JP2005019976A - High−kゲート酸化物上のC軸方向Pb5Ge3O11薄膜のMOCVD選択的堆積 - Google Patents
High−kゲート酸化物上のC軸方向Pb5Ge3O11薄膜のMOCVD選択的堆積 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 High−kゲート酸化物上にC軸PGO薄膜を選択的に堆積する方法を提供すること。
【解決手段】 High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法は、シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層をシリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体をMOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを含む。
【選択図】 図1
【解決手段】 High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法は、シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層をシリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体をMOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを含む。
【選択図】 図1
Description
本発明は、強誘電体不揮発性メモリデバイスのための強誘電体薄膜プロセス、強誘電体メモリデバイス構造および集積プロセスに関する。特に、本発明は、High−k酸化物上にC軸方向PGO薄膜を形成する方法に関する。
金属、強誘電体、絶縁体、およびシリコン(MFIS)トランジスタ強誘電体メモリデバイスが提案されてきた。C軸方向Pb5Ge3O11(PGO)薄膜は、1トランジスタ(1T)メモリデバイス用途に対して良好な強誘電および電気特性を有する。極度に高いC軸方向性を有するPGO薄膜をHigh−kゲート酸化物上に堆積できる。PGO MFISメモリセルを有する実用可能な1T−メモリデバイスが製造されてきた。しかし、集積プロセスは、エッチング破損などの破損を誘発し、強誘電体RAM(FRAM)デバイスの特性を低減し、アライメントを困難にするような高度な表面粗さを発生させる。これらの問題を解決するために、集積プロセスを簡略にし、MFISトランジスタ強誘電体メモリデバイスの特性を改善するような選択的堆積プロセスが開発されてきた。
強誘電体膜をMOCVDで製造するためのシード層の形成は、特許文献1に記載される。
米国特許出願公開第10/020,868号
集積プロセスは、エッチング破損などの破損を誘発し、強誘電体RAM(FRAM)デバイスの特性を低減し、アライメントを困難にするような高度な表面粗さを発生させる。
High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法は、シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層をシリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体をMOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを含む。
本発明の目的は、ZrOx(X=0〜2)、HfOx(X=0〜2)、TiO2、Al2O3、La2O3、およびこれらの混合物を含むHigh−kゲート酸化物上にC軸PGO薄膜を選択的に堆積する方法を提供することである。
本発明の別の目的は、C軸PGO薄膜のための簡略化された集積プロセスを提供することである。
本発明のさらなる目的は、改善された電気特性を有するPGO MFISトランジスタを提供することである。
本発明の要旨および目的は、本発明の性質を素早く理解できるように提供される。本発明のより完全な理解は、図面とともに以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な記載を参照することによって得ることができる。
本発明による方法は、High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法であって、シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層を該シリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、該High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、該基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、該基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体を該MOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、該High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
[Pb(thd)2](thdはC11H19O2)および[Ge(ETO)4](ETOはOC2H5)を約5〜5.5:3のモル比で混合することによって前駆体溶液を用意するステップと、該混合物を、ブチルエーテルおよびテトラヒドロフランからなる溶媒の群から選択される溶媒とイソプロパノールとテトラグリムとのモル比約8:2:1の混合溶媒中に溶解し、該前駆体溶液が0.1モル/リットル濃度のPGOを有するようにするステップとを包含してもよい。
