JPH0521749A - 誘電体薄膜及びその製造方法 - Google Patents
誘電体薄膜及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0521749A JPH0521749A JP3223882A JP22388291A JPH0521749A JP H0521749 A JPH0521749 A JP H0521749A JP 3223882 A JP3223882 A JP 3223882A JP 22388291 A JP22388291 A JP 22388291A JP H0521749 A JPH0521749 A JP H0521749A
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- Japan
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- thin film
- flow rate
- dielectric constant
- monosilane
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＲＡＭの容量性絶縁膜として利用できる誘
電体薄膜及びその製造方法の関するもので、ＳｉとＴｉ
とＯを化合することによってリーク電流が小さく誘電率
の高い薄膜を形成する。 【構成】 原料ガスとして塩化チタン、モノシランおよ
びＮ2Ｏを用いプラズマＣＶＤ法によってＳｉＴｉＯ薄
膜を形成する。モノシランおよび塩化チタンの流量を変
化すると誘電率、リーク電流が大きく変化し、流量比
（ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋ＴｉＣｌ4））が０．０７５の
ときリーク電流は約１ｘ１０-9Ａ／ｃｍ2、誘電率が２
０程度になり、容量性絶縁膜として優れた特性を持つＳ
ｉＴｉＯ薄膜が形成できる。
電体薄膜及びその製造方法の関するもので、ＳｉとＴｉ
とＯを化合することによってリーク電流が小さく誘電率
の高い薄膜を形成する。 【構成】 原料ガスとして塩化チタン、モノシランおよ
びＮ2Ｏを用いプラズマＣＶＤ法によってＳｉＴｉＯ薄
膜を形成する。モノシランおよび塩化チタンの流量を変
化すると誘電率、リーク電流が大きく変化し、流量比
（ＳｉＨ4／（ＳｉＨ4＋ＴｉＣｌ4））が０．０７５の
ときリーク電流は約１ｘ１０-9Ａ／ｃｍ2、誘電率が２
０程度になり、容量性絶縁膜として優れた特性を持つＳ
ｉＴｉＯ薄膜が形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＤＲＡＭのキャパシタ用
絶縁膜として利用できる酸化チタンシリコンと、その製
造方法に関する。
絶縁膜として利用できる酸化チタンシリコンと、その製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＤＲＡＭのキャパシタ用絶縁膜と
してはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4が用いられてきた。このＳｉ
Ｏ2，Ｓｉ3Ｎ4はリーク電流が小さく、絶縁耐圧も大き
く、高い信頼を得てきたが、誘電率が５程度であり、６
４Ｍｂｉｔ以上のＤＲＡＭではキャパシタの面積が小さ
くなりＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4では十分な容量を確保するこ
とができない。そこで、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4に代わるキ
ャパシタ用絶縁膜としてＳｉＯ2の５〜６倍の誘電率を
持つＴａ2Ｏ5薄膜が注目され、そのＤＲＡＭへの応用が
研究されている。しかしながらこのＴａ2Ｏ5薄膜はＳｉ
Ｏ2膜に比べてリーク電流が大きく、また実際にＤＲＡ
Ｍで使用する１００Å程度の膜厚付近で誘電率が急激に
減少してしまうという欠点を持つ。 ＴｉＯ2薄膜も膜厚
が薄くなるにしたがって誘電率が低下するが、バルクで
の誘電率が１００程度と非常に大きいためにその影響は
少なく、キャパシタ用絶縁膜として期待される。しかし
ながらこのＴｉＯ2薄膜はリーク電流が非常に大きいと
いう欠点を持っている。
してはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4が用いられてきた。このＳｉ
Ｏ2，Ｓｉ3Ｎ4はリーク電流が小さく、絶縁耐圧も大き
く、高い信頼を得てきたが、誘電率が５程度であり、６
４Ｍｂｉｔ以上のＤＲＡＭではキャパシタの面積が小さ
くなりＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4では十分な容量を確保するこ
