JPH02260408A - （Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ↓３薄膜の製造方法およびそれを用いた薄膜コンデンサ - Google Patents
（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ↓３薄膜の製造方法およびそれを用いた薄膜コンデンサInfo
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- JPH02260408A JPH02260408A JP8033989A JP8033989A JPH02260408A JP H02260408 A JPH02260408 A JP H02260408A JP 8033989 A JP8033989 A JP 8033989A JP 8033989 A JP8033989 A JP 8033989A JP H02260408 A JPH02260408 A JP H02260408A
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Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (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】
産業上の利用分野
本発明は、優れた誘電体材料であり温度補償用コンデン
サ材料である（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法お
よびそれを用いた薄膜コンデンサに関するものである。
サ材料である（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法お
よびそれを用いた薄膜コンデンサに関するものである。
従来の技術
チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉ０３）やチタン酸カル
シウム（Ｃａ Ｔ Ｉ Ｏｓ ）セラミックスは、同じ
ペロブスカイト型の結晶構造をもつチタン酸バリウムに
比べ誘電率は低いが、温度特性が良く、誘ｉ損失も少な
いため、過去さかんに研究がなされてきた。
シウム（Ｃａ Ｔ Ｉ Ｏｓ ）セラミックスは、同じ
ペロブスカイト型の結晶構造をもつチタン酸バリウムに
比べ誘電率は低いが、温度特性が良く、誘ｉ損失も少な
いため、過去さかんに研究がなされてきた。
チタン酸マグネシウムは誘電率の温度係数が正の値をも
ち、チタン酸カルシウムは負の値をもつため、混合系を
作ることにより、誘電率、誘電率温度係数を自由に変え
ることができるため、温度補償用コンデンサ材料として
、今日でも単板コンデンサ、高周波電力用コンデンサな
どに多量使用されている。
ち、チタン酸カルシウムは負の値をもつため、混合系を
作ることにより、誘電率、誘電率温度係数を自由に変え
ることができるため、温度補償用コンデンサ材料として
、今日でも単板コンデンサ、高周波電力用コンデンサな
どに多量使用されている。
近年、電子部品の小型軽量化の動きが強まる中で、誘電
体材料を薄膜化する試みが数多くなされている。
体材料を薄膜化する試みが数多くなされている。
チタン酸マグネシウムやチタン酸カルシウムにおいても
高周波スパッタ法を用いて成膜を行うと、スパッタ時の
基板温度またはスパッタ後の熱処理温度を１１００°Ｃ
以上にすることによりバルク値に近い誘電特性を示す薄
膜が得られる。
高周波スパッタ法を用いて成膜を行うと、スパッタ時の
基板温度またはスパッタ後の熱処理温度を１１００°Ｃ
以上にすることによりバルク値に近い誘電特性を示す薄
膜が得られる。
発明が解決しようとする課題
高周波スパッタ法でバルク値に近い誘電特性を示す、チ
タン酸マグネシウムやチタン酸カルシウムまたはそれら
の混合系薄膜を得るためには、上述した様に１１００’
Ｃ以上の基板温度または熱処理温度が必要であり、この
加熱により結晶粒成長に伴うマイクロクラックやピンホ
ールが発生してしまい、電極を蒸着等により形成すると
短絡してしまうことが多い。
タン酸マグネシウムやチタン酸カルシウムまたはそれら
の混合系薄膜を得るためには、上述した様に１１００’
Ｃ以上の基板温度または熱処理温度が必要であり、この
加熱により結晶粒成長に伴うマイクロクラックやピンホ
ールが発生してしまい、電極を蒸着等により形成すると