前記注入するステップは、前記前駆体溶液を前記MOCVDチャンバに付随する蒸発器に、該蒸発器へのフィードラインを約150℃〜245℃の温度に維持しながら、約150℃〜240℃の範囲の温度、0.02ml/分〜0.2ml/分の速度で注入され、前駆体ガスを形成するステップを包含してもよい。
前記パターニングするステップは、化学機械研磨(CMP)およびエッチングからなる手法の群から選択される手法によってパターニングするステップを包含してもよい。
前記PGO薄膜を堆積するステップは、MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の温度範囲に維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の圧力を約1トル〜10トルに維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の酸素分圧を約30%〜50%に維持するステップと、前記蒸発器の温度を約180℃〜200℃の温度範囲に保持するステップと、該蒸発器の圧力を約30トル〜50トルの圧力に保持するステップと、約0.02ml/分〜0.2ml/分の前駆体溶液送達速度を提供するステップと、該MOCVDチャンバパラメータを約1時間〜3時間の堆積時間のあいだ維持するステップとを含む、ステップと、該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップとを包含してもよい。
前記PGO薄膜を堆積するステップは、MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の堆積温度、約1トル〜10トルの圧力で、約20%〜50%の酸素分圧を有する雰囲気下で維持するステップを含み、蒸発器温度は約180℃〜200℃、該蒸発器の圧力は約30トル〜50トル、前駆体溶液送達速度は約0.02ml/分〜0.1ml/分、堆積時間は約5分〜20分である、ステップと、該PGO上にPGOの別の層を堆積するステップであって、堆積温度は約380℃〜420℃、チャンバ圧力は約5トル〜10トル、該チャンバは、約30%〜40%の酸素分圧、約200℃〜240℃の蒸発器温度、約0.1ml/分〜0.2ml/分の溶液送達速度、約1時間〜3時間の堆積時間で維持するステップと、該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップとを包含してもよい。
本発明による方法は、High−k誘電体上にPGO薄膜形成する方法であって、シリコン基板を用意するステップであって、該シリコン基板上にシリコン二酸化物層を形成するステップとHigh−kゲート酸化物層を該シリコン二酸化物上に形成するステップを含む、ステップと、該High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、該基板を第1のアニーリングステップにおいて約400℃〜450℃の範囲の温度で約0分〜40分のあいだアニーリングするステップと、該基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体を用意するステップと、該PGO前駆体を該MOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、該High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
前記前駆体溶液を用意するステップは、[Pb(thd)2](thdはC11H19O2)および[Ge(ETO)4](ETOはOC2H5)を約5〜5.5:3のモル比で混合するステップと、該混合物を、ブチルエーテルおよびテトラヒドロフランからなる溶媒の群から選択される溶媒とイソプロパノールとテトラグリムとのモル比約8:2:1の混合溶媒中に溶解し、該前駆体溶液が0.1モル/リットル濃度のPGOを有するようにするステップとを包含してもよい。
前記注入するステップは、前記前駆体溶液を前記MOCVDチャンバに付随する蒸発器に、該蒸発器へのフィードラインを約150℃〜245℃の温度に維持しながら、約150℃〜240℃の範囲の温度、0.02ml/分〜0.2ml/分の速度で注入され、前駆体ガスを形成するステップを包含してもよい。
前記パターニングするステップは、化学機械研磨(CMP)およびエッチングからなる手法の群から選択される手法によってパターニングするステップを包含してもよい。
前記PGO薄膜を堆積するステップは、MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の温度範囲に維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の圧力を約1トル〜10トルに維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の酸素分圧を約30%〜50%に維持するステップと、前記蒸発器の温度を約180℃〜200℃の温度範囲に保持するステップと、該蒸発器の圧力を約30トル〜50トルの圧力に保持するステップと、約0.02ml/分〜0.2ml/分の前駆体溶液送達速度を提供するステップと、該MOCVDチャンバパラメータを約1時間〜3時間の堆積時間のあいだ維持するステップとを含む、ステップと、該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップとを包含してもよい。
