JPH0610926B2 - 誘電体膜の製造法 - Google Patents
誘電体膜の製造法Info
- Publication number
- JPH0610926B2 JPH0610926B2 JP60110814A JP11081485A JPH0610926B2 JP H0610926 B2 JPH0610926 B2 JP H0610926B2 JP 60110814 A JP60110814 A JP 60110814A JP 11081485 A JP11081485 A JP 11081485A JP H0610926 B2 JPH0610926 B2 JP H0610926B2
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- dielectric
- dielectric film
- sputtering
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、誘電体膜の製造法に関し、特に酸化物誘電体
薄膜をスパッタリング法で形成する方法に関するもので
ある。
薄膜をスパッタリング法で形成する方法に関するもので
ある。
従来の技術 誘電体薄膜の電気的性能は、誘電率，誘電損失，絶縁破
壊電界強度，絶縁破壊状態等で決定される。各パラメー
タは、いづれも重要であるが、薄膜コンデンサのように
電気容量と耐圧を問題にする場合、性能指数ｑｍは、 ｑｍ＝εｒεｏＥＢ で表わせる。ここでεｏは真空の誘電率8.854×１０-12
Ｆ／ｍ、εｒとＥＢは、それぞれ誘電体膜の比誘電率と
絶縁破壊電界強度である。ｑｍは、絶縁破壊時の最大電
荷密度〔Ｃ／m2〕を表わしており、下記の表に従来の誘
電体薄膜の性能指数ｑｍを示した。
壊電界強度，絶縁破壊状態等で決定される。各パラメー
タは、いづれも重要であるが、薄膜コンデンサのように
電気容量と耐圧を問題にする場合、性能指数ｑｍは、 ｑｍ＝εｒεｏＥＢ で表わせる。ここでεｏは真空の誘電率8.854×１０-12
Ｆ／ｍ、εｒとＥＢは、それぞれ誘電体膜の比誘電率と
絶縁破壊電界強度である。ｑｍは、絶縁破壊時の最大電
荷密度〔Ｃ／m2〕を表わしており、下記の表に従来の誘
電体薄膜の性能指数ｑｍを示した。
表より、性能指数ｑｍが大きい誘電体薄膜としては、Ｓ
ｒＴｉＯ３やＰｂＴｉＯ３で代表されるペロブスカイト
形酸化物があることがわかる。これは、比誘電率が大き
いことに起因しており、絶縁破壊電界強度はむしろ低く
なっている。
ｒＴｉＯ３やＰｂＴｉＯ３で代表されるペロブスカイト
形酸化物があることがわかる。これは、比誘電率が大き
いことに起因しており、絶縁破壊電界強度はむしろ低く
なっている。
発明が解決しようとする問題点 ＰｂＴｉＯ３やＳｒＴｉＯ３に代表されるペロブスカイ
ト形酸化物薄膜は、他の誘電体薄膜と比較して比誘電率
が大きい反面絶縁破壊電界強度が低いという欠点があ
る。薄膜コンデンサの性能指数qmは、ＳｒＴｉＯ３が最
も高くなっているが、耐圧を上げることによりさらに大
容量のコンデンサが可能となる。
ト形酸化物薄膜は、他の誘電体薄膜と比較して比誘電率
が大きい反面絶縁破壊電界強度が低いという欠点があ
る。薄膜コンデンサの性能指数qmは、ＳｒＴｉＯ３が最
も高くなっているが、耐圧を上げることによりさらに大
容量のコンデンサが可能となる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、例えば大電
気容量，高耐圧薄膜コンデンサを製造するために必要な
誘電体の製造法を提供することを目的としている。
気容量，高耐圧薄膜コンデンサを製造するために必要な
誘電体の製造法を提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段 ペロブスカイト形酸化物焼結体をターゲットとし、窒素
を含むスパッタガスを用いてスパッタリング法により誘
電体膜を形成する。
を含むスパッタガスを用いてスパッタリング法により誘
電体膜を形成する。
作 用 窒素を含むスパッタガスを用いることにより、スパッタ
リング法で形成された誘電体膜の電気的安定性が向上さ
れ、誘電率を下げずに、絶縁破壊電界強度が上昇する。
リング法で形成された誘電体膜の電気的安定性が向上さ
れ、誘電率を下げずに、絶縁破壊電界強度が上昇する。
実 施 例 図は本発明の誘電体膜の製造法の一実施例を示す図であ
る。ターゲット１の裏側にマグネット２を取り付け、高
周波電源を用いる高周波マグネトロンスパッタリングと
した。ターゲット１としては、ペロブスカイト形酸化物
誘電体であるチタン酸ストロンチウムを主成分としたセ
ラミックターゲットを用いた。これにより、ヒータ３に
より基板ホルダ４に取付けた基板５を加熱しながら誘電
体膜を成膜した。この時、Ｎ２ガスとＯ２ガスを各々の
ガス導入口６より流し、排気系７を使ってガス圧を５〜
２０ｍTorrの間に制御した。この時の基板温度は４００
℃であった。
