JPH107494A - 酸化物薄膜の形成方法 - Google Patents
酸化物薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH107494A JPH107494A JP8161753A JP16175396A JPH107494A JP H107494 A JPH107494 A JP H107494A JP 8161753 A JP8161753 A JP 8161753A JP 16175396 A JP16175396 A JP 16175396A JP H107494 A JPH107494 A JP H107494A
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- JP
- Japan
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- thin film
- oxide thin
- film
- temperature
- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物薄膜の結晶化を十分に行い, 且つ熱処
理による酸化物薄膜と電極との間の固相反応を抑制でき
るようにして，高性能の酸化物薄膜を形成する。 【解決手段】 化学気相成長(CVD) 法により，基板 1上
に形成された電極膜 3または3A上に，酸化ガスを含まな
い雰囲気中で原料ガスが分解する温度より高温で酸化物
薄膜 4を成膜する工程と，酸化ガスを含む雰囲気中で該
電極膜 3または3Aと該酸化物薄膜 4とが固相反応を起こ
す温度より低温で該基板を加熱して該酸化物薄膜 4の酸
化熱処理を行う工程とを含む酸化物薄膜形成方法。
理による酸化物薄膜と電極との間の固相反応を抑制でき
るようにして，高性能の酸化物薄膜を形成する。 【解決手段】 化学気相成長(CVD) 法により，基板 1上
に形成された電極膜 3または3A上に，酸化ガスを含まな
い雰囲気中で原料ガスが分解する温度より高温で酸化物
薄膜 4を成膜する工程と，酸化ガスを含む雰囲気中で該
電極膜 3または3Aと該酸化物薄膜 4とが固相反応を起こ
す温度より低温で該基板を加熱して該酸化物薄膜 4の酸
化熱処理を行う工程とを含む酸化物薄膜形成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は静電容量形成用の高
誘電体膜として用いられる結晶性の酸化物薄膜の形成方
法に関する。
誘電体膜として用いられる結晶性の酸化物薄膜の形成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来, 酸化ガスを含む雰囲気中で, 電極
材料と酸化物薄膜が固相反応を起こさないような低温
(主として 450℃よりも低温) 条件で薄膜を形成し，必
要に応じて薄膜形成温度よりも高温で熱処理を行い, 所
望の機能を得るようにしていた。
材料と酸化物薄膜が固相反応を起こさないような低温
(主として 450℃よりも低温) 条件で薄膜を形成し，必
要に応じて薄膜形成温度よりも高温で熱処理を行い, 所
望の機能を得るようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
方法によれば, 薄膜形成が低温で行われるため結晶化が
十分でなく, 性能の良い薄膜が得難く, さらに次工程の
高温での熱処理により電極材料と酸化物薄膜が固相反応
を起こしやすい等の問題があり，電極材料の選択や薄膜
形成条件及び熱処理条件に対して著しい制約を与えてい
た。
方法によれば, 薄膜形成が低温で行われるため結晶化が
十分でなく, 性能の良い薄膜が得難く, さらに次工程の
高温での熱処理により電極材料と酸化物薄膜が固相反応
を起こしやすい等の問題があり，電極材料の選択や薄膜
形成条件及び熱処理条件に対して著しい制約を与えてい
た。
【０００４】本発明は, 酸化物薄膜の結晶化を十分に行
い, 且つ熱処理による酸化物薄膜と電極との間の固相反
応を抑制できるようにして，高絶縁性の酸化物薄膜を形
成することを目的とする。
い, 且つ熱処理による酸化物薄膜と電極との間の固相反
応を抑制できるようにして，高絶縁性の酸化物薄膜を形
成することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）化学気相成長(CVD) 法により，基板上に形成された
電極膜上に，酸化ガスを含まない雰囲気中で原料ガスが
分解する温度より高温で酸化物薄膜を成膜する工程と，
酸化ガスを含む雰囲気中で該電極膜と該酸化物薄膜とが
固相反応を起こす温度より低温で該基板を加熱して該酸
化物薄膜の酸化熱処理を行う工程とを含む酸化物薄膜形
成方法，あるいは ２）前記酸化物薄膜が酸化物ペロブスカイト薄膜である
前記１記載の酸化物薄膜形成方法，あるいは ３）前記電極膜がTiN 膜またはRu膜である前記１記載の
酸化物薄膜形成方法により達成される。
電極膜上に，酸化ガスを含まない雰囲気中で原料ガスが
分解する温度より高温で酸化物薄膜を成膜する工程と，
酸化ガスを含む雰囲気中で該電極膜と該酸化物薄膜とが
固相反応を起こす温度より低温で該基板を加熱して該酸
化物薄膜の酸化熱処理を行う工程とを含む酸化物薄膜形
成方法，あるいは ２）前記酸化物薄膜が酸化物ペロブスカイト薄膜である
前記１記載の酸化物薄膜形成方法，あるいは ３）前記電極膜がTiN 膜またはRu膜である前記１記載の
酸化物薄膜形成方法により達成される。
【０００６】本発明は，酸化ガスを含まない雰囲気中で
所望の性能を実現するのに十分な高温下で薄膜の形成を
行う。この段階で必要な熱エネルギーを与えることによ
り薄膜の基本的な結晶構造を決定する。次に低温で酸化
熱処理を行うことにより, 電極材料と酸化物薄膜の固相
反応を抑制しながら, 酸化物薄膜中の酸素欠損を補償す
る。
所望の性能を実現するのに十分な高温下で薄膜の形成を
行う。この段階で必要な熱エネルギーを与えることによ
り薄膜の基本的な結晶構造を決定する。次に低温で酸化
熱処理を行うことにより, 電極材料と酸化物薄膜の固相
反応を抑制しながら, 酸化物薄膜中の酸素欠損を補償す