短絡してしまうことが多い。
本発明は上記問題点に鑑み、優れた誘電特性を示す（Ｍ
ｇＣａ）ＴｉＯ３薄膜および薄膜コンデンサを、６００
℃以下の低温で製造する方法を提供するものである。
ｇＣａ）ＴｉＯ３薄膜および薄膜コンデンサを、６００
℃以下の低温で製造する方法を提供するものである。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明は、（Ｍｇ、Ｃａ）
ＴｉＯ２の製造方法に、プラズマの活性さを利用したプ
ラズマＣＶＤ法、電子サイクロトロン（ＥＣＲ）プラズ
マＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマスパッタ法を用いることに
より、６００℃以下の低温で（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ３薄
膜および薄膜コンデンサを成膜するという構造を備えた
ものである。
ＴｉＯ２の製造方法に、プラズマの活性さを利用したプ
ラズマＣＶＤ法、電子サイクロトロン（ＥＣＲ）プラズ
マＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマスパッタ法を用いることに
より、６００℃以下の低温で（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ３薄
膜および薄膜コンデンサを成膜するという構造を備えた
ものである。
作用
本発明は上記した構成の製造方法であるので、プラズマ
ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズ？ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマス
パッタ法において、成膜時の条件を選んでやることによ
り、優れた誘電特性を示す（Ｍｇ、Ｃａ）ＴＩＯ８薄膜
および薄膜コンデンサを６００°Ｃ以下の低温で製造で
きるという作用がなされる。
ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズ？ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマス
パッタ法において、成膜時の条件を選んでやることによ
り、優れた誘電特性を示す（Ｍｇ、Ｃａ）ＴＩＯ８薄膜
および薄膜コンデンサを６００°Ｃ以下の低温で製造で
きるという作用がなされる。
実施例
以下本発明の一実施例のプラズマＣＶＤ法による（Ｍｇ
、Ｃａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法について図面を参照し
ながら説明する。
、Ｃａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法について図面を参照し
ながら説明する。
（実施例１）
第１図は本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置
の概略図を示すものである。第１図においてｌは反応チ
ャンバー、２は電極、３は反応チャンバー円を低圧に保
つための排気系で、４は下地基板、５は高周波電源（１
３，５６Ｍ七）、６゜７．８は原料の入った気化器で、
９はキャリアガスボンベ（Ｎ２）、１０は反応ガスボン
ベ（０２）、１１は基板加熱ヒーターである。
の概略図を示すものである。第１図においてｌは反応チ
ャンバー、２は電極、３は反応チャンバー円を低圧に保
つための排気系で、４は下地基板、５は高周波電源（１
３，５６Ｍ七）、６゜７．８は原料の入った気化器で、
９はキャリアガスボンベ（Ｎ２）、１０は反応ガスボン
ベ（０２）、１１は基板加熱ヒーターである。
気化器６にマグネシウムアセチルアセトナート（Ｍｇ
（Ｃ６Ｈ，０２）、Ｌ ７にカルシウムジピバロイルメ
タン（Ｃａ （Ｃ，、Ｈ，Ｏ）２ ）、８にテトラ−
ｎ−プロピルオルトチタナート（（ｎ−Ｃ，Ｈ，０）４
Ｔｉ）を入れ、それぞれ１７０°Ｃ，ｌ ３０°Ｃ，１
４０℃に加熱し、その蒸気を窒素キャリア（流量４．Ｏ
３ＣＣＭ）とともに排気系３により減圧された反応チャ
ンバー１内に導入する。同時に反応ガスである酸素（流
量１２． ＯＳＣＭ）も導入し、プラズマを発生（電力
０．５ｗ／ａｉ）させ、６０分＋、１減圧下（８，０Ｘ
１０’Ｔｏｒｒ）で反応を行い、５５０℃に加熱した白
金基板上に成膜した。得られた膜を解析すると、組成Ｍ
