JPH1192937A - Synthesizing method of plzt thin film - Google Patents
Synthesizing method of plzt thin filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、有機金属原料を
用いる化学気相成長法によってPLZT系薄膜を合成す
る方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for synthesizing a PLZT thin film by a chemical vapor deposition method using an organic metal material.
【0002】[0002]
【従来の技術】PLZT〔(Pb,La)(Zr,T
i)O3 〕強誘電体薄膜は、PbTiO3 、PZT〔P
b(Zr,Ti)O3 〕、などの他のPZT系強誘電体
薄膜と同様に、その焦電性、圧電性、強誘電性、電気光
学効果などを利用して多方面で実用化されている。この
PLZT強誘電体薄膜を製造する手法として、近年、M
OCVD(Metalorganic Chemica
l Vapor Deposition)法を採用する
試みがなされている。2. Description of the Related Art PLZT [(Pb, La) (Zr, T
i) O 3 ] ferroelectric thin film is made of PbTiO 3 , PZT [P
Like other PZT-based ferroelectric thin films such as b (Zr, Ti) O 3 ], it has been put to practical use in various fields by utilizing its pyroelectricity, piezoelectricity, ferroelectricity, electro-optic effect and the like. ing. Recently, as a method of manufacturing this PLZT ferroelectric thin film,
OCVD (Metalorganic Chemical)
Attempts have been made to adopt the 1 Vapor Deposition method.
【0003】前記MOCVD法は、原料となる有機金属
化合物を全て気体分子として反応室に送り込み、化学反
応によって基板上に薄膜を体積させる技術である。PL
ZT強誘電体薄膜などのように、多元素を含む酸化膜を
合成する場合、MOCVD法は、スパッタ法やレーザー
アブレッション法などの物理的成膜法とは異なり、酸素
分圧を任意に選ぶことができるとともに、高エネルギー
粒子を含まず、きわめてマイルドな条件での成膜が可能
である。また、スパッタ法やレーザーアブレーション法
などの堆積法に比べて堆積速度が大きいといった特長が
ある。[0003] The MOCVD method is a technique in which an organic metal compound as a raw material is sent as gas molecules to a reaction chamber, and a thin film is deposited on a substrate by a chemical reaction. PL
When synthesizing an oxide film containing multiple elements such as a ZT ferroelectric thin film, the MOCVD method is different from a physical film forming method such as a sputtering method or a laser ablation method, and an oxygen partial pressure is arbitrarily selected. It is possible to form a film under extremely mild conditions without containing high energy particles. Another feature is that the deposition rate is higher than that of a deposition method such as a sputtering method or a laser ablation method.
【0004】ところで、PLZT系薄膜は、それを構成
するPb、La、Zr、Tiをそれぞれ含む4つの有機
金属原料を出発原料(ソース原料)とする必要があり、
従来一般的なPLZT系薄膜をMOCVD法で合成する
とき、下記表1に示した組合せで行っていた。Incidentally, a PLZT-based thin film needs to use, as starting materials (source materials), four organometallic materials each containing Pb, La, Zr, and Ti constituting the thin film.
Conventionally, when a general PLZT-based thin film is synthesized by the MOCVD method, the combination is performed as shown in Table 1 below.
【0005】[0005]
【表1】 [Table 1]
【0006】PLZT系薄膜の合成温度は、一般に50
0〜700℃とされているが、この温度範囲で気相中の
核生成反応が起こる原料を含んでいる場合、核生成によ
って発生した異物が膜中に混入してしまい、良質のPL
ZT系薄膜を合成することができない。The synthesis temperature of a PLZT-based thin film is generally 50
Although the temperature is set to 0 to 700 ° C., when a raw material that causes a nucleation reaction in the gas phase in this temperature range is included, foreign matter generated by nucleation is mixed into the film, and a high quality PL is formed.
ZT-based thin films cannot be synthesized.
【0007】ここで、核生成反応について簡単に説明す
ると、有機金属原料ガスが基板に到達する前に、基板の
輻射熱によって気相中で分解(反応)してしまい、酸化
物の核(粉体)が生成してしまう現象を「気相中の核生
成反応」という。本来は、原料ガスが基板表面に到達、
反応して、膜が成長していくのであるが、気相中の核生
成反応が起きると、その酸化物の核が膜中に混入してし
まって著しく膜質を劣化させることになる。Here, the nucleation reaction will be briefly described. Before the organometallic raw material gas reaches the substrate, it is decomposed (reacted) in the gas phase by the radiant heat of the substrate, and the oxide nucleus (powder) is formed. ) Is called a "nucleation reaction in the gas phase". Originally, the source gas reaches the substrate surface,
The film grows by the reaction, but when a nucleation reaction occurs in the gas phase, the nucleus of the oxide is mixed into the film and the quality of the film is significantly deteriorated.
【0008】前記核生成反応については、例えば、「エ
レクトロニク・セラミクス」1993年7月号第49〜
54頁の特集記事「CVD法による薄膜の製造技術」に
おいて報告され、特に、その第51頁右欄第6行〜第5
2頁左欄第10行および表2には、Zrの原料として用
いるZr(t−OC4 H9 )4 は、気相中の核生成反応
が起こり、良質PLZT系薄膜を形成できないとされて
いる。The nucleation reaction is described, for example, in "Electronic Ceramics", July 1993, No. 49-
It is reported in a special article on page 54, "Techniques for manufacturing thin films by the CVD method", and in particular, on page 51, right column, lines 6 to 5
The 2, left column line 10 and Table 2, Zr (t-OC 4 H 9) 4 is used as a raw material for Zr takes place nucleation reactions in the gas phase, it is not able to form a good quality PLZT-based thin film I have.
【0009】したがって、従来においては、前記表1の
4つの組合せのうち、dの組合せで行われているのが現
状である。しかしながら、量産を目的とする基板の大面
積化への移行において、基板からの輻射熱の増大によ
り、従来、核生成反応が起きないとされていたTiの原
料として用いるTi(i−OC3 H7 )4 においても、
前記核生成反応が起こることがわかり、問題となってい
る。[0009] Therefore, in the prior art, of the four combinations shown in Table 1 above, the combination is d at present. However, in the shift to a large-sized substrate for mass production, Ti (i-OC 3 H 7) used as a Ti raw material, which has conventionally been considered not to cause a nucleation reaction due to an increase in radiation heat from the substrate. 4 )
It has been found that the nucleation reaction occurs, which is problematic.
【0010】また、PLZT系薄膜の合成を行う場合、
段差被覆性(Step Coverage)が問題とな
る。この段差被覆性とは、例えば図7(A)に示すよう
な段差部分1を、同図(B)に示すように被膜2で覆う
場合、被膜2の最も厚い部分の厚さdmax に対する最も
薄い部分の厚さdmim の割合、すなわち、(dmim /d
max )×100(%)のことで、通常、dmax は、段差
部分1の平面部分を覆う厚さであり、dmim は段差部分
1の垂直な側面を覆う厚さとなり、この段差被覆性が大
きいほど好ましい。When a PLZT-based thin film is synthesized,
The step coverage is a problem. And the step coverage, for example, when the step portion 1 as shown in FIG. 7 (A), covered with a coating 2 as shown in FIG. (B), the most to the thickness d max of the thickest portion of the film 2 The ratio of the thickness d mim of the thin portion, that is, (d mim / d
max ) × 100 (%), usually, d max is the thickness covering the plane portion of the step portion 1, and d mim is the thickness covering the vertical side surface of the step portion 1. The larger the value, the better.
【0011】ところで、上述したように、PLZT系薄
膜の合成温度は、一般に、500〜700℃とされてい
るが、この温度は、PLZT系薄膜の結晶成長温度であ
って、La添加量およびZr置換量の増加に伴い、前記
合成温度はより高温になっていくことが知られている。As described above, the synthesis temperature of the PLZT-based thin film is generally set at 500 to 700 ° C., but this temperature is the crystal growth temperature of the PLZT-based thin film. It is known that the synthesis temperature becomes higher as the substitution amount increases.
【0012】そして、一般的に、大きな段差被覆性の被
膜を得るためには、例えば図6に示すように、原料供給
律速よりも表面反応律速の温度領域で合成することがよ
り好ましいとされている。また、(Pb1-y Lay )
(Zrx Ti1-x )1-y/4 O3(y=0.15、x=
0.45)の合成温度は650℃以上とされているが、
表1に示した従来の原料の組合せb,c,dにおける段
差被覆性は、それぞれ70%、70%、53%であり、
実用レベルの80%をクリアしていない。In general, in order to obtain a film having a large step coverage, it is more preferable to synthesize in a temperature range where the surface reaction is controlled more than the material supply is controlled as shown in FIG. 6, for example. I have. Also, (Pb 1-y La y )
(Zr x Ti 1-x ) 1-y / 4 O 3 (y = 0.15, x =
Although the synthesis temperature of 0.45) is 650 ° C. or higher,
The step coverage in the conventional raw material combinations b, c, and d shown in Table 1 was 70%, 70%, and 53%, respectively.
It has not cleared 80% of the practical level.
【0013】これに対して、比較的大きな段差被覆性が
得られる温度領域(表面反応律速領域)まで合成温度を
低温にして成膜する方法が試みられている。しかしなが
ら、この温度領域ではPLZT系薄膜は十分に結晶化が
進まないため、ポストアニール(熱処理)が必要になり
(ポストアニールをしないと、特性が劣化した膜とな
る)、工程がそれだけ増加する。このようなことは、特
に、La量、Zr量が多い領域で問題となる。On the other hand, there has been attempted a method of forming a film at a low synthesis temperature up to a temperature region (surface reaction rate-determining region) where a relatively large step coverage can be obtained. However, in this temperature region, the PLZT-based thin film does not sufficiently crystallize, so that post-annealing (heat treatment) is required (the film will have deteriorated characteristics without post-annealing), and the number of steps will increase accordingly. Such a problem becomes a problem particularly in a region where the amount of La and the amount of Zr are large.
【0014】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、大面積であっても良質のPLZ
T系薄膜を確実に合成することができるPLZT系薄膜
の合成方法を提供することである。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and an object thereof is to provide a high-quality PLZ even in a large area.
An object of the present invention is to provide a method for synthesizing a PLZT-based thin film that can reliably synthesize a T-based thin film.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、MOCVD法によってPLZT系薄
膜を合成する方法において、前記PLZT系薄膜を構成
するPb、La、Zr、Tiをそれぞれ含む有機金属原
料が気相中で核生成反応を起こさず、しかも、段差被覆
性に優れた原料を用いるようにしている。According to the present invention, there is provided a method for synthesizing a PLZT-based thin film by MOCVD, comprising the steps of: forming an organic material containing Pb, La, Zr, and Ti constituting the PLZT-based thin film; A metal raw material does not cause a nucleation reaction in the gas phase, and a raw material excellent in step coverage is used.
【0016】より具体的には、Pb原料としてPb(C
2 H5 )4 を、La原料としてLa(C11H19O2 )3
を、Zr原料としてZr(C11H19O2 )4 を、Ti原
料としてTi(C11H19O2 )2 (OCH3 )2 をそれ
ぞれ用い、500℃以上の温度条件でPLZT系薄膜を
合成している。More specifically, Pb (C
2 H 5) 4 and, La material as La (C 11 H 19 O 2 ) 3
And Zr (C 11 H 19 O 2 ) 4 as a Zr raw material and Ti (C 11 H 19 O 2 ) 2 (OCH 3 ) 2 as a Ti raw material, respectively. Combined.
【0017】上記PLZT系薄膜の合成方法によれば、
PLZT系薄膜中に異物が混入することがなくなり、良
質な膜を大量に合成することができる。According to the method for synthesizing a PLZT-based thin film,
No foreign matter is mixed into the PLZT-based thin film, and a high-quality film can be synthesized in a large amount.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施例
を、図を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】〔実施例1〕まず、種々のTi原料を用い
て合成温度250〜700℃で直径6インチのSi基板
の表面に、TiO2 膜を成膜して、核生成反応の有無を
調べ、アスペクト比0.5以上のパターン上に成膜して
段差被覆性を測定した。ここで用いたTi原料は、T
i(i−OC3 H7 )4 、Ti(C11H19O2 )
2 (i−OC3H7 )2 、Ti(C11H19O2 )2 C
l2 、Ti(C11H19O2 )2 (OCH3 )2 であ
る。Example 1 First, a TiO 2 film was formed on the surface of a 6-inch diameter Si substrate at a synthesis temperature of 250 to 700 ° C. using various Ti raw materials, and the presence or absence of a nucleation reaction was examined. A film was formed on a pattern having an aspect ratio of 0.5 or more, and the step coverage was measured. The Ti raw material used here is T
i (i-OC 3 H 7 ) 4, Ti (C 11 H 19 O 2)
2 (i-OC 3 H 7 ) 2, Ti (C 11 H 19 O 2) 2 C
l 2 , Ti (C 11 H 19 O 2 ) 2 (OCH 3 ) 2 .
【0020】そして、図1は、各種Ti原料からのTi
O2 膜の堆積速度と基板温度との関係を示すもので、図
中の番号〜は、前記Ti原料にそれぞれ対応してい
る。この図から、番号で示すTi(i−OC3 H7 )
4 が500℃以上の合成温度で気相中の核生成反応を起
こすことがわかった。また、これらの段差被覆性も調べ
た。下記表2は、各種Ti原料の核生成反応の有無およ
び段差被覆性の測定結果を示すものである。この表2に
おける番号〜は、前記図1中の番号〜と符合し
ている。FIG. 1 shows Ti from various Ti raw materials.
It shows the relationship between the deposition rate of the O 2 film and the substrate temperature, and the numbers in the figure correspond to the Ti raw materials, respectively. From this figure, Ti (i-OC 3 H 7 ) indicated by a number
4 was found to cause nucleation reaction in the gas phase at a synthesis temperature of more than 500 ° C.. The step coverage of these steps was also examined. Table 2 below shows the presence or absence of a nucleation reaction of various Ti raw materials and the measurement results of the step coverage. The numbers in Table 2 correspond to the numbers in FIG.
【0021】[0021]
【表2】 [Table 2]
【0022】上記表2から、Ti(C11H19O2 )
2 (OCH3 )2 は、核生成反応が起こらず、段差被覆
性に優れこれが実用レベルである80%以上に達してい
ることがわかった。From Table 2 above, it can be seen that Ti (C 11 H 19 O 2 )
It was found that 2 (OCH 3 ) 2 did not cause a nucleation reaction and was excellent in step coverage, which reached a practical level of 80% or more.
【0023】そして、Zr、Pb、Laの各原料につい
ても、上記Ti原料と同様の比較実験を行った。すなわ
ち、Zr原料としては、Zr(C11H19O2 )4 、
Zr(t−OC4 H9 )4 、を、Pb原料としては、
Pb(C2 H5 )4 、Pb(C11H19O2 )2 を、L
a原料としては、La(C11H19O2 )3 をそれぞれ
用い、合成温度250〜700℃で直径6インチのSi
基板の表面に、ZrO2 膜、PbO膜、La2 O3 膜を
成膜して、核生成反応の有無を調べ、アスペクト比0.
5以上のパターン上に成膜して段差被覆性を測定した。A comparative experiment was carried out for each of the raw materials Zr, Pb and La in the same manner as for the Ti raw material. That is, as the Zr raw material, Zr (C 11 H 19 O 2 ) 4 ,
Zr (t-OC 4 H 9 ) 4 , as a Pb raw material,
Pb (C 2 H 5 ) 4 and Pb (C 11 H 19 O 2 ) 2 are converted to L
a) As a raw material, La (C 11 H 19 O 2 ) 3 was used, and a 6-inch diameter Si was used at a synthesis temperature of 250 to 700 ° C.
A ZrO 2 film, a PbO film, and a La 2 O 3 film are formed on the surface of the substrate, and the presence or absence of a nucleation reaction is examined.
Films were formed on five or more patterns, and the step coverage was measured.
【0024】図2は、各種Zr原料からのZrO2 膜の
堆積速度と基板温度との関係を示すものであり、図3
は、各種Pb原料からのPbO膜およびLa原料からの
La2O3 膜の堆積速度と基板温度との関係を示すもの
である。また、下記表3〜表5は、各種Zr原料、各種
Pb原料およびLa原料の核生成反応の有無および段差
被覆性の測定結果を示すものである。これらの表3〜表
5における番号〜は、前記図2および図3中の番号
〜と符合している。FIG. 2 shows the relationship between the deposition rate of the ZrO 2 film from various Zr raw materials and the substrate temperature.
Shows the relationship between the deposition rate of the PbO film from various Pb materials and the deposition rate of the La 2 O 3 film from the La material and the substrate temperature. In addition, Tables 3 to 5 below show the presence or absence of a nucleation reaction of various Zr raw materials, various Pb raw materials, and La raw materials, and measurement results of step coverage. The numbers in Tables 3 to 5 correspond to the numbers in FIGS. 2 and 3.
【0025】[0025]
【表3】 [Table 3]
【0026】[0026]
【表4】 [Table 4]
【0027】[0027]
【表5】 [Table 5]
【0028】以上の測定結果から、Zr原料としてZr
(C11H19O2 )4 が、Pb原料としてPb(C
2 H5 )4 が、La原料としてLa(C11H19O2 )3
が最適であることがわかった。From the above measurement results, Zr raw material was Zr.
(C 11 H 19 O 2 ) 4 becomes Pb (C
2 H 5 ) 4 is used as La (C 11 H 19 O 2 ) 3
Was found to be optimal.
【0029】そこで、Pb原料としてPb(C2 H5 )
4 を、La原料としてLa(C11H19O2 )3 を、Zr
原料としてZr(C11H19O2 )4 を、Ti原料として
Ti(C11H19O2 )2 (OCH3 )2 をそれぞれ用い
て、PLZT系薄膜を合成した。この実施例のPLZT
系薄膜と比較するため、Pb原料としてPb(C
2 H5 )4 を、La原料としてLa(C11H19O2 )3
を、Zr原料としてZr(t−OC4 H9 )4 を、Ti
原料としてTi(i−OC3 H7 )4 をそれぞれ用いて
構成したPLZT系薄膜を合成した。Therefore, Pb (C 2 H 5 )
4 as La material, La (C 11 H 19 O 2 ) 3 as Zr
A PLZT-based thin film was synthesized using Zr (C 11 H 19 O 2 ) 4 as a raw material and Ti (C 11 H 19 O 2 ) 2 (OCH 3 ) 2 as a Ti raw material. PLZT of this embodiment
Pb (C
2 H 5) 4 and, La material as La (C 11 H 19 O 2 ) 3
, Zr (t-OC 4 H 9 ) 4 as a Zr raw material, Ti
Material as Ti (i-OC 3 H 7 ) 4 was synthesized PLZT-based thin film was formed using respectively.
【0030】下記表6は、前記実施例のPLZT系薄膜
(表中では、符合Iで示す)と、比較例のPLZT系薄
膜(表中では、符合IIで示す)の合成結果を示してい
る。Table 6 below shows the results of the synthesis of the PLZT-based thin film of the above-described embodiment (indicated by the symbol I in the table) and the PLZT-based thin film of the comparative example (indicated by the symbol II in the table). .
【0031】[0031]
【表6】 [Table 6]
【0032】上記表6から、この実施例のPLZT系薄
膜は、非常に好ましい特性を備えていることがわかる。
すなわち、PLZT系薄膜を構成するPb、La、Z
r、Tiをそれぞれ含む有機金属原料が気相中で核生成
反応を起こさず、しかも、段差被覆性に優れた原料を用
いることにより、また、合成温度を500℃以上とする
ことにより、大面積であっても良質のPLZT系薄膜を
合成することができ、したがって、赤外線を検出する焦
電型赤外線薄膜素子などのセンサデバイスや各種メモリ
の量産が可能になった。From Table 6 above, it can be seen that the PLZT-based thin film of this example has very favorable characteristics.
That is, Pb, La, Z constituting the PLZT thin film
The organometallic raw materials containing r and Ti do not cause a nucleation reaction in the gas phase, and by using raw materials having excellent step coverage, and by setting the synthesis temperature to 500 ° C. or higher, a large area can be obtained. Even in this case, a high-quality PLZT-based thin film can be synthesized, and therefore, mass production of sensor devices such as a pyroelectric infrared thin film element for detecting infrared rays and various memories has become possible.
【0033】次に、成膜時の圧力を種々変えたときにお
ける膜の堆積速度と基板温度との関係、および、PLZ
T系薄膜の組成と合成条件と段差被覆性について調べ
た、これを実施例2として説明する。Next, the relationship between the deposition rate of the film and the substrate temperature when the pressure during film formation was variously changed, and the PLZ
The composition, synthesis conditions, and step coverage of the T-based thin film were examined. This will be described as Example 2.
【0034】〔実施例2〕Ti原料としてのTi(C11
H19O2 )2 (OCH3 )2 を用いて、で、成膜時の圧
力を種々変化させて、直径6インチのSi基板上にTi
O2 を成膜した。Example 2 Ti (C 11
Using H 19 O 2 ) 2 (OCH 3 ) 2 , the pressure at the time of film formation was changed variously, and Ti was formed on a Si substrate having a diameter of 6 inches.
O 2 was deposited.
【0035】図4は、この発明で用いるTi(C11H19
O2 )2 (OCH3 )2 からTiO 2 膜を成膜するとき
における堆積速度と基板温度との関係を示すもので、こ
の図から、成膜時の圧力をより小さくすることにより、
表面反応律速領域を高温側にシフトさせることができる
ことがわかる。すなわち、成膜時の圧力が10Torr
のときよりも、5Torrまたは1Torrにしたとき
の方が良好になっている。このことは、Pb(C
2 H5 )4 、La(C11H19O2 )3 、Zr(C11H19
O2 )4 を用いて、それぞれPbO膜、La2 O3 膜、
ZrO2 膜を成膜するときも同様であり、図5は、この
発明で用いるPb(C2 H5 )4 からPbO膜を成膜す
るときにおける合成温度と堆積温度との関係を示してい
る。FIG. 4 shows Ti (C) used in the present invention.11H19
OTwo)Two(OCHThree)TwoFrom TiO TwoWhen forming a film
It shows the relationship between deposition rate and substrate temperature at
According to the figure, by reducing the pressure during film formation,
The surface reaction rate-limiting region can be shifted to higher temperatures
You can see that. That is, the pressure during film formation is 10 Torr.
5 Torr or 1 Torr than when
Is better. This means that Pb (C
TwoHFive)Four, La (C11H19OTwo)Three, Zr (C11H19
OTwo)FourTo form a PbO film and La, respectively.TwoOThreefilm,
ZrOTwoThe same is true when a film is formed, and FIG.
Pb (C used in the inventionTwoHFive)FourA PbO film from
The relationship between the synthesis temperature and the deposition temperature
You.
【0036】次に、PLZT系薄膜の組成および合成条
件(合成温度、成膜時の圧力)を種々変えたときにおけ
る段差被覆性を調べたところ、下記表7に示すような結
果が得られた。なお、温度は、PLZT系薄膜の合成温
度として好ましい500〜700℃とし、段差被覆性
は、アスペクト比0.5のパターン上に成膜して測定し
た。Next, when the composition of the PLZT-based thin film and the synthesis conditions (synthesis temperature, pressure during film formation) were variously changed, the step coverage was examined. The results shown in Table 7 below were obtained. . The temperature was set to 500 to 700 ° C., which is preferable as the synthesis temperature of the PLZT-based thin film, and the step coverage was measured by forming a film on a pattern having an aspect ratio of 0.5.
【0037】[0037]
【表7】 [Table 7]
【0038】上記表7から、合成温度が同じである場
合、成膜時の圧力が低いほどより優れた段差被覆性が得
られることがわかる。特に、成膜時の圧力を1Torr
またはこれ以下とした場合、段差被覆性の優れたPLZ
T系薄膜を得ることができる。このように、成膜時の圧
力をより減圧にすることにより、PLZT系薄膜の結晶
成長温度で段差被覆性の良好な成膜を行うことができる
ようになった。これにより、ポストアニールなしで特性
の優れたPLZT系薄膜を合成することができ、従来に
比べてより簡単にPLZT系薄膜を合成できるようにな
った。From Table 7 above, it can be seen that, at the same synthesis temperature, the lower the pressure during film formation, the more excellent step coverage can be obtained. In particular, the pressure during film formation is 1 Torr
Or less than this, PLZ with excellent step coverage
A T-based thin film can be obtained. As described above, by reducing the pressure at the time of film formation, a film with good step coverage can be formed at the crystal growth temperature of the PLZT-based thin film. Thus, a PLZT-based thin film having excellent characteristics can be synthesized without post-annealing, and a PLZT-based thin film can be synthesized more easily than in the past.
【0039】[0039]
【発明の効果】この発明では、MOCVD法によってP
LZT系薄膜を合成する方法において、前記PLZT系
薄膜を構成するPb、La、Zr、Tiをそれぞれ含む
有機金属原料が気相中で核生成反応を起こさず、しか
も、段差被覆性に優れた原料を用いるようにしているの
で、PLZT系薄膜中に異物が混入することがなくな
り、良質な膜を大量に合成することができる。したがっ
て、PLZT系薄膜を用いた各種センサデバイスや各種
メモリを量産することができる。As described above, according to the present invention, P
In the method for synthesizing an LZT-based thin film, the organometallic material comprising Pb, La, Zr, and Ti constituting the PLZT-based thin film does not cause a nucleation reaction in a gas phase and has excellent step coverage. Since foreign materials are not used in the PLZT-based thin film, a high-quality film can be synthesized in large quantities. Therefore, various sensor devices and various memories using the PLZT-based thin film can be mass-produced.
【図1】各種Ti原料からのTiO2 膜の堆積速度と基
板温度との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a deposition rate of a TiO 2 film from various Ti raw materials and a substrate temperature.
【図2】各種Zr原料からのZrO2 膜の堆積速度と基
板温度との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a deposition rate of a ZrO 2 film from various Zr raw materials and a substrate temperature.
【図3】各種Pb原料からのPbO膜およびLa原料か
らのLa2 O3 膜の堆積速度と基板温度との関係を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a deposition rate of a PbO film from various Pb raw materials and a deposition rate of a La 2 O 3 film from a La raw material and a substrate temperature.
【図4】この発明で用いるTi(C11H19O2 )2 (O
CH3 )2 からTiO2 膜を成膜するときの反応器圧力
を変えたときにおける堆積速度と基板温度との関係を示
す図である。FIG. 4 shows Ti (C 11 H 19 O 2 ) 2 (O
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a deposition rate and a substrate temperature when changing a reactor pressure when a TiO 2 film is formed from CH 3 ) 2 .
【図5】この発明で用いるPb(C2 H5 )4 からPb
O膜を成膜するときの反応器圧力を変えたときにおける
合成温度と堆積温度との関係を示す図である。FIG. 5 shows Pb (C 2 H 5 ) 4 to Pb used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a synthesis temperature and a deposition temperature when a reactor pressure when an O film is formed is changed.
【図6】一般的な薄膜の堆積速度と合成温度との関係を
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a general deposition rate of a thin film and a synthesis temperature.
【図7】段差被覆性を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining step coverage.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 勝彦 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 松本 浩一 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Katsuhiko Tomita, the inventor, 2nd Higashi-cho, Kichijoin-miya, Kyoto, Kyoto, Japan Inside the Horiba Seisakusho Co., Ltd. HORIBA, Ltd.
Claims (3)
合成する方法において、前記PLZT系薄膜を構成する
Pb、La、Zr、Tiをそれぞれ含む有機金属原料が
気相中で核生成反応を起こさず、しかも、段差被覆性に
優れた原料を用いることを特徴とするPLZT系薄膜の
合成方法。1. A method for synthesizing a PLZT-based thin film by MOCVD, wherein an organometallic raw material containing Pb, La, Zr, and Ti constituting the PLZT-based thin film does not cause a nucleation reaction in a gas phase, and A method for synthesizing a PLZT-based thin film, comprising using a raw material having excellent step coverage.
La原料としてLa(C11H19O2 )3 を、Zr原料と
してZr(C11H19O2 )4 を、Ti原料としてTi
(C11H19O2 )2 (OCH3 )2 をそれぞれ用い、5
00℃以上の温度条件で合成する請求項1に記載のPL
ZT系薄膜の合成方法。2. Pb (C 2 H 5 ) 4 as a Pb raw material;
La (C 11 H 19 O 2 ) 3 as a La raw material, Zr (C 11 H 19 O 2 ) 4 as a Zr raw material, and Ti as a Ti raw material
(C 11 H 19 O 2 ) 2 (OCH 3 ) 2
The PL according to claim 1, which is synthesized under a temperature condition of 00 ° C or higher.
A method for synthesizing a ZT-based thin film.
求項2に記載のPLZT系薄膜の合成方法。3. The method for synthesizing a PLZT-based thin film according to claim 2, wherein the pressure at the time of film formation is 5 Torr or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27204797A JPH1192937A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Synthesizing method of plzt thin film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27204797A JPH1192937A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Synthesizing method of plzt thin film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1192937A true JPH1192937A (en) | 1999-04-06 |
Family
ID=17508377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27204797A Pending JPH1192937A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Synthesizing method of plzt thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1192937A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100438769B1 (en) * | 1997-12-09 | 2004-12-17 | 삼성전자주식회사 | Method for forming metal oxide thin film of semiconductor device by cvd method and capacitor forming method using the same to embody high capacitance |
WO2006045885A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Asm International N.V. | Method of depositing lead containing oxides films |
US8471049B2 (en) | 2008-12-10 | 2013-06-25 | Air Product And Chemicals, Inc. | Precursors for depositing group 4 metal-containing films |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP27204797A patent/JPH1192937A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100438769B1 (en) * | 1997-12-09 | 2004-12-17 | 삼성전자주식회사 | Method for forming metal oxide thin film of semiconductor device by cvd method and capacitor forming method using the same to embody high capacitance |
WO2006045885A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Asm International N.V. | Method of depositing lead containing oxides films |
US8471049B2 (en) | 2008-12-10 | 2013-06-25 | Air Product And Chemicals, Inc. | Precursors for depositing group 4 metal-containing films |
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