とができない。そこで、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4に代わるキ
ャパシタ用絶縁膜としてＳｉＯ2の５〜６倍の誘電率を
持つＴａ2Ｏ5薄膜が注目され、そのＤＲＡＭへの応用が
研究されている。しかしながらこのＴａ2Ｏ5薄膜はＳｉ
Ｏ2膜に比べてリーク電流が大きく、また実際にＤＲＡ
Ｍで使用する１００Å程度の膜厚付近で誘電率が急激に
減少してしまうという欠点を持つ。 ＴｉＯ2薄膜も膜厚
が薄くなるにしたがって誘電率が低下するが、バルクで
の誘電率が１００程度と非常に大きいためにその影響は
少なく、キャパシタ用絶縁膜として期待される。しかし
ながらこのＴｉＯ2薄膜はリーク電流が非常に大きいと
いう欠点を持っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】６４Ｍｂｉｔ以上のＤ
ＲＡＭへの応用を考えた場合、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4膜の
リーク電流は非常に小さく信頼性も高い。しかし誘電率
が小さく、十分な容量を確保することができない。また
ＴｉＯ2膜は誘電率が非常に大きく、十分な容量を確保
することができるが、リーク電流が非常に大きく、信頼
性が低い。よってＳｉＯ2膜、Ｓｉ3Ｎ4膜、ＴｉＯ2膜は
高密度化したＤＲＡＭのキャパシタ用絶縁膜としては利
用できない。
ＲＡＭへの応用を考えた場合、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4膜の
リーク電流は非常に小さく信頼性も高い。しかし誘電率
が小さく、十分な容量を確保することができない。また
ＴｉＯ2膜は誘電率が非常に大きく、十分な容量を確保
することができるが、リーク電流が非常に大きく、信頼
性が低い。よってＳｉＯ2膜、Ｓｉ3Ｎ4膜、ＴｉＯ2膜は
高密度化したＤＲＡＭのキャパシタ用絶縁膜としては利
用できない。
【０００４】本発明はこのような問題点を解決すること
を目的としている。
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、チタン、シ
リコン、酸素を誘電体薄膜の主成分とする。
リコン、酸素を誘電体薄膜の主成分とする。
【０００６】さらに原料ガスに塩化チタンと水素化シリ
コンガスとＯ2ガスを用いＴｉＳｉＯを形成する。
コンガスとＯ2ガスを用いＴｉＳｉＯを形成する。
【０００７】
【作用】Ｓｉ，Ｔｉ，Ｏの３元素が誘電体薄膜の主成分
を成す誘電体薄膜を形成することによって、ＳｉＯ2お
よびＴｉＯ2の双方の特性を持った、薄膜が形成でき
る。すなわちＴｉ、Ｓｉ、Ｏの組成や成膜時の温度、パ
ワー、圧力等を適当に調節することによってリーク電流
が小さく、誘電率の高い薄膜が形成できる。
を成す誘電体薄膜を形成することによって、ＳｉＯ2お
よびＴｉＯ2の双方の特性を持った、薄膜が形成でき
る。すなわちＴｉ、Ｓｉ、Ｏの組成や成膜時の温度、パ
ワー、圧力等を適当に調節することによってリーク電流
が小さく、誘電率の高い薄膜が形成できる。
【０００８】また、原料として塩化チタンと水素化シリ
コンガスを用いることにより塩素が水素と反応し膜内に
混入しずらくなる。
コンガスを用いることにより塩素が水素と反応し膜内に
混入しずらくなる。
【０００９】
【実施例】本発明の製造方法を用いて酸化チタンシリコ
ン薄膜を形成した場合の例について示す。
ン薄膜を形成した場合の例について示す。
【００１０】以下図面に基づき、本発明の実施例を示
す。図１は本発明に使用した装置概略図である。真空室
１１は真空排気ポンプ１２によって排気される。ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ、ＷＳｉ、シリコン、石英などの基板１８は基
板ホルダー１７に固定され、基板加熱用ヒータ１９によ
って２００−６００℃に加熱される。アンプル１４内の
塩化チタンは流量制御装置１５によって０〜４０ｓｃｃ
ｍに流量制御され真空室内に導入される。このとき、塩
化チタンおよび流量制御装置１４はヒータ１６によって
約７０℃に加熱される。またボンベ２２内のＮ2等のキ
ャリアガスも流量制御装置２１によって流量制御された
後、真空室に導入される。ボンベ２３内のＮ2Ｏガス、
ボンベ２４内のモノシランガスは流量制御装置１０、２
５によって５０〜５００、０〜１０ｓｃｃｍに流量制御
された後、ガス導入口を兼用する下部電極から真空室内
に導入される。導入されたガスはプラズマ発生用電源２
０によって印加された電界によって基板ホルダ１７と下
部電極１３の間にプラズマを発生し、基板１８上に酸化
チタンシリコン薄膜が堆積される。
す。図１は本発明に使用した装置概略図である。真空室
