專利名稱：含鉬靶材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及濺射靶材、制造濺射靶材的方法、使用所述靶材制造含鑰薄膜的方法(如那些用于制造平面顯示器(如薄膜晶體管-液晶顯示器)和光伏電池的薄膜)、由所述靶材制造的薄膜及包括所述薄膜的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
濺射沉積是半導(dǎo)體和光電工業(yè)中使用的各種制造工藝中用于生產(chǎn)金屬層的一種技術(shù)。隨著半導(dǎo)體和光電工業(yè)的進(jìn)展，需要滿足一個(gè)或多個(gè)電氣要求、耐久性要求和加工性要求的濺射靶材。例如，需要加工更容易、價(jià)格更便宜、生產(chǎn)的薄膜更均勻的濺射靶材。此夕卜，隨著顯示器尺寸增大，性能方面即使是溫和的改進(jìn)，其經(jīng)濟(jì)益處也被放大。濺射靶材成分稍做變化，可能導(dǎo)致性能發(fā)生重大變化。此外，靶材的制造方式不同可能也會(huì)使組成相同的靶材具有不同的性能。采用金屬，如鑰等制造的濺射靶材及其制造方法和其在平面顯示器中的用途在美國專利US 7，336，336B2和Butzer等于2005年9月I日公開的美國專利申請(qǐng)US2005/0189401A1中進(jìn)行了說明，以上專利通過引用而全文包括在本申請(qǐng)中。含鑰和鈦的濺射靶材、其制造方法及其在平面顯示器中的用途在美國專利US 7，336，824B2和Gaydos等于2008年12月25日公開的美國專利申請(qǐng)公開US2008/0314737Al，Gaydos 等于 2007 年 4 月 26 日公開的 US 2007/0089984A1 及 Nitta 等于2007年11月I日公開的US2007/0251820A1中進(jìn)行了描述，以上專利通過引用而全文包括在本申請(qǐng)中。含鑰和第二金屬的濺射靶材在Chao等于2004年12月30日公開的美國專利申請(qǐng)公開 US2004/0263055A1，Lee 等于 2007 年 5 月 31 日公開的 US 2007/0122649A1，及 Inoue等于2005年10月20日公開的US 2005/0230244Al,Cho等于2008年3月27日公開的US2008/0073674Al，Iwasaki 等于 2005 年 9 月 I 日公開的 US 2005/0191202A1 中進(jìn)行了描述，以上專利通過引用而全文包括在本申請(qǐng)中。在許多器件的生產(chǎn)中，薄膜產(chǎn)品通常是通過一個(gè)或多個(gè)材料脫除步驟(如蝕刻)逐層制造。為了使材料選擇廣泛，以增強(qiáng)設(shè)計(jì)選擇，能夠選擇性地控制薄膜蝕刻率(即通過蝕刻脫除材料的速率)是頗有吸引力的。例如，通過選擇合適的濺射靶材而能夠?qū)崿F(xiàn)某些蝕刻速率是頗有吸引力的。例如，通過選擇合適的濺射靶材而能夠?qū)崿F(xiàn)某些蝕刻速率是頗有吸引力的?？赡芤鬄R射靶材沉積層的蝕刻速率與其它一層或多層的蝕刻速率相容(如蝕刻速率相同或相差小于大約25%)和/或與其它一層或多層的蝕刻速率不同(如相差大約25%或更高)。例如，對(duì)于某些應(yīng)用來說，仍然需要一種由其制造的沉積層的蝕刻率相對(duì)較低的濺射靶材，如在鐵氰化物溶液中的蝕刻速率低于由50%原子鑰和50%原子鈦組成的濺射靶材沉積層的蝕刻速率。人們還需要用于制造具有以下一種特性或以下特性任意組合的沉積層的濺射靶材:對(duì)基材具有強(qiáng)粘附性、良好的阻隔性能、放置在含硅層和含銅層之間時(shí)能夠減少或防止形成銅硅化合物(如硅化銅)或具有相對(duì)較小的電阻(大約60 μ Ω.αιι或更低)。此外，人們需要具有以上一種或多種特性的濺射靶材，所述靶材是由能夠采用軋制步驟加工成濺射靶材的非均質(zhì)材料制備。

發(fā)明內(nèi)容
令人吃驚的是,包括鑰(Mo)、鈦(Ti)和第三金屬元素,其中第三金屬元素是鉭或鉻的濺射靶材可以滿足上述一種或多種要求。因此，本發(fā)明在其各個(gè)教導(dǎo)中涉及此類組合物及其制造的濺射靶材，以及由其制造的薄膜產(chǎn)品及相關(guān)方法。本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于制造濺射靶材和/或用于制造生產(chǎn)濺射靶材的坯料的方法，包括一個(gè)將含大約50原子％或更多鑰的第一粉末、含大約50原子％或更多鈦的第二粉末，及含大約50原子％或更多選自由鉻和鉭組成的群組的第三金屬元素的第三粉末進(jìn)行混合的步驟。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種濺射靶材和/或用于生產(chǎn)濺射靶材的坯料，包括占所述濺射靶材原子總數(shù)大約40原子％或更多的鑰；占所述濺射靶材原子總數(shù)大約I原子％或更多的鈦；及占所述濺射靶材原子總數(shù)大約I原子％或更多的第三金屬元素，其中所述第三金屬元素是鉭或鉻；這樣所述靶材可用于制造包括合金的沉積膜，所述合金包括鑰、鈦，
及第三金屬元素。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及濺射靶材和/或用于制造濺射靶材的坯料，包括占濺射靶材總體積至少大約40體積％的第一相，其中所述第一相包括至少大約50原子％第一金屬元素(因此可以稱為富第一金屬元素)，其中所述第一金屬元素是鑰；占濺射靶材總體積大約I至大約40體積％的第二相，其中所述第二相包括至少大約50原子％的第二金屬元素(因此可以稱為富第二金屬元素)，其中所述第二金屬元素是鈦，及占濺射靶材總體積大約I至大約40體積％的第三相，其中所述第三相包括至少大約50原子％的第三金屬元素(因此可以稱為富第三金屬元素)，其中所述第三金屬元素選自由鉻和鉭所組成的群組，這樣，所述濺射靶材可用于制造包括合金的沉積膜，所述合金包括鑰、鈦和第三金屬元素。應(yīng)該了解的是，在本申請(qǐng)的教導(dǎo)中，第三金屬元素可由鉻和鉭的組合代替。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種薄膜(如濺射-沉積膜)，包括大約50原子％或更多的鑰，大約0.5原子％或更多的鈦，及大約0.5原子％或更多的選自由鉻和鉭組成的群組的第三金屬元素。舉例來說，一種所述薄膜可能有大約50原子％至大約90原子％鑰，大約5原子％至大約30原子％鈦，及大約5原子％至大約30原子％第三金屬元素(即鉻、鉭或這兩者)。根據(jù)本申請(qǐng)的蝕刻速率教導(dǎo)，所述薄膜具有相對(duì)較低的蝕刻速率。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及包括由本申請(qǐng)所述濺射靶材沉積的薄膜的多層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種利用本申請(qǐng)所述濺射靶材在基材上沉積薄膜的方法。本發(fā)明的濺射靶材用于沉積通常具有較低蝕刻速率的薄膜方面較為有利。例如，所述沉積薄膜在25°C的鐵氰化物溶液中的蝕刻速率是大約100nm/min或更低,優(yōu)選是大約75nm/min或更低,更優(yōu)選是大約70nm/min或更低,甚至更優(yōu)選是大約68nm/min或更低,甚至更優(yōu)選是大約65nm/min或更低,及最優(yōu)選是大約62nm/min或更低。所述派射祀材可用于沉積具有下述特點(diǎn)的薄膜:對(duì)基材具有較強(qiáng)的粘附性；良好的阻隔性能；當(dāng)放置在含硅層和含銅層之間時(shí)基本上可以避免形成硅化銅；電阻率低；或這些特點(diǎn)的任意組合。有利的是，所述濺射靶材可由，例如，能夠通過一種或多種熱機(jī)械變形操作變形的材料形成。所述濺射材料可由能夠軋制(如通過一個(gè)或多個(gè)軋制操作)的材料制造，優(yōu)選沒有裂紋，從而可以高效地生產(chǎn)較大的濺射靶材。還可以通過將幾個(gè)單獨(dú)預(yù)成型的結(jié)構(gòu)(如坯料)連接來制作較大的靶材，如在相鄰預(yù)成型結(jié)構(gòu)之間有粉末或沒有粉末時(shí)，通過熱等靜壓加工操作擴(kuò)散粘結(jié)。


圖1是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材采用二次電子成像的說明性掃描電子顯微照片。濺射靶材優(yōu)選包括含50原子％或更多鑰的富鑰相、含50原子％或更多鈦的富鈦相及含50原子％或更多鉭的富鉭相。圖2是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材采用背散射電子成像的說明性掃描電子顯微照片。所述濺射靶材優(yōu)選包括富鑰相、富鉭相和富鈦相。圖3A是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材采用背散射電子成像的說明性掃描電子顯微照片。如圖3A所示，所述濺射靶材優(yōu)選包括富鑰相。圖3B是說明性能量色散X-射線光譜圖，表明了圖3A濺射靶材一個(gè)區(qū)域的0-20keV能量的X-射線頻率分布。如圖3B所示，所述濺射靶材可包括一基本上全部(如大約90原子％或更多，優(yōu)選大約95原子％或更多，更優(yōu)選大約98原子％或更多)是鑰的一相。圖4A是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材采用背散射電子成像的說明性掃描電子顯微照片。如圖4A所示，所述濺射靶材優(yōu)選包括富鈦相。圖4B是說明性能量色散X-射線光譜圖，表明了圖4A濺射靶材一個(gè)區(qū)域的0-20keV能量的X-射線頻率分布。圖4B說明了所述濺射靶材可包括一基本上全部(如大約90原子％或更多，優(yōu)選大約95原子％或更多，更優(yōu)選大約98原子％或更多)是鈦的一相。圖5A是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材采用背散射電子成像得到的說明性掃描電子顯微照片。如圖5A所示，所述濺射靶材優(yōu)選包括富鉭相。圖5B是說明性能量色散X-射線光譜圖，表明了圖5A濺射靶材一個(gè)區(qū)域的0-20keV能量的X-射線頻率分布。圖5B說明了所述濺射靶材可包括一基本上全部(如大約90原子％或更多，優(yōu)選大約95原子％或更多，更優(yōu)選大約98原子％或更多)是鉭的一相。圖6A和圖6B是沉積在基材上的濺射薄膜表面采用二次電子成像得到的說明性掃描電子顯微照片。所述薄膜由包括富鑰相、富鈦相和富鉭相的濺射靶材濺射。所述沉積薄膜優(yōu)選包括含鑰、鈦和鉭的合金相。圖7是沉積在基材上的濺射薄膜橫截面的說明性掃描電子顯微照片。所述薄膜由包括富鑰相、富鈦相和富鉭相的濺射靶材濺射。沉積薄膜優(yōu)選包括含鑰、鈦和鉭的合金相。沉積薄膜可具有柱狀形態(tài)，如圖7所示的形態(tài)。圖8A和SB是包括硅基材、 含鑰、鈦和鉭的第一濺射層及第二銅濺射層的多層結(jié)構(gòu)的說明性俄歇譜圖(Auger Spectra)。該譜圖說明了在大約350°C退火大約30分鐘前(圖8A)和后(圖8B) Cu、S1、Ta、Ti和Mo的組成與深度的關(guān)系。圖9A和9B是包括含鑰、鈦和鉭的第一濺射層與i)第二銅濺射層(圖9A)及ii)硅基材(圖9B)之間界面的多層結(jié)構(gòu)的說明性俄歇譜圖。譜圖說明了在大約350°C退火大約30分鐘前后Cu、S1、Ta、Ti和Mo的組成與深度的關(guān)系。圖10是包括基材層、含鑰層和導(dǎo)電層的說明性多層結(jié)構(gòu)圖。所述含鑰層優(yōu)選由包括富鑰相、富鈦相和富鉭相的濺射靶材沉積。