る。ターゲット１の裏側にマグネット２を取り付け、高
周波電源を用いる高周波マグネトロンスパッタリングと
した。ターゲット１としては、ペロブスカイト形酸化物
誘電体であるチタン酸ストロンチウムを主成分としたセ
ラミックターゲットを用いた。これにより、ヒータ３に
より基板ホルダ４に取付けた基板５を加熱しながら誘電
体膜を成膜した。この時、Ｎ２ガスとＯ２ガスを各々の
ガス導入口６より流し、排気系７を使ってガス圧を５〜
２０ｍTorrの間に制御した。この時の基板温度は４００
℃であった。
その結果、基板５としてインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）
を付着したガラス基板を用いたところ、スパッタガスを
Ｎ２ガスのみとした場合、誘電率は、従来のＡｒとＯ２
をスパッタガスに用いたのと比較し、１０％程度減少し
たが、耐圧は、２倍以上増加した。これにより薄膜コン
デンサの性能指数ｑｍは、従来の１．８倍以上となっ
た。またＮ２ガスにＯ２ガスを混合した場合、誘電率
は、Ｏ２ガスが多くなるに従って上昇し、耐圧は、Ｏ２
ガスの割合が８０％程度になるまで、Ｏ２ガスとＡｒガ
スの混合ガスを用いた従来の薄膜の２倍以上の値を示し
た。
を付着したガラス基板を用いたところ、スパッタガスを
Ｎ２ガスのみとした場合、誘電率は、従来のＡｒとＯ２
をスパッタガスに用いたのと比較し、１０％程度減少し
たが、耐圧は、２倍以上増加した。これにより薄膜コン
デンサの性能指数ｑｍは、従来の１．８倍以上となっ
た。またＮ２ガスにＯ２ガスを混合した場合、誘電率
は、Ｏ２ガスが多くなるに従って上昇し、耐圧は、Ｏ２
ガスの割合が８０％程度になるまで、Ｏ２ガスとＡｒガ
スの混合ガスを用いた従来の薄膜の２倍以上の値を示し
た。
また、ＡｒガスとＯ２ガスとＮ２ガスの混合ガスを用い
ることにより、Ｎ２ガスとＯ２ガスの混合ガスを用いた
時と同様に、薄膜コンデンサの性能指数が１．５倍以上
向上した。またペロブスカイト形酸化物として、Ｂａ
（Ｓｎ，Ｔｉ）Ｏ３系，（Ｓｒ，Ｂａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）
Ｏ３系，Ｓｒ（Ｔｉ，Ｈｆ）Ｏ３系のセラミックターゲ
ットを用いた場合でも、スパッタガスにＮ２ガスを含む
ことにより薄膜コンデンサの性能指数をＮ２ガスを含ま
ない場合と比較して上げることができた。
ることにより、Ｎ２ガスとＯ２ガスの混合ガスを用いた
時と同様に、薄膜コンデンサの性能指数が１．５倍以上
向上した。またペロブスカイト形酸化物として、Ｂａ
（Ｓｎ，Ｔｉ）Ｏ３系，（Ｓｒ，Ｂａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）
Ｏ３系，Ｓｒ（Ｔｉ，Ｈｆ）Ｏ３系のセラミックターゲ
ットを用いた場合でも、スパッタガスにＮ２ガスを含む
ことにより薄膜コンデンサの性能指数をＮ２ガスを含ま
ない場合と比較して上げることができた。
以上のように、ペロブスカイト形酸化物セラミックター
ゲットを用いスパッタ法で性能指数の高い薄膜コンデン
サを形成する場合、Ｎ２ガスを含むスパッタガスがきわ
めて有効であった。
ゲットを用いスパッタ法で性能指数の高い薄膜コンデン
サを形成する場合、Ｎ２ガスを含むスパッタガスがきわ
めて有効であった。
発明の効果 本発明によれば、きわめて簡易な方法で性能指数ｑｍの
高い誘電体薄膜が提供でき、例えば、薄膜を用いたコン
デンサや半導体装置の大容量コンデンサの製造にきわめ
て有用な誘電体膜の製造法である。
高い誘電体薄膜が提供でき、例えば、薄膜を用いたコン
デンサや半導体装置の大容量コンデンサの製造にきわめ
て有用な誘電体膜の製造法である。
図は本発明の一実施例における誘電体膜の製造を示す概
略断面図である。 １……ターゲット、３……ヒータ、５……基板、６……
ガス導入口。
略断面図である。 １……ターゲット、３……ヒータ、５……基板、６……
ガス導入口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 惇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松岡 富造 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−141427（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ペロブスカイト形酸化物焼結体をターゲッ
トとし、窒素を含むスパッタガスを用いてスパッタリン
グ法により誘電体膜を形成することを特徴とする誘電体
膜の製造法。 - 【請求項２】窒素を含むスパッタガスとして、窒素と酸
素の混合ガスあるいは、窒素と酸素と希ガスとの混合ガ
スを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の誘電体膜の製造法。 - 【請求項３】ペロブスカイト形酸化物焼結体として、化
