DE19730119A1 - Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmen aus oxidischer Keramik - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmen aus oxidischer KeramikInfo
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Description
Zur Abscheidung von Dünnfilmen aus oxidischer Keramik werden
im zunehmenden Maße CVD-Prozesse (Chemical Vapour Depositi
on) eingesetzt. Dabei werden als Ausgangsmaterialien metal
lorganische Precursoren verwendet, die auf einer heißen
Substrat- bzw. Waferoberfläche in einem Temperaturbereich
von 300 bis 800°C zerfallen und dabei in die entsprechenden
Oxide übergehen. Für die Oxidation der metallorganischen
Precursoren wird ein oxidierend wirkendes Gas, z. B. O2, ver
wendet, welches die organische Komponente der Precursoren
verbrennt. Derartige Oxidationsprozesse laufen meist unter
Involvierung von Radikalen ab. Häufig kommt es zur Ausbil
dung von Radikalkettenreaktionen.
Bisher wurden ausschließlich Oxidationsgase, z. B. O2 oder
deren Gemische, z. B. O2/N2O, eingesetzt. Bei der Herstel
lung z. B. BST ((Ba, Sr)TiO3) werden die Precursoren
Sr(thd)2(tetraglyme), Ba(thd)2(tetraglyme) und
(Ti(OiPr)2(thd)2 bei Temperaturen im Bereich von 450 bis
650°C mit O2/N2O als Oxidationsmittel umgesetzt. Aufgrund
der unvollständigen Verbrennung des Kohlenstoffs der metal
lorganischen Precursoren ist allerdings die abgeschiedene
BST-Schicht erst bei 500°C so rein, daß akzeptierbare elek
trische Daten gemessen werden können.
Im Fall des BST hat es sich gezeigt, daß bei einer Abschei
dung bei tieferen Temperaturen, das heißt, bei Temperaturen
unterhalb von 500°C, eine gute Konformität der Abscheidung
erreicht wird, da die Abscheidung vor allem kinetisch kon
trolliert abläuft. Demgegenüber wird oberhalb von 500°C die
Abscheidung zunehmend Transport kontrolliert. Dieses führt
zu einer verminderten Konformität, wie aus der angefügten
schematischen Darstellung in Fig. 2 hervorgeht.
Bei der Herstellung von Halbleiterelementen in der Mikro
elektronik werden zunehmend Dünnfilme aus oxidischer Keramik
verwendet. Zur Herstellung von DRAMs (dynamic random access
memory-Chips oder DRAM-Chips) und FRAMs (ferroelectric random
access memory-Chips oder FRAM-Chips) können beispielsweise
paraelektrisches BST und ferroelektrisches SBT (SrBi2Ta2O9)
als Dielektrikum im Speicherkondensator integriert werden.
Beim Aufbau des Speicherkondensators wird nach dem Stack-Prinzip
verfahren, bei dem eine Barriere zwischen unterer
Elektrode (Pt-Elektrode) und Plug notwendig ist. Die Barrie
re soll eine Diffusion in beide Richtungen verhindern, das
heißt, die Diffusion von Sauerstoff oder mobilen Komponenten
des Dielektrikums (z. B. BiOx (x=0-2,5)) in Richtung Plug als
auch die Diffusion von Plugmaterial durch das Platin zum
Dielektrikum. Außerdem kann die Barriere als Haftvermittler
für die Platinschicht dienen. Ein Stack-Kondensator kann
z. B. so aufgebaut sein wie in Fig. 3 dargestellt, also ei
ne auf dem Kontaktplug sitzende unter Pt-Elektrode mit darü
berliegender Dielektrikumsschicht und eine hierüber angeord
nete obere Pt-Elektrode aufweisen.