前記PGO薄膜を堆積するステップは、MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の堆積温度、約1トル〜10トルの圧力で、約20%〜50%の酸素分圧を有する雰囲気下で維持するステップを含み、蒸発器温度は約180℃〜200℃、該蒸発器の圧力は約30トル〜50トル、前駆体溶液送達速度は約0.02ml/分〜0.1ml/分、堆積時間は約5分〜20分である、ステップと、該PGO上にPGOの別の層を堆積するステップであって、堆積温度は約380℃〜420℃、チャンバ圧力は約5トル〜10トル、該チャンバは、約30%〜40%の酸素分圧、約200℃〜240℃の蒸発器温度、約0.1ml/分〜0.2ml/分の溶液送達速度、約1時間〜3時間の堆積時間で維持するステップと、該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップとを包含してもよい。
本発明による方法は、PGO薄膜のエッチングが必要ないという点で格別の効果を有する。
本発明による方法は、強誘電体層がエッチングによる損傷を避けることができる。フィールド酸化物以外のパターニングされたHigh−kゲート酸化物上にPGOが選択的に堆積されるので、アライメント問題もまた解決される。
本発明の方法は、集積プロセスを簡略化し、かつPGO MFISトランジスタ強誘電体メモリデバイスの特性を改善するために、ZrOx(X=0〜2)、HfOx(X=0〜2)、TiO2、Al2O3、La2O3、およびその混合物を含むHigh−kゲート酸化物上にC軸Pb5Ge3O11(PGO)薄膜を選択的に堆積する手段を提供する。
本発明の方法は、金属、強誘電体、絶縁体、およびシリコン(MFIS)メモリデバイス製造のためにHigh−kゲート酸化物上に強誘電体PGO薄膜を選択的に成長させる手段を提供する。本発明の方法を使用すると、強誘電体材料をエッチングする必要がない。その結果、強誘電体層がエッチングによって損傷することが避けられる。フィールド酸化物以外のパターニングされたHigh−kゲート酸化物上にPGOが選択的に堆積されるので、アライメント問題もまた解決される。
P型シリコンウェハがPGO MFISデバイスのための基板として使用される。本発明の方法は、SiO2膜を上に堆積されるシリコンウェハ(好ましくは、Si(100)ウェハ)を提供するステップを含む。約3.5nm〜10nmの厚さを有するHfまたはHfO2/Hfの層などのHigh−k材料のゲート酸化物がSiO2膜上に堆積される。HfまたはHfO2/Hf膜は、化学機械研磨(CMP)またはエッチングを使用してパターニングされる。得られた構造体は、第1のアニーリングステップにおいて、形成ガス中約400℃〜450℃で約1分〜40分のあいだアニーリングされる。
金属酸化物有機化学気相堆積(MOCVD)チャンバが、High−k酸化物上にC軸方向Pb5Ge3O11薄膜を選択的に堆積するために使用される。ここでその構造体はいくらか露出したSiO2上にPGOが堆積しないようにマスキングされる。再度、構造体は、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の温度で5分〜30分のあいだアニーリングされる。
選択的MOCVDプロセスは、約5〜5.5:3のモル比で[Pb(thd)2]および[Ge(ETO)4]を用意するステップを含む。[Pb(thd)2]および[Ge(ETO)4]は、モル比約8:2:1のブチルエーテルまたはテトラヒドロフラン、イソプロパノールおよびテトラグリムの混合溶媒中に溶解される。thdはC11H19O2であり、ETOはOC2H5である。前駆体溶液は、0.1モル/リットル濃度のPGOを有する。溶液は、約150℃〜240℃の範囲の温度でポンプによって0.02ml/分〜0.2ml/分の速度で蒸発器に注入され、前駆体ガスを形成する。フィードラインは約150℃〜245℃の温度に維持された。High−k誘電体材料上にPGO薄膜を形成するために以下の2つのプロセスが使用され得る。
プロセス1:Hf/HfO2またはHfの基板を用意し、その後PGOの堆積を行う。MOCVDチャンバパラメータは、堆積プロセス中維持される。そのパラメータは、本発明の方法のこの実施形態において、約500℃〜560℃の堆積温度および約1トル〜10トルの堆積圧力であり、堆積チャンバ中で維持される。チャンバは、約30%〜50%の酸素分圧、約180℃〜200℃の蒸発器温度、約30トル〜50トルの蒸発器圧力、および約0.02ml/分〜0.2ml/分の前駆体溶液送達速度を有する。これらは、所望の膜厚に依存して、約1時間〜3時間の堆積時間のあいだ維持される。得られた構造体は、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングされる。この結果、約50nm〜1000nmの厚さを有するPGO薄膜が生成される。
プロセス2:2ステップ堆積プロセスが本発明の方法のこの実施形態に対して使用される。第1のステップにおいて、PGOの選択的シード層が、約500℃〜560℃の堆積温度、約1トル〜10トルの圧力、約20%〜50%の酸素分圧を有する雰囲気下でHfまたはHfOx(x=0〜2)/Hf層上に堆積される。蒸発器温度は約180℃〜200℃であり、圧力は約30トル〜50トルである。前駆体溶液送達速度は約0.02ml/分〜0.1ml/分であり、堆積時間は約5分〜20分の範囲である。この結果、約10nm〜30nmの厚さを有するPGO膜が生成される。
