
で抽出するからである。ただ、被膜中に含まれる金属の
比率は、通常、ターゲット中にある金属の比率の約５ｏ
％以内である。
合物を含み、それらの金属は他の金属物質の基質的に粒
子として含まれている。さらに、金、白金またはパラジ
ウムは、結晶粒の境界にあると考えられている。また、
被膜における金属Ｍと金、白金またはパラジウムとの比
は、必ずしもターゲットにおけるこれらの比と同じでは
ないことが注目される。それは、プラズマからのイオン
が被膜から一方の金属を他方の金属に比べて大きな速度
で抽出するからである。ただ、被膜中に含まれる金属の
比率は、通常、ターゲット中にある金属の比率の約５ｏ
％以内である。
さらに、金、白金またはパラジウムは、反応性ガスとは
反応しない。ただ、上述の反応性ガスは、ターゲット材
料の金属Ｍとは反応する。
反応しない。ただ、上述の反応性ガスは、ターゲット材
料の金属Ｍとは反応する。
本発明をさらに説明するために、下記に非限定的に例を
示す。
示す。
班↓
Ｔｉ、、Ａｕ２．のターゲット９を、第１図に示した型
式の装置に導入する。電源８から印加されるターゲット
電圧は、約２０００ボルトである。使用する基板１０は
、ベリリウム−銅基板で、約１〜３重量％のベリリウム
を含む。電源１２から基板に印加されるバイアス電圧は
約１００ボルトで、基板温度はヒーター１３によって加
工巾約３００℃に保たれる。ガス供給源３からのクリプ
トンおよびガス供給源４からの窒素を約８対１の体積比
で含むガス混合物を装置に導入する。圧力は、処理の始
めには約３０ミリトルである。約１３．５６メガヘルツ
の高周波を使って、放電を行なう。
式の装置に導入する。電源８から印加されるターゲット
電圧は、約２０００ボルトである。使用する基板１０は
、ベリリウム−銅基板で、約１〜３重量％のベリリウム
を含む。電源１２から基板に印加されるバイアス電圧は
約１００ボルトで、基板温度はヒーター１３によって加
工巾約３００℃に保たれる。ガス供給源３からのクリプ
トンおよびガス供給源４からの窒素を約８対１の体積比
で含むガス混合物を装置に導入する。圧力は、処理の始
めには約３０ミリトルである。約１３．５６メガヘルツ
の高周波を使って、放電を行なう。
被膜の付着速度は、毎分約１００オングストロームであ
る。被膜中のＡｕとＴｉの比率は約２．６：１である。
る。被膜中のＡｕとＴｉの比率は約２．６：１である。
被膜抵抗率は約４９．８μΩ／ａ１１であり、純粋な全
接点で試験した接触抵抗は約２５ミリオームである。接
触抵抗は、低抵抗率測定用のＡＳＴＭ手順番号８６６７
−８０の４点試験法によって測定する。金メッキしたル
ープを、ライダ部材として使い、スパッタ被覆は、手順
中にフラット・クーポンである。
接点で試験した接触抵抗は約２５ミリオームである。接
触抵抗は、低抵抗率測定用のＡＳＴＭ手順番号８６６７
−８０の４点試験法によって測定する。金メッキしたル
ープを、ライダ部材として使い、スパッタ被覆は、手順
中にフラット・クーポンである。
勇ス
例１をくり返す。ただし、ターゲットはＺｒ、。
Ｐ、ｄ２ｓからなる。得られる被膜組成は、パラジウム
を含む窒化ジルコニウムであり、ジルコニウムとパラジ
ウムの比率は、約４．６９対１である。
を含む窒化ジルコニウムであり、ジルコニウムとパラジ
ウムの比率は、約４．６９対１である。
被膜抵抗率は、約１５９μΩ／ωである。
第１図は、本発明を実施するのに適した装置の概略断面
図である。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 頓 宮 孝 −（外１名）
図である。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人 弁理士 頓 宮 孝 −（外１名）
Claims (1)
- Ｎ、Ｃおよびそれらの混合物から選ばれたガスを使用
し、チタン、ハフニウム、ジルコニウムおよびそれの混
合物から選ばれた第１金属と、金、白金およびパラジウ
ムから選ばれた第２金属とから成るターゲットをスパッ
タすることを特徴とする低接触抵抗組成物の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US866554 | 1986-05-23 | ||
| US06/866,554 US4774151A (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Low contact electrical resistant composition, substrates coated therewith, and process for preparing such |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62294163A true JPS62294163A (ja) | 1987-12-21 |
| JPH0568542B2 JPH0568542B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=25347857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62121456A Granted JPS62294163A (ja) | 1986-05-23 | 1987-05-20 | 低接触低抗組成物及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4774151A (ja) |
| EP (1) | EP0247413B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62294163A (ja) |
| CA (1) | CA1263217A (ja) |
| DE (1) | DE3772845D1 (ja) |
Cited By (2)
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| US20060273876A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Pachla Timothy E | Over-temperature protection devices, applications and circuits |
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1986
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1987
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- 1987-05-08 EP EP87106699A patent/EP0247413B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-20 JP JP62121456A patent/JPS62294163A/ja active Granted
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| EP0247413B1 (en) | 1991-09-11 |
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|---|---|---|---|
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