JPS5892205A - 薄膜キヤパシタ - Google Patents
薄膜キヤパシタInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
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- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明の分野
本発明は薄膜キャパシタに係り、更に具体的に云えば、
非晶質チタン酸塩を希ガス・イオンでイオン注入するこ
とにより得られた誘電体被膜を含むキャパシタに係る。
非晶質チタン酸塩を希ガス・イオンでイオン注入するこ
とにより得られた誘電体被膜を含むキャパシタに係る。
先行技術
従来に於て、高誘電率のチタン酸塩の被膜は、高温によ
る付着又は付着後の熱処理のいずれかによって形成され
ている。しかしながら、それらの製造技術は、長時間に
亘る加熱を含み、その結果被膜の組成の変１じ及びキャ
パシタンスの低下を生じ得る。
る付着又は付着後の熱処理のいずれかによって形成され
ている。しかしながら、それらの製造技術は、長時間に
亘る加熱を含み、その結果被膜の組成の変１じ及びキャ
パシタンスの低下を生じ得る。
米国特許第４１１９５５４号は、アルカリ金属酸１ヒ物
を加えることにより基本的三元組成物の誘電率を増加さ
せることを開示している。
を加えることにより基本的三元組成物の誘電率を増加さ
せることを開示している。
米国特許第３９７６５１１号は、イオン衝撃を用いた集
積回路の形成について開示している。
積回路の形成について開示している。
米国特許第３７２３８３８号及び第５Ｂ４７６５８号は
各々、窒素をドープされたベータ・タンタルのＮ膜キャ
パノタについて開示している。
各々、窒素をドープされたベータ・タンタルのＮ膜キャ
パノタについて開示している。
しかしながら、これらの従来技術はいずれも、希ガス・
イオンのイオン注入によりチタン酸塩の被膜の誘電率を
増ＪＪ（Ｉさせることについては何ら提案していない。
イオンのイオン注入によりチタン酸塩の被膜の誘電率を
増ＪＪ（Ｉさせることについては何ら提案していない。
本発明の要旨
本発明に於ては、非晶質チタン酸塩の被膜に希ガス・イ
オンがイオン注入される。それによって、チタン酸塩の
誘電率が増加される。その結果得られた薄膜は、２つの
電極間に配置されて、キャパシタを形成する。
オンがイオン注入される。それによって、チタン酸塩の
誘電率が増加される。その結果得られた薄膜は、２つの
電極間に配置されて、キャパシタを形成する。
本発明に於て用いられるチタン酸塩は、例えば、カルシ
ウム、バリウム、ストロンチウム、鉛及びジルコニウム
のチタン酸塩、並びにジルコン酸チタン酸鉛（１ｅａｄ
ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ −Ｐ Ｚ
Ｔ ）及びジルコン酸−ランタン変性チタン酸鉛（ｌｅ
ａｄｚｉｒｃｏｎａＬｅ−１ａｎｔｈａｎｕｍ ｍｏ
ｄｉｆｉｅｄ ｔｉｔａｎａｔｅ−ＰＺＬＴ ）等で
ある。イオン注入される前は、これらの材料は非晶質の
状態である。薄膜キャパシタを製造するには、始めにチ
タン酸塩の被膜が基板電極上に配置される。上記被膜の
厚さは約１５０ｎｍのオーダーである。次に、上記被膜
に、希ガス・イオン、即ちヘリウム、ネオン、アルボ／
、クリプトン又はキセノンのイオンを用いて、イオン注
入が施される。一般的には、最も重いイオン種が酸も好
ましい。イオン注入のエネルギは、その非晶質の被膜に
対する最大の損傷が核被膜の厚さの中央及びその周辺に
生じる様に選択される。
