JPH11158611A - Target for forming strontium titanate thin coating, its production and formation of strontium titanate thin coating - Google Patents

Target for forming strontium titanate thin coating, its production and formation of strontium titanate thin coating

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JPH11158611A
JPH11158611A JP9320758A JP32075897A JPH11158611A JP H11158611 A JPH11158611 A JP H11158611A JP 9320758 A JP9320758 A JP 9320758A JP 32075897 A JP32075897 A JP 32075897A JP H11158611 A JPH11158611 A JP H11158611A
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JP
Japan
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strontium titanate
thin film
target
oxygen
titanate thin
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JP9320758A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Murakami
志郎 村上
Masahiko Sakakibara
正彦 榊原
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a target for forming strontium titanate thin coating capable of increasing the relative permittivity of the formed SrTiO3 thin coating to about 50 to 100 even if the substrate temp. at the time of sputtering is <=200 deg.C, to provide a method therefor and to provide a method for forming strontium titanate thin coating high in relative permittivity by using this target for forming strontium titanate thin coating. SOLUTION: Relating to the target for forming strontium titanate thin coating the compositional formula is expressed by SrTiO3 ±δ in the case the excess and deficiency of oxygen from the stoichiometric compsn. of strontium titanate is defined as δ, where δ is <=0.020. This target for forming thin coating can be produced by baking a strontium titanate thin molded body at 1200 to 1350 deg.C for 3 to 14 hr in the air or in oxygen to obtain a baked body expressed by the compositional formula of SrTiO3±δin the case the excess and deficiency of oxygen from the stoichiometric compsn. of strontium titanate is defined as δ, where δ is <=0.020.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ICなどの上に誘
電体薄膜を形成して得るマイクロ波用モノリシックIC
(MMIC)を作製するのに用いる、誘電体薄膜成膜用
ターゲット、その製造方法およびそのターゲットを用い
て行う誘電体薄膜の成膜方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monolithic IC for microwaves obtained by forming a dielectric thin film on an IC or the like.
The present invention relates to a target for forming a dielectric thin film, used for manufacturing an (MMIC), a method for manufacturing the same, and a method for forming a dielectric thin film using the target.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、通信機器の小型化、高周波化が急
速に進行しており、回路設計上コンデンサーをIC上に
直接に形成する技術が開発されつつある。誘電体材料と
してSrTiO3 はバルクでの比誘電率は200以上で
あり、室温付近では常誘電性を示すために温度変化は小
さく、高周波領域での誘電率の低下も小さいものであ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization and high frequency of communication equipment have been rapidly progressing, and technology for directly forming a capacitor on an IC has been developed in terms of circuit design. SrTiO 3 as a dielectric material has a relative permittivity in bulk of 200 or more, exhibits paraelectric properties near room temperature, and therefore has a small temperature change and a small decrease in permittivity in a high frequency region.

【0003】携帯電話の使用周波数が1〜2GHzなの
で、この周波数帯域で比誘電率εが50以上、好ましく
は100に近いものが必要である。ところが、SrTi
3をMMICなどに用いるには、その薄膜の厚さを2
00nm程度にする必要がある。SrTiO3 をこのよ
うに薄い薄膜にすると、比誘電率が20程度と低いもの
になってしまった。薄膜SrTiO3 の比誘電率はスパ
ッタリングを行うときの基板温度に影響され、基板温度
を200℃以上、例えば250℃以上にしなければある
程度の大きさの比誘電率を得ることができない。
Since the operating frequency of a portable telephone is 1-2 GHz, it is necessary that the relative permittivity ε is 50 or more, preferably close to 100 in this frequency band. However, SrTi
In order to use O 3 for an MMIC or the like, the thickness of the thin film must be 2
It needs to be about 00 nm. When SrTiO 3 is formed into such a thin film, the relative dielectric constant is as low as about 20. The relative dielectric constant of the thin film SrTiO 3 is affected by the substrate temperature at the time of sputtering, and a certain relative dielectric constant cannot be obtained unless the substrate temperature is set to 200 ° C. or more, for example, 250 ° C. or more.