堆積プロセスの第2のステップは、このプロセスの第1のステップにおいて形成されたPGOシード層上にPGOを選択的に堆積するステップを含む。ここで、堆積温度は380℃〜420℃であり、チャンバ圧力は約5トル〜10トルである。チャンバは、所望の膜圧に依存して、酸素分圧が約30%〜40%、蒸発器温度が約200℃〜240℃、および溶液送達速度が約0.1ml/分〜0.2ml/分、堆積時間が約1時間〜3時間で維持される。構造体は、第2のアニーリングステップにおいて、酸素雰囲気下、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだアニーリングされる。この結果、約50nm〜1000nmの厚さを有するPGO薄膜が生成される。
(実験結果)
膜の位相をX線回折を使用して同定した。微細構造を顕微鏡によって測定した。
膜の位相をX線回折を使用して同定した。微細構造を顕微鏡によって測定した。
図1は、テストウェハのHfO2ゲート酸化物上に堆積されたPGO薄膜のX線パターンを図示し、極度に高いC軸方向性を有するPGO薄膜が存在することを実証する。図2は、パターニングされたHfOx(x=0〜2)デバイスウェハ上に選択的に堆積されたPGO薄膜のX線パターンを図示し、パターニングされたHfOx(x=0〜2)デバイスウェハ上に選択的に堆積された薄膜がC軸方向PGO薄膜であることを確認する。
図3および4は、HfO2上のPGO薄膜の選択的堆積を示すマイクロ写真を図示する。これらの図は、PGO薄膜がSiO2以外のHfOx(x=0〜2)ゲート酸化物上に選択的に堆積されたことを確認する。
このように、High−kゲート酸化物上のC軸方向Pb5Ge3O11薄膜のMOCVD選択的堆積のための方法が開示された。本発明の方法は、PGO薄膜のエッチングが必要ないという点で格別の効果を有する。
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
(要約)
High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法は、シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層をシリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体をMOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを含む。
High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法は、シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層をシリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、PGO前駆体をMOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップとを含む。
Claims (12)
- High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法であって、
シリコン基板を用意するステップであって、High−kゲート酸化物層を該シリコン基板上に形成するステップを含む、ステップと、
該High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、
該基板を第1のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと、
該基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、
PGO前駆体を該MOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、
該High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと
を包含する、方法。 - [Pb(thd)2](thdはC11H19O2)および[Ge(ETO)4](ETOはOC2H5)を約5〜5.5:3のモル比で混合することによって前駆体溶液を用意するステップと、
該混合物を、ブチルエーテルおよびテトラヒドロフランからなる溶媒の群から選択される溶媒とイソプロパノールとテトラグリムとのモル比約8:2:1の混合溶媒中に溶解し、該前駆体溶液が0.1モル/リットル濃度のPGOを有するようにするステップと
を包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記注入するステップは、前記前駆体溶液を前記MOCVDチャンバに付随する蒸発器に、該蒸発器へのフィードラインを約150℃〜245℃の温度に維持しながら、約150℃〜240℃の範囲の温度、0.02ml/分〜0.2ml/分の速度で注入され、前駆体ガスを形成するステップを包含する、請求項2に記載の方法。
- 前記パターニングするステップは、化学機械研磨(CMP)およびエッチングからなる手法の群から選択される手法によってパターニングするステップを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記PGO薄膜を堆積するステップは、
MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の温度範囲に維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の圧力を約1トル〜10トルに維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の酸素分圧を約30%〜50%に維持するステップと、前記蒸発器の温度を約180℃〜200℃の温度範囲に保持するステップと、該蒸発器の圧力を約30トル〜50トルの圧力に保持するステップと、約0.02ml/分〜0.2ml/分の前駆体溶液送達速度を提供するステップと、該MOCVDチャンバパラメータを約1時間〜3時間の堆積時間のあいだ維持するステップとを含む、ステップと、
該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップと
を包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記PGO薄膜を堆積するステップは、
MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の堆積温度、約1トル〜10トルの圧力で、約20%〜50%の酸素分圧を有する雰囲気下で維持するステップを含み、蒸発器温度は約180℃〜200℃、該蒸発器の圧力は約30トル〜50トル、前駆体溶液送達速度は約0.02ml/分〜0.1ml/分、堆積時間は約5分〜20分である、ステップと、
該PGO上にPGOの別の層を堆積するステップであって、堆積温度は約380℃〜420℃、チャンバ圧力は約5トル〜10トル、該チャンバは、約30%〜40%の酸素分圧、約200℃〜240℃の蒸発器温度、約0.1ml/分〜0.2ml/分の溶液送達速度、約1時間〜3時間の堆積時間で維持するステップと、
該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップと
を包含する、請求項1に記載の方法。 - High−k誘電体上にPGO薄膜を形成する方法であって、
シリコン基板を用意するステップであって、該シリコン基板上にシリコン二酸化物層を形成するステップとHigh−kゲート酸化物層を該シリコン二酸化物上に形成するステップを含む、ステップと、
該High−kゲート酸化物をパターニングするステップと、
該基板を第1のアニーリングステップにおいて約400℃〜450℃の範囲の温度で約0分〜40分のあいだアニーリングするステップと、
該基板をMOCVDチャンバ中に配置するステップと、
PGO前駆体を用意するステップと、
該PGO前駆体を該MOCVDチャンバ中に注入することによってPGO薄膜を堆積するステップと、
該High−kゲート酸化物上にPGO薄膜を有する構造体を第2のアニーリングステップにおいてアニーリングするステップと
を包含する、方法。 - 前記前駆体溶液を用意するステップは、
[Pb(thd)2](thdはC11H19O2)および[Ge(ETO)4](ETOはOC2H5)を約5〜5.5:3のモル比で混合するステップと、
該混合物を、ブチルエーテルおよびテトラヒドロフランからなる溶媒の群から選択される溶媒とイソプロパノールとテトラグリムとのモル比約8:2:1の混合溶媒中に溶解し、該前駆体溶液が0.1モル/リットル濃度のPGOを有するようにするステップと
を包含する、請求項7に記載の方法。 - 前記注入するステップは、前記前駆体溶液を前記MOCVDチャンバに付随する蒸発器に、該蒸発器へのフィードラインを約150℃〜245℃の温度に維持しながら、約150℃〜240℃の範囲の温度、0.02ml/分〜0.2ml/分の速度で注入され、前駆体ガスを形成するステップを包含する、請求項8に記載の方法。
- 前記パターニングするステップは、化学機械研磨(CMP)およびエッチングからなる手法の群から選択される手法によってパターニングするステップを包含する、請求項7に記載の方法。
- 前記PGO薄膜を堆積するステップは、
MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の温度範囲に維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の圧力を約1トル〜10トルに維持するステップと、該MOCVDチャンバ中の酸素分圧を約30%〜50%に維持するステップと、前記蒸発器の温度を約180℃〜200℃の温度範囲に保持するステップと、該蒸発器の圧力を約30トル〜50トルの圧力に保持するステップと、約0.02ml/分〜0.2ml/分の前駆体溶液送達速度を提供するステップと、該MOCVDチャンバパラメータを約1時間〜3時間の堆積時間のあいだ維持するステップとを含む、ステップと、
該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップと
を包含する、請求項7に記載の方法。 - 前記PGO薄膜を堆積するステップは、
MOCVDチャンバパラメータを維持するステップであって、該MOCVDチャンバパラメータを維持するステップは、該MOCVDチャンバ中の温度を約500℃〜560℃の堆積温度、約1トル〜10トルの圧力で、約20%〜50%の酸素分圧を有する雰囲気下で維持するステップを含み、蒸発器温度は約180℃〜200℃、該蒸発器の圧力は約30トル〜50トル、前駆体溶液送達速度は約0.02ml/分〜0.1ml/分、堆積時間は約5分〜20分である、ステップと、
該PGO上にPGOの別の層を堆積するステップであって、堆積温度は約380℃〜420℃、チャンバ圧力は約5トル〜10トル、該チャンバは、約30%〜40%の酸素分圧、約200℃〜240℃の蒸発器温度、約0.1ml/分〜0.2ml/分の溶液送達速度、約1時間〜3時間の堆積時間で維持するステップと、
該構造体を、第2のアニーリングステップにおいて、約500℃〜560℃の範囲の温度で約5分〜30分のあいだ酸素雰囲気下でアニーリングするステップと
を包含する、請求項7に記載の方法。
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