(57)【要約】【課題】マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびそのマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種以上を合計で０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、並びにそのＲｕ基焼結合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で（以下、％は質量％を示す）Ｃｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項２】
Ｎｉ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項３】
Ｍｎ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項４】
Ｍｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項５】
Ｎｂ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項６】
Ｔａ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項７】
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａの内の２種以上を合計で０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜。
【請求項８】
Ｃｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項１記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項９】
Ｎｉ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項２記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項１０】
Ｍｎ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項３記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項１１】
Ｍｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項４記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項１２】
Ｎｂ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項５記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項１３】
Ｔａ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項６記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項１４】
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａの内の２種以上を合計で０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなることを特徴とする請求項７記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜およびそのマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軍事、民生、宇宙用のレーダーや通信システムなどでは高周波帯の需要が増大しており、これらレーダーや通信システムの一層の小型化が求められている。これら小型化を解決するためにマイクロマシン（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術の使用が注目されており、この技術を用いて作製した小型で高性能なスイッチを高周波帯回路へ組込むことにより高周波帯回路の一層の小型化が試みられている。この高周波帯回路へ組込まれるスイッチは半導体スイッチやバラクタダイオードに比べて機械的スイッチの方が損失やアイソレーション、消費電力の点で有利であるとされている（例えば、非特許文献１参照）。そのために各種のマイクロマシンスイッチが提案されており、そのマイクロマシンスイッチの接触電極にはＲｕ、Ｒｈ、Ａｕ−Ｃｏ合金からなる薄膜用いられ、これら金属の薄膜はその厚さが極めて薄いために、一般にスパッタリングにより形成されている。これらＲｕ、Ｒｈ、Ａｕ−Ｃｏ合金などの金属は粘着性が低いために接触部の粘着を最小限に抑えることができ、動作特性を一層向上させることができると言われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
「Ｄｅｓｉｇｎ  Ｗａｖｏ  Ｍａｇａｚｉｎｅ」２００２  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  第８０〜８１頁、９９〜１００頁
【特許文献１】
特開２００１−２６６７２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに純Ｒｕ、純Ｒｈ、Ａｕ−Ｃｏ合金などからなる薄膜を接触電極に用いた場合、接触部の粘着を最小限に抑えることができるが、ＲｈおよびＡｕ−Ｃｏ合金は比較的高価な金属であるから、コスト削減の面で接触電極に一層安価なＲｕを使用しようとする研究が成されている。しかし、純Ｒｕからなる薄膜を接触電極に用いた場合、１０４回程度の接触／非接触による導通／非導通を繰り返すと接触抵抗が上昇するようになり、長期使用した場合、信頼性に問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、かかる課題を解決すべく研究を行なった。その結果、
（イ）ＲｕにＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種以上を合計で０．５〜１０質量％で（以下、％は質量％を示す）含有してなるＲｕ基合金で形成した薄膜は、これをマイクロマシンスイッチの接触電極に用いると、１０６回以上接触／非接触による導通／非導通を繰り返しても接触抵抗が上昇することがなく、長期にわたって信頼性が向上する、
（ロ）このＲｕ基合金からなる薄膜は、Ｒｕ基合金粉末を燒結して得られたＲｕ基焼結合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られ、この薄膜の比抵抗は純Ｒｕ薄膜の比抵抗と大差がないほど導電性に優れている、
という研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）Ｃｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、
（２）Ｎｉ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、
（３）Ｍｎ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、
（４）Ｍｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、
（５）Ｎｂ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、
（６）Ｔａ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、
（７）Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａの内の２種以上を合計で０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基合金からなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜、に特徴を有するものである。
【０００７】
純Ｒｕからなるマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜が１０４回程度の接触／非接触による導通／非導通の繰り返しによって接触抵抗値が上昇する理由として、純Ｒｕは比抵抗が極めて小くかつ高硬度を有するが、純Ｒｕは脆いため比較的粉末になりやすい特性を有し、したがって、接触／非接触を繰り返すと接触電極用薄膜の一部が粉末化し、接触面の間に粉末が入り込んで接触電極用薄膜相互の接触面積が少なくなるが、この発明のＲｕにＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種以上を合計で０．５〜１０％（一層好ましくは、１〜５％）含有してなるＲｕ基合金は延性が付加されて粉末化が抑制され、接触面の間に入り込む粉末が少なくなることによるものと考えられる。
【０００８】
この発明のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜の成分組成を前述のごとく限定した理由は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種以上を合計で１０％を越えて含有すると、Ｒｕ基合金の比抵抗が大きくなって、接点材料として使用できなくなるので好ましくなく、一方、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種以上を合計で０．５％未満含有しても純Ｒｕの特性を変えることができず、マイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜としての寿命を延ばすことができないことによるものである。
【０００９】
この発明のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットは、この発明のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜と同じ成分組成を有するＲｕ基合金粉末をホットプレスすることにより作製することができる。
【００１０】
したがって、この発明は、
（８）Ｃｏ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（１）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、
（９）Ｎｉ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（２）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、
（１０）Ｍｎ：０．５〜１０％を含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（３）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、
（１１）Ｍｏ：０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（４）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、
（１２）Ｎｂ：０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（５）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、
（１３）Ｔａ：０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（６）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、
（１４）Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴａのうちの２種以上を合計で０．５〜１０％含有し、残部がＲｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＲｕ基焼結合金からなる前記（７）記載のマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜形成用スパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
いずれも１００メッシュアンダーの市販のＲｕ粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｍｎ粉末、Ｍｏ粉末、Ｎｂ粉末およびＴａ粉末を用意し、これら粉末を所定の組成となるように配合し混合して混合粉末を作製し、得られた混合粉末を温度：１１５０℃、圧力：１５ＭＰａでホットプレスすることによりホットプレス体を作製し、これらホットプレス体を、ダイヤモンド砥石を使用し、回転数：２００ｒｐｍの条件で研削加工することにより直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍの円盤状を有し、表１〜３に示される成分組成を有する本発明ターゲット１〜６０、比較ターゲット１〜７および従来ターゲット１を作製した。
【００１２】
【表１】
2004319410.tif 000002
【００１３】
【表２】
2004319410.tif 000003
【００１４】
【表３】
2004319410.tif 000004
【００１５】
これら本発明ターゲット１〜６０、比較ターゲット１〜７および従来ターゲット１をそれぞれ銅製の冷却用バッキングプレートに純度：９９．９９９重量％のインジウムろう材にてハンダ付けし、これを直流マグネトロンスパッタリング装置に装入し、ターゲットとＳｉウエハ基板の間の距離を７０ｍｍになるようにセットした後、到達真空度：５×１０−５Ｐａ以下になるまで真空引きを行い、
・基板温度：室温、
・投入電力：５０Ｗ（０．４Ｗ／ｃｍ２）、
の条件でスパッタリングを行い、Ｓｉウエハ基板の表面に厚さ：０．５μｍを有し、表４〜８に示される成分組成の本発明接触電極用薄膜１〜６０、比較接触電極用薄膜１〜７および従来接触電極用薄膜１を形成した。これら本発明接触電極用薄膜１〜６０、比較接触電極用薄膜１〜７および従来接触電極用薄膜１の初期の抵抗値を四探針法で測定し、その結果を表４〜８に示した。
【００１６】
さらに、幅：１００μｍ、厚さ：３００μｍでつきだし長さが４００μｍを有するＮｉ箔をアディティブ法で形成し、この表面に金メッキを０．１μｍした後、Ｓｉウエハ上に形成した薄膜と同じ成分組成を有する薄膜を０．５μｍの厚さになるようにスパッタにより形成して針を作製した。この針にかかる最大荷重が０．２ｇになるようにプローブテスターを使用してウエハが乗っている台を１０μｍの幅で上下させ、接触抵抗が１Ωに上昇するに要した台の上下回数を表４〜８に示した。接触抵抗が１Ωに上昇したときをマイクロスイッチのスイッチング使用不可と考えたからである。
【００１７】
【表４】
2004319410.tif 000005
【００１８】
【表５】
2004319410.tif 000006
【００１９】
【表６】
2004319410.tif 000007
【００２０】
【表７】
2004319410.tif 000008
【００２１】
【表８】
2004319410.tif 000009
【００２２】
表１〜８示される結果から、本発明ターゲット１〜６０を用いてスパッタリングすることにより得られた本発明接触電極用薄膜１〜６０は、従来ターゲット１を用いてスパッタリングすることにより得られた従来接触電極用薄膜１に比べて接触抵抗が１Ωに達するまでの台の上下回数が格段に多いことが分かる。しかし、この発明の条件から外れた成分組成を有する比較ターゲット１〜７を用いてスパッタリングすることにより得られた比較接触電極用薄膜１〜７は接触抵抗が１Ωに達するまでの台の上下回数が小さかったり、薄膜自体の初期の抵抗値が高すぎて接触電極として好ましくないことなどが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
上述のように、この発明によると、長期間使用しても接触抵抗が上昇せず、優れた特性を有するマイクロマシンスイッチの接触電極用薄膜を低コストで提供することができ、マイクロマシン産業の発展に大いに貢献し得るものである。