【0004】SrTiO3 のSrの一部をBaで置換し
たものは大きな比誘電率を得ることができるが、この場
合はSrTiO3 の場合よりも基板温度を高くしなけれ
ばならない。このようにスパッタリングの際の基板温度
を上げることによって、大きな比誘電率を得ることはで
きるが、ICを基板として使ってその上に誘電体材料を
形成するときに、IC基板を250℃以上に加熱すると
ICそのものが壊れてしまう。
SrTiO 3 in which a part of Sr is replaced by Ba can obtain a large relative dielectric constant, but in this case, the substrate temperature must be higher than in the case of SrTiO 3 . By increasing the substrate temperature during sputtering in this way, a large relative dielectric constant can be obtained. However, when an IC is used as a substrate and a dielectric material is formed thereon, the IC substrate is heated to 250 ° C. or higher. Heating destroys the IC itself.

【0005】そこで、平尾孝等は「誘電体薄膜材料」(N
ational Technical Report Vol.40No.1 Feb. 1994 p.2
4)において、成膜条件として基板温度約200℃、RF
電力2.83W/cm2 、ガス流量O2 /Ar比0.1
15、ガス圧力4mTorrで、基板としてp-Si(1
00)上にPt/Ti多層膜を電子ビーム蒸着によって
室温で堆積したものを用い、ターゲットには、純度9
9.99%の直径6インチのセラミックターゲットSr
TiO3 を用いて、SrTiO3 薄膜を成膜している。
SrTiO3 薄膜の膜厚が薄いときには、Pt基板表面
とのエピタキシャル関係によって生じたSrTiO3
X線回折パターンの(200)面が強く配向している
が、SrTiO3 薄膜の厚さを増していくに従い、(1
10)方向への配向が強くなり、それに伴い比誘電率が
大きくなっていくことを報告している。厚さが200n
mのときは比誘電率が約60、400nmを超えたとこ
ろで比誘電率が110程度であった。
Therefore, Takashi Hirao et al., "Dielectric thin film material" (N
ational Technical Report Vol.40No.1 Feb. 1994 p.2
4) In the film formation conditions, a substrate temperature of about 200 ° C., RF
Power: 2.83 W / cm 2 , gas flow rate: O 2 / Ar ratio: 0.1
15. At a gas pressure of 4 mTorr, p-Si (1
00), a Pt / Ti multilayer film was deposited at room temperature by electron beam evaporation.
9.99% 6 inch diameter ceramic target Sr
The SrTiO 3 thin film is formed using TiO 3 .
When the thickness of the SrTiO 3 thin film is small, the (200) plane of the X-ray diffraction pattern of SrTiO 3 generated by the epitaxial relationship with the Pt substrate surface is strongly oriented, but the thickness of the SrTiO 3 thin film increases. According to (1
10) It is reported that the orientation in the direction becomes stronger, and the relative dielectric constant increases accordingly. 200n thick
In the case of m, the relative dielectric constant was about 60, and the relative dielectric constant was about 110 when it exceeded 400 nm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、SrTi
3 薄膜を基板温度約200℃において成膜した場合で
あっても、その膜厚を400nm程度とすることで、1
00前後の比誘電率を持ったSrTiO3 薄膜とするこ
とができることは報告されているが、本発明者達の経験
によればSrTiO3 薄膜中の酸素含有量によってこの
薄膜の比誘電率が影響されることがわかった。SrTi
3 薄膜を成膜する際の雰囲気をAr中に酸素を約10
%含ませたものを使用して、SrTiO3 薄膜中に酸素
不足が生じないようにしてスパッタリングをしても、こ
のスパッタリング時に使用する薄膜成膜用ターゲットの
酸素含有量が出来上った薄膜に影響を与える。
As described above, SrTi
Even when an O 3 thin film is formed at a substrate temperature of about 200 ° C., the
Although it has been reported that a SrTiO 3 thin film having a relative dielectric constant of about 00 can be obtained, according to the experience of the present inventors, the relative dielectric constant of this thin film is affected by the oxygen content in the SrTiO 3 thin film. It turned out to be. SrTi
The atmosphere in which the O 3 thin film is formed is oxygen containing about 10 oxygen in Ar.
% Of the SrTiO 3 thin film, the sputtering is performed without causing oxygen deficiency in the thin film. Affect.

