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低温CVD薄膜形成における自己組織膜を用いた結晶成長制御とサイト選択成長

低温 CVD 薄膜形成中使用自组装薄膜的晶体生长控制和位点选择性生长

基本信息

批准号：
14655239
负责人：
増田佳丈
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではMOS-FETのゲート酸化膜(誘電体膜)の代替材料として期待されるTiO_2薄膜を、金属アルコキシドの加水分解性と揮発性を利用した気相加水分解法により、常温・常圧下で作製し、その特性を評価することにより、新規合成プロセス開発を行った。原料のTitanium(IV) isopropoxideと蒸留水をキャリアガス(N_2)によって気体として輸送し、両者を気相中で混合し加水分解反応によって生成するTiO_2をSi基板上に薄膜として析出させた。また、原料ガスにTetraethoxysilaneを混合することで、TiO_2-SiO_2複合膜を析出させ、キャリアガスの流量によって組成比を変化させた。XRDによる結晶化温度の決定、XPSによる組成分析を行った。また電極をつないだMOS構造でのC-V曲線とAFMによる膜厚測定から誘電率を計算し、I-V測定からリーク電流密度を測定、評価した。常圧・室温条件でSi基板上にTiO_2薄膜が形成された。XRD測定から、アモルファス相であることが確認され、400℃・1時間の加熱処理によって結晶化し、アナターゼ相を示した。AFMでは目立った粒界は確認されず、XPSでは残留炭素の存在が示された。TiO_2-SiO_2薄膜も同様にSi基板上に析出し、XPS測定の結果からキャリアガスの流量比を変えることで組成比を制御できることが示された。TiO_2-SiO_2(52/48)薄膜はTiO_2薄膜が結晶化する400℃においても結晶化を抑制することに成功し、700℃で初めてアナターゼ相へ相転移した。MOS構造における電気測定から、TiO_2薄膜の誘電率は40程度、TiO_2-SiO_2(52/48)薄膜は20程度という値が得られた。また、本研究に関しての受賞、新聞発表、招待講演等を下記に記す。日韓セラミックス国際セミナー奨励賞 (2002年11月、増田)新聞発表日本工業新聞 2002年4月3日(水曜日) 2面招待講演 Yoshitake Masuda, and Kunihito Koumoto Third International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-3), Nagoya, Japan, January 27-29, (2003)

In this paper, we aim to develop a new synthetic method for MOS-FET based on the hydrothermal decomposition and volatility of TiO2 thin film, metal oxide film and dielectric film. The Titanium(IV) isopropoxide was evaporated into water, and the TiO2 film was deposited on the Si substrate. TiO_2-SiO_2 composite film was deposited on the surface of TiO_2-SiO_2 composite film, and the composition ratio of TiO_2-SiO_2 composite film was changed. XRD determination of crystallization temperature, XPS analysis of composition In addition, the C-V curve of the electrode in the MOS structure and AFM are used to measure the film thickness and calculate the permittivity, and the I-V measurement and current density are measured and evaluated. TiO_2 thin films were formed on Si substrates at ambient temperature and pressure. XRD determination of crystalline phase, crystalline phase AFM was able to confirm the presence of residual carbon and XPS was able to indicate the presence of residual carbon. TiO_2-SiO_2 thin films were deposited on Si substrates. XPS measurements showed that the flow rate ratio of TiO_2-SiO_2 thin films was different from that of SiO_2 thin films. TiO_2-SiO_2(52/48) thin films were successfully crystallized at 400℃, and the initial crystallization phase shifted at 700℃. The dielectric constant of TiO_2 thin film is about 40, and that of TiO_2-SiO_2(52/48) thin film is about 20. The following is a list of awards, press releases, and hospitality speeches related to this study. Japan and Korea (November, 2002, Masuda) Press Release Japan Industrial News April 3, 2002 (Mizuda Day) 2-face guest lecture Yoshitake Masuda, and Kunihito Koumoto Third International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-3), Nagoya, Japan, January 27-29, (2003)