Niedrigere Abscheidetemperaturen, beispielsweise beim CVD-Prozeß,
als die bisher verwendeten Abscheidetemperaturen
(BST: 500 bis 600°C; SBT: 500 bis 700°C) bieten folgende
Vorteile:
- a) durch kinetisch kontrollierte Abscheidung kommt es zu einer besseren Konformität der Keramikschicht, so daß eine höhere Integrierbarkeit gewährleistet wird; und
- b) durch die geringere Belastung der Sauerstoffbarriere im Stack-Kondensator wird eine einfachere Barrieren auswahl möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah
ren zur Herstellung von Dünnfilmen aus oxidischer Keramik
anzugeben, bei dem die Abscheidetemperatur der Metalloxide
deutlich herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her
stellung von Dünnfilmen aus oxidischer Keramik durch Ab
scheiden von Metalloxiden auf eine Oberfläche, das folgende
Schritte umfaßt:
- - Verdampfen von metallorganischen Precursoren zur Bil dung gasförmiger Precursoren,
- - Zugabe eines Beschleunigers zur Initiierung der Oxida tion der Precursoren,
- - Oxidation der Precursoren zur Bildung von Metalloxiden und
- - Abscheiden der Metalloxide auf der Oberfläche.
Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer CVD-Anlage.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der meist radika
lisch ablaufende Oxidationsprozeß der metallorganischen
Precursoren bereits bei tieferen Temperaturen durch die Zu
gabe eines Beschleunigers künstlich initiiert. Es muß dem
nach nicht abgewartet werden, bis der Oxidationsprozeß bei
einer höheren Temperatur von selbst zustande kommt. Die Ini
tiierung mittels Beschleunigern führt zu Radikalkettenreak
tionen durch Radikale bzw. Bildung von Beschleuniger-Radikalen,
wobei der metallorganische Precursor abgebaut
bzw. oxidiert wird. Zur Initiierung solcher Kettenreaktionen
sind daher Moleküle befähigt, die entweder bereits Radikale
sind oder bereits bei geringerer Erwärmung in Radikale zer
fallen.
Des weiteren kommt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu
einer Erhöhung der Abscheiderate bei den niedrigeren Tempe
raturen und zu einer besseren Verbrennung von Restkohlen
stoff.
Als Beschleuniger werden niedrigmolekulare Verbindungen bzw.
Moleküle verwendet. Die Moleküle dienen lediglich zum Star
ten der Oxidationskette. Zur Oxidation selbst steht ein Oxi
dationsgas oder ein Oxidationsgasgemisch zur Verfügung. Als
Oxidationsgas bzw. Oxidationsgemisch kann auch ein Plasma,
z. B. ein Sauerstoffplasma, verwendet werden.
Die initiierten Radikalprozesse können sowohl in der Gaspha
se als auch an der Substratoberfläche ablaufen. Es gibt Hin
weise darauf, daß an der Substratoberfläche ein weiterer Ak
tivierungsmechanismus abläuft. Die zugesetzten Beschleuniger
können bei erhöhter Temperatur und unter dem Einfluß des
Substrats zerfallen bzw. reagieren und somit reaktive Spezi
es, die auch nicht-radikalischer Natur sein können, bilden.
Die Beschleuniger oder deren reaktiven Spezies können ihrer
seits die metallorganischen Precursoren aktivieren und deren
Oxidation beschleunigen. Repräsentative Beispiele für solche
reaktive Spezies sind Carbokationen von organischen Estern
oder Carbene von Diazoverbindungen.
Wie bereits oben ausgeführt, kann die Initiierung der Oxida
tion der metallorganischen Precursoren durch Beschleuniger-
Radikale oder durch Bildung von Beschleuniger-Radikalen er
folgen. Je nach Natur des Beschleunigers liegt er entweder
bereits unter Normalbedingungen (25°C, 1 atm.) radikalisch
vor oder er zerfällt im Reaktor auf dem Weg zur heißen
Substratoberfläche in Radikale. Er kann aber auch in der
Grenzschicht zur heißen Substratoberfläche oder auf der hei
ßen Substratoberfläche selbst in Radikale zerfallen. Folgen
de Beschleunigermoleküle werden bevorzugt eingesetzt:
- 1. Moleküle, die bereits Radikale sind. Dazu gehören bei
spielsweise NO, NO2 und ClO2. Es ist ebenfalls möglich,
auch Mischungen solcher Radikale zu verwenden.
Beispielsweise entsteht mit NO2 als Beschleuniger, O2 als Oxidationsmittel und einem Kohlenwasserstoff RH (organischer Teil des metallorganischen Precursors) die folgende Radikalkettenreaktion: RH + NO2 . → R. + HNO2, R. + O2 → ROO., ROO. + RH → ROOH + R., ROOH → RO. + HO. (diese beiden Radikale sind neu und lösen ihrer seits wieder Ketten aus).
Die Radikalkettenreaktion beginnt mit diesen Molekülen bereits nach Einlaß in den Reaktor. - 2. Moleküle, die bereits bei erhöhter Temperatur in Radi
kale zerfallen, beispielsweise ab 100°C. Diese Molekü
le zerfallen im Zuge der Aufheizung des Precursorgases
im Reaktor auf dem Weg zur heißen Substratoberfläche
in Radikale. Diese Moleküle liegen bereits unmittelbar
nach Einlaß in den Reaktor als Radikale vor.
Als Beschleunigermoleküle kommen hierzu alle Moleküle in Frage, die als Initiatoren für die radikalische Po lymerisation von Kunst- und Verbundstoffen geeignet sind. Dazu zählen Carbonylperoxide, wie Dibenzoylper oxid; Persäuren und deren Ester; Dialkylperoxide und Diarylperoxide sowie organische Azoverbindungen, wie z. B. a,a'-Azobis(isobutyronitril) und Azobenzol. - 3. Moleküle, die zwischen 70 und 200°C in Radikale zer fallen. Dazu können Salpetersäureester organischer Al kohole (z. B. CH3ONO2, CH3CH2ONO2) oder Salpetersäuree ster organischer Alkohole (z. B. Isoamylnitrit ((CH3)3CHCH2CH2ONO)) genannt werden. Es kann auch H2O2 eingesetzt werden.
- 4. Moleküle, die bei Temperaturen oberhalb von 300°C zer fallen. Als Beispiele können Nitroalkane (z. B. CH3NO2), Nitroaromaten (z. B. C6H5NO2), Nitrosoalkane (z. B. CH3NO) und Nitrosoaromaten (z. B. C6H5NO) verwendet wer den. Die Radikale werden in diesem Fall erst unmittel bar vor der heißen Substratobefläche erzeugt.
- 5. Radikale, die durch physikalische Aktivierung erzeugt
werden. Beispielsweise können als Radikale Sauer
stoffradikale verwendet werden, die durch UV-Licht-
Bestrahlung von Sauerstoff (O2) oder von N2O, NO oder
NO2 erzeugt werden.
Beispielsweise können alle anderen der unter 1. bis 4. genannten Moleküle durch UV-Bestrahlung zum Zerfall in die entsprechenden Radikale angeregt werden. Eine an dere Möglichkeit, den Zerfall der oben genannten Mole küle in Radikale zu bewirken, ist die Erzeugung eines Plasmas, z. B. im elektrischen Wechselfeld (z. B. Sauer stoffplasma).
Die Beschleunigermoleküle werden bevorzugt im molaren Ver
hältnis von Beschleuniger zu Precursor in einem Bereich von
1 : 1 bis 1 : 1000 eingesetzt. Ein molares Verhältnis von n . . .
ist ganz besonders bevorzugt. Bei reaktiven Spezies als Be
schleuniger liegt das molare Verhältnis von Beschleuniger zu
Precursor im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 0,1.
Als metallorganische Precursoren können alle metallorgani
schen Verbindungen verwendet werden, die zur Herstellung von
Dünnfilmen aus oxidischer Keramik durch Abscheiden ihrer Me
talloxide auf eine Oberfläche geeignet sind. Beispielsweise
können als metallorganische Precursoren. Beispielsweise kön
nen als metallorganische Precursoren eingesetzt werden:
BiPh3, Bi(thd)3, Bi-pivalat, Trispentoxylatobismuth, Bi
tris(dimethylamid), Ta(OEt)5, Ta(thd) (OiPr), Sr(thd)2,
Ba(thd)2, Ti(thd)2(OiPr)2, Ti(OiPr)4, Zr(thd)4, Pb(thd)2
und/oder deren Mischungen eingesetzt werden.
Die Verdampfung der metallorganischen Precursoren kann in
herkömmlichen Verdampfungssystemen erfolgen.
Bei der Oxidation der Precursoren wird ein Oxidationsmittel
verwendet, das in der Regel ein Gas oder ein Gasgemisch ist.
Vorzugsweise wird Sauerstoffgas (O2) verwendet.
Als Substrat kann jedes geeignete Substratmaterial dienen.
Dazu zählen Experimentalelektroden, Elektrodenmaterialien
zur Integration eines Dielektriums, Edelmetallelektroden,
oxidische Elektroden und nicht leitende Substrate.
Die Abscheidung der Metalloxide erfolgt bevorzugt nach dem
CVD-Verfahren.
Beim CVD-Verfahren werden chemische Verbindungen, z. B. me
tallorganische Verbindungen, die sich leicht verdampfen las
sen oder bereits Gase sind, auf einer heißen Substratober
fläche zur Reaktion gebracht, um einen Film mit bestimmten
Eigenschaften, z. B. einen Metalloxidfilm zu erzeugen.
Je nach ihrer Konsistenz und Stabilität können die Beschleu
nigermoleküle in den CVD-Reaktor eingeführt werden.
Wenn die Beschleuniger aus gut verdampfenden Molekülen oder
aus gasförmigen Molekülen oder Radikalen bestehen, so können
sie dem Gasgemisch einfach beigemischt werden. Dies kann an
verschiedenen Orten erfolgen, wie es in Fig. 1 als Beispiel
dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt, daß das Precursorgas aus einer Precursorlösung
erzeugt wird, welche in einem Verdampfer in Gas übergeführt
wird. Der Verdampfer kann z. B. ein sogenannter Flash-Ver
dampfer sein. Das Trägergas, z. B. Ar oder N2, transportiert
den Dampf zum Showerhead. Dort wird er mit dem Oxidationsgas
und evtl. weiteren Trägergas gemischt. Die Verwendung eines
Showerheads ist notwendig, um eine gleichförmige, laminare
Gasströmung im Reaktor zu gewährleisten. Nach Austritt aus
dem Showehead fließt das Gasgemisch aus Precursorgas, Oxida
tionsgas und Trägergas zum heißem Substrat, wo die entspre
chenden Metalloxide abgeschieden werden.
Der leicht zu verdampfende oder gasförmige Beschleuniger
kann nun an verschiedenen Orten dem Gasgemisch beigefügt
werden: er kann im Oxidationsgas/Trägergasgemisch an Stelle
3 zugefügt werden oder aber dem Precursor
gas/Trägergasgemisch an Stelle 4 oder aber separat zusammen
mit etwas Trägergas in den Showerhead an Stelle 2 eingeführt
werden. Sollte der Beschleuniger sehr reaktiv sein, so kann
er auch vollkommen getrennt in den Reaktorraum an Stelle 1
eingeführt werden, z. B. über einen Ring mit Löchern, die
zum Substrat gerichtet sind.
Schließlich lassen sich die Beschleuniger auch über das
Precursor-Einlaßsystem einbringen, z. B. an Stelle 6 in Fig.
1. Dieses ist beispielsweise mit einem Flash-Verdampfungs
system möglich, das mit einem Liquid Delivery-System (LDS)
gekoppelt ist. Im Falle der Verwendung des LDS werden die
Moleküle einfach in geringerer Menge vorher der Precursoren
lösung beigemischt und dann mit dem Precursoren verdampft.
Es ist dabei wichtig, daß die eingesetzten Moleküle noch bei
der Temperatur des Precursor-Einlaßsystems stabil sind und
nicht mit den Precursoren oder dem Lösungsmittel reagieren.
Je nach CVD-Verfahren läßt sich die Abscheidetemperatur um
50 bis 200°C senken.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Ver
fahren erläutern.