【0007】そこで本発明においては、スパッタリング
時の基板温度が200℃以下であっても成膜したSrT
iO3 薄膜の比誘電率を大きく、すなわち50〜100
程度にすることのできるチタン酸ストロンチウム薄膜成
膜用ターゲット及びその製造方法を提供することを目的
としている。
Therefore, in the present invention, even when the substrate temperature during sputtering is 200 ° C. or less, the SrT
Increase the relative dielectric constant of the iO 3 thin film, ie, 50-100
It is an object of the present invention to provide a target for forming a strontium titanate thin film which can be reduced to a degree and a method for manufacturing the same.

【0008】また本発明では、上のチタン酸ストロンチ
ウム薄膜成膜用ターゲットを用いて、チタン酸ストロン
チウム薄膜を成膜する方法を提供することも目的として
いる。
Another object of the present invention is to provide a method for forming a strontium titanate thin film using the above-described strontium titanate thin film target.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のチタン酸ストロ
ンチウム薄膜成膜用ターゲットは、チタン酸ストロンチ
ウムの化学量論的組成からの酸素の過不足をδで示した
とき、組成式SrTiO3 ±δで示され、δが0.020 以
下であることを特徴とするものである。
According to the strontium titanate thin film deposition target of the present invention, when the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate is represented by δ, the composition formula is SrTiO3 ± δ. And δ is 0.020 or less.

【0010】また本発明のチタン酸ストロンチウム薄膜
成膜用ターゲットの製造方法では、チタン酸ストロンチ
ウム成形体を大気中または酸素中で1200〜1350℃の温度
で3〜14時間焼成して、チタン酸ストロンチウムの化
学量論的組成からの酸素の過不足をδで示したとき、組
成式SrTiO3 ±δで示され、δが0.020 以下である
焼成体を得ることを特徴とするものである。
In the method for producing a strontium titanate thin film target according to the present invention, the strontium titanate compact is fired in air or oxygen at a temperature of 1200 to 1350 ° C. for 3 to 14 hours to obtain strontium titanate. When the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition is represented by δ, a sintered body represented by the composition formula SrTiO3 ± δ and δ of 0.020 or less is obtained.

【0011】また本発明のチタン酸ストロンチウム薄膜
の成膜方法では、チタン酸ストロンチウムの化学量論的
組成からの酸素の過不足をδで示したとき、組成式Sr
TiO3 ±δで示され、δが0.020 以下であるチタン酸
ストロンチウム薄膜成膜用ターゲットを用いて、酸素を
含む雰囲気中で基板温度200 ℃以下でスパッタリングを
して膜のX線回折パターンの(110)面のピーク強度
が(200)面のピーク強度対比で1/10以上となっ
たチタン酸ストロンチウム薄膜を得ることを特徴とする
ものである。
In the method of forming a strontium titanate thin film according to the present invention, when the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate is represented by δ, the composition formula Sr
Using a strontium titanate thin film deposition target represented by TiO3 ± δ and having a δ of 0.020 or less, sputtering was performed at a substrate temperature of 200 ° C or less in an atmosphere containing oxygen, and the X-ray diffraction pattern (110 The present invention is characterized in that a strontium titanate thin film having a peak intensity of (1) plane which is 1/10 or more of a peak intensity of (200) plane is obtained.

【0012】チタン酸ストロンチウムの化学量論的組成
からの酸素の過不足をδで示したとき、組成式SrTi
O3 ±δで示され、δが0.020 以下としたのは、酸素量
が0.020 よりも過剰に入ると他の介在物が生じるおそれ
がある。また、酸素量が0.020 よりも不足してくると、
酸素不足のために欠陥が生じてきて、比抵抗も低くなっ
てくる。このように酸素量の不足したターゲットを用い
てスパッタリングするときの基板温度が200℃以下で
は比誘電率εの値が30未満となる。基板温度を250
℃としても比誘電率εの値が50にならない。これに比
して、δが0.020 以下とすると、基板温度を200℃以
下でスパッタリングしても比誘電率εが50以上とな
り、200℃から250℃で90から100のεが得ら
れる。
When the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate is represented by δ, the composition formula SrTi
O3 ± δ, where δ is 0.020 or less, may cause other inclusions if the oxygen content is more than 0.020. Also, if the amount of oxygen becomes less than 0.020,
Defects occur due to lack of oxygen, and the specific resistance also decreases. When the substrate temperature is 200 ° C. or less when sputtering is performed using a target having an insufficient amount of oxygen, the value of the relative dielectric constant ε is less than 30. Substrate temperature 250
The value of the relative dielectric constant ε does not become 50 even at ℃. On the other hand, if δ is 0.020 or less, the relative dielectric constant ε becomes 50 or more even when sputtering is performed at a substrate temperature of 200 ° C. or less, and ε of 90 to 100 is obtained from 200 ° C. to 250 ° C.