ｇ ｏ、 ＊ａ Ｃａ ｏ、 ｌｌ＆Ｔ ｉ ＯＢで
ペロプスカイト型の結晶構造をしていた。また膜厚は５
．１μｍであった。さらに対向電極（白金）を蒸着によ
り形成し、誘電率および温度係数を測定したところε−
２３、温度係数Ｔ０−０±３５ ｐ ｐ ｍ／”Ｃであ
った。
（Ｃ６Ｈ，０２）、Ｌ ７にカルシウムジピバロイルメ
タン（Ｃａ （Ｃ，、Ｈ，Ｏ）２ ）、８にテトラ−
ｎ−プロピルオルトチタナート（（ｎ−Ｃ，Ｈ，０）４
Ｔｉ）を入れ、それぞれ１７０°Ｃ，ｌ ３０°Ｃ，１
４０℃に加熱し、その蒸気を窒素キャリア（流量４．Ｏ
３ＣＣＭ）とともに排気系３により減圧された反応チャ
ンバー１内に導入する。同時に反応ガスである酸素（流
量１２． ＯＳＣＭ）も導入し、プラズマを発生（電力
０．５ｗ／ａｉ）させ、６０分＋、１減圧下（８，０Ｘ
１０’Ｔｏｒｒ）で反応を行い、５５０℃に加熱した白
金基板上に成膜した。得られた膜を解析すると、組成Ｍ
ｇ ｏ、 ＊ａ Ｃａ ｏ、 ｌｌ＆Ｔ ｉ ＯＢで
ペロプスカイト型の結晶構造をしていた。また膜厚は５
．１μｍであった。さらに対向電極（白金）を蒸着によ
り形成し、誘電率および温度係数を測定したところε−
２３、温度係数Ｔ０−０±３５ ｐ ｐ ｍ／”Ｃであ
った。
また原料にマグネシウムアセチルアセトナートとテトラ
−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた場合は、
ＭｇＴｉＯ３が、原料にカルシウムジピバロイルメタン
とテトラ−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた
場合にはＣａＴｉＯ３が基板温度５８０℃で生成した。
−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた場合は、
ＭｇＴｉＯ３が、原料にカルシウムジピバロイルメタン
とテトラ−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた
場合にはＣａＴｉＯ３が基板温度５８０℃で生成した。
誘電率（１）および温度係数（Ｔｃ）はそれぞれε−１
・４゜ＴＣ−＋１５７ｐｐｍ／”Ｃ，ｔ−１３４，Ｔｃ
、＝−１４７０ｐｐｍ／”Ｃとバルク並みの値を示した
。
・４゜ＴＣ−＋１５７ｐｐｍ／”Ｃ，ｔ−１３４，Ｔｃ
、＝−１４７０ｐｐｍ／”Ｃとバルク並みの値を示した
。
さらに、原料として他の化合物を用いた場合においても
同様にバルク並みの誘電率、温度係数を示す（Ｍｇ、Ｃ
ａ）ＴｉＯＢｔｍ膜が６００°Ｃ以下の基板温度で得ら
れた。
同様にバルク並みの誘電率、温度係数を示す（Ｍｇ、Ｃ
ａ）ＴｉＯＢｔｍ膜が６００°Ｃ以下の基板温度で得ら
れた。
なお特許請求の範囲において、プラズマを維持するとき
の圧力が１．０Ｘ１０−５〜１．０Ｔｏｒｒとしたのは
、１．０Ｔｏｒｒ以上だと化学蒸着の際プラズマが有効
に効かないため低温で（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ８ｆ！膜が
得られないからである。また１、０Ｘ１０＠Ｔｏｒｒ以
下だと成膜速度が非常に遅くなってしまうからである。
の圧力が１．０Ｘ１０−５〜１．０Ｔｏｒｒとしたのは
、１．０Ｔｏｒｒ以上だと化学蒸着の際プラズマが有効
に効かないため低温で（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ８ｆ！膜が
得られないからである。また１、０Ｘ１０＠Ｔｏｒｒ以
下だと成膜速度が非常に遅くなってしまうからである。
（実施例２）
以下本発明の一実施例のＥＣＲプラズマＣＶＤ法による
（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法について図面を
参照しながら説明する。
（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法について図面を
参照しながら説明する。
第２図はＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の概略図を示してい
る。第２図において２１はＥＣＲの高密度プラズマを発
生させるためのプラズマ室、２２はＥＣＲに必要な磁場
を供給する電磁石であり、２３は反応室、２４はマイク
ロ波（２，４５ＧＨｚ）導入口、２５はプラズマ源とな
るガス（酸素）の導入口、２６は下地基板、２７は基板