１１は真空排気ポンプ１２によって排気される。ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ、ＷＳｉ、シリコン、石英などの基板１８は基
板ホルダー１７に固定され、基板加熱用ヒータ１９によ
って２００−６００℃に加熱される。アンプル１４内の
塩化チタンは流量制御装置１５によって０〜４０ｓｃｃ
ｍに流量制御され真空室内に導入される。このとき、塩
化チタンおよび流量制御装置１４はヒータ１６によって
約７０℃に加熱される。またボンベ２２内のＮ2等のキ
ャリアガスも流量制御装置２１によって流量制御された
後、真空室に導入される。ボンベ２３内のＮ2Ｏガス、
ボンベ２４内のモノシランガスは流量制御装置１０、２
５によって５０〜５００、０〜１０ｓｃｃｍに流量制御
された後、ガス導入口を兼用する下部電極から真空室内
に導入される。導入されたガスはプラズマ発生用電源２
０によって印加された電界によって基板ホルダ１７と下
部電極１３の間にプラズマを発生し、基板１８上に酸化
チタンシリコン薄膜が堆積される。
【００１１】図２はＮ2Ｏガスとモノシランガスの総流
量を４０ｓｃｃｍ、Ｎ2Ｏガスを１００ｓｃｃｍとして
塩化チタンとモノシランガス流量比（ＳｉＨ4／（Ｓｉ
Ｈ4＋ＴｉＣｌ4））を変化したときの誘電率とリーク電
流の変化を示したものである。圧力０．４Ｔｏｒｒ、電
力密度１４０ｍＷ、基板温度３００℃で一定である。塩
化チタン流量４０ｓｃｃｍ、モノシラン流量０ｓｃｃｍ
のとき誘電率は６３と非常に高いが、リーク電流は１０
-4Ａ／ｃｍ2以上になっている。そして塩化チタン流量
を減少させ、モノシラン流量を増加させるにしたがって
誘電率は減少し、リーク電流は減少してくる。ＳｉＨ4
流量３ｓｃｃｍ、ＴｉＣｌ4流量３７ｓｃｃｍのとき誘
電率は約２０、リーク電流１０-9Ａ／ｃｍ2になりＤＲ
ＡＭのキャパシタ用絶縁膜として利用できる。
量を４０ｓｃｃｍ、Ｎ2Ｏガスを１００ｓｃｃｍとして
塩化チタンとモノシランガス流量比（ＳｉＨ4／（Ｓｉ
Ｈ4＋ＴｉＣｌ4））を変化したときの誘電率とリーク電
流の変化を示したものである。圧力０．４Ｔｏｒｒ、電
力密度１４０ｍＷ、基板温度３００℃で一定である。塩
化チタン流量４０ｓｃｃｍ、モノシラン流量０ｓｃｃｍ
のとき誘電率は６３と非常に高いが、リーク電流は１０
-4Ａ／ｃｍ2以上になっている。そして塩化チタン流量
を減少させ、モノシラン流量を増加させるにしたがって
誘電率は減少し、リーク電流は減少してくる。ＳｉＨ4
流量３ｓｃｃｍ、ＴｉＣｌ4流量３７ｓｃｃｍのとき誘
電率は約２０、リーク電流１０-9Ａ／ｃｍ2になりＤＲ
ＡＭのキャパシタ用絶縁膜として利用できる。
【００１２】
【発明の効果】本発明の効果は次のようなものである。
【００１３】まず、実施例にも示した通り、塩化チタン
流量、モノシラン流量を調整することによって簡単に誘
電率、抵抗率を制御できることが上げられる。すなわち
高い誘電率が必要な場合には塩化チタンの流量を多く
し、高い抵抗率が必要な場合にはモノシランの流量を多
くすることにより望み膜が簡単に得られる。またＤＲＡ
Ｍ等のキャパシタ用絶縁膜としては塩化チタン、モノシ
ラン流量を調節し、さらに圧力、基板温度、電力密度を
調節することによりＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4に匹敵する抵抗
率を持ち、誘電率の比較的高い薄膜が堆積できる。
流量、モノシラン流量を調整することによって簡単に誘
電率、抵抗率を制御できることが上げられる。すなわち
高い誘電率が必要な場合には塩化チタンの流量を多く
し、高い抵抗率が必要な場合にはモノシランの流量を多
くすることにより望み膜が簡単に得られる。またＤＲＡ
Ｍ等のキャパシタ用絶縁膜としては塩化チタン、モノシ
ラン流量を調節し、さらに圧力、基板温度、電力密度を
調節することによりＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4に匹敵する抵抗
率を持ち、誘電率の比較的高い薄膜が堆積できる。
【図１】本発明の酸化チタンシリコン薄膜形成に使用し
たプラズマＣＶＤ装置の概略断面図
たプラズマＣＶＤ装置の概略断面図
【図２】モノシランおよび塩化チタン流量を変化したと
きの誘電率、リーク電流の変化を示すグラフ
きの誘電率、リーク電流の変化を示すグラフ
１１ 真空室
１２ 真空排気ポンプ
１３ 下部電極
１４ アンプル
１５ 流量制御装置
１６ ヒータ
１７ 基板ホルダ
１８ 基板
１９ 基板加熱用ヒータ
２０ プラズマ発生用電源
２１ 流量制御装置
２２ ボンベ
２３ ボンベ
２４ ボンベ
２５ 流量制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｈ０５Ｈ 1/24 9014−2Ｇ
(72)発明者 平尾 孝