【0013】焼成温度は1200℃から1350℃、焼
成時間を3時間から14時間とした。焼成温度が高すぎ
ると、チタン酸ストロンチウムの粒成長が起きるととも
に、その中の酸素が放出されて、SrTiO3 の酸素不
足が生じる。焼成時間を長くすると1400℃程度であ
っても粒成長が生じ、酸素不足となる。焼成温度を12
00℃未満にすると焼結が十分に進行しないために密度
が低くなり過ぎる。
The firing temperature was from 1200 ° C. to 1350 ° C., and the firing time was from 3 hours to 14 hours. If the firing temperature is too high, strontium titanate grains grow, and the oxygen in the strontium titanate is released, resulting in SrTiO 3 oxygen deficiency. If the firing time is lengthened, grain growth occurs even at about 1400 ° C., resulting in insufficient oxygen. Firing temperature 12
If the temperature is lower than 00 ° C., the sintering does not proceed sufficiently and the density becomes too low.

【0014】スパッタリング時の基板温度を200℃以
下としているのは、すでに説明したことから明らかなこ
とであるが、MMICなどの場合、200℃を超えた温
度にIC基板を加熱するとICが壊れるためであり、で
きるだけ常温に近い温度であることが望ましい。
The fact that the substrate temperature at the time of sputtering is set to 200 ° C. or less is apparent from the above description. However, in the case of MMIC, etc., if the IC substrate is heated to a temperature exceeding 200 ° C., the IC will be broken. It is desirable that the temperature be as close to room temperature as possible.

【0015】スパッタリングして成膜したSrTiO3
薄膜のX線回折パターンの(110)面/(200)面
のピーク比を1/10以上としている。これは、SrT
iO 3 薄膜は、そのX線回折パターンは(111)面が
最も強く生じ、次に(200)面のピークである。しか
し、比誘電率を大きくするためには、(110)面のピ
ークが生じなければならない。比誘電率が20以下の場
合、(110)面のピークが認められない。比誘電率が
40〜50という値をとるようになってくると、(11
0)面のピークが認められてくる。(110)面/(2
00)面のピーク比が1/10程度になって(110)
面のピークが認められるようになると、比誘電率εも4
0〜50となってくる。
SrTiO deposited by sputteringThree
(110) plane / (200) plane of X-ray diffraction pattern of thin film
Is 1/10 or more. This is SrT
iO ThreeThe X-ray diffraction pattern of the thin film has a (111) plane.
It occurs most strongly, followed by the peak of the (200) plane. Only
However, in order to increase the relative dielectric constant, the peak of the (110) plane must be increased.
Work must occur. When the relative permittivity is 20 or less
In this case, no peak on the (110) plane is observed. Relative permittivity
When it takes a value of 40 to 50, (11
A peak on the 0) plane is observed. (110) face / (2)
The peak ratio of the (00) plane becomes about 1/10 (110)
When the peak of the surface is recognized, the relative dielectric constant ε also becomes 4
It becomes 0-50.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明及び比較例のチタン酸スト
ロンチウム薄膜成膜用ターゲットの作製について述べ
る。市販の純度3Nのチタン酸ストロンチウム水熱合成
粉(粒度0.3μm)を出発原料として、ポリビニルア
ルコールを1%添加してライカイ機を使用して混合造粒
した。32メッシュのフルイを通った粒子を用いて成形
に供した。仮成形は、180mm径の金型を用いて0.
5トン/cm2 の圧力を加えて行い、この仮成形品をC
IPを用いて3トン/cm2 の圧力を加えて本成形を行
った。この成形品を酸素気流中(流量10リットル/
分)1200℃で5時間、続いて1300℃で5時間の
焼成を行って、本発明のチタン酸ストロンチウム薄膜成
膜用ターゲットを得た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The production of a strontium titanate thin film target according to the present invention and a comparative example will be described. Using commercially available strontium titanate hydrothermally synthesized powder having a purity of 3N (particle size: 0.3 μm) as a starting material, 1% of polyvinyl alcohol was added and mixed and granulated using a Raikai machine. The particles passed through a 32 mesh sieve were subjected to molding. The temporary molding is performed using a 180 mm diameter mold.
5 tons / cm 2 of pressure is applied and this temporary molded product is
The main molding was performed by applying a pressure of 3 ton / cm 2 using IP. This molded product is placed in an oxygen stream (flow rate 10 liters /
(Min) Firing at 1200 ° C. for 5 hours and then at 1300 ° C. for 5 hours to obtain a strontium titanate thin film deposition target of the present invention.

【0017】あわせて、同じ様にして得た成形品を酸素
気流中(流量10リットル/分)1200℃で5時間、
続いて1500℃で5時間の焼成を行って、比較例のチ
タン酸ストロンチウム薄膜成膜用ターゲットを得た。
At the same time, the molded article obtained in the same manner was placed in an oxygen stream (flow rate 10 l / min) at 1200 ° C. for 5 hours.
Subsequently, baking was performed at 1500 ° C. for 5 hours to obtain a strontium titanate thin film deposition target of Comparative Example.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】1500℃で焼成した比較例のチタン酸ス
トロンチウム薄膜成膜用ターゲットは焼結密度が高くな
っているが、酸素の過不足δが-0.0245 と大きく化学量
論的組成から外れている。この不足のために、結晶組織
にも異相が含まれているようであり、比抵抗も小さく、
結晶上に生じた欠陥によって電気が流れやすくなってい
た。しかし、1300℃で最終焼成をした本発明のター
ゲットでは、酸素の過不足がなく結晶組織、X線回折の
上からも均一な微結晶となっていて比抵抗も大きい。す
なわち、欠陥のないものであった。
The strontium titanate titanate thin film forming target of the comparative example fired at 1500 ° C. has a high sintering density, but the excess / deficiency δ of oxygen is as large as -0.0245, deviating from the stoichiometric composition. Due to this shortage, it seems that the crystal structure also contains a different phase, the specific resistance is small,
Defects generated on the crystal made it easier for electricity to flow. However, in the target of the present invention which was finally baked at 1300 ° C., there was no excess or deficiency of oxygen, and the crystal structure and the X-ray diffraction showed uniform microcrystals and high specific resistance. That is, there was no defect.

【0020】これらのターゲットを用いて、直径3 イン
チのSiウエハ上にPt/Ti 多層膜を形成したものを基板と
してその基板温度を室温から250℃まで50℃おきに
変えた場合について、RFスパッタリングで200nm
厚さのチタン酸ストロンチウム薄膜を成膜した。スパッ
タリングの雰囲気は、Ar中にO2 を5%、10%、2
0%と変えて行った。
Using these targets, a substrate formed by forming a Pt / Ti multilayer film on a 3-inch diameter Si wafer as a substrate and changing the substrate temperature from room temperature to 250 ° C. at every 50 ° C. At 200nm
A thin strontium titanate thin film was formed. Atmosphere sputtering, the O 2 5% in Ar, 10%, 2
It was changed to 0%.

【0021】ここで成膜したチタン酸ストロンチウム薄
膜のスパッタリング時の基板温度とその薄膜の比誘電率
εの関係を、スパッタリング時の雰囲気の酸素量をパラ
メータとして示しているのが、図1と図3である。ここ
で図1は本発明のターゲットを用いたもので、図3は比
較例のターゲットを用いたものである。
FIG. 1 and FIG. 1 show the relationship between the substrate temperature and the relative dielectric constant ε of the strontium titanate thin film formed at the time of sputtering, using the oxygen amount in the atmosphere at the time of sputtering as a parameter. 3. Here, FIG. 1 uses the target of the present invention, and FIG. 3 uses the target of the comparative example.

【0022】酸素の不足している比較例のターゲットを
用いて成膜したチタン酸ストロンチウム薄膜では、図3
から明らかなように、スパッタリング時の雰囲気中の酸
素量を5%から20%まで増やしても、得られた薄膜の
比誘電率が低く、基板温度が200℃以下では20前後
であり、基板温度を250℃としてやっと40程度の比
誘電率が得られた。このようなターゲットでは、MMI
Cなどに用いる薄膜成膜用には基板温度を250℃以上
に上げる必要がある上、それでも十分な大きさの比誘電
率が得られなかった。
FIG. 3 shows a strontium titanate thin film formed using the target of the comparative example lacking oxygen.
As is clear from the above, even when the amount of oxygen in the atmosphere during sputtering is increased from 5% to 20%, the relative permittivity of the obtained thin film is low, and the substrate temperature is around 20 when the substrate temperature is 200 ° C. or lower. At 250 ° C., a relative dielectric constant of about 40 was finally obtained. In such a target, the MMI
In order to form a thin film used for C and the like, it is necessary to raise the substrate temperature to 250 ° C. or higher, and a sufficient relative dielectric constant could not be obtained.

【0023】それに比して、本発明のターゲットを用い
て成膜したチタン酸ストロンチウム薄膜では、図1に示
されているように、スパッタリング時の雰囲気中の酸素
量が10%でも、基板温度が200℃以下で50前後か
ら70程度までの比誘電率が得られており、雰囲気の酸
素量を20%とすると更に高い比誘電率が得られた。
In contrast, in the strontium titanate thin film formed by using the target of the present invention, as shown in FIG. 1, even when the oxygen amount in the atmosphere at the time of sputtering is 10%, the substrate temperature is low. A relative dielectric constant of about 50 to about 70 was obtained at 200 ° C. or less, and a higher relative dielectric constant was obtained when the oxygen content in the atmosphere was 20%.

【0024】上で成膜したチタン酸ストロンチウム薄膜
のX線回折パターンを図2および図4に示している。こ
こで図2は本発明のターゲットを用いたもので、図4は
比較例のターゲットを用いたものである。これらのX線
回折パターンは、スパッタリング時の雰囲気中の酸素量
を10%として成膜した薄膜について計測した。
FIGS. 2 and 4 show X-ray diffraction patterns of the strontium titanate thin film formed above. Here, FIG. 2 uses the target of the present invention, and FIG. 4 uses the target of the comparative example. These X-ray diffraction patterns were measured for thin films formed with the oxygen content in the atmosphere during sputtering set to 10%.

【0025】図2に示している、本発明のターゲットを
用いて成膜した薄膜では、基板温度が室温から250℃
の間のいずれでも(110)面のピークが生じており、
室温のものであっても(110)面/(200)面のピ
ーク比は0.33となっている。しかし、図4に示して
いる、比較例のターゲットを用いて成膜した薄膜では、
基板温度が室温のものと、150℃のものでは(11
0)面のピークが認められなかった。基板温度が250
℃になってやっと(110)面/(200)面のピーク
比は0.33となっている。
In the thin film formed by using the target of the present invention shown in FIG. 2, the substrate temperature is from room temperature to 250 ° C.
The peak of the (110) plane occurs in any of
Even at room temperature, the peak ratio of the (110) plane / (200) plane is 0.33. However, the thin film formed using the target of the comparative example shown in FIG.
When the substrate temperature is room temperature and when the substrate temperature is 150 ° C., (11
0) No peak on the plane was observed. Substrate temperature 250
The peak ratio of the (110) plane / (200) plane was only 0.33 when the temperature reached ° C.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、チタン
酸ストロンチウムの化学量論的組成からの酸素の過不足
をδで示したとき、組成式SrTiO3 ±δで示され、
δが0.020 以下であるチタン酸ストロンチウム薄膜成膜
用ターゲットを用いて、チタン酸ストロンチウム薄膜を
スパッタリングで成膜した場合、200nmのような薄
膜であっても、その基板温度が200℃以下で、50前
後〜100の比誘電率εが得られる。
As is clear from the above description, when the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate is represented by δ, it is represented by the composition formula SrTiO3 ± δ,
When a strontium titanate thin film is formed by sputtering using a strontium titanate thin film deposition target having a δ of 0.020 or less, even if the thin film has a thickness of 200 nm, the substrate temperature is not more than 50 ° C. A relative dielectric constant ε of around −100 is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のターゲットを用いて成膜したチタン酸
ストロンチウム薄膜のスパッタリング時の基板温度とそ
の薄膜の比誘電率εの関係を、スパッタリング時の雰囲
気の酸素量をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the substrate temperature and the relative dielectric constant ε of a strontium titanate thin film formed by using the target of the present invention at the time of sputtering and the amount of oxygen in the atmosphere at the time of sputtering as a parameter. is there.

