高周波バイアススパッタリング法による強誘電体薄膜の低温成長

高频偏压溅射法低温生长铁电薄膜

• 批准号: 08875129
• 负责人: 光田 好孝
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875129/
• 关键词: 強誘電体薄膜; バイアススパッタリング; チタン酸バリウム; 高周波基板バイアス; 低温結晶化; 比誘電率

半導体メモリーの高集積化に伴い、現在使用されている酸窒化膜にかわるキャパシタ材料の模索が行われている。代表的な次世代キャパシタ材料には、チタン酸バリウムを始めとする強誘電体薄膜がある。現在、実用化に向けた研究が精力的に行われているが、薄膜堆積後に500℃以上の高温でアニールして結晶化をする必要があり、さまざまな弊害が予測されている。そこで、本研究では、チタン酸バリウムを例に取り、基板へのイオン衝撃を利用した低温環境下での結晶化を試みた。外磁場型高周波スパッタリング装置を用いてアルゴン雰囲気(0.2Pa)中でシリコン基板上にチタン酸バリウム薄膜を堆積した。このとき、基板温度っを250℃以下に保ち、高周波負バイアス(平均電圧0〜300V)を印加した。結晶性の評価にはX線回折を、比誘電率の測定にはLCRメーターを用いた。基板温度250℃ターゲット入力2.1W/cm^2で堆積した場合、0〜200Vまでの基板負バイアスでは薄膜は非晶質であったが、200V以上の負バイアスで結晶化し負バイアスの増加に伴い結晶性も向上した。4.3W/cm^2で堆積すると、結晶化が開始する負バイアス値が下がり200Vから結晶化が始まった。これは、基板へのイオンフラックスが向上したことによるものと考えられる。200℃の基板温度でも同様の傾向であったが結晶化にはやや高い負バイアスを必要とした。得られた薄膜の比誘電率を測定したところ、0Vで堆積した光晶質膜では約18程度、また-200Vで堆積した結晶膜では約300となった。この値は、600℃アニール処理したものよりも優れた値である。以上より、基板負バイアスを印加することにより、チタン酸バリウム結晶膜を低基板温度で作製することに成功した。得られた比誘電率は1Mb級のdRAMに応用可能な値であり、次世代キャパシタ材料作製に関する本プロセスの有効性が実証できた。

Hemispherical materials are highly concentrated and active, and are now being used in the production of acid asphyxiating films. The representative of the next generation is responsible for the production of materials and materials for the purpose of strengthening the thin films of electronics. At present, the use of research energy is very important, after the film stack is active, it is necessary to crystallize the high temperature temperature above 500 ℃. In this study, the sample was selected, and the substrate temperature was used to test the crystallization of the alloy in the low temperature environment. The external magnetic high-cycle equipment is used to stack the thin film on the substrate in the 0.2Pa. The temperature of the substrate is below 250 ℃, and the temperature of the substrate is below 250 ℃. The results show that the X-ray is folded back, and the specific electricity is used to determine the performance of the LCR equipment. The temperature of the substrate is 250C. The pressure is 2.1W/ cm ^ 2. The temperature of the substrate is 0 ~ 200V. The film is amorphous. The temperature is above 200V. The crystallization temperature increases with the increase of the crystallization temperature. 4.3W/ cm ^ 2 does not stack the temperature, and the crystallization starts to change the temperature of the 200V temperature. The substrate, the substrate and the substrate. The temperature of the substrate at 200 ℃ is the same as that of the temperature. The temperature is very high. The temperature of the thin film is about 18%, the temperature of the 0 V reactor is about 18%, and that of the temperature-200 V reactor is about 300 ℃. The temperature is 600 ℃. The temperature is 600 ℃. The temperature is 600 ℃. The above, the substrate, the Inca, the acid, the crystal film, the low substrate temperature, the temperature. It can be compared to the use of 1Mb and dRAM materials that may or may not be used in the next generation of industrial materials.