学式をＡＢＯ３と表記されるペロブスカイト形酸化物
で、元素ＡをＳｒ，Ｂａ，Ｐｂの中から少なくともひと
つ選択し、元素ＢをＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｓｎの中から少
なくともひとつ選択したペロブスカイト形酸化物焼結体
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
誘電体膜の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110814A JPH0610926B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 誘電体膜の製造法 |
| US06/866,206 US4888246A (en) | 1985-05-23 | 1986-05-23 | Dielectric thin film, and method for making the thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110814A JPH0610926B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 誘電体膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269804A JPS61269804A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0610926B2 true JPH0610926B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=14545332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60110814A Expired - Lifetime JPH0610926B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 誘電体膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610926B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768109B2 (ja) * | 1992-01-16 | 1998-06-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度誘電体薄膜 |
| KR20010030023A (ko) | 1999-08-20 | 2001-04-16 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 유전체막 및 그 제조방법 |
| US6624086B1 (en) | 1999-09-15 | 2003-09-23 | Texas Instruments Incorporated | Effective solution and process to wet-etch metal-alloy films in semiconductor processing |
| CN102858691B (zh) * | 2010-04-28 | 2015-09-23 | 株式会社村田制作所 | 具有阴离子控制的介电性质的钙钛矿材料、薄膜电容器器件及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1014889A (en) * | 1974-12-06 | 1977-08-02 | Bell-Northern Research Ltd. | Sputtered dielectric thin films |
| JPS6042993B2 (ja) * | 1976-07-13 | 1985-09-26 | 株式会社東芝 | 通貨取引装置 |
| JPS58158918A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 金属窒化物薄膜の製造方法 |
| JPS59141427A (ja) * | 1983-02-01 | 1984-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 強誘電体薄膜 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP60110814A patent/JPH0610926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61269804A (ja) | 1986-11-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |