タングステンチタン スパッタリングターゲット

WTi スパッタリングターゲット

タングステンは原子量が大きく、チタンは耐食性が高いことで知られていますが、合金になると良好な密着性を有すると共に、緻密な層を形成し、外来原子の拡散を効果的に防止します。

その為、チタン含有量10wt%のタングステンチタン(WTi) は、マイクロチップ製造時のバリア層および密着層の形成に用いられ、シリコンを中心とした半導体層とアルミや銅に代表される金属層を分離します。

同様に、WTiをCIGS型薄膜太陽電池の構成膜に用いることで基板中の鉄原子が裏面電極を通り抜けて半導体層に拡散するのを防ぎます。

バリア層の有無は半導体の効率に大きく影響します。マイクロチップの場合は銅とシリコンが化合物を形成することで設計機能を達成できず、CIGSにおいては数ppmの鉄が半導体層に混入することで発光効率が大幅に下がります。詳しくは論文「鉄系基板を用いたCIGS型薄膜太陽電池」をご参照ください。

下図において、CIGS型薄膜太陽電池(左)とフリップチップ型の半導体(右)の構造を示します。共に半導体層と金属層を分離すると同時に、基板との密着性を確保する為にWTiの薄膜が使用されています。

WTi薄膜の用途例

WTiの薄膜はスパッタリングで形成しますが、プランゼーでは成膜の品質を直接左右するスパッタリングターゲットを製造しています。プランゼーでは原料粉末の製造からボンディングに至る全てのプロセスを自前で行うことで、高密度かつ高純度、そして均質な微細組織構造を持った製品を長きに渡って作り続けています。

プランゼーのWTi: 特性
密度 ≥ 98 %
純度 > 99.95 %
チタン含有量10 wt.%
チタン成分の均一な分散± 0.5 %
微細構造 微粒子 < 50 µm

プランゼーでは様々な寸法や形状のWTiスパッタターゲットを提供しています。プレーナ型のみならず高密度なロータリーターゲットも提供します。

微細構造
WTi ターゲットの微細構造 (SEM像 x 200)
相解析
WTi ターゲットの位相解析
赤:チタン相、緑:タングステン相
表面の微細構造
スパッタ膜の微細構造
WTi薄膜(50,000倍のSEM画像)

下のグラフは、径100mmのWTiターゲットをアルゴン圧5x10-3mbarにてスパッタリングした時の成膜速度を示しています。

Chart WTi

プランゼーのWTiターゲットは密度と純度が共に高いため、成膜時のパーティクルの発生を抑えられ、高品質な薄膜を得られます。パーティクルの発生とターゲットとの関係については以下の論文をご参照ください。

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