ホルダーである。２Ｂ、２９．３０は原料の入った気化
器で、３１はキャリアガス（Ｎ２）導入口である。３２
は反応室を強制排気するためのポンプ（油回転ポンプお
よびターボ分子ポンプ）につながっている排気口である
。
る。第２図において２１はＥＣＲの高密度プラズマを発
生させるためのプラズマ室、２２はＥＣＲに必要な磁場
を供給する電磁石であり、２３は反応室、２４はマイク
ロ波（２，４５ＧＨｚ）導入口、２５はプラズマ源とな
るガス（酸素）の導入口、２６は下地基板、２７は基板
ホルダーである。２Ｂ、２９．３０は原料の入った気化
器で、３１はキャリアガス（Ｎ２）導入口である。３２
は反応室を強制排気するためのポンプ（油回転ポンプお
よびターボ分子ポンプ）につながっている排気口である
。
まずプラズマ室２１および反応室２３内を１．０Ｘ１０
’Ｔｏｒｒ以下に減圧して吸着ガス等を除去する０次に
プラズマ室２１に導入口２５からプラズマ源となる酸素
（流量３．４３ＣＣＭ）を導入し、導入口２４より２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を４００Ｗ印加して、電磁石に
より磁界強度を８７５ガウスとすることによりＥＣＲプ
ラズマを発生させる。その際、電磁石２２による発散磁
界によりプラズマ室２１内に発生させたプラズマは反応
室２３に引き出される。また、気化器２ Ｂ、 ’２９
゜３０にそれぞれマグネシウムアセチルアセトナート、
カルシウムジピバロイルメタン、テトラ−ｎプロピルオ
ルトチタナートを入れておき、それぞれ１６０°Ｃ，１
３５°Ｃ，１４５°Ｃに加熱し、その蒸気を窒素キャリ
ア（流量それぞれ１．３３ＣＣＭ）とともに反応室２３
に導入する。そして導入された蒸気を、プラズマ室２１
内より引き出された活性なプラズマに触れさせることに
より、４０分間反応を行い白金基板上に成膜した。
’Ｔｏｒｒ以下に減圧して吸着ガス等を除去する０次に
プラズマ室２１に導入口２５からプラズマ源となる酸素
（流量３．４３ＣＣＭ）を導入し、導入口２４より２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を４００Ｗ印加して、電磁石に
より磁界強度を８７５ガウスとすることによりＥＣＲプ
ラズマを発生させる。その際、電磁石２２による発散磁
界によりプラズマ室２１内に発生させたプラズマは反応
室２３に引き出される。また、気化器２ Ｂ、 ’２９
゜３０にそれぞれマグネシウムアセチルアセトナート、
カルシウムジピバロイルメタン、テトラ−ｎプロピルオ
ルトチタナートを入れておき、それぞれ１６０°Ｃ，１
３５°Ｃ，１４５°Ｃに加熱し、その蒸気を窒素キャリ
ア（流量それぞれ１．３３ＣＣＭ）とともに反応室２３
に導入する。そして導入された蒸気を、プラズマ室２１
内より引き出された活性なプラズマに触れさせることに
より、４０分間反応を行い白金基板上に成膜した。
なお、成膜時の基板温度は３５０ ’Ｃで一定であった
。また真空度は５．８Ｘ１０４Ｔｏ ｒ ｒであった。
。また真空度は５．８Ｘ１０４Ｔｏ ｒ ｒであった。
得られた膜を解析すると、組成Ｍ ｇｏ、 ９２ Ｃａ
ｏ、。８Ｔｉｅ、でペロブスカイト型の結晶構造をして
いた。膜厚は３．２μｍであった。さらに対向電極（白
金）を蒸着により形成し、誘電率および温度係数を測定
したところε−２０、温度係数Ｔ。−〇±３７ｐｐｍ／
’Ｃであった。
ｏ、。８Ｔｉｅ、でペロブスカイト型の結晶構造をして
いた。膜厚は３．２μｍであった。さらに対向電極（白
金）を蒸着により形成し、誘電率および温度係数を測定
したところε−２０、温度係数Ｔ。−〇±３７ｐｐｍ／
’Ｃであった。
また原料にマグネシウムアセチルアセトナートとテトラ
−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた場合は、
ＭｇＴｉＯ２が原料にカルシウムジピバロイルメタンと
テトラ−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた場
合にはＣａ Ｔ ｉ ＯＢが基板温度３５０°Ｃで生成
した。誘電率および温度係数はそれぞれ、ε＝１５．Ｔ
ｏ＝＋１４２ｐ ｐｍ／’Ｃ，ｔ ＝１ ２ ２．
Ｔｏ −−１５６０ｐｐｍ／”Ｃとバルク並みの値を示
した。
−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた場合は、
ＭｇＴｉＯ２が原料にカルシウムジピバロイルメタンと