具體實(shí)施例方式詳細(xì)說明本發(fā)明在其各個(gè)方面利用獨(dú)特的材料組合，得到一種頗有吸引力的濺射靶材，用于制造一種或多種包括薄膜層(如薄膜阻隔層)、連接層或其它層的器件(如平面顯示器)。采用本發(fā)明濺射靶材制造的沉積層具有令人吃驚的低電阻率、與基材良好的粘附性和/或優(yōu)異的阻隔性能組合。所述 濺射靶材優(yōu)選經(jīng)定制而提供具有較低蝕刻速率(如在鐵氰化物溶液中)的沉積層。本發(fā)明的濺射靶材采用三種或多種不同元素來實(shí)現(xiàn)要求的性能特性。合適的濺射靶材包括但不限于含三種金屬元素、四種金屬元素，或五種或五種以上金屬元素的材料或基本上由三種金屬元素、四種金屬元素，或五種或五種以上金屬元素組成的材料。例如，濺射靶材可包括鑰(即Mo)、鈦(即Ti)和一種或多種選自由釩(即V)、鉻(即Cr)、鉭(即Ta)和鈮(即Nb)組成的群組的其它元素，或基本上由鑰(即Mo)、鈦(即Ti)和一種或多種選自由釩(即V)、鉻(即Cr)、鉭(即Ta)和鈮(即Nb)組成的群組的其它元素組成。優(yōu)選的濺射靶材包括鑰、鈦和選自鉭和鉻的第三金屬元素或基本上由鑰、鈦和選自鉭和鉻的第三金屬元素組成。優(yōu)選的濺射靶材包括鑰、鈦和第三金屬元素，其總濃度是大約60原子％或更高，更優(yōu)選是大約80原子％或更高，甚至更優(yōu)選是大約95原子％或更高，甚至更優(yōu)選是大約99原子％或更高，及最優(yōu)選是大約99.5原子％或更高。由本發(fā)明濺射靶材制造的沉積層可包括三元材料和/或四元材料，但是，并不受此限制。濺射靶材可用于生產(chǎn)(如沉積)具有至少一個(gè)含鑰層(如阻隔層)的薄膜，所述含鑰層包括鑰(如濃度至少是含鑰層原子總數(shù)的50原子％)、鈦和第三金屬元素。沉積層可包含比濺射靶材更少的相。采用濺射靶材制造的示例沉積層可包含一相或兩相，而用于制備它們的濺射靶材優(yōu)選包含至少三相(如一個(gè)或多個(gè)純金屬相和/或一個(gè)或多個(gè)合金相)，但是，并不受此限制。更優(yōu)選的是，沉積層包括合金相或基本上由合金相組成，其中所述合金包括鑰、鈦和第三金屬元素。甚至更優(yōu)選的是，沉積層基本上由合金相組成，其中所述合金包括鑰、鈦和第三金屬元素或基本上由鑰、鈦和第三金屬元素組成。最優(yōu)選的是，沉積層包括合金相或基本上由合金相組成，其中所述合金包括鑰、鈦和鉭或基本上由鑰、鈦和鉭組成。濺射靶材的形態(tài)濺射靶材可以是包括多個(gè)相的非均質(zhì)材料。濺射靶材優(yōu)選包括至少三相。例如，所述靶材可包括一個(gè)或多個(gè)第一相，每個(gè)相包括至少50原子％鑰，一個(gè)或多個(gè)第二相，每個(gè)相包括至少50原子％鈦,及一個(gè)或多個(gè)第三相，每個(gè)相包括至少50原子％第三金屬元素，其中所述第三金屬元素是鉭或鉻。
第二相可在下述一方面或多方面與第一相不同:一種、兩種或多種元素的濃度、密度、電阻率、布拉維晶格結(jié)構(gòu)、對(duì)稱群、一種或多種晶格大小、或晶體學(xué)空間群。舉例而言，第一相和第二相一種元素的濃度可相差大約0.5wt.%或更高，相差大約Iwt.%或更高，相差大約5wt.%或更高，或相差大約20wt.%或更高。第三相可在下述一方面或多方面與第一相和/或第二相不同:一種、兩種或多種元素的濃度、密度、電阻率、布拉維晶格結(jié)構(gòu)、對(duì)稱群、一種或多種晶格大小或晶體學(xué)空間群。例如，第三相中元素的濃度與第一相、第二相中元素的濃度，或這兩相中元素的濃度，可相差大約0.5wt.%或更高，相差大約Iwt.%或更高，相差大約5wt.%或更高，或相差大約20wt.%或更高。濺射靶材可包括兩相(如第一相和第二相或第三相)，其中兩相的密度之差是大約0.lg/cm3或更大，優(yōu)選是大約0.3g/cm3或更大，更優(yōu)選是大約0.6g/cm3或更大,最優(yōu)選是大約1.2g/cm3或更大。第一相、第二相和第三相，每相可單獨(dú)包括由14個(gè)布拉維晶格類型中的一種類型或多種類型為特征的晶體。一相的布拉維晶格可以是三斜晶系、單斜晶系(如簡單單斜晶系或中心單斜晶系)、正交晶系(如簡單底心正交晶系，或面心正交晶系)、正方晶系(如簡單的四方晶系或體心正方晶系)、菱方晶系、六方晶系或立方晶系(如簡單立方、體心立方或面心立方)。舉例來說，第一相、第二相及第三相，每相可獨(dú)立地包括六方、簡單立方、體心立方和面心立方或它們的任意組合的布拉維晶格的晶體或由這樣的晶體組成。一個(gè)或多個(gè)第二相可包括具有與一個(gè)或多個(gè)第一相相同或不同的布拉維晶格的晶體。舉例來說，第一相可包括一具有體心立方布拉維晶格的相，第二相可包括一具有體心立方布拉維晶格、六方布拉維晶格或這兩種晶格的相。一個(gè)或多個(gè)第三相可包括具有與一個(gè)或多個(gè)第一相相同或不同，與一個(gè)或多個(gè)第二相不同，或它們的任意組合的布拉維晶格的晶體。舉例來說，一個(gè)或多個(gè)第三相可包括具有體心立方布拉維晶格、六方布拉維晶格或這兩種晶格的晶體或基本上由這樣的晶體組成。
圖1是包括鑰、鈮和鉭的濺射靶材采用二次電子成像的說明性掃描電子顯微照片。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，濺射靶材中可以使用其它金屬元素。參考圖1，濺射靶材10可包括第一相16、第二相14和第三相12。濺射靶材10的第一相16可以是連續(xù)相，包括50原子％或更多鑰(如大約75原子％或更多鑰)或兩者。如圖1所示，第二相14、第三相12或這兩相可以是分散相(如分散在第一相中的分散相)。第二相、第三相或這兩相都是連續(xù)相(如共-連續(xù)相)也屬于本發(fā)明的范圍。第二相14可包括占第二相原子總數(shù)大約50原子％的第二金屬元素，如鈦。第三相12可包括大約占第三相原子總數(shù)50原子％或更多的第三元素，如鉻或鉭。如圖1所示，一個(gè)或多個(gè)第一相的體積大約占濺射靶材總體積的大約40體積％或更高，或占大約50體積％或更高。一個(gè)或多個(gè)第二相的體積，一個(gè)或多個(gè)第三相的體積，及一個(gè)或多個(gè)第一相和第二相的總體積，占濺射靶材總體積的大約I體積％或更高，或占大約5體積％或更高。一個(gè)或多個(gè)第二相的體積，一個(gè)或多個(gè)第三相的體積，及一個(gè)或多個(gè)第一相和第二相的總體積，占濺射靶材總體積的大約50體積％或更少，或占大約25體積％或更少。第二相、第三相或這兩相通常是隨機(jī)取向的。第二相、第三相或這兩相通常是細(xì)長的。第二相、第三相或這兩相的長寬比優(yōu)選是大約20:1或更低，大約10:1或更低或大約5:1或更低。第二相可包括平均長度大約是0.3μπι或0.3μπι以上的粒子，平均長度大約是200 μ m或200 μ m以下的粒子，或者包括這兩種平均長度的粒子。第三相可包括平均長度大約是0.3μm或0.3μm以上的粒子，平均長度大約是200 μ m或200 μ m以下的粒子，或者包括這兩種平均長度的粒子。一個(gè)相的長度和/或體積可采用掃描電子顯微鏡測定?？刹捎闷渌椒ㄝo助掃描電子顯微鏡法，如能量色散X-射線光譜法測定一個(gè)相的組成。圖2是包括鑰、鈮和鉭的濺射靶材采用背散射電子成像的說明性掃描電子顯微照片。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，濺射靶材中可以使用其它金屬元素。參考圖2，濺射靶材10可包括第一相16、第二相14和第三相12。每個(gè)單獨(dú)的相可以是基本上純的金屬相(如一個(gè)包括大約80原子％或更多，大約90原子％或更多，或大約95原子％或更多的金屬相)。濺射靶材還可以包括合金相，如包括鑰和鉭的合金相18，和/或金屬間相。一個(gè)或多個(gè)第一相可任選包括相對(duì)純的第一相及鑰的濃度比相對(duì)純的第一相低的高合金第一相。例如，相對(duì)純的第一相中鑰的濃度是相對(duì)純的第一相原子總數(shù)的大約80原子％或更高，更優(yōu)選大約90原子％或更高。舉例來說，高合金第一相中鑰的濃度是大約90原子％或更低，大約80原子％或更低，或大約70原子％或更低。一個(gè)或多個(gè)第一相優(yōu)選包括足夠體積鑰濃度通常較高(如大約60原子％或更多鑰，大約70原子％或更多鑰，大約80原子％或更多鑰，或大約90原子％或更多鑰)的材料，這樣，濺射靶材可以在增加濺射靶材的寬度、長度或這兩者的步驟中軋制。一個(gè)或多個(gè)第二相可任選包括相對(duì)純的第二相及鈦的濃度比相對(duì)純的第二相低的高合金第二相。例如，相對(duì)純的第二相中鈦的濃度是相對(duì)純的第二相原子總數(shù)的大約80原子％或更高，更優(yōu)選大約90原子％或 更高。舉例來說，高合金第二相中鈦的濃度是大約90原子％或更低，大約80原子％或更低，或大約70原子％或更低。一個(gè)或多個(gè)第三相可任選包括相對(duì)純的第三相及第三金屬元素(如鉭或鉻)的濃度比相對(duì)純的第三相低的高合金第三相。例如，相對(duì)純的第三相中第三金屬元素的濃度是相對(duì)純的第三相原子總數(shù)的大約80原子％或更高，更優(yōu)選大約90原子％或更高。舉例來說，高合金第三相中第三金屬元素的濃度是大約90原子％或更低，大約80原子％或更低，或大約70原子％或更低。一個(gè)或多個(gè)第一相的體積優(yōu)選足夠高，這樣，第一相是連續(xù)相(如一個(gè)或多個(gè)其它相在其中分散的基質(zhì)相)。一個(gè)或多個(gè)第一相的體積是濺射靶材總體積的大約40體積％或更高，大約50體積％或更高，大約60體積％或更高，大約70體積％或更高。一個(gè)或多個(gè)第一相的體積優(yōu)選大于一個(gè)或多個(gè)第二相的體積。一個(gè)或多個(gè)第一相的體積優(yōu)選大于一個(gè)或多個(gè)第二相的體積。一個(gè)或多個(gè)第一相的體積是濺射靶材總體積的大約99體積％或更低，大約95體積％或更低，大約92體積％或更低，大約90體積％或更低?！獋€(gè)或多個(gè)第二相的體積，一個(gè)或多個(gè)第三相的體積，或一個(gè)或多個(gè)第二相和一個(gè)或多個(gè)第三相組合的體積，是濺射靶材總體積的大約I體積％或更高，大約2體積％或更高，大約3體積％或更高，大約5體積％或更高。一個(gè)或多個(gè)第二相的體積，一個(gè)或多個(gè)第三相的體積，或一個(gè)或多個(gè)第二相和一個(gè)或多個(gè)第三相組合的體積，是濺射靶材總體積的大約50體積％或更低，大約45體積％或更低，大約40體積％或更低，大約35體積％或更低，大約30體積％或更低，大約25體積％或更低，大約20體積％或更低。濺射靶材的一個(gè)或多個(gè)第一相、一個(gè)或多個(gè)第二相及一個(gè)或多個(gè)第三相中每個(gè)相可以獨(dú)立地是分散相、連續(xù)相或共-連續(xù)相。濺射靶材優(yōu)選包括是連續(xù)相的第一相。人們認(rèn)為，連續(xù)的第一相可以改進(jìn)軋制濺射靶材的能力，以增加其長度、寬度或兩者，但是，并不受這一理論的限制。優(yōu)選一個(gè)或多個(gè)第二相包括分散的第二相。例如，分散的第二相可以是第一相中的分散相，或者是第三相中的分散相。濺射靶材更優(yōu)選包括一含50原子％或更多的鈦且分散在含50原子％或更多的鑰的第一相內(nèi)的分散相第二相。優(yōu)選一個(gè)或多個(gè)第三相包括分散相。例如，分散的第三相可以是第一相中的分散相，或者是第二相中的分散相。濺射靶材更優(yōu)選包括一含50原子％或更多鉻或鉭且分散在含50原子％或更多鑰的第一相內(nèi)的分散相第三相。如果濺射靶材有至少兩個(gè)第二相，其形態(tài)是其中一個(gè)第二相包含大約80原子％或更多鈦且被另一個(gè)第二金屬元素濃度更低的第二相包圍。如果濺射靶材有至少兩個(gè)第三相，其形態(tài)是其中一個(gè)第三相包含大約80原子％或更多第三屬元素且被另一第三金屬元素濃度更低的第三相包圍。派射祀材的一個(gè)或多個(gè)相，或甚至全部相的相區(qū)尺寸(domain size)(即包括一個(gè)或多個(gè)相的晶粒連續(xù)區(qū))相對(duì)較大。例如，濺射靶材的一個(gè)或多個(gè)相，或甚至全部相的相區(qū)尺寸可能大于濺射靶材制造的沉積層的相或各相的相區(qū)尺寸(如大50%或更大，大約大100%或更大，大約大200%或更大，大約大500%或更大，或者大約大1000%或更大)。一個(gè)或多個(gè)第一相、一個(gè)或多個(gè)第二相，和/或一個(gè)或多個(gè)第三相的相區(qū)尺寸(相區(qū)的數(shù)均長度)可以是大約0.3um或更大，優(yōu)選是大約0.5um或更大,更優(yōu)選是大約Ium或更大,及最優(yōu)選是大約3um或更大，但是并不限于這些。在測定濺射靶材各個(gè)相的相區(qū)尺寸時(shí)，所有第一相可視為一個(gè)相，所有第二相可視為一個(gè)相，所有第三相可視為一個(gè)相。一個(gè)或多個(gè)第一相、一個(gè)或多個(gè)第二相，和/或一個(gè)或多個(gè)第三相的相區(qū)尺寸(相區(qū)的數(shù)均長度)可以是大約200um或更小,優(yōu) 選是大約IOOum或更小，更優(yōu)選是大約50um或更小,但是并不限于這些。應(yīng)該了解的是，濺射靶材可以使用更大的相區(qū)尺寸。例如，正如本發(fā)明所教導(dǎo)的那樣，一個(gè)或多個(gè)相可以是連續(xù)相。第二相、第三相或這兩個(gè)相的相區(qū)形狀通常是細(xì)長的。第二相、第三相或這兩相的長寬比優(yōu)選是大約20:1或更小，大約10:1或更小，或大約5:1或更小。圖3A是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材一個(gè)區(qū)域的掃描電子顯微照片(背散射電子)，包括鑰相16和鑰相中的點(diǎn)32。圖3B是圖3A中點(diǎn)32的說明性能量色散x_射線光譜圖。圖3B的譜圖僅包括一個(gè)與鑰對(duì)應(yīng)的峰34。如圖3B所示,派射祀材可包括包含一個(gè)基本上純鑰相(即包括大約80原子％或更多鑰，大約90原子％或更多鑰，大約95原子％或更多鑰)的區(qū)域。圖4A是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材一個(gè)區(qū)域的掃描電子顯微照片(背散射電子)，包括鈦相14和鈦相中的點(diǎn)42。圖4B是圖4A中點(diǎn)42的說明性能量色散x_射線光譜圖。圖4B中的譜圖40僅包括與鈦對(duì)應(yīng)的峰44、44’和44〃。如圖4B所示，濺射靶材可包括包含一個(gè)基本上純鈦相(即包括大約80原子％或更多鈦，大約90原子％或更多鈦，或大約95原子％或更多鈦)的區(qū)域。圖5A是包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材一個(gè)區(qū)域的掃描電子顯微照片(背散射電子)，包括鉭相12、鑰相16和鉭相中的點(diǎn)52。圖5B是圖5A中點(diǎn)52的說明性能量色散x_射線光譜圖。圖5B中譜圖50僅包括與鉭對(duì)應(yīng)的峰54、54’、54〃和54’ 〃。如圖5B所示，濺射靶材可包括一個(gè)區(qū)域，包括基本上純的第三金屬元素相，如基本上純鉭相(即包括大約80原子％或更多鉭，大約90原子％或更多鉭，大約95原子％或更多鉭)，或基本上純鉻相(如包括大約80原子％或更多鉻，大約90原子％或更多鉻，大約95原子％或更多鉻)。濺射靶材中鑰的濃度濺射靶材中鑰的總濃度可以是至少大約50原子％，優(yōu)選是至少大約60原子％，更優(yōu)選是至少大約65原子％，甚至更優(yōu)選是至少大約70原子％，及最優(yōu)選是至少大約75原子％。濺射靶材中鑰的濃度可以是小于大約95原子％，優(yōu)選是小于大約90原子％，更優(yōu)選是小于大約85原子％，甚至更優(yōu)選是小于大約83原子％，及最優(yōu)選是小于大約81原子％。濺射靶材優(yōu)選采用包括軋制材料而形成濺射靶材的步驟的方法制造。因此，濺射靶材優(yōu)選鑰的含量足夠高，從而使材料能夠經(jīng)受軋制步驟，如下文描述的軋制步驟。其它元素:除鑰之外，濺射靶材包括至少兩種其它金屬元素(即第二金屬元素和第三金屬元素)。第二金屬元素和第三金屬元素的原子量可以獨(dú)立地比鑰的原子量大或小。例如，第二金屬元素的原子量可以比鑰的原子量小，第三金屬元素的原子量可以比鑰的原子量大。例如，第二金屬元素和第三金屬元素的原子量都可以比鑰的原子量小。第二金屬元素和第三金屬元素可選自IUPAC的4、5和6族元素。靶材優(yōu)選包括兩種或多種選自由鈦、鉭、鉻、鉿、鋯和鎢所組成的群組的元素(即第二金屬元素和第三金屬元素)。靶材更優(yōu)選包括選自由鈦、鉭和鉻所組成群組的兩種或多種元素。濺射靶材中的第二金屬元素優(yōu)選是鈦。濺射靶材中的第三金屬元素優(yōu)選是鉭或鉻。示范性靶材包括但不限于包含下述元素、基本上由下述元素組成或由下述元素組成的IE材:鑰、鈦和鉭；鑰、鈦和鉻；鑰、鉭和鉻；或鑰、鈦、鉭和鉻。所述濺射靶材中第二金屬元素的濃度、第三金屬元素的濃度、或者第二金屬元素和第三金屬元素組合的濃度，可以是靶材中原子總濃度的大約0.1原子％或更高，優(yōu)選是大約0.5原子％或更高，更優(yōu)選是大約I原子％或更高，甚至更優(yōu)選是大約2原子％或更高及最優(yōu)選是大約5原子％或更高。所述濺射靶材中第二金屬元素的濃度、第三金屬元素的濃度、或者第二金屬元素和第三金屬元素組合的濃度，可以是靶材中原子總濃度的大約50原子％以下，優(yōu)選是大約45原子％或更低，更優(yōu)選是大約40原子％或更低，甚至更優(yōu)選是大約35原子％或更低及最優(yōu)選是大約30原子％或更低。所述濺射靶材的理論密度P t可根據(jù)各元素的密度計(jì)算:P t= [ (C1W1) + (C2W2) + (C3W3) ] / [ (C1W1/ P1) + (C2W2/ P2) + (C3W3/ P3)],其中C。C2、C3分別是鑰、第二金屬元素和第三金屬元素的濃度(原子％)，
分別是鑰、第二金屬元素和第三金屬元素的原子量，P !> P 2> P 3分別是鑰、第二金屬元素和第三金屬元素的密度。一般說來，包括η種元素的組合物的理論密度可以采用下述公式估算:Pt=[ Σ (CiWi) ]/[ Σ (CiWi/ Pi)],其中所述和是元素i=l至η的和，Ci, WjP Pi分別是元素i的濃度、原子量和密度。鑰、鈦、釩、鉻、鈮和鉭的密度分別是大約10.2,4.51,6.11,7.15,8.57和16.4 g/cm3。所述濺射靶材的密度可能大于大約0.85 P t，優(yōu)選大于大約0.90 P t，更優(yōu)選大于大約0.92 P t，甚至更優(yōu)選大于大約0.94 P t，甚至更優(yōu)選大于大約0.96 P t，及最優(yōu)選大于大約
0.98 P t。所述濺射靶材的密度優(yōu)選小于大約1.00 P t。派射祀材的織構(gòu)(texture)濺射靶材的織構(gòu)可由晶粒取向決定，如第一相的晶粒取向、第二相的晶粒取向、第三相的晶粒取向或它們的任意組合決定。例如，一個(gè)相或多個(gè)相通常是〈I 10>//ND、〈I11>//ND、<100>//ND取向或它們的取向組合。濺身靶材的濺射速率(如濺射膜的沉積速率)可能取決于晶粒取向。因此，在本發(fā)明的某些方面，所述濺射靶材通常具有均勻的取向。晶粒取向可利用美國專利申請(qǐng)公開US 2008/0271779Al(Miller等，2008年11月6日公開)及國際專利申請(qǐng)公開WO 2009/020619 Al (Bozkaya等，2009年2月12日公開)所述的方法，采用電子背散射衍射測定，以上兩篇專利的內(nèi)容通過引用而全部結(jié)合在本申請(qǐng)中。采用所述方法測定時(shí)，面心立方金屬單位體積內(nèi)在<100>//ND的15度內(nèi)對(duì)齊的晶粒百分?jǐn)?shù)可能大于大約5%，大于大約8%，大于大約10.2%，大于大約13%，或大于大約15%，在〈11D//ND的15度內(nèi)對(duì)齊的晶粒百分?jǐn)?shù)可 能大于大約5%，大于大約10%，大于大約13.6%，或大于大約15%，或大于大約18%，或它們的任何組合。采用所述方法測定時(shí)，體心立方金屬的單位體積內(nèi)在<110>//ND的15度內(nèi)對(duì)齊的晶粒百分?jǐn)?shù)可能大于大約5%，大于大約15%，大于大約20.4%，或大于大約30%。織構(gòu)梯度的標(biāo)準(zhǔn)偏差(如100梯度、111梯度或它們兩者)可能小于大約
4.0，優(yōu)選小于大約2.0，優(yōu)選小于大約1.7，甚至更優(yōu)選小于大約1.5，甚至更優(yōu)選小于大約
1.3，及最優(yōu)選小于大約1.1。厚度方向的取向變化可能也相對(duì)較低。例如，織構(gòu)組分100//ND、111//ND或它們兩者厚度方向的織構(gòu)梯度可能是大約6%/_或更低,優(yōu)選4%/_或更低,及更優(yōu)選是2%/_或更低(采用國際專利申請(qǐng)公開WO 2009/020619 Al中所述方法測定)。沉積含鑰層如前文所述，所述濺射靶材可用于生產(chǎn)具有至少一層含鑰層的結(jié)構(gòu)(例如，沉積層，如沉積薄膜層)，所述含鑰層包括鑰、第二金屬元素和第三金屬元素。例如，所述濺射靶材可用于生產(chǎn)包括鑰、鈦及選自由鉻和鉭所組成的群組的第三金屬元素的沉積層。第三金屬元素優(yōu)選是鉭。在基材上沉積含鑰層的方法可以包括下述一個(gè)步驟或其任意步驟組合:提供粒子(如帶電粒子)，加速粒子，或用粒子撞擊濺射靶材，從而使原子離開濺射靶材，并沉積到基材上。優(yōu)選的粒子包括原子粒子和亞原子粒子。舉例來說，所述亞原子粒子可能是離子。含鑰層優(yōu)選包括占該層中原子總數(shù)大約50原子％或更多的鑰、大約0.5原子％或更多的鈦和大約0.5原子％或更多的鉭。含鑰層中鑰的濃度可能是含鑰層中原子總濃度的大約60原子％或更高，大約65原子％或更高，大約70原子％或更高，或大約75原子％或更高。含鑰層中鑰的濃度可能是含鑰層中原子總數(shù)的大約98原子％或更低，優(yōu)選是大約95原子％或更低，更優(yōu)選是大約90原子％或更低，甚至更優(yōu)選是大約85原子％或更低，及最優(yōu)選是大約83原子％或更低。沉積層中鑰的濃度(原子％)與濺射祀材中鑰的濃度(原子％)之比可能是大約0.50或更高，大約0.67或更高，大約0.75或更高，大約0.80或更高，或者大約0.90或更高。沉積層中鑰的濃度和濺射靶材中鑰的濃度可能是大約2.00或更低，大約1.5或更低，大約1.33或更低，大約1.25或更低，或者大約1.11或更低。第二金屬元素和第三金屬元素的濃度可以分別獨(dú)立地是含鑰層中原子總濃度的大約0.1原子％以上，優(yōu)選是大約I原子％以上，更優(yōu)選是大約3原子％以上，甚至更優(yōu)選是大約5原子％以上，及最優(yōu)選是大約7原子％以上。第二金屬元素和第三金屬元素的濃度可以分別獨(dú)立地是含鑰層中原子總濃度的大約45原子％或更低，大約40原子％或更低，大約35原子％或更低，大約30原子％或更低，大約25原子％或更低，大約20原子％或更低，或大約10原子％或更低。第二金屬兀素和第三金屬兀素的總濃度優(yōu)選是含鑰層中原子總濃度的大約5原子％或更高，更優(yōu)選是大約10原子％或更高，及最優(yōu)選是大約15原子％或更高。舉例來說，第二金屬元素和第三金屬元素的總濃度可能是含鑰層中原子總濃度的大約20原子％或更高。第二金屬元素和第三金屬元素的總濃度可以是含鑰層中原子總濃度的大約50原子％或更低，大約45原子％或更低，大約40原子％或更低，大約35原子％或更低，大約30原子％或更低，或大約25原子％或更低。沉積層中第二金屬元素和第三金屬元素的總濃度(原子％)和濺射靶材中第二金屬元素和第三金屬元素的總濃度(原子％)之比可能是大約0.50或更高，大約0.67或更高，大約0.8或更高，或大約0.9或更高。沉積層中第二金屬元素和第三金屬兀素的總濃度(原子％)和派射祀材中第二金屬兀素和第三金屬兀素的總濃度(原子％)之比可能是大約2.00或更低，大約1.5或更低，大約1.25或更低，或大約1.11或更低。所述沉積含鑰層可以沉積到基材上(例如，通過一包括濺射所述濺射靶材的步驟的方法)。例如，所述濺射靶材可在用于生產(chǎn)包括含鑰層(如沉積層)的多層物品的工藝中使用，所述含鑰層包括含大約50原子％或更多鑰的含鑰層第一相、大約0.1原子％或更多鈦及大約0.1原子％或更多第三金屬元素，其中第三金屬元素是鉻或鉭。所述含鑰層的第一相可能包括60體積％或更高、70體積％或更高、80體積％或更高、90體積％或更高，或95體積％或更高含鑰層。所述含鑰層可以是基本上全部是沉積層的第一相。所述沉積含鑰層第一相中鑰、第二金屬元素和第三金屬元素的濃度可以分別是上文所述含鑰層中鑰、第二金屬元素和第三金屬元素的濃度。所述沉積含鑰層的平均粒徑是大約5-10，OOOnm。平均粒徑可以采用顯微鏡法(如掃描電子顯微鏡)測定與沉積層厚度方向垂直的表面來測定。單個(gè)粒子的尺寸可以作為與沉積層厚度方向垂直的平面中粒子的最大尺寸。所述沉積含鑰層(例如，沉積層的第一相)優(yōu)選具有相對(duì)較小的粒徑(如粒徑小于濺射靶材第一相、濺射靶材第二相、濺射靶材第三相的粒徑，或是它們的任意組合)。沉積含鑰層第一相的粒徑優(yōu)選是大約5nm或更大，大約IOnm或更大,大約20nm或更大,或大約50nm或更大。沉積含鑰層第一相的粒徑是大約10，OOOnm或更小。沉積薄膜層第 一相的粒徑優(yōu)選是大約IOOOnm或更小,大約500nm或更小，大約200nm或更小，或大約150nm或更小。所述粒子通常是隨機(jī)取向的，所述粒子通常是對(duì)齊的，或是它們的任意組合。所述粒子可以具有任何形狀。例如，所述粒子通常是細(xì)長型。所述粒子的長寬比優(yōu)選低于大約100:1，更優(yōu)選低于大約30:1，及最優(yōu)選低于大約10:1。所述沉積層可包括通常具有較大長寬比(例如，大于大約5:1)的粒子及通常較小長寬比(如小于大約5:1或小于大約2:1)的粒子。所述粒子通常具有均勻的形狀，例如，長寬比小于大約3:1，小于大約2:1或小于大約1.5:1的形狀。舉例而言，圖6A示出了采用二次電子掃描電子顯微鏡在放大倍數(shù)為50，000倍時(shí)得到的含大約80原子％鑰、大約10原子％鈦及大約10原子％鉭的沉積層的微觀結(jié)構(gòu)(但并不受此限制)。參考圖6A，所述沉積含鑰層基本上是單相。沉積含鑰層的厚度可根據(jù)沉積層的功能要求而變化。沉積層的厚度可以是大約Inm或更大,大約5nm或更大,大約IOnm或更大,大約15nm或更大,大約20nm或更大,大約25nm或更大，大約30nm或更大，大約35nm或更大，但是，并不受這些限制。沉積含鑰層的厚度可能是大約3 μ m或更低。沉積含鑰層的厚度優(yōu)選是大約I μ m或更低，更優(yōu)選是大約0.5 μ m或更低,甚至更優(yōu)選是大約0.2 μ m或更低,甚至更優(yōu)選是大約IOOnm或更低,及最優(yōu)選是大約50nm或更低。沉積層厚度還可以是低于大約lnm。
圖7是基材72上含大約80原子％鑰、10原子％鈦及大約10原子％鉭的沉積層70的橫截面的二次電子掃描電子顯微照片(放大倍數(shù)大約10，000)。如圖7所示，沉積層可包括通常是柱狀的微觀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還包括其它微觀結(jié)構(gòu)。沉積含鑰層中的原子排列可以與濺射靶材中的原子排列不同。例如，沉積層可包括一個(gè)或多個(gè)第一合金相，所述合金相包括i)至少50原子％鑰及ii)第二金屬元素和第三金屬元素中的至少一種元素。因此，沉積層基本上沒有(如小于沉積層總體積的30體積％，更優(yōu)選小于大約10體積％,及最優(yōu)選小于大約5體積％)包含大于90原子％鑰的相。沉積層中第二金屬元素的大多數(shù)優(yōu)選存在于一個(gè)或多個(gè)第一合金相中。沉積層中第三金屬元素的大多數(shù)優(yōu)選存在于一個(gè)或多個(gè)第一合金相中。沉積層可包括一個(gè)或多個(gè)第一合金相，所述合金相在沉積層中含大約70%或更多鑰，優(yōu)選沉積層中含大約80%或更多鑰，優(yōu)選沉積層中含大約90%或更多鑰，及最優(yōu)選沉積層中含大約95%或更多鑰，但是，并不受這些限制。沉積層可包括一個(gè)或多個(gè)第一合金相，所述合金相進(jìn)一步在沉積層中含大約70%或更多鈦，優(yōu)選沉積層中含大約80%或更多鈦，優(yōu)選沉積層中含大約90%或更多鈦，及最優(yōu)選沉積層中含大約95%或更多鈦，但是，并不受這些限制。沉積層可包括一個(gè)或多個(gè)第一合金相，所述合金相進(jìn)一步在沉積層中含大約70%或更多第三金屬元素，優(yōu)選沉積層中含大約80%或更多第三金屬元素，優(yōu)選沉積層中含大約90%或更多第三金屬元素，及最優(yōu)選沉積層中含大約95%或更多第三金屬元素，但是，并不受這些限制。

沉積層可任選包含一個(gè)或多個(gè)第二合金相，每相包含大約50原子％以下鑰。如果存在的話，所述任選第二合金相的總濃度優(yōu)選占沉積層總體積的大約40體積％以下，更優(yōu)選占大約20體積％以下，及最優(yōu)選占大約10體積％以下。如果存在的話，沉積層的一個(gè)或多個(gè)第二合金相中的每個(gè)相可包括至少50原子％的第二金屬元素，至少50原子％的第三金屬兀素，至少50原子％的第二金屬兀素和第三金屬兀素,或它們的任意組合,但是，本發(fā)明并不限于這些。沉積層可采用物理氣相沉積工藝，如濺射沉積工藝(即通過濺射)沉積到靶材上。沉積工藝可以利用氣體(優(yōu)選惰性氣體，如氬氣)，采用電場和/或磁場(優(yōu)選兩者)使原子或原子組離開濺射靶材，使至少部分離開的原子沉積到基材上。沉積工藝可采用一個(gè)或多個(gè)加熱濺射靶材的步驟，一個(gè)或多個(gè)蝕刻濺射靶材和/或基材的步驟(例如，脫除氧化物層)，一個(gè)或多個(gè)清洗濺射靶材和/或基材的步驟，或者以上步驟的任意組合。濺射可在壓力小于大氣壓的真空室內(nèi)進(jìn)行。可以選擇壓力、溫度和電場，以形成等離子。舉例而言，所述工藝可包括在一個(gè)或多個(gè)壓力大約100托或更低(大約13.3kPa或更低)，優(yōu)選大約1000毫托或更低(大約133Pa或更低)，更優(yōu)選大約100毫托或更低(大約13.3Pa或更低)，及最優(yōu)選大約20毫托或更低(大約2.67Pa或更低)條件下濺射。所述工藝優(yōu)選包括在一個(gè)或多個(gè)壓力大約0.1毫托或更高(大約0.0133Pa或更高)，優(yōu)選大約I毫托或更高(大約0.133Pa或更高)及更優(yōu)選大約2毫托或更高(大約0.267Pa或更高)條件下濺射。所述沉積含鑰層可作為阻隔層(但并不限于阻隔層)，如可基本上或完全避免原子從底層遷移到覆蓋層，基本上或完全避免原子從覆蓋層遷移到底層，或者避免這兩種情況。例如，沉積含鑰層可沉積在第一材料上(如第一基材上)，然后，在第一材料上沉積第二材料。因此，所述含鑰沉積層可以避免第一材料的一種或多種成分遷移(如在退火步驟，在成形步驟，或在使用時(shí))到第二材料，第二材料的一種或多種成分遷移到第一材料，或避免這兩種情況。含鑰層可以位于基材(如娃基材，或玻璃基材)和導(dǎo)電層(如包含Cu、Al、Ag、Au或它們的任意組合的層或基本上由Cu、Al、Ag、Au或它們的任意組合組成的層)之間。沉積含鑰層的厚度(如作為阻隔層)可以是大約IOOOnm或更低，大約500nm或更低，大約200nm或更低，大約IOOnm或更低，大約50nm或更低。所述沉積含鑰層的厚度(如作為阻隔層)可以是大約Inm或更高。含鑰層可包括大約50原子％或更多鑰(如大約80原子％鑰)，大約I原子％或更多鈦(如大約5原子％鈦)，及大約I原子％或更多第三金屬元素(如大約5原子％或更多鉭)。然后，可以對(duì)材料進(jìn)行退火，例如，在大約350° C的退火溫度退火大約30分鐘，以決定所述含鑰層的阻隔性能。所述含鑰層可以基本上，如果不是完全的話，避免基材層的成分遷移到導(dǎo)電層和/或含鑰層，減少或避免導(dǎo)電層的成分遷移到基材層和/或含鑰層，或是它們的任意組合。所述含鑰層在大約350°C退火大約30分鐘后，可以有利地減少或避免硅化銅的形成。例如，在大約350°C退火大約30分鐘后，采用X-射線衍射法測定時(shí)，硅化銅的濃度低于可檢測水平。所述沉積含鑰層可避免因退火工藝而使沉積層(如每層，或沉積層組合)電阻率發(fā)生變化。在大約350°C退火大約30分鐘后，電阻率的變化優(yōu)選小于大約30%，更優(yōu)選小于大約20%，及最優(yōu)選小于10%。如此通常恒定的電阻率可以表明含鑰層避免了硅化物，如硅化銅的形成。所述沉積層可以避免銅原子遷移到硅層，硅原子遷移到銅層，或避免這兩種情況。例如，包括沉積層和沉積在所述沉積層上的銅層的結(jié)構(gòu)，在大約350°C大約退火30分鐘后，采用俄歇光譜法測定，其硅層表面銅原子的濃度可能低于I原子％，優(yōu)選低于0.1原子％和最優(yōu)選低于檢測限，其中所述沉積層包括鑰、第二金屬元素和第三金屬元素，其是利用磁控管，通過濺射所述濺射靶材而沉積在干凈硅片上，沉積層的厚度是大約25nm。在同樣的條件下，采用俄歇光譜法測定時(shí)，銅層表面硅原子的濃度可能是大約I原子％或更低，優(yōu)選是大約0.1原子％或更低，及最優(yōu)選低于檢測限。通過圖示，圖8A示出了(但并不限于此)帶沉積含鑰層和銅導(dǎo)電層的硅基材的俄歇深度剖析。如圖8A所示，含鑰層可包括大約50原子％或更多鑰(如大約80原子％鑰)，大約I原子％或更多鈦(如大約5原子％鈦)，及大約I原子％或更多第三金屬元素(如大約5原子％或更多鉭)。然后，可以對(duì)材料進(jìn)行退火，例如，采用大約350° C的退火溫度，退火時(shí)間大約30分鐘，以決定所述含鑰層的阻隔性能。如圖SB所示，所述含鑰層可以基本上，如果不是完全的話，避免基材層的硅原子遷移到銅層和/或含鑰層，減少或避免銅原子從導(dǎo)電層遷移到硅層和/或含鑰層，或它們的任意組合。在大約350°C退火大約30分鐘后，含鑰層可以有利地減少或避免形成硅化銅，但是，并不受此限制。所述沉積含鑰層的特征在于下述一個(gè)特點(diǎn)或特點(diǎn)組合:通常與玻璃具有良好的粘附性(如按照ASTM B905-00測試時(shí)，等級(jí)至少達(dá)到2B，至少3B，至少4B，或至少5B);通常與硅具有良好的粘附性(如按照ASTM B905-00測試時(shí)，等級(jí)至少達(dá)到2B，至少3B，至少4B，或至少5B);通常與導(dǎo)電層，如含銅、鋁、鉻或它們的任意組合的層或基本上由銅、鋁、鉻或它們的任意組合組成的層具有良好的粘附性(如按照ASTM B905-00測試時(shí)，等級(jí)至少達(dá)到2B，至少3B，至少4B，或至少5B);當(dāng)含鑰沉積層(如厚度大約200 nm或更小，優(yōu)選厚度大約35nm或更小,及最優(yōu)選厚 度大約25nm或更小)放置在娃和銅之間并與娃和銅接觸,并在大約350°C退火大約30分鐘后，可以避免形成硅化銅；或者厚度大約200nm的薄膜的電阻率小于大約60μ Ω.cm,優(yōu)選小于大約45 μ Ω.cm,更優(yōu)選小于大約35 μ Ω.cm。沉積含鑰層的電阻率相對(duì)較低。例如，含鑰層的電阻率可能低于由50原子％鑰和50原子％鈦組成的厚度相同的沉積層的電阻率。優(yōu)選沉積含鑰層通常具有較低的電阻率。例如，沉積含鑰層的電阻率(采用四點(diǎn)探針在厚度大約200nm的薄膜上測定)優(yōu)選是大約75 μ Ω.cm或更低，更優(yōu)選是大約60 μ Ω.cm或更低,甚至更優(yōu)選是大約50 μ Ω.cm或更低,甚至更優(yōu)選是大約40 μ Ω.cm或更低，甚至更優(yōu)選是大約30 μ Ω.cm或更低,及最優(yōu)選是大約28 μ Ω ^cm或更低。沉積含鑰層的電阻率優(yōu)選是大約5 μ Ω.cm或更高。應(yīng)該了解的是，沉積含鑰層的電阻率還可以小于大約5μ Ω 沉積含鑰層優(yōu)選具有通常均勻的電阻率。例如，電阻率的標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均電阻率之比(在沉積在直徑76.2mm硅片上的厚度200nm的層上測定)優(yōu)選是大約0.25或更小，更優(yōu)選是0.20或更小，及最優(yōu)選是0.18或更小。沉積含鑰層的蝕刻沉積含鑰層后，可能需要至少部分蝕刻含鑰層。舉例而言，可采用蝕刻步驟，從而蝕刻部分多層結(jié)構(gòu)?？赡芤蠛€層的蝕刻速率通常較低，從而至少部分含鑰層未被蝕刻，從而可以采用更·強(qiáng)的蝕刻化學(xué)物質(zhì)，從而可以采用更薄的含鑰層，或更多的任意組合。蝕刻步驟可以包括一采用能夠脫除部分或全部沉積含鑰層的化學(xué)物質(zhì)或溶液進(jìn)行蝕刻的步驟。更優(yōu)選的是，所述蝕刻步驟包括充分蝕刻含鑰層，這樣，在所述鑰層下面的一層，如基材層，在蝕刻步驟后至少部分暴露。所述蝕刻步驟可采用包括酸的溶液或化學(xué)物質(zhì)。例如，所述蝕刻步驟可采用PH為大約8或更高，pH為大約10或更高，pH為大約12或更高的溶液或化學(xué)物質(zhì)。所述蝕刻步驟可采用包括堿的溶液或化學(xué)物質(zhì)。例如，所述蝕刻步驟可采用PH為大約6或更低，pH為大約4或更低，pH為大約2或更低的溶液或化學(xué)物質(zhì)。所述蝕刻步驟可采用通常是中性的溶液或化學(xué)物質(zhì)。通常中性的溶液或化學(xué)物質(zhì)的PH大于大約6，大于大約6.5或更高，大于大約6.8或更高，大于大約7或更高。通常中性的溶液或化學(xué)物質(zhì)的PH小于大約8，小于大約7.5或更低，小于大約7.2或更低，小于大約7或更低。所述蝕刻工藝可采用一種或多種酸?？梢圆捎玫乃岬膶?shí)例包括硝酸、硫酸、鹽酸及它們的組合。所述蝕刻工藝可采用硫酸鹽。硫酸鹽的實(shí)例包括美國專利US 5，518，131，第2欄3-46行及第2欄62行至第5欄54行中所述的硫酸鹽，如硫酸鐵和硫酸鐵銨，以上內(nèi)容通過引用而明白地結(jié)合在本申請(qǐng)中。蝕刻工藝可采用包括鐵氰離子、鉻酸根離子、重鉻酸根離子、鐵離子或它們的任意組合的溶液。例如，所述蝕刻工藝可采用美國專利US4，747，907第I欄66行至第8欄2行所述的含一種或多種離子的溶液，該專利通過引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。用于蝕刻含鑰層的尤其優(yōu)選的溶液是包括鐵氰離子的溶液。所述制備多層結(jié)構(gòu)的工藝包括一個(gè)優(yōu)選以大約100nm/min或更低，更優(yōu)選大約70nm/min或更低,甚至更優(yōu)選大約60nm/min或更低,甚至更優(yōu)選大約50nm/min或更低,甚至更優(yōu)選大約40nm/min或更低,及最優(yōu)選大約30nm/min或更低的速率蝕刻含鑰層的步驟。所述蝕刻步驟可以采用能夠蝕刻多層結(jié)構(gòu)的一層或多層的任何蝕刻溶液。所述蝕刻步驟可以采用鐵氰化物溶液以上述一種或多種速率進(jìn)行蝕刻。沉積含鑰層在25°C的鐵氰化物溶液中具有相對(duì)較低的蝕刻速率，如蝕刻速率低于由50原子％鑰和50原子％鈦組成的沉積層在相同的蝕刻條件下的蝕刻速率。沉積含鑰層在25°C的鐵氰化物溶液中的蝕刻速率優(yōu)選是大約100nm/min或更低，更優(yōu)選是大約70nm/min或更低,甚至更優(yōu)選是大約60nm/min或更低,甚至更優(yōu)選是大約50nm/min或更低,甚至更優(yōu)選是大約40nm/min或更低,及最優(yōu)選是大約30nm/min或更低。含鑰層在25°C的鐵氰化物溶液中的蝕刻速率優(yōu)選是大約0.lnm/min或更高。工藝一般來說，靶材(或預(yù)成型結(jié)構(gòu)，如用于組成靶材的坯料)可以采用金屬粉末初始材料制造。此類方法包括壓實(shí)此類粉末，如通過加熱、壓力或通過這兩者壓實(shí)。例如，粉末可以壓實(shí)和燒結(jié)，低溫等靜壓、高溫等靜壓或它們的任意組合。制造靶材的工藝可以包括Gaydos等在2007年4月26日公開的美國專利申請(qǐng)公開US2007/0089984A1號(hào)及2008年12月25日公開的美國專利US 2008/0314737中公開的一個(gè)步驟或任意步驟組合，以上專利的內(nèi)容通過引用而全文結(jié)合在本申請(qǐng)中。制造濺射靶材的工藝可以包括一個(gè)提供至少一包括至少大約50原子％鑰的第一粉末，一包括至少大約50原子％第二金屬元素的第二粉末，及一包括至少大約50原子％第三金屬元素的第三粉末的步驟。例如，制造濺射靶材的工藝可以包括一個(gè)提供至少一包括至少大約50原子％鑰的第一粉末，一包括至少大約50原子％鈦的第二粉末，及一包括至少大約50原子％鉭或鉻的第三粉末的步驟。各種粉末(如第一粉末，第二粉末和第三粉末)可以混合在一起制備混合粉末。所述混合步驟優(yōu)選采用足夠低的溫度，以使粉末不會(huì)熔融在一起?；旌蟽?yōu)選采用充分的混合時(shí)間和速度，以使第一粉末、第二粉末和第三粉末通常隨機(jī)地分布。例如，混合可在V-混合機(jī)內(nèi)在溫度低于100° C (如大約25° C)下條件下進(jìn)行。所述制備濺射靶材的工藝優(yōu)選沒有在形成合金的溫度條件下混合(如機(jī)械混合)第一粉末、第二粉末和第三粉末中兩種或多種粉末的步驟。例如，所述工藝沒有在溫度大約550°C或更高，大約 700°C或更高，大約900°C或更高，大約1100°C或更高，大約1200°C或更高，或大約1500°C或更高的條件下混合第一粉末、第二粉末和第三粉末中兩種或多種粉末的步驟。所述工藝可任選包括一個(gè)或多個(gè)壓實(shí)混合粉末以制備壓實(shí)粉末的步驟。所述工藝可以包括一個(gè)或多個(gè)封裝混合粉末或壓實(shí)粉末，以制備封裝粉末的步驟和/或在加熱封裝粉末時(shí)的一個(gè)或多個(gè)壓實(shí)步驟，以制備第一靶板。所述制備濺射靶材的工藝優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)在預(yù)定壓力及足以使粉末熔融在一起的足夠高的預(yù)定壓制溫度下壓制預(yù)定時(shí)間的壓制粉末或壓制壓實(shí)粉末以形成靶板(如粗料或坯料)的步驟，這樣，材料的密度升高到大約0.85 P t或更高，其中P t是理論密度。所述靶板(如粗料或坯料)可以進(jìn)一步加工(如下文所述)形成濺射靶材。因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，靶板和制造靶板的方法也包括在本發(fā)明的教導(dǎo)中。本領(lǐng)域熟悉的各種壓實(shí)方法包括但不限于惰性氣體單向熱壓法、真空熱壓法及熱等靜壓法，及快速全向壓實(shí)法及Ceracon 工藝。所述壓制步驟優(yōu)選包括一熱等靜壓粉末的步驟。預(yù)定溫度優(yōu)選是大約80(TC或更高，更優(yōu)選是大約900°C或更高，甚至更優(yōu)選是大約KKKTC或更高，甚至更優(yōu)選是大約1100°C或更高，及最優(yōu)選是大約1200°C或更高。預(yù)定溫度優(yōu)選是大約1700°C或更低，更優(yōu)選是大約1600°C或更低，甚至更優(yōu)選是大約150(TC或更低，甚至更優(yōu)選是大約140(TC或更低，及最優(yōu)選是大約1300°C或更低。預(yù)定壓制時(shí)間可以是大約I分鐘或更高，優(yōu)選是大約15分鐘或更高，更優(yōu)選是大約30分鐘或更高，預(yù)定壓制時(shí)間是大約24小時(shí)或更低，更優(yōu)選是大約12小時(shí)或更低，甚至更優(yōu)選是大約8小時(shí)或更低，及最優(yōu)選是大約5小時(shí)或更低。預(yù)定壓制壓力可以是大約5MPa或更高，大約20MPa或更高，大約50MPa或更高，或大約70MPa或更高。預(yù)定壓力可以是大約IOOOMPa或更低，優(yōu)選是大約700MPa或更低，更優(yōu)選是大約400MPa或更低，及最優(yōu)選是大約250MPa或更低。制造靶材的工藝可以任選包括一粘結(jié)(如邊緣粘結(jié))兩塊或多塊靶板(如第一靶板和第二靶板)的步驟，以制造粘結(jié)靶板。所述粘結(jié)工藝可以是擴(kuò)散粘結(jié)工藝。所述粘結(jié)工藝可以是擴(kuò)散粘結(jié)工藝。粘結(jié)步驟在生產(chǎn)擁有相對(duì)較大面積(如長度大于大約67英寸(1702mm),或大于大約84英寸(2134mm)及寬度大于大約55英寸(1397mm),或大于大約70英寸(1778mm))的靶材時(shí)比較有利。正如此處所教導(dǎo)的那樣，在本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)方面，壓制形成的靶板能夠軋制，從而延長靶板的長度，從而加大靶板的寬度，或者實(shí)現(xiàn)這兩者。因此，所述形成濺射靶材的工藝可以是基本上沒有，或者甚至是完全沒有粘結(jié)(如邊緣粘結(jié))兩塊或多塊靶板的步驟。應(yīng)該了解的是，可以采用一個(gè)或多個(gè)軋制靶板的步驟。通過軋制靶板，不再需要較大的模具和/或較大的壓機(jī)(如至少與最終濺射靶材差不多一樣大的模具和/或壓機(jī))。一個(gè)或多個(gè)軋制步驟在生產(chǎn)擁有相對(duì)較大面積(如長度大于大約67英寸(1702mm)，或大于大約84英寸(2134mm)及寬度大于大約55英寸(1397mm)，或大于大約70英寸(1778mm))的靶材時(shí)比較有利。

鍛造制造靶材的工藝可以任選包括一個(gè)或多個(gè)鍛造步驟。如果采用鍛造步驟的話，所述鍛造步驟可以包括熱鍛(如在溫度超過靶材重結(jié)晶溫度的條件下鍛造)?？梢圆捎玫暮线m的鍛造方法包括壓鍛、鐓鍛、自動(dòng)熱鍛、輥鍛、精密鍛造、感應(yīng)鍛造，及它們的任意組合。所述鍛造工藝可以采用但不限于，例如，國際專利申請(qǐng)公開W02005/108639 Al (Matera等，2005年11月17日公開)中所述的轉(zhuǎn)軸鍛造，該專利的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。轉(zhuǎn)軸鍛造工藝可以采用，例如，W02005/108639 Al中0032段描述的轉(zhuǎn)軸鍛造機(jī)。 減少/消除織構(gòu)的變化制造靶材的工藝可以包括一采用，例如WO 2009/020619 Al (Bozkaya等，2009年2月12日公開)中描述的方法或設(shè)備進(jìn)行傾斜軋制或其它不對(duì)稱軋制的步驟，該專利的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。應(yīng)用所述濺射靶材可以用于生產(chǎn)平板顯示器或光伏電池的電極基板的一層或多層(如作為一個(gè)或多個(gè)阻隔層)?？梢杂欣夭捎帽景l(fā)明的濺射靶材的平板顯示器的實(shí)例包括液晶顯示器(例如，有源矩陣液晶顯示器，如薄膜晶體管-液晶顯示器(即TFT-1XD))、發(fā)光二極管、等離子顯示板、真空熒光顯示器、場發(fā)射顯示器、有機(jī)發(fā)光顯示器、電發(fā)光顯示器及電致-變色顯示器。

可以包括由含鑰層制造的濺射靶材的器件包括計(jì)算機(jī)顯示器、光盤、太陽能電池、磁數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、光通信、裝飾涂料、硬涂料、玻璃涂料(包括WEB涂料)、照相機(jī)、錄像機(jī)、視頻游戲、移動(dòng)電話、智能手機(jī)、觸摸屏、全球定位衛(wèi)星裝置、視頻記分牌、視頻廣告牌和其它顯示器面板等。參考圖10，一個(gè)此類器件可以包括多層結(jié)構(gòu)102。所述多層結(jié)構(gòu)包括含基材層104和沉積含鑰層106的兩層或更多層。所述基材層可以由玻璃、半導(dǎo)體、金屬、聚合物或它們的任意組合形成。應(yīng)該了解的是，所述基材層可以包括多種材料。優(yōu)選的基材層包括玻璃或基本上由玻璃組成。另一種優(yōu)選的基材層包括硅或基本上由硅組成。所述多層結(jié)構(gòu)包括一層或多層沉積層106。所述沉積層106可采用本發(fā)明教導(dǎo)的濺射方法形成，可采用本發(fā)明教導(dǎo)的濺射靶材形成，或采用這兩個(gè)教導(dǎo)形成。所述沉積層106可以是薄膜。所述沉積層的厚度可以小于基材層102的厚度。沉積層的厚度可以小于大約I μ m，甚至更優(yōu)選小于大約200nm,甚至更優(yōu)選小于大約IOOnm,及最優(yōu)選小于大約50nm。沉積層106可以沉積到基材104上，或沉積層106可以沉積到基材104和沉積層106之間的一個(gè)或多個(gè)中間層(未畫出)上。多層結(jié)構(gòu)102還可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層108。導(dǎo)電層108的電導(dǎo)率大于基材層104的電導(dǎo)率,大于沉積層106的電導(dǎo)率,或優(yōu)選大于基材層104和沉積層106的電導(dǎo)率。沉積層106優(yōu)選夾在基材層104和導(dǎo)電層108之間。例如，沉積層106可包括至少部分與基材層104接觸的第一表面，至少部分與導(dǎo)電層108接觸的相對(duì)表面。因此，沉積層106可以是減少或避免導(dǎo)電層108和基材層102之間原子擴(kuò)散的阻隔層。測試方法粘附性采用符合ASTM B905-00的膠粘帶試驗(yàn)測量粘附性。5B級(jí)表明具有良好的粘附性并且沉積層未被膠帶脫除。沉積速率沉積速率通過測量沉積層的厚度(單位:nm)，并除以沉積時(shí)間(單位:分鐘)來確定。蝕刻速率蝕刻速率(單位:μ m/min)是浸在25°C鐵氰化物溶液中時(shí)沉積層厚度的變化率。采用鐵氰化物溶液。電阻率沉積薄膜的薄膜電阻采用四點(diǎn)探針測定。每個(gè)沉積條件測定兩個(gè)樣品。然后，通過樣品的幾何形狀計(jì)算電阻率。沉積薄膜的微觀結(jié)構(gòu)沉積薄膜的微觀結(jié)構(gòu)可以采用掃描電子顯微鏡獲得。在實(shí)例中采用可以測量背散射電子和二次電子的JE0LJSM-7000F場致發(fā)射電子顯微鏡。濺射靶材的微觀結(jié)構(gòu)濺射靶材的微觀結(jié)構(gòu)可以采用掃描電子顯微鏡獲得。采用ASPEX PersonalScanning Electron Micrsoscope (個(gè)人掃描電子顯微鏡)。工作距離是大約20mm，加速電壓是大約20keV。二次電子檢測器是Everhart-Thornley類型。也可以獲得背散射電子的圖像。還采用電子顯微鏡測定能量色散X-射線光譜，采用大約Iym斑點(diǎn)尺寸。這樣制備濺射靶材的電子顯微鏡樣品:采用切割砂輪切片，將切割的片安裝在聚合物材料中，采用砂粒逐漸變細(xì)的的SiC砂紙粗磨，最后采用金剛石研磨膏拋光，然后米用A1203、SiO2懸浮液拋光。X-射線衍射測定采用菲利浦XPert Pro X-射線衍射儀開展X-射線衍射研究。
此處引用的任何數(shù)值包括以一個(gè)單位增量增加的從低值到高值的所有值，只要任何低值和任何高值之間相隔至少2個(gè)單位。例如，如果聲明一個(gè)組分的量或一個(gè)工藝參數(shù)的值，例如，溫度、壓力、時(shí)間等，例如，是I至90，優(yōu)選是20至80，更優(yōu)選是30至70，它表明的是例如，15至85、22至68、43至51、30至32等都明確列舉在本申請(qǐng)說明書中。對(duì)于小于I的數(shù)值，根據(jù)情況，一個(gè)單位被認(rèn)為是0.0001、0.001、0.01或0.1。這些僅僅是特別指出的實(shí)例，最低值和最高值之間列舉的數(shù)值的所有可能組合均被視為以類似的方式在本申請(qǐng)中明確聲明。除非特別聲明，所有范圍包括兩個(gè)端點(diǎn)和兩個(gè)端點(diǎn)之間的所有數(shù)字。連接范圍時(shí)使用的“大約”或“近似”適用于范圍的兩個(gè)端點(diǎn)。因此，“大約20至30”包括“大約20至大約30”，包括至少規(guī)定的端點(diǎn)。所有文章和參考文獻(xiàn)的公開內(nèi)容，包括專利申請(qǐng)和專利公開，均通過引用而結(jié)合在本申請(qǐng)中。術(shù)語基本上“由……組成”用于描述一個(gè)組合應(yīng)包括標(biāo)明的元素、組分、成分或步驟，及其它不會(huì)對(duì)組合的基本特點(diǎn)和新穎性特點(diǎn)造成重大影響的無素、組分、成分或步驟。采用術(shù)語“包括”或“包含(含)”描述元素、組分、成分或步驟的組合時(shí)，還涵蓋基本上由元素、組分、成分或步驟組成或由元素、組分、成分或步驟組成的實(shí)施例。單數(shù)集成元素、組分、成分或步驟，可以指的是復(fù)數(shù)元素、組分、成分或步驟?；蛘撸瑔螖?shù)集成元素、組分、成分或步驟，可以分成獨(dú)立的復(fù)數(shù)元素、組分、成分或步驟。本發(fā)明公開內(nèi)容中使用“一”或“一個(gè)”來描述元素、組分、成分或步驟時(shí)，并不排除其它元素、組分、成分或步驟。

應(yīng)該理解的是，上述說明是說明性的，而不是限制性的。除提供的實(shí)例外，對(duì)于閱讀上述說明的本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多實(shí)施例以及許多應(yīng)用是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該由參考上述說明確定，而應(yīng)該參考所附的權(quán)利要求書以及所述權(quán)利要求書賦予的相當(dāng)?shù)娜糠秶_定。所有文章和參考文獻(xiàn)的公開內(nèi)容，包括專利申請(qǐng)和專利公開，均通過引用而結(jié)合在本申請(qǐng)中。在下述權(quán)利要求中省略此處公開的主題的任何一個(gè)方面，并不是放棄此主題，也不應(yīng)認(rèn)為發(fā)明人并未考慮到此主題是公開發(fā)明主題的一部分。實(shí)例實(shí)例1-10-鑰/鈦/鉭實(shí)例1說明了包括鑰、鈦和鉭的濺射靶材。實(shí)例2-9說明了采用實(shí)例I濺射靶材制造的沉積膜。實(shí)例1實(shí)例1是采用下述方法制造的濺射靶材:首先將粒徑大約3-4 μ m的鑰粉、粒徑大約45-90 μ m的鉭粉及粒徑大約10-45 μ m的鈦粉混合，形成含大約80原子％鑰、大約10原子％鈦和大約10原子％鉭的粉末混合物。將所述粉末混合物在V-混合機(jī)中混合大約20分鐘，得到這三種粉末的均勻混合物。然后，施加大約340，OOOkg的力，在溫度大約23°C條件下，通過單向壓制法壓實(shí)所得粉末混合物，使其變成直徑大約95_的顆粒(即壓力大約470MPa)。然后，將壓制顆粒封裝在低碳鋼罐內(nèi)，并在溫度大約1325 °C和壓力大約120MPa的條件下熱等靜壓大約4小時(shí)。這樣制造后，實(shí)例I的濺射靶材的密度大于理論密度的大約94%。然后，從罐中取出壓實(shí)的材料，并加工成直徑大約58.4mm,厚度大約6.4mm。
所述靶材包括至少一個(gè)含50原子％以上鑰的第一相，至少一個(gè)含50原子％以上鈦的第二相及至少一個(gè)含50原子％以上鉭的第三相。采用二次電子的掃描電子顯微照片如圖1所示。所述濺射靶材采用背散射電子的掃描電子顯微照片如圖2、3A、4A和5A所示。如這些圖所示，所述濺射靶材具有包括鑰連續(xù)相16、富鉭區(qū)分散相12 (光區(qū))及富鈦區(qū)分散相14 (黑區(qū))的形態(tài)。還采用X-射線吸收光譜法對(duì)濺射靶材不同區(qū)域進(jìn)行了元素分析。如圖3B所示，濺射靶材包括一基本上由鑰組成的相。如圖4B所示，濺射靶材包括一基本上由鈦組成的相。如圖5B所示，濺射靶材包括一基本上由鉭組成的區(qū)域。如圖1-5所示，濺射靶材的大多數(shù)是第一相(即含50原子％或更多鑰的相)，第一相是連續(xù)相。在各純金屬相之間的界面附近，可能有合金相，如鑰和鈦的合金相，及鑰和鉭的合金相。我們認(rèn)為，在熱等靜壓步驟期間，通過金屬元素的擴(kuò)散(如鑰原子擴(kuò)散到鈦相區(qū)和鉭相區(qū))形成了合金相(如鑰/鈦合金相和鑰/鉭合金相)，但是并不受理論限制。實(shí)例2-9實(shí)例2-9說明了包括采用此處教導(dǎo)的濺射靶材在基材(如含硅基材，或含玻璃基材)上濺射薄膜層的步驟的方法。濺射可以采用磁控管完成。一般說來，濺射將在真空度大約I至大約100毫托(優(yōu)選大約2至大約20毫托)、基材和濺射靶材之間的距離大約5至300mm (優(yōu)選大約20至大約150mm)條件下派射大約I至大約240分鐘(優(yōu)選大約I至大約40分鐘)。所得結(jié)構(gòu)將具有與此處實(shí)例2-9 —致的特點(diǎn)。實(shí)例2、3、4、5、6、7、8和9薄膜層是通過將實(shí)例I的濺射靶材放到磁控管濺射沉積室內(nèi)，采用表I所示的條件制備的?；氖枪杵?100)取向或Corningl737玻璃。在沉積之前，基材采用丙酮和乙醇的超聲波浴連續(xù)清洗干凈。然后，采用氮?dú)獯蹈苫?。接下來，將基材與濺射靶材一起裝到沉積室內(nèi)。靶材采用壓力大約5毫托的氬氣流在200 W DC濺射清洗大約10分鐘。在靶材清洗期間，在靶材前面放置一擋板，以避免沉積到基材上。當(dāng)使用玻璃基材時(shí)，基材采用在60毫托濺射30分鐘蝕刻，以清除基材表面上可能的污染。在靶材濺射清洗后，拿走擋板，采用200W直流電，在基材OV接地時(shí)將靶材濺射到基材上?；暮桶胁闹g的距離保持在大約76mm。濺射時(shí)間大約3分鐘和大約30分鐘，室壓5暈托和8暈托,如表I所不。表I沉積條件
權(quán)利要求
1.一種濺射靶材，包括: i)占所述濺射靶材原子總數(shù)大約40原子％或更多的鑰； )占所述濺射靶材原子總數(shù)大約I原子％或更多的鈦 '及 iii)占所述濺射靶材原子總數(shù)大約I原子％或更多的第三金屬元素，其中所述第三金屬元素是鉭或鉻； 因此所述濺射靶材可用于制造含有合金的沉積膜，所述合金包括鑰、鈦和第三金屬元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材中鑰的濃度是大約60原子％或更高，所述濺射靶材中鈦的濃度是大約5原子％或更高，及所述濺射靶材中第三金屬元素的濃度是大約5原子％或更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材包括: i)占所述濺射靶材總體積大約40體積％或更高的第一相，其中所述第一相包括濃度占第一相中原子總數(shù)大約50原子％或更高的鑰； )占所述濺射靶材總體積大約I至大約40體積％的第二相，其中所述第二相包括濃度占第二相中原子總數(shù)大約50原子％或更高的鈦；及 iii)占所述濺射靶材總體積大約I至大約40體積％的第三相，其中所述第三相包括濃度占第三相中原子總數(shù)大約50原子％或更高的第三金屬元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所 述的濺射靶材，其中所述第三金屬元素是鉭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第三金屬元素是鉻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材中鑰的濃度是大約50原子％或更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材中鑰的濃度是大約70原子％或更高。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材包括一種或多種第四金屬元素，所述第四金屬元素選自由釩、鉻和鉭所組成的群組，其中所述第四金屬元素與第三金屬元素不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材包括一第四相，其中所述第四相包括至少50原子％的第四金屬元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材基本上不含鈮或含10原子％以下鈮。
11.根據(jù)權(quán)利要求3至10任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第二相的濃度是所述濺射靶材總體積的5體積％或更多。
12.根據(jù)權(quán)利要求3至9任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第三相的濃度是所述濺射靶材總體積的5體積％或更高。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中鈦的濃度是所述濺射靶材原子總數(shù)的大約5原子％至大約25原子％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第三金屬元素的濃度是所述濺射靶材原子總數(shù)的大約5原子％至大約25原子％。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相的體積是所述濺射靶材總體積的大約70%或更高。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中鈦和第三金屬元素的總濃度是所述濺射靶材原子總數(shù)的大約5原子％至大約45原子％。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中鈦和第三金屬元素的總濃度是所述濺射靶材原子總數(shù)的大約10原子％至大約30原子％。