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態１の説
明図である。図において，基板 1にシリコン(Si)(100)
ウェーハを用い, スパッタ法により厚さ30nmのチタン(T
i)膜 2と厚さ50nmの窒化チタン(TiN) 膜 3を堆積する。
明図である。図において，基板 1にシリコン(Si)(100)
ウェーハを用い, スパッタ法により厚さ30nmのチタン(T
i)膜 2と厚さ50nmの窒化チタン(TiN) 膜 3を堆積する。
【０００８】第１段階として，上記堆積の終わった基板
上に気相成長(CVD) 法により，厚さ80nmの(Ba0.3Sr0.7)
TiO3薄膜 4を堆積する。ここで，CVD の原料として Ba
(THD)2-tetraen2, Sr(THD)2-tetraen2,Ti(i-OC3H7)4を
用い, それぞれ流量 120 ccm, 500 ccm, 95 ccm のアル
ゴン(Ar)をキャリアガスとしてCVD 装置内に原料を供給
する。
上に気相成長(CVD) 法により，厚さ80nmの(Ba0.3Sr0.7)
TiO3薄膜 4を堆積する。ここで，CVD の原料として Ba
(THD)2-tetraen2, Sr(THD)2-tetraen2,Ti(i-OC3H7)4を
用い, それぞれ流量 120 ccm, 500 ccm, 95 ccm のアル
ゴン(Ar)をキャリアガスとしてCVD 装置内に原料を供給
する。
【０００９】原料の温度は, Ba(THD)2-tetraen2, Sr(T
HD)2-tetraen2, Ti(i-OC3H7)4 それぞれに対して 160
℃, 130℃, 45℃に保持した。(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の
堆積は，基板温度 600℃, ガス圧力 5 Torr の条件で行
う。
HD)2-tetraen2, Ti(i-OC3H7)4 それぞれに対して 160
℃, 130℃, 45℃に保持した。(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の
堆積は，基板温度 600℃, ガス圧力 5 Torr の条件で行
う。
【００１０】次に第２段階として，大気中において，基
板温度 450℃で 1分間の熱処理を行った。メタルマスク
を用いてスパッタ法により，上記の第１及び第２段階で
形成した(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 4上に直径0.2 mm, 膜厚
80 nmの円形のTiN からなる上部電極 5を形成する。
板温度 450℃で 1分間の熱処理を行った。メタルマスク
を用いてスパッタ法により，上記の第１及び第２段階で
形成した(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 4上に直径0.2 mm, 膜厚
80 nmの円形のTiN からなる上部電極 5を形成する。
【００１１】上記の過程により作製した試料に 0〜3 V
の正負の直流電圧を上下の電極間に印加し，上下の電極
間に流れるリーク電流密度を測定した。その結果を図３
に示す。
の正負の直流電圧を上下の電極間に印加し，上下の電極
間に流れるリーク電流密度を測定した。その結果を図３
に示す。
【００１２】このリーク電流特性の結果から，試料は絶
縁膜として機能していることがわかる。このことは，Ti
N 電極膜と(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の固相反応が効果的に
抑制されたことを示している。
縁膜として機能していることがわかる。このことは，Ti
N 電極膜と(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の固相反応が効果的に
抑制されたことを示している。
【００１３】図２は本発明の実施の形態２の説明図であ
る。図において，基板 1にSi(100) ウェーハを用い, ス
パッタ法により厚さ30nmのTi膜 2と50nmのTiN 膜 3と厚
さ50nmのRu膜3Aを堆積する。
る。図において，基板 1にSi(100) ウェーハを用い, ス
パッタ法により厚さ30nmのTi膜 2と50nmのTiN 膜 3と厚
さ50nmのRu膜3Aを堆積する。
【００１４】第１段階として，上記堆積の終わった基板
上にCVD 法により，厚さ80nmの(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 4
を堆積する。ここで，CVD の原料として Ba(THD)2-tetr
aen2, Sr(THD)2-tetraen2,Ti(i-OC3H7)4を用い, それぞ
れ流量 120 ccm, 500 ccm, 95 ccm のアルゴン(Ar)をキ
ャリアガスとしてCVD 装置内に原料を供給する。
上にCVD 法により，厚さ80nmの(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 4
を堆積する。ここで，CVD の原料として Ba(THD)2-tetr
aen2, Sr(THD)2-tetraen2,Ti(i-OC3H7)4を用い, それぞ
れ流量 120 ccm, 500 ccm, 95 ccm のアルゴン(Ar)をキ
ャリアガスとしてCVD 装置内に原料を供給する。
【００１５】原料の温度は, Ba(THD)2-tetraen2, Sr(T
HD)2-tetraen2, Ti(i-OC3H7)4 それぞれに対して 160
℃, 130℃, 45℃に保持した。(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の
堆積は，基板温度 600℃, ガス圧力 5 Torr の条件で行
う。
HD)2-tetraen2, Ti(i-OC3H7)4 それぞれに対して 160
℃, 130℃, 45℃に保持した。(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の
堆積は，基板温度 600℃, ガス圧力 5 Torr の条件で行
う。
【００１６】次に第２段階として，大気中において，基
板温度 450℃で 1分間の熱処理を行った。メタルマスク
を用いてスパッタ法により，上記の第１及び第２段階で
形成した(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 4上に直径0.2 mm, 膜厚
80 nmの円形のTiN からなる上部電極 5を形成する。
板温度 450℃で 1分間の熱処理を行った。メタルマスク
を用いてスパッタ法により，上記の第１及び第２段階で
形成した(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 4上に直径0.2 mm, 膜厚
80 nmの円形のTiN からなる上部電極 5を形成する。
【００１７】上記の過程により作製した試料に 0〜3 V
の正負の直流電圧を上下の電極間に印加し，上下の電極
間に流れるリーク電流密度を測定した。その結果を図４
に示す。
の正負の直流電圧を上下の電極間に印加し，上下の電極
間に流れるリーク電流密度を測定した。その結果を図４
に示す。
【００１８】このリーク電流特性の結果から，試料は絶
縁膜として機能していることがわかる。このことは，Ru
電極膜と(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の固相反応が効果的に抑
制されたことを示している。
縁膜として機能していることがわかる。このことは，Ru
電極膜と(Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜の固相反応が効果的に抑
制されたことを示している。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば, 酸化物薄膜の結晶化を
進め, 熱処理による酸化物薄膜と電極との間の固相反応
を抑制できる。この結果, 高絶縁性の酸化物薄膜の形成
が可能となる。
進め, 熱処理による酸化物薄膜と電極との間の固相反応
を抑制できる。この結果, 高絶縁性の酸化物薄膜の形成
が可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態１の説明図
【図２】 本発明の実施の形態２の説明図
【図３】 実施の形態１の効果を示す図
【図４】 実施の形態２の効果を示す図
1 シリコン(Si)(100) 基板 2 Ti膜 3 下部電極でTiN 膜 3A 下部電極でRu膜 4 (Ba0.3Sr0.7)TiO3薄膜 5 上部電極でTiN 膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/8242 // Ｈ０１Ｌ 21/316
Claims (3)
- 【請求項１】 化学気相成長(CVD) 法により，基板上に
形成された電極膜上に，酸化ガスを含まない雰囲気中で
原料ガスが分解する温度より高温で酸化物薄膜を成膜す
る工程と，次いで，酸化ガスを含む雰囲気中で該電極膜
と該酸化物薄膜とが固相反応を起こす温度より低温で該
基板を加熱して該酸化物薄膜の酸化熱処理を行う工程と
を含むことを特徴とする酸化物薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記酸化物薄膜がペロブスカイト構造の
酸化物薄膜であることを特徴とする請求項１記載の酸化
物薄膜形成方法。 - 【請求項３】 前記電極膜がTiN 膜またはRu膜であるこ
とを特徴とする請求項１記載の酸化物薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8161753A JPH107494A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 酸化物薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8161753A JPH107494A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 酸化物薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH107494A true JPH107494A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15741243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8161753A Withdrawn JPH107494A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 酸化物薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH107494A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4592261A (en) * | 1983-08-02 | 1986-06-03 | Central Glass Company, Limited | Cutting device for extra fringe of laminated glass interlayer |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP8161753A patent/JPH107494A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4592261A (en) * | 1983-08-02 | 1986-06-03 | Central Glass Company, Limited | Cutting device for extra fringe of laminated glass interlayer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030902 |