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】少なくともチタン、シリコン、酸素の３元
素が固体薄膜の主成分を成すことを特徴とする酸化チタ
ンシリコン薄膜。 - 【請求項２】真空装置内に原料ガスを導入し、外部より
エネルギーを印加し原料を分解することによる酸化チタ
ンシリコン薄膜の製造において、少なくとも原料として
塩化チタンとモノシラン等の水素化シリコンガスおよび
Ｏ2，Ｎ2Ｏまたはそれらの混合ガスを用いることを特徴
とする酸化チタンシリコン薄膜の製造方法。 - 【請求項３】外部より電界を印加し、原料をプラズマ分
解することを特徴とする、請求項２に記載の酸化チタン
シリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3223882A JPH0521749A (ja) | 1990-09-25 | 1991-09-04 | 誘電体薄膜及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-255791 | 1990-09-25 | ||
| JP25579190 | 1990-09-25 | ||
| JP3223882A JPH0521749A (ja) | 1990-09-25 | 1991-09-04 | 誘電体薄膜及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521749A true JPH0521749A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=26525738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3223882A Pending JPH0521749A (ja) | 1990-09-25 | 1991-09-04 | 誘電体薄膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521749A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007526399A (ja) * | 2004-03-05 | 2007-09-13 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 絶縁膜または金属膜を形成する方法 |
| US7556318B2 (en) | 2006-09-28 | 2009-07-07 | Ts Tech Co., Ltd. | Vehicle seat and method for manufacturing the same |
| US8020977B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-09-20 | Seiko Epson Corporation | Liquid-jetting device |
| US8646887B2 (en) | 2010-05-21 | 2014-02-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid cartridge and liquid jet apparatus |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP3223882A patent/JPH0521749A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8020977B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-09-20 | Seiko Epson Corporation | Liquid-jetting device |
| JP2007526399A (ja) * | 2004-03-05 | 2007-09-13 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 絶縁膜または金属膜を形成する方法 |
| US7556318B2 (en) | 2006-09-28 | 2009-07-07 | Ts Tech Co., Ltd. | Vehicle seat and method for manufacturing the same |
| US8646887B2 (en) | 2010-05-21 | 2014-02-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid cartridge and liquid jet apparatus |
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