テトラ−ｎ−プロピルオルトチタナートのみを用いた場
合にはＣａ Ｔ ｉ ＯＢが基板温度３５０°Ｃで生成
した。誘電率および温度係数はそれぞれ、ε＝１５．Ｔ
ｏ＝＋１４２ｐ ｐｍ／’Ｃ，ｔ ＝１ ２ ２．
Ｔｏ −−１５６０ｐｐｍ／”Ｃとバルク並みの値を示
した。
さらに、原料として他の化合物を用いた場合においても
同様にバルク並みの誘電率や温度係数を示す（ＭｇＣａ
）Ｔｉｅ３￥ｉｉ膜が４００°Ｃ以下の基板温度で得ら
れた。
同様にバルク並みの誘電率や温度係数を示す（ＭｇＣａ
）Ｔｉｅ３￥ｉｉ膜が４００°Ｃ以下の基板温度で得ら
れた。
なお特許請求の範囲第（２）項においてプラズマを維持
する時の圧力を１．０Ｘ１０ろ〜１．０Ｘ１０心Ｔｏｒ
ｒｒとしたのは、１．ＯＸ １０’ Ｔｏ ｒ ｒ以下
だと反応生成物の成膜速度が遅く実用上問題があるため
であり、１．０Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以上だとプラズマが有
効に効かないためである。
する時の圧力を１．０Ｘ１０ろ〜１．０Ｘ１０心Ｔｏｒ
ｒｒとしたのは、１．ＯＸ １０’ Ｔｏ ｒ ｒ以下
だと反応生成物の成膜速度が遅く実用上問題があるため
であり、１．０Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以上だとプラズマが有
効に効かないためである。
（実施例３）
以下本発明の一実施例のＥＣＲプラズマスパッタ法によ
る（ＭｇＣａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法について図面を
参照しながら説明する。
る（ＭｇＣａ）ＴｉＯ３薄膜の製造方法について図面を
参照しながら説明する。
第３図は巳ＣＲプラズマスパッタリング装置の概略図を
示している。第３図において４１は高密度プラズマを発
生させるためのプラズマ室、４２はＥＣＲに必要な磁場
を供給する電磁石であり、４３は反応室、４４はマイク
ロ波（２，４５Ｇ）仕）導入口、４５はプラズマ源とな
るガスの導入口、４６はスパッタ電源、４７はターゲッ
ト、４８は下地基板、４９は基板ホルダー、５０は反応
室４３を強制排気するためのポンプ（油回転ポンプおよ
びターボ分子ポンプ）につながっている排気口である。
示している。第３図において４１は高密度プラズマを発
生させるためのプラズマ室、４２はＥＣＲに必要な磁場
を供給する電磁石であり、４３は反応室、４４はマイク
ロ波（２，４５Ｇ）仕）導入口、４５はプラズマ源とな
るガスの導入口、４６はスパッタ電源、４７はターゲッ
ト、４８は下地基板、４９は基板ホルダー、５０は反応
室４３を強制排気するためのポンプ（油回転ポンプおよ
びターボ分子ポンプ）につながっている排気口である。
また５１は酸素導入口である。
まずプラズマ室４１および反応室４３内を１、ＯＸ ｉ
０４Ｔｏ ｒ ｒ以下に減圧して吸着ガス等を除去す
る。次にプラズマ室４１に導入口４５からプラズマ源と
なるアルゴン（＠ｉｔ４． ＯＳ ＣＣＭ）および酸素
（流量２．Ｏ３ＣＣＭ）を導入し、導入口４４より２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を５００Ｗ印加して、電磁石に
より磁界強度を８７５ガウスとすることにより、ＥＣＲ
プラズマを発生させる。その際、電磁石４２による発散
磁界によりプラズマは反応室４３に引き出される。ター
ゲット４７としてＭｇＯとＣａＯとＴｉＯ２を用意して
おき、スパッタ電源に３００Ｗ印加することによりスパ
ッタし、導入口５１より導入した酸素（１，８３ＣＣＭ
）とともにＥＣＲ特有の基板上へのイオン衝撃効果によ
り下地基板４８上に（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ８薄膜を５０
分間成膜した。なお下地基板として白金を用いた。また
、成膜時の真空度は４．７Ｘ１０’ Ｔｏｒｒで、基板
温度は３８０ ’Ｃで一定であった。
０４Ｔｏ ｒ ｒ以下に減圧して吸着ガス等を除去す
る。次にプラズマ室４１に導入口４５からプラズマ源と
なるアルゴン（＠ｉｔ４． ＯＳ ＣＣＭ）および酸素
（流量２．Ｏ３ＣＣＭ）を導入し、導入口４４より２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を５００Ｗ印加して、電磁石に
より磁界強度を８７５ガウスとすることにより、ＥＣＲ
プラズマを発生させる。その際、電磁石４２による発散
磁界によりプラズマは反応室４３に引き出される。ター
ゲット４７としてＭｇＯとＣａＯとＴｉＯ２を用意して
おき、スパッタ電源に３００Ｗ印加することによりスパ
ッタし、導入口５１より導入した酸素（１，８３ＣＣＭ
）とともにＥＣＲ特有の基板上へのイオン衝撃効果によ
り下地基板４８上に（Ｍｇ、Ｃａ）ＴｉＯ８薄膜を５０
分間成膜した。なお下地基板として白金を用いた。また
、成膜時の真空度は４．７Ｘ１０’ Ｔｏｒｒで、基板
温度は３８０ ’Ｃで一定であった。
得られた膜を解析すると、組成Ｍｇｏ、＊ｔＣａ＊、。
６Ｔ ｒ ＯＢでペロブスカイト型の結晶構造をしてい
た。膜厚は２．７μｍであった。さらに対向電極（白金
）を蒸着により形成し、誘電率および温度係数を測定し
たところε−２４，７，−０±３６ ｐｐｍ ／’Ｃで
あった。
た。膜厚は２．７μｍであった。さらに対向電極（白金
）を蒸着により形成し、誘電率および温度係数を測定し
たところε−２４，７，−０±３６ ｐｐｍ ／’Ｃで
あった。
またターゲットにＭｇＯとＴｉＯ２のみを用いた場合は
、ＭｇＴｉＯ３が、ＣａＯとＴ ｉＯ２のみを用いた場
合にはＣａＴｉＯ３が基板温度４００℃で生成した。誘
電率および温度係数はそれぞれε−１５、Ｔｃ−＋ １
５２ ｐ ｐ ｍ／’Ｃ。
、ＭｇＴｉＯ３が、ＣａＯとＴ ｉＯ２のみを用いた場
合にはＣａＴｉＯ３が基板温度４００℃で生成した。誘
電率および温度係数はそれぞれε−１５、Ｔｃ−＋ １
５２ ｐ ｐ ｍ／’Ｃ。
ε＝１３０．Ｔ、＝−１４２０ｐｐｍ／”Ｃとバルク並
みの値を示した。
みの値を示した。
さらにターゲットとして上記以外の化合物を用いた場合
においても同様にバルク並みの誘電率や。
においても同様にバルク並みの誘電率や。
温度係数を示す（Ｍｇ、Ｃａ）Ｔｔｏ、 ｇＪ膜が４０
０℃以下の基板温度で得られた。
０℃以下の基板温度で得られた。
なお特許請求の範囲第（３）項においてプラズマを維持
する時の圧力を１．０Ｘ１０る〜１．０Ｘ１０’Ｔｏｒ
ｒとしたのは、１．０Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以下だと反応生
成物の成膜速度が遅く実用上問題があるためであり、１
．０Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以上だとプラズマが有効に効かな
いためである。
する時の圧力を１．０Ｘ１０る〜１．０Ｘ１０’Ｔｏｒ
ｒとしたのは、１．０Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以下だと反応生
成物の成膜速度が遅く実用上問題があるためであり、１
．０Ｘ１０’Ｔｏｒｒ以上だとプラズマが有効に効かな
いためである。
発明の効果
以上述べてきたように本発明は、プラズマの活性さを巧
みに利用した成膜方法であるため、６００℃以下の低温
で（Ｍｇ、Ｃａ ）Ｔｉ ０２″ｉｉｔ膜の合成および
薄膜コンデンサの作製を可能とする製造方法であり、誘
電体材料の分野においてきわめて有益な発明である。
みに利用した成膜方法であるため、６００℃以下の低温
で（Ｍｇ、Ｃａ ）Ｔｉ ０２″ｉｉｔ膜の合成および
薄膜コンデンサの作製を可能とする製造方法であり、誘
電体材料の分野においてきわめて有益な発明である。
第１図は本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置
の概略図、第２図は本発明の一実施例における已ＣＲプ
ラズマＣＶＤ法装置の概略図、第３図は本発明の一実施
例におけるＥＣＲプラズマスパッタリング装置の概略図
である。 １・・・・・・反応チャンバー、２・・・・・・電極、
３・・・・・・排気系、４・・・・・・下地基板、５・
・・・・・高周波電源、６゜７．８・・・・・・気化器
、９・・・・・・キャリアガスボンベ、１０・・・・・
・反応ガスボンベ、１１・・・・・・基板加熱ヒーター 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名ｊ−反庇、
ティンバー ２−−一叱坂 ３− 擦気予 ４・−下地基板 ５−・−１１ｔ間像ノ叱源 乙、プ、Ｂ −−一気 イＬＸ ９− 午臂ワアガスあンベ ２ｆ−プゝラズマ！ ｚｚ−ｔ、磁石 ２３−Ｘ尺・五 ｚ４−・μ液導入口 ｚ５°−゛ブラズ？ ５？、 ｔｒｔ６ｐ”ｘノ導入ロ