【図2】本発明のターゲットを用いて成膜したチタン酸
ストロンチウム薄膜のX線回折パターンを示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing an X-ray diffraction pattern of a strontium titanate thin film formed using the target of the present invention.

【図3】比較例のターゲットを用いて成膜したチタン酸
ストロンチウム薄膜のスパッタリング時の基板温度とそ
の薄膜の比誘電率εの関係を、スパッタリング時の雰囲
気の酸素量をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the substrate temperature and the relative permittivity ε of a strontium titanate thin film formed using the target of the comparative example during sputtering, using the oxygen amount in the atmosphere during sputtering as a parameter. is there.

【図4】比較例のターゲットを用いて成膜したチタン酸
ストロンチウム薄膜のX線回折パターンを示す図であ
る。
FIG. 4 is a view showing an X-ray diffraction pattern of a strontium titanate thin film formed using a target of a comparative example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/31 H01G 4/06 102 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/31 H01G 4/06 102

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チタン酸ストロンチウムの化学量論的組
成からの酸素の過不足をδで示したとき、組成式SrT
iO3 ±δ(なお、SrTiO3 ±δにおいて「3 ±
δ」は、Oの下付け文字である。)で示され、δが0.02
0 以下であることを特徴とするチタン酸ストロンチウム
薄膜成膜用ターゲット。
When the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate is represented by δ, the composition formula SrT
iO3 ± δ (in SrTiO3 ± δ, “3 ±
“δ” is a subscript of O. ) And δ is 0.02
A strontium titanate thin film target for forming a strontium titanate thin film having a thickness of 0 or less.
【請求項2】 チタン酸ストロンチウム成形体を大気中
または酸素中で1200〜1350℃の温度で3〜14時間焼成
して、チタン酸ストロンチウムの化学量論的組成からの
酸素の過不足をδで示したとき、組成式SrTiO3 ±
δで示され、δが0.020 以下である焼成体を得ることを
特徴とするチタン酸ストロンチウム薄膜成膜用ターゲッ
トの製造方法。
2. The strontium titanate compact is fired in air or oxygen at a temperature of 1200 to 1350 ° C. for 3 to 14 hours to determine the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate by δ. When shown, the composition formula SrTiO3 ±
A method for producing a target for forming a strontium titanate thin film, characterized by obtaining a fired body represented by δ and having δ of 0.020 or less.
【請求項3】 チタン酸ストロンチウムの化学量論的組
成からの酸素の過不足をδで示したとき、組成式SrT
iO3 ±δで示され、δが0.020 以下であるチタン酸ス
トロンチウム薄膜成膜用ターゲットを用いて、酸素を含
む雰囲気中で基板温度200 ℃以下でスパッタリングをし
て膜のX線回折パターンの(110)面のピーク強度が
(200)面のピーク強度対比で1/10以上となった
チタン酸ストロンチウム薄膜を得ることを特徴とするチ
タン酸ストロンチウム薄膜の成膜方法。
3. When the excess or deficiency of oxygen from the stoichiometric composition of strontium titanate is represented by δ, the composition formula SrT
Using a strontium titanate thin film deposition target represented by iO3 ± δ and δ of 0.020 or less, sputtering was performed at a substrate temperature of 200 ° C. or less in an atmosphere containing oxygen, and the X-ray diffraction pattern (110 A method for forming a strontium titanate thin film, characterized in that a strontium titanate thin film having a peak intensity of 1/10 or more of the peak intensity of the (200) plane is obtained.
JP9320758A 1997-11-21 1997-11-21 Target for forming strontium titanate thin coating, its production and formation of strontium titanate thin coating Pending JPH11158611A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1727162A3 (en) * 2005-05-23 2006-12-27 Fujitsu Limited Electronic circuit device and manufacturing method

Cited By (2)

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EP1727162A3 (en) * 2005-05-23 2006-12-27 Fujitsu Limited Electronic circuit device and manufacturing method
US7570149B2 (en) 2005-05-23 2009-08-04 Fujitsu Limited Electronic circuit device including electric element and varistor on substrate and its manufacture method

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