Zur Herstellung eines Dünnfilms aus SBT nach dem CVD-Ver
fahren werden die metallorganischen Precursoren
(Sr(thd)2(tetraglyme) (Bis(2,2,6,6,-tetramethylheptan-3,5-
dionato(tetraglyme)strontium), Ta(thd) (OiPr)4 (2,2,6,6-
tetramethylheptan-3,5-dionato-tantaltetraisopropoxid und
BiPhe3 (Triphenylbismuth) in einem Lösungsmittelgemisch aus
THF/iPrOH/Tetraglyme (8 : 2 : 1) eingesetzt. Diese Lösung wird
mit einer Rate von 0,15 ml/min in den Flash-Verdampfer, der
sich auf einer Temperatur von 200°C befindet, eingebracht.
200 cm3 Argon dienen als Trägergas. Das so erhaltene Gasge
misch wird in den Showerhead eingebracht. An einem anderen
Anschluß des Showerheads werden 600 cm3 Argon und 400 cm3 O2
eingeführt. Diesem Gas werden 10 cm3 NO2 zugemischt. Die Ga
se werden im Showerhead gemischt und dann in den Reaktorraum
entlassen. Dort treffen sie auf einen mit Pt/Ti/SiO2 be
schichteten 6''-Si-Wafer. Das Platin hat eine Schichtdicke
von 200 nm, das Titan hat eine Schichtdicke von 30 nm und
das SiO2 ist 625 nm dick. Die Temperatur des Wafers liegt
bei 500°C (oder höher); der Gesamtdruck im Reaktorraum liegt
bei 3 Torr. Der Sauerstoffanteil liegt bei 25 bis 80%.
Es werden spiegelnde SBT-Schichten mit guter Kantenbedeckung
erhalten.
Zur Abscheidung von BST werden die Precursoren
Sr(thd)2(tetraglyme) (Bis (2,2,6,6,-tetramethylheptan-3,5-
dionato) (tetraglyme)strontium), Ba(thd)2(tetraglyme)
(Bis (2,2,6,6,-tetramethylheptan-3,5-dionato)
(tetraglyme)barium) und Ti(thd)2(OiPr)2 (Bis(2,2,6,6,
tetramethylheptan-3,5-dionato)-titandiisopropoxid) in einem
Lösungsmittelgemisch aus THF/iPrOH/Tetraglyme (8 : 2 : 1) einge
setzt. Diese Lösung wird mit einer Rate von 0,15 ml/min in
den Flash-Verdampfer, der sich auf einer Temperatur von
240°C befindet, eingebracht. 200 cm3 Argon dienen als Trä
gergas. Das so erhaltene Gasgemisch wird in den Showerhead
eingebracht. An einem anderen Anschluß des Showerheads wer
den 200 cm3 Argon, 500 cm3 O2 und 500 cm3 N2O eingeführt. Die
sem Gas werden 10 cm3 NO2 als Beschleuniger hinzugemischt.
Die Gase werden im Showerhead gemischt und dann in den Reak
torraum entlassen. Dort treffen sie auf einen mit Pt/Ti/SiO2
beschichteten 6''-Si-Wafer. Das Platin hat eine Schichtdicke
von 200 nm, das Titan hat eine Schichtdicke von 30 nm und
das SiO2 ist 625 nm dick. Die Temperatur des Wafers liegt
bei 400°C; der Gesamtdruck im Reaktorraum liegt bei 1 Torr.
Es werden spiegelnde BST-Schichten mit guter Kantenbedeckung
und guter Abscheiderrate erhalten.
Anstelle von 10 ml NO2, wie in Beispiel 1 oder 2, werden 10
ml NO als Beschleuniger eingesetzt. Wieder werden spiegelnde
SBT- bzw. BST-Schichten mit guter Kantendeckung und guter
Abscheiderate erhalten.
Anstelle von 10 ml NO2, wie in Beispiel 1 oder 2 werden 0,02
mMol/min Nitromethan in 50 cm3 Trägergas zusammen mit dem
Oxidationsgas/Trägergas eingeführt. Das Nitromethan, das ei
nen Siedepunkt von 101°C (760 Torr) besitzt, wird in einem
Bubbler durch Durchleiten des Trägergases verdampft. Der
Bubbler ist beheizbar, um einer Abkühlung durch Verdampfung
zu begegnen und die Verdampfungsrate einzustellen. Als Al
ternative kann auch Nitroethan eingesetzt werden
(Verdampfungstemperatur 115°C/760 Torr). Beide Nitroverbin
dungen zerfallen ab etwa 250°C und setzten dabei Radialket
ten in Gang.
Auch hier ergeben sich SBT- und BST-Schichten mit ausge
zeichneter Kantenabdeckung und guter Abscheiderate.
Eine Lösung von Peroxyessigsäure in THF wird in einem
Flashverdampfer bei ca. 60°C verdampft. Als Trägergas dienen
100 cm3 Argon. Der Verdampfer speist sein Gas in die Oxida
tionsgas/Trägergasleistung ein. Daher ist der Druck im Ver
dampfer derselbe wie im Showerhead und damit nahezu derselbe
wie im Reaktionszeitraum. Ansonsten wird wie in Beispiel 1
und 2 verfahren. Es werden ca. 0,02 mMol/min an Peroxyessig
säure verdampft. Anstelle von Peroxyessigsäure kann auch ihr
Methyl- oder Ethylester eingesetzt werden.
Es wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 verfahren,
mit der Ausnahme, daß Dibenzoylperoxid in THF bei einer Tem
peratur von ca. 60°C verdampft wird.
Es wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 verfahren,
mit der Ausnahme, daß Nitrobenzol in THF bei einer Tempera
tur von 150°C verdampft wird. Anstatt Nitrobenzol kann auch
Nitrosobenzol eingesetzt werden.
Die Verfahren von Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 werden wieder
holt, mit der Ausnahme, daß Nitrobenzol als Beschleuniger
verwendet wird. Das Nitrobenzol wird der Precursorenlösung
zugegeben und zusammen mit den Precursoren in Precursoren
verdampfer verdampft. Alternativ dazu kann auch Nitrosoben
zol eingesetzt werden.
Die Verfahren von Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 werden wieder
holt, mit der Ausnahme, daß H2O2 als Beschleuniger verwendet
wird. Dazu wird eine 30%ige H2O2-Lösung in Wasser in einem
Flash-Verdampfer verdampft. Es wird wieder eine Lieferlei
stung von 0,02 mMol/min eingehalten. Das Wasser/H2O2-
Gasgemisch wird über einen separaten Ring, der sich vor der
heißen Substratoberfläche befindet, eingeführt.
Die erhaltenen SBT- bzw. BST-Schichten aus den Beispielen 5
bis 9 zeigen wieder eine gute Kantendeckung eine gute Ab
scheiderate.
Claims (21)
1. Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmen aus oxidischer
Keramik durch Abscheiden von Metalloxiden auf eine Oberflä
che, das folgende Schritte umfaßt:
- - Verdampfen von metallorganischen Precursoren zur Bil dung gasförmiger Precursoren,
- - Zugabe eines Beschleunigers zur Initiierung der Oxida tion der Precursoren,
- - Oxidation der Precursoren zur Bildung von Metalloxiden
und - - Abscheiden der Metalloxide auf der Oberfläche.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Be
schleuniger Moleküle, die bereits Radikale sind, zugegeben
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß als Mole
küle jeweils NO, NO2 und ClO2 oder Mischungen daraus verwen
det werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Be
schleuniger Initiatoren für die radikalische Polymerisation
zugegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als In
itiatoren jeweils Carbonylperoxide, Persäuren und deren
Ester, Dialkylperoxide, Diarylperoxide und organische Azo
verbindungen verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Be
schleuniger Moleküle, die bei Temperaturen oberhalb von
300°C in Radikale zerfallen, zugegeben werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als Mole
küle jeweils Nitroalkane, Nitroaromaten, Nitrosoalkane und
Nitrosoaromraten verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Be
schleuniger Radikale zugegeben werden, die durch physikali
sche Aktivierung erzeugt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Radi
kale Sauerstoffradikale sind, die durch UV-Licht-Bestrahlung
von Sauerstoff, N2O, NO oder NO2 erzeugt werden.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Be
schleuniger im molaren Verhältnis von Beschleuniger zu
Precursor im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 1000 eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Be
schleuniger reaktive Spezies zugegeben werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß als reak
tive Spezies Carbokationen von organischen Estern oder Car
bene von Diazoverbindungen verwendet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die reak
tive Spezies im molearen Verhältnis von Beschleuniger zu
Precursor im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 0,1 eingesetzt wird.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß als metal
lorganische Percursoren jeweils BiPh3, Bi(thd)3, Bi-pivalat,
Trispentoxylatobismuth, Bi-tris(dimethylamid), Ta(OEt)5,
Ta(thd)(OiPr)4, Sr(thd)2, Ba(thd)2, Ti(thd)2(OiPr)2,
Ti(OiPr)4, Zr(thd)4 und Pb(thd)2 oder deren Mischungen ver
wendet werden.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der
Oxidation der Percursoren ein Oxidationsmittel verwendet
wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß als Oxida
tionsmittel ein Gas oder ein Gasgemisch verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Sauer
stoffgas verwendet wird.
18. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Metal
loxide nach dem CVD-Verfahren abgeschieden werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Be
schleuniger mit dem Gasgemisch aus Trägergas und Reaktions
gas in den Reaktor eingeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Be
schleuniger über einen separaten Gaseinlaß eingeführt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Be
schleuniger über das Precursoreinlaßsystem eingeführt wird.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19730119A DE19730119A1 (de) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmen aus oxidischer Keramik |
EP98107568A EP0892082A1 (de) | 1997-07-14 | 1998-04-23 | Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmen aus oxidischer Keramik |
TW087106833A TW373032B (en) | 1997-07-14 | 1998-05-04 | Process for producing thin films of oxide ceramic |
JP10192370A JPH1171675A (ja) | 1997-07-14 | 1998-06-22 | 酸化セラミックから成る薄膜の製造方法 |
US09/115,169 US6037002A (en) | 1997-07-14 | 1998-07-14 | Process for producing thin films of oxide ceramic |
KR1019980028287A KR19990013831A (ko) | 1997-07-14 | 1998-07-14 | 산화물 세라믹 박막 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999029926A1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for low temperature cvd using bi amides |
DE102006043755B4 (de) * | 2006-09-13 | 2009-05-07 | Eads Deutschland Gmbh | Beschichtungssystem und Beschichtungsverfahren |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6316797B1 (en) * | 1999-02-19 | 2001-11-13 | Advanced Technology Materials, Inc. | Scalable lead zirconium titanate(PZT) thin film material and deposition method, and ferroelectric memory device structures comprising such thin film material |
KR100300850B1 (ko) | 1999-06-14 | 2001-09-22 | 이장무 | 알루미늄 나이트라이드의 표면 개질 방법 |
KR100544561B1 (ko) * | 2000-08-07 | 2006-01-23 | 아이지씨-수퍼파워, 엘엘씨 | 고전류 도포 고온 초전도 테이프 제조 |
KR20020088128A (ko) * | 2001-05-17 | 2002-11-27 | 학교법인 포항공과대학교 | 유기금속 화학증착법에 의한 산화비스무스 박막의 제조방법 |
GB2414427A (en) * | 2004-05-29 | 2005-11-30 | Fairport Engineering Group Ltd | Reducing contaminants in biomass material using air density separators |
US8187679B2 (en) | 2006-07-29 | 2012-05-29 | Lotus Applied Technology, Llc | Radical-enhanced atomic layer deposition system and method |
KR20150135537A (ko) * | 2007-04-13 | 2015-12-02 | 솔베이(소시에떼아노님) | 반도체 웨이퍼 처리를 위한 산화제의 용도, 조성물의 용도 및 그 조성물 |
KR100829539B1 (ko) * | 2007-04-13 | 2008-05-16 | 삼성전자주식회사 | 박막 제조 방법, 이를 이용한 게이트 구조물 및 커패시터의제조 방법 |
US8637123B2 (en) | 2009-12-29 | 2014-01-28 | Lotus Applied Technology, Llc | Oxygen radical generation for radical-enhanced thin film deposition |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5164363A (en) * | 1989-02-10 | 1992-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for vapor-phase growth of a superconducting oxide thin film |
US5254530A (en) * | 1991-06-24 | 1993-10-19 | International Superconductivity Technology Center | MOCVD of a-axis or b-axis oriented superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O films |
US5478610A (en) * | 1994-09-02 | 1995-12-26 | Ceram Incorporated | Metalorganic chemical vapor deposition of layered structure oxides |