２６・−下地基板 ？７− 基勾ξホルグ− ２Ｊ、 ｚデ、シー気化具 繻 図 ＋１−−プラズマ鼠 ４ｚ・−１磁石 ｎ−ｘ友、鼠 ＃・−μ４麦埠入口 劫−゛デヲス゛マＷ、とｒｔ６ｐ”スの導入ロ会°−ス
パッタを瀝 φγ−ターゲット ４８・−下地基板 ４ｑ−基板ホルグー ＳＯ−一秤気け Ｓｔ・−験糸厚入口 ｌス
の概略図、第２図は本発明の一実施例における已ＣＲプ
ラズマＣＶＤ法装置の概略図、第３図は本発明の一実施
例におけるＥＣＲプラズマスパッタリング装置の概略図
である。 １・・・・・・反応チャンバー、２・・・・・・電極、
３・・・・・・排気系、４・・・・・・下地基板、５・
・・・・・高周波電源、６゜７．８・・・・・・気化器
、９・・・・・・キャリアガスボンベ、１０・・・・・
・反応ガスボンベ、１１・・・・・・基板加熱ヒーター 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名ｊ−反庇、
ティンバー ２−−一叱坂 ３− 擦気予 ４・−下地基板 ５−・−１１ｔ間像ノ叱源 乙、プ、Ｂ −−一気 イＬＸ ９− 午臂ワアガスあンベ ２ｆ−プゝラズマ！ ｚｚ−ｔ、磁石 ２３−Ｘ尺・五 ｚ４−・μ液導入口 ｚ５°−゛ブラズ？ ５？、 ｔｒｔ６ｐ”ｘノ導入ロ
２６・−下地基板 ？７− 基勾ξホルグ− ２Ｊ、 ｚデ、シー気化具 繻 図 ＋１−−プラズマ鼠 ４ｚ・−１磁石 ｎ−ｘ友、鼠 ＃・−μ４麦埠入口 劫−゛デヲス゛マＷ、とｒｔ６ｐ”スの導入ロ会°−ス
パッタを瀝 φγ−ターゲット ４８・−下地基板 ４ｑ−基板ホルグー ＳＯ−一秤気け Ｓｔ・−験糸厚入口 ｌス
Claims (12)
- （１）マグネシウムを含む化合物とカルシウムを含む化
合物のうちいずれか一方または両方の化合物の蒸気と、
チタンを含む化合物の蒸気と、酸素を、減圧プラズマ中
で分解させ、対象基板上にペロブスカイト型酸化物を化
学蒸着することを特徴とする（Ｍａ，Ｃａ）ＴｉＯ＿３
薄膜の製造方法。 - （２）マグネシウムを含む化合物とカルシウムを含む化
合物のうちいずれか一方または両方の化合物の蒸気と、
チタンを含む化合物の蒸気と、酸素を、減圧プラズマ中
で分解させ、電極としての金属基板または金属膜上に、
（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜を化学蒸着し、さらに前
記薄膜上に金属電極を形成することにより製造すること
を特徴とする薄膜コンデンサ。 - （３）マグネシウムを含む化合物とカルシウムを含む化
合物のうちいずれか一方または両方の化合物の蒸気と、
チタンを含む化合物の蒸気を、電子サイクロトロン共鳴
を用いて発生させた高密度酸素プラズマを利用して分解
させ、対象基板上にペロブスカイト型酸化物を化学蒸着
することを特徴とする（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜の
製造方法。 - （４）マグネシウムを含む化合物とカルシウムを含む化
合物のうちいずれか一方または両方の化合物の蒸気と、
チタンを含む化合物の蒸気を、電子サイクロトロン共鳴
を用いて発生させた高密度酸素プラズマを利用して分解
させ、電極としての金属基板または金属膜上に（Ｍｇ，
Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜を化学蒸着し、さらに前記薄膜上
に金属電極を形成することにより製造することを特徴と
する薄膜コンデンサ。 - （５）マグネシウムを含む金属または化合物とカルシウ
ムを含む金属または化合物のうちいずれか一方または両
方の金属または化合物と、チタンを含む金属または化合
物のターゲットを用いて、対象基板上に前記ターゲット
をスパッタリングしながら、電子サイクロトロン共鳴を
用いて発生させた高密度酸素プラズマを対象基板上に照
射して、ペロブスカイト型酸化物薄膜を形成することを
特徴とする（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ＿８薄膜の製造方法。 - （６）マグネシウムを含む金属または化合物とカルシウ
ムを含む金属または化合物のうちいずれか一方あるいは
両方の金属または化合物と、チタンを含む金属または化
合物のターゲットを用いて、電極としての金属基板また
は金属膜上に前記ターゲットをスパッタリングしながら
電子サイクロトロン共鳴を用いて発生させた高密度プラ
ズマを照射して、（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜を形成
し、さらに前記薄膜上に金属電極を形成することにより
製造することを特徴とする薄膜コンデンサ。 - （７）マグネシウムを含む化合物およびカルシウムを含
む化合物およびチタンを含む化合物が、β−ジケトン系
金属錯体または金属アルコキシドであることを特徴とす
る請求項（１）または（３）のいずれかに記載の（Ｍｇ
，Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜の製造方法。 - （８）プラズマを維持するときの圧力が１．０×１０＾
−＾３〜１．０Ｔｏｒｒであることを特徴とする請求項
（１）記載の（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜の製造方法
。 - （９）プラズマを維持するときの圧力が１．０×１０＾
−＾５〜１．０×１０＾−＾２Ｔｏｒｒであることを特
徴とする請求項（３）または（５）のいずれかに記載の
（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ＿３薄膜の製造方法。 - （１０）マグネシウムを含む化合物およびカルシウムを
含む化合物およびチタンを含む化合物が、β−ジケトン
性金属錯体または金属アルコキシドであることを特徴と
する請求項（２），（４）のいずれかに記載の薄膜コン
デンサ。 - （１１）プラズマを維持するときの圧力が１．０×１０
＾−＾３〜１．０Ｔｏｒｒであることを特徴とする請求
項（２）記載の薄膜コンデンサ。 - （１２）プラズマを維持するときの圧力が１．０×１０
＾−＾５〜１．０×１０＾−＾２Ｔｏｒｒであることを
特徴とする請求項（４），（６）いずれかに記載の薄膜
コンデンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080339A JPH0770432B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | （Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ▲下３▼薄膜の製造方法およびそれを用いた薄膜コンデンサ |
| US07/446,767 US5006363A (en) | 1988-12-08 | 1989-12-06 | Plasma assited MO-CVD of perooskite dalectric films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080339A JPH0770432B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | （Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ▲下３▼薄膜の製造方法およびそれを用いた薄膜コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260408A true JPH02260408A (ja) | 1990-10-23 |
| JPH0770432B2 JPH0770432B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=13715503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1080339A Expired - Fee Related JPH0770432B2 (ja) | 1988-12-08 | 1989-03-30 | （Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ▲下３▼薄膜の製造方法およびそれを用いた薄膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770432B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP1080339A patent/JPH0770432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770432B2 (ja) | 1995-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |