JPH01215969A - 酸化タンタルの成膜方法 - Google Patents
酸化タンタルの成膜方法Info
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- JPH01215969A JPH01215969A JP63040073A JP4007388A JPH01215969A JP H01215969 A JPH01215969 A JP H01215969A JP 63040073 A JP63040073 A JP 63040073A JP 4007388 A JP4007388 A JP 4007388A JP H01215969 A JPH01215969 A JP H01215969A
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Landscapes
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
スパッタ法による酸化タンタルの成膜方法に関し。
ｏ□ｒｉｃｈの酸化タンタルの成膜を可能として。
被膜の漏洩電流を低減し、半導体装置等のキャパシタの
誘電体膜に適用して装置の高集積化を目的とし。
誘電体膜に適用して装置の高集積化を目的とし。
被成長基板上に、酸化タンタルのターゲットを不活性ガ
スのプラズマによりスパッタして成膜する際に、該被成
長基板上に酸素イオンビームをスパッタと同時に、また
は交互に照射するように構成する。
スのプラズマによりスパッタして成膜する際に、該被成
長基板上に酸素イオンビームをスパッタと同時に、また
は交互に照射するように構成する。
本発明はスパッタ法による酸化タンタルの成膜方法に関
する。
する。
近年、半導体装置の大規模化、高集積化に伴い。
酸化タンタル、特にＴａ２ｅｓは誘電率が２０〜２５と
。
。
５ｉ０２の〜４，５ｉＪ４の〜７に比し大きく、半導体
メモリの情報蓄積キャパシタ等の誘電体膜に適用できる
ように検討されている。
メモリの情報蓄積キャパシタ等の誘電体膜に適用できる
ように検討されている。
従来、酸化クンタルのスパッタ方法としては次の２通り
の方法がある。
の方法がある。
■ タンタルクーゲットを用いた
〔アルゴン（Ａｒ）十酸素（０□）〕ガスによるＤＣリ
アクティブスパン夕方法 この場合は２次の欠点がある。
アクティブスパン夕方法 この場合は２次の欠点がある。
タンクルターゲットの純度に難点があり、現状では３Ｎ
（３ｎ１ｎｅ）程度のものしか得られない。
（３ｎ１ｎｅ）程度のものしか得られない。
また、０□ガスを添加するためにターゲットの表面に酸
化が起こり、徐々にスパッタレートが低下する。
化が起こり、徐々にスパッタレートが低下する。
■ 酸化タンクルターゲットを用いた
〔＾ｒ（＋０□）〕ガスによるＲＦスパッタ方法この場
合は１次の欠点がある。
合は１次の欠点がある。
ターゲツト材の構成元素の比率通りにスパッタされない
で、タンクルリッチ（Ｔａ ｒｉｃｈ）になる。
で、タンクルリッチ（Ｔａ ｒｉｃｈ）になる。
そのため、０２ガスを添加して０□の取り込みを多くし
ようとするとプラズマの安定性が悪くなる。
ようとするとプラズマの安定性が悪くなる。
同時に、スパッタレートが低下し、０□の取り込みも十
分でなくなる。
分でなくなる。
従来のいずれの方法によるも、プラズマの安定条件下で
はＴａ ｒｉｃｈとなり、 ＳｉＯ□に比し膜の漏洩電
流は１〜３桁増加する。
はＴａ ｒｉｃｈとなり、 ＳｉＯ□に比し膜の漏洩電
流は１〜３桁増加する。
本発明は化学量論的組成以上に酸素を含む酸化タンクル
の成膜方法を提起し、膜の漏洩電流を低減することを目
的とする。
の成膜方法を提起し、膜の漏洩電流を低減することを目
的とする。
上記課題の解決は、被成長基板上に、酸化タンタルのタ
ーゲットを不活性ガスのプラズマによりスパッタして成
膜する際に、該被成長基板上に酸素イオンビームをスパ
ッタと同時に、または交互に照射することを特徴とする
酸化タンタルの成膜方法により達成される。
ーゲットを不活性ガスのプラズマによりスパッタして成
膜する際に、該被成長基板上に酸素イオンビームをスパ
ッタと同時に、または交互に照射することを特徴とする
酸化タンタルの成膜方法により達成される。
本発明は、成膜された被膜がＴａ ｒｉｃｈとならない
ように、０□を被成長基板上に強制的に付着、或いは打
ち込み、スパッタはプラズマの安定性を良くするため不
活性ガスのみの酸化タンタルのターゲットを用いたＲＦ
スパッタ方法により行うようにしたものである。
ように、０□を被成長基板上に強制的に付着、或いは打
ち込み、スパッタはプラズマの安定性を良くするため不
活性ガスのみの酸化タンタルのターゲットを用いたＲＦ
スパッタ方法により行うようにしたものである。
０２の付着、或いは打ち込みは１例えばサドルフィール
ド型イオンガンによりイオンビームとしで供給して行う
。
ド型イオンガンによりイオンビームとしで供給して行う
。
第１図は実施例を説明する装置の模式断面図である。
この例は、スパッタとＯ２供給を同時に行う例である。
図において、スパッタ室１内に設けられた回転可能なサ
セプタ２上に被成長基板３が置かれる。
セプタ２上に被成長基板３が置かれる。
これらはいずれも、スパッタ室１を経由して接地される
。
。
スパッタ室１の左斜め上に、被成長基板３に向かって開
口したプラズマ室４が設けられ、プラズマ室４内にはＴ
ａｚＯｓターゲット５が保持され、ターゲット５はプラ
ズマ室４と絶縁してキャパシタを経由してｒｆ電源に接
続される。
口したプラズマ室４が設けられ、プラズマ室４内にはＴ
ａｚＯｓターゲット５が保持され、ターゲット５はプラ
ズマ室４と絶縁してキャパシタを経由してｒｆ電源に接
続される。
スパッタ室１の右斜め上に、被成長基板３に向かって開
口したイオンガン室６が設けられ、イオンガン室６内に
はサドルフィールド型イオンガン７が保持され、イオン
ガン７ばイオンガン室６と絶縁してイオン加速用の高圧
ＤＣ電源に接続される。
口したイオンガン室６が設けられ、イオンガン室６内に
はサドルフィールド型イオンガン７が保持され、イオン
ガン７ばイオンガン室６と絶縁してイオン加速用の高圧
ＤＣ電源に接続される。
不活性ガス導入口４Ｓより静ガスが導入され。
０□ガス導入ロ６Ｓより０２ガスが導入され、排気口Ｉ
Ｅより排気される。
Ｅより排気される。
被成長基板３はロードロック室８．９を経由してスパッ
タ室１に搬入、搬出される。
タ室１に搬入、搬出される。
サドルフィールド型イオンガンは市販のもの（イオンチ
ック社製、型番ＦＡＢ−１０４）を用いた。
ック社製、型番ＦＡＢ−１０４）を用いた。
これの構造は、高純度カーボン類の箱からなるカソード
と、カソード内に平行に並べて置かれた２本の高純度カ
ーボン類の棒からなるアノードで構成され、カソード内
に０２ガスが導入され、カソードとアノード間に加速電
圧を印加し、電離してできた酸素イオンを加速して、カ
ソードに開けられた窓よりイオンビームを出射するよう
になっている。
と、カソード内に平行に並べて置かれた２本の高純度カ
ーボン類の棒からなるアノードで構成され、カソード内
に０２ガスが導入され、カソードとアノード間に加速電
圧を印加し、電離してできた酸素イオンを加速して、カ
ソードに開けられた窓よりイオンビームを出射するよう
になっている。
各部の条件は２例えば以下のようである。
（１） スパッタ部
基礎圧力（排気能） ５ｘ１ｏ−８Ｔｏｒｒ八ｒ圧
５Ｘ１０−”
ＴｏｒｒＡｒ流量 ３Ｑ ＳＣＣＭ
ｒｆ電力 ３に讐 ｒｆ周波数 １３．５６ Ｍ）Ｉｚ堆積速
度 ５００ 人／ｍ１ｎ（２） イオ
ンガン部 ０２流量 ４０ ５ＣＣＭｏ２圧
５Ｘ１０−’ Ｔｏｒｒ加速電圧
２ ＫＶ 第２図は他の実施例を説明する装置の模式断面図である
。
５Ｘ１０−”
ＴｏｒｒＡｒ流量 ３Ｑ ＳＣＣＭ
ｒｆ電力 ３に讐 ｒｆ周波数 １３．５６ Ｍ）Ｉｚ堆積速
度 ５００ 人／ｍ１ｎ（２） イオ
ンガン部 ０２流量 ４０ ５ＣＣＭｏ２圧
５Ｘ１０−’ Ｔｏｒｒ加速電圧
２ ＫＶ 第２図は他の実施例を説明する装置の模式断面図である
。
この例は、スパッタと０□供給を交互に行う例である。
図において、スパック室１内に設けられた左右に移動可
能なザセブタ２上に被成長基板３が置かれる。
能なザセブタ２上に被成長基板３が置かれる。
これらはいずれも、スパッタ室１を経由して接地される
。
。
スパッタ室１の左側に、左側に移動された被成長基板３
に向かって開口したプラズマ室４が設けられ、プラズマ
室４内にはＴａｚＯｓターゲット５が保持され、ターゲ
ット５はプラズマ室４と絶縁してキャパシタを経由して
ｒｆ電源に接続される。
に向かって開口したプラズマ室４が設けられ、プラズマ
室４内にはＴａｚＯｓターゲット５が保持され、ターゲ
ット５はプラズマ室４と絶縁してキャパシタを経由して
ｒｆ電源に接続される。
スパッタ室１の右側に、右側に移動された被成長基板３
に向かって開口したイオンガン室６が設けられ、イオン
ガン室６内にはサドルフィールド型イオンガン７が保持
され、イオンガン７はイオンガン室６と絶縁してイオン
加速用の高圧ＤＣ電源に接続される。
に向かって開口したイオンガン室６が設けられ、イオン
ガン室６内にはサドルフィールド型イオンガン７が保持
され、イオンガン７はイオンガン室６と絶縁してイオン
加速用の高圧ＤＣ電源に接続される。
不活性ガス導入口４ＳよりＡｒガスが導入され。
０□ガス導入ロ６Ｓより０□ガスが導入され、排気口Ｉ
Ｅより排気される。
Ｅより排気される。
被成長基板３はロードロック室８．９を経由してスパッ
タ室１に搬入、搬出される。
タ室１に搬入、搬出される。
第１図の実施例と同じ条件で、被成長基板３を１０秒お
きに左右に移動して堆積を行った。
きに左右に移動して堆積を行った。
以上の実施例により成膜されたＴａｚＯ，、膜の漏洩電
流は次のようである。
流は次のようである。
被成長基板としてＳｔ基板を用い、この上に５ｉｎ２膜
１００人、 Ｔａ２０５膜２００人を順に被着し。
１００人、 Ｔａ２０５膜２００人を順に被着し。
その上に、半径６００μｍのアルミニウム（ＡＩ）電極
を設け、これと基板間に３ ＭＶ／ｃｍの電界を印加し
た場合の漏洩電流を測定した結果を次に示す。
を設け、これと基板間に３ ＭＶ／ｃｍの電界を印加し
た場合の漏洩電流を測定した結果を次に示す。
実施例（０２ｒｉｃｈ） ： ８．８Ｘ１０−９／ｃ
ｍ”。
ｍ”。
従来例（Ｔａ ｒｉｃｈ） ： ５．３Ｘ１０−６／
ｃｍ”。
ｃｍ”。
この場合、 ＳｉＯ□＋ＴａｚＯｓの２層構造にしたの
は。
は。
実際のキャパシタ形成を想定して、絶縁耐圧の高いＳｉ
Ｏ□膜を下地に入れたためである。
Ｏ□膜を下地に入れたためである。
因に、絶縁耐圧はＴａｚＯｓが約２ ＭＶ／けに対し。
５ｉｎ２は約８ ＭＶ／ｃｍであるので、試料は両者の
複合膜として耐圧はＳｉｎｇで負担し、誘電率はＴａ、
Ｏ，で負担するように構成した。
複合膜として耐圧はＳｉｎｇで負担し、誘電率はＴａ、
Ｏ，で負担するように構成した。
実施例においては、不活性ガスとして一番一般的なＡｒ
を用いたが、その他のガス、例えばＮｅ＋ Ｋｒ。
を用いたが、その他のガス、例えばＮｅ＋ Ｋｒ。
Ｘｅ等を用いても同様の効果が得られる。
以上説明したように本発明によれば、 ０□ｒｉｃｈの
酸化タンタルの成膜が可能となり、膜の漏洩電流を低減
することかできる。
酸化タンタルの成膜が可能となり、膜の漏洩電流を低減
することかできる。
従６て、半導体装置等のキャパシタの誘電体膜に適用で
き、装置の高集積化に対応することができる。
き、装置の高集積化に対応することができる。
第１図は実施例を説明する装置の模式断面図。
第２図は他の実施例を説明する装置の模式断面図である
。 図において。 ■はスパッタ室。 ２はサセプタ。 ３は被成長基板。 ４はプラズマ室。 ５はＴａｚＯｓ ターゲット。 ６はイオンガン室。 ７はイオンガン。 ８．９はロードロック室 き く ＼ →マ ゝ大＝ ド、
。 図において。 ■はスパッタ室。 ２はサセプタ。 ３は被成長基板。 ４はプラズマ室。 ５はＴａｚＯｓ ターゲット。 ６はイオンガン室。 ７はイオンガン。 ８．９はロードロック室 き く ＼ →マ ゝ大＝ ド、
Claims (1)
- 被成長基板上に、酸化タンタルのターゲットを不活性
ガスのプラズマによりスパッタして成膜する際に、該被
成長基板上に酸素イオンビームをスパッタと同時に、ま
たは交互に照射することを特徴とする酸化タンタルの成
膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040073A JPH01215969A (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 酸化タンタルの成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040073A JPH01215969A (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 酸化タンタルの成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215969A true JPH01215969A (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=12570751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63040073A Pending JPH01215969A (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 酸化タンタルの成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01215969A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010001645A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | キヤノンアネルバ株式会社 | 金属酸化物絶縁膜の成膜方法 |
| CN102605333A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-25 | 中国矿业大学 | 高温环境下具有高激光损伤阈值氧化钽薄膜的制备方法 |
| JP2013125851A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974279A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 金属薄膜の蒸着被覆装置 |
| JPS60121267A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-06-28 | Ulvac Corp | 多孔質タ−ゲツトの急速排気方法 |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP63040073A patent/JPH01215969A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974279A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 金属薄膜の蒸着被覆装置 |
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| CN102605333A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-25 | 中国矿业大学 | 高温环境下具有高激光损伤阈值氧化钽薄膜的制备方法 |
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