18.根據(jù)權(quán)利要求3至17任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括一基本上由鑰組成的相。
19.根據(jù)權(quán)利要求3至18任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括基本上由MoxTih合金組成的合金相，其中X是合金相中鑰原子的原子分?jǐn)?shù)，X大約是0.5或更大，并且X小于I。
20.根據(jù)權(quán)利要求3至19任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括一合金相，所述合金相含50原子％或更多的鑰和I原子％或更多的鈦。
21.根據(jù)權(quán)利要求3至20任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括一合金相，所述合金相基本上由MoyMh合金組成，其中I是合金相中鑰原子的原子分?jǐn)?shù)，y大約是0.5或更大，并且y小于I，M是第二金屬兀素。
22.根據(jù)權(quán)利要求3至21任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括一合金相，所述合金相含50原子％或更多的鑰和I原子％或更多的鉭。
23.根據(jù)權(quán)利要求3至22任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括基本上由鑰組成的通常而言的純相；并且其中所述第一相包括基本上由MoxTih合金組成的合金相，其中X是合金相中鑰原子的原子分?jǐn)?shù)，X大約是0.5或更大，并且X小于I。
24.根據(jù)權(quán)利要求 3至23任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括基本上由鑰組成的通常而言的純相；并且其中所述第一相包括基本上由MoyMh合金組成的合金相，其中y是合金相中鑰原子的原子分?jǐn)?shù)，y大約是0.5或更大，并且y小于1，M是鉭或鉻。
25.根據(jù)權(quán)利要求3至22任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括基本上由鑰組成的通常而言的純相；其中所述第一相包括基本上由MoxTih合金組成的第一合金相，其中X是第一合金相中鑰原子的原子分?jǐn)?shù)，X大約是0.5或更多，并且X小于I ;并且所述第一相包括基本上由合金MoyM1I合金組成的第二合金相,其中y大約是0.5或更大,并且y小于I,M是鉭或鉻。
26.根據(jù)權(quán)利要求3至25任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中鈦的濃度是大約5至大約25原子％，所述第三金屬元素的濃度是大約5至大約25原子％。
27.根據(jù)權(quán)利要求3至26任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第二相是分散相。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的濺射靶材，其中所述第二相的加權(quán)平均相區(qū)尺寸小于大約50 μ m0
29.根據(jù)權(quán)利要求3至28任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第三相是分散相。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的濺射靶材，其中所述第三相的加權(quán)平均相區(qū)尺寸小于大約50 μ m0
31.根據(jù)權(quán)利要求3至30任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相是連續(xù)相或共-連續(xù)相。
32.根據(jù)權(quán)利要求3至31任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述第一相包括至少90原子％鑰，所述第二相包括至少90原子％鈦，并且所述第三相包括至少90原子％鉭。
33.根據(jù)權(quán)利要求1至32任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中利用磁控管濺射所述濺射靶材而在干凈的硅片上沉積一沉積層，所述沉積層厚度是大約200nm，按照ASTM B905-00測定的與硅的粘附性是至少大約5B級(jí)。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至33任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中利用磁控管濺射所述濺射靶材而在干凈的硅片上沉積一沉積層，所述沉積層厚度是大約200nm，在25°C的鐵氰化物溶液中的蝕刻速率小于采用由50原子％鑰和50原子％鈦組成的濺射靶材制造的厚度相同的沉積層的蝕刻速率。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至34任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中利用磁控管濺射所述濺射靶材而在干凈的硅片上沉積一沉積層，所述沉積層厚度是大約200nm，其電阻率小于采用由50原子％鑰和50原子％鈦組成的濺射靶材制造的厚度相同的沉積層的電阻率。
36.根據(jù)權(quán)利要求1至35任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中利用磁控管濺射所述濺射靶材而在干凈的硅片上沉積一沉積層，所述沉積層厚度是大約25nm，在所述沉積層上沉積一銅層，對(duì)包括所述沉積層和所述銅層的一結(jié)構(gòu)在溫度大約350°C退火大約30分鐘后，采用俄歇光譜法測定，所述硅層表面銅的濃度是小于大約I原子％或更低，所述銅層表面硅的濃度小于大約I原子％。
37.根據(jù)權(quán)利要求1至36任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材的長度是大約Im或更長，并且所述濺射靶材采用包括一軋制步驟的方法形成。
38.根據(jù)權(quán)利要求1至37任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中所述濺射靶材的密度是理論密度的大約90%或更低。`
39.根據(jù)權(quán)利要求1至38任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中利用磁控管濺射所述濺射靶材而在干凈的硅片上沉積一沉積層，所述沉積層厚度是大約200nm，在25°C的鐵氰化物溶液中的蝕刻速率是大約75nm/min或更低。
40.根據(jù)權(quán)利要求1至38任一項(xiàng)所述的濺射靶材，其中利用磁控管濺射所述濺射靶材而在干凈的硅片上沉積一沉積層，所述沉積層厚度是大約200nm，在25°C的鐵氰化物溶液中的蝕刻速率是大約65nm/min或更低。
41.一種制造權(quán)利要求1至40任一項(xiàng)所述的濺射靶材的方法，包括下述步驟: a.將含至少50原子％鑰的第一顆粒，含至少50原子％鈦的第二顆粒及含至少50原子％第三金屬元素的第三顆粒混合； b.將混合的顆粒加熱到預(yù)定溫度'及 c.對(duì)混合的顆粒施加預(yù)定時(shí)間的預(yù)定壓力，形成非均質(zhì)材料；及 d.軋制所述非均質(zhì)材料，至少增大所述材料的長度。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述預(yù)定壓力是至少大約5000psi，預(yù)定溫度是大約1100°C或更高，預(yù)定時(shí)間是大約I小時(shí)或更長。
43.根據(jù)權(quán)利要求41或42所述的方法，其中所述第一顆粒、第二顆粒和第三顆粒中每種顆粒的加權(quán)平均粒徑是大約100 μ m或更小。
44.一種沉積膜的方法，其中所述方法包括濺射權(quán)利要求1至40任一項(xiàng)所述的濺射靶材，從而在基材上沉積一膜。
45.一種包括基材和沉積層的物品，其中所述沉積層是由權(quán)利要求1至40任一項(xiàng)所述濺射靶材沉積形成的。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的物品，其中所述沉積層包括含鑰、鈦和第三金屬元素的合金。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的物品，其中所述第三金屬元素是鉭。
48.根據(jù)權(quán)利要求45至47任一項(xiàng)所述的物品，其中所述沉積層在25°C鐵氰化物溶液中的蝕刻速率是大約75nm/min或更低。
49.根據(jù)權(quán)利要求45至47任一項(xiàng)所述的物品，其中所述沉積層在25°C鐵氰化物溶液中的蝕刻速率是大約65nm/min或更低。
50.根據(jù)權(quán)利要求45至49任一項(xiàng)所述的物品，其中所述沉積層的電阻率是40μΩ *cm或更小。
51.一種生產(chǎn)權(quán)利要求45至50任一項(xiàng)所述物品的方法，其中所述方法包括一以小于大約65nm/min的速率蝕刻含鑰層的步驟。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的 方法，其中所述蝕刻步驟包括使含鑰層至少部分接觸鐵氰化物溶液的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括50原子%或更多鉬、第二金屬元素鈦及第三金屬元素鉻或鉭的濺射靶材，以及由所述濺射靶材制造的沉積膜。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述濺射靶材包括一富鉬相、一富鈦相及一富第三金屬元素相。
文檔編號(hào)C23F1/14GK103154306SQ201080068769
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者G·A·羅扎克, M·E·蓋多斯, P·A·霍根, S·孫 申請(qǐng)人:H·C·施塔克公司