WO1996008587A1 (en) * | 1994-09-16 | 1996-03-21 | Advanced Technology Materials, Inc. | Tantalum and niobium reagents useful in chemical vapor deposition processes, and process for depositing coatings using the same |
EP0742290A1 (de) * | 1995-05-11 | 1996-11-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Verfahren zur chemischen Dampfabscheidung von Siliziumdioxidschichten unter Verwendung von Sauerstoff-Silizium-Reaktionsmitteln und eines Promotors mit freien Radikalen |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63259070A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-26 | Sharp Corp | 金属酸化物薄膜作成方法 |
JPH0829943B2 (ja) * | 1988-05-13 | 1996-03-27 | 沖電気工業株式会社 | 超伝導体薄膜の形成方法 |
JPH03271372A (ja) * | 1990-03-22 | 1991-12-03 | Ebara Res Co Ltd | エキシマレーザを用いた酸化物薄膜成膜法 |
JPH06166597A (ja) * | 1990-10-19 | 1994-06-14 | Mitsubishi Materials Corp | ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅酸化物系超電導体の化学的蒸着方法 |
JP3128004B2 (ja) * | 1991-03-28 | 2001-01-29 | ジェイエスアール株式会社 | 放射線硬化性酸化スズ前駆体組成物 |
DK0573645T3 (da) * | 1991-12-26 | 1998-10-19 | Atochem North America Elf | Fremgangsmåde til coating af en overflade med en modstandsdygtig belægning ved kemisk dampudfældning |
EP0560617A3 (en) * | 1992-03-13 | 1993-11-24 | Kawasaki Steel Co | Method of manufacturing insulating film on semiconductor device and apparatus for carrying out the same |
JPH0729901A (ja) * | 1993-07-08 | 1995-01-31 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH0786270A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-03-31 | Toshiba Corp | 金属酸化膜の形成方法 |
JPH07273216A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-20 | Toshiba Corp | 金属酸化膜の形成方法 |
KR0139876B1 (ko) * | 1993-09-14 | 1998-08-17 | 사토 후미오 | 금속산화막의 형성방법 |
-
1997
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1998
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5164363A (en) * | 1989-02-10 | 1992-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for vapor-phase growth of a superconducting oxide thin film |
US5254530A (en) * | 1991-06-24 | 1993-10-19 | International Superconductivity Technology Center | MOCVD of a-axis or b-axis oriented superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O films |
US5478610A (en) * | 1994-09-02 | 1995-12-26 | Ceram Incorporated | Metalorganic chemical vapor deposition of layered structure oxides |
WO1996008587A1 (en) * | 1994-09-16 | 1996-03-21 | Advanced Technology Materials, Inc. | Tantalum and niobium reagents useful in chemical vapor deposition processes, and process for depositing coatings using the same |
EP0742290A1 (de) * | 1995-05-11 | 1996-11-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Verfahren zur chemischen Dampfabscheidung von Siliziumdioxidschichten unter Verwendung von Sauerstoff-Silizium-Reaktionsmitteln und eines Promotors mit freien Radikalen |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999029926A1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for low temperature cvd using bi amides |
DE102006043755B4 (de) * | 2006-09-13 | 2009-05-07 | Eads Deutschland Gmbh | Beschichtungssystem und Beschichtungsverfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0892082A1 (de) | 1999-01-20 |
US6037002A (en) | 2000-03-14 |
JPH1171675A (ja) | 1999-03-16 |
TW373032B (en) | 1999-11-01 |
KR19990013831A (ko) | 1999-02-25 |
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