ウム、バリウム、ストロンチウム、鉛及びジルコニウム
のチタン酸塩、並びにジルコン酸チタン酸鉛（１ｅａｄ
ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ −Ｐ Ｚ
Ｔ ）及びジルコン酸−ランタン変性チタン酸鉛（ｌｅ
ａｄｚｉｒｃｏｎａＬｅ−１ａｎｔｈａｎｕｍ ｍｏ
ｄｉｆｉｅｄ ｔｉｔａｎａｔｅ−ＰＺＬＴ ）等で
ある。イオン注入される前は、これらの材料は非晶質の
状態である。薄膜キャパシタを製造するには、始めにチ
タン酸塩の被膜が基板電極上に配置される。上記被膜の
厚さは約１５０ｎｍのオーダーである。次に、上記被膜
に、希ガス・イオン、即ちヘリウム、ネオン、アルボ／
、クリプトン又はキセノンのイオンを用いて、イオン注
入が施される。一般的には、最も重いイオン種が酸も好
ましい。イオン注入のエネルギは、その非晶質の被膜に
対する最大の損傷が核被膜の厚さの中央及びその周辺に
生じる様に選択される。
比較的厚い被膜の場合には、複数のエネルギによるイオ
ン注入が必要とされ得る３、イオン注入技術自体は従来
に於て周知である。
ン注入が必要とされ得る３、イオン注入技術自体は従来
に於て周知である。
イオン注入は、衝突カスケード中に熱的スノ（イクそ生
せしめて、非晶質チタン酸塩の構造体を変１ヒさせ、そ
れによって誘電率を増加させるものと考えられる。
せしめて、非晶質チタン酸塩の構造体を変１ヒさせ、そ
れによって誘電率を増加させるものと考えられる。
本発明の好実施例
次に示す本発明の詳細な説明のために示されたものであ
り、本発明がそれらに限定されることはない。
り、本発明がそれらに限定されることはない。
スパッタされたＴ ｉＷ（９０ｍｍ％ｗ−ｉ ｏ重量％
Ｔｉ）で被覆されている酸ｆｔＳされたＳｉより成る試
料上に、厚さ１５００Ｘの厚いＢａＴｉｏＢ層がＡｒ−
１０％０２中に於て５００ワツトで高周波スパッタされ
た。上記ＢａＴｉＯｓ破膜に、Ａｒ＋が１２０ Ｋ ｖ
で異なる領域に於て異なる注入レベルで、１ｉＩＩＪち
領域Ｉに於ては２×１０ イオン／ｃｍ 、領域■に
於ては６Ｘ１０”イオン／ａｍ 。
Ｔｉ）で被覆されている酸ｆｔＳされたＳｉより成る試
料上に、厚さ１５００Ｘの厚いＢａＴｉｏＢ層がＡｒ−
１０％０２中に於て５００ワツトで高周波スパッタされ
た。上記ＢａＴｉＯｓ破膜に、Ａｒ＋が１２０ Ｋ ｖ
で異なる領域に於て異なる注入レベルで、１ｉＩＩＪち
領域Ｉに於ては２×１０ イオン／ｃｍ 、領域■に
於ては６Ｘ１０”イオン／ａｍ 。
領域■に於ては４×１０１５イオン／ ｃｍ ’で注入
され、それらの３つの注入レベル及び参照用にイオン注
入されていない領域■には同一のウェハが用いられた。
され、それらの３つの注入レベル及び参照用にイオン注
入されていない領域■には同一のウェハが用いられた。
」１は、６Ｘ１０１５イオン／−２の注入レベルティオ
ン注入された後に、キャパシタンスノ増加を示した（キ
ーヤパンタンス及び漏洩を測定するために、イオン注入
後にＢａＴｉＯ３上に直径約０．５ｍｍのＡｔの点が付
着された）。誘電率は、非晶質ＢａＴｉ０３（参照用の
領域■）に於けるＥ＝１５から領域ｎ（６ｘｉｏ”イオ
ン／ｃｍ２ ）に於けるＥ＝５０迄増Ｖ口する。
ン注入された後に、キャパシタンスノ増加を示した（キ
ーヤパンタンス及び漏洩を測定するために、イオン注入
後にＢａＴｉＯ３上に直径約０．５ｍｍのＡｔの点が付
着された）。誘電率は、非晶質ＢａＴｉ０３（参照用の
領域■）に於けるＥ＝１５から領域ｎ（６ｘｉｏ”イオ
ン／ｃｍ２ ）に於けるＥ＝５０迄増Ｖ口する。
漏洩’ｒｌｔＲｕ １０−”Ｉ’）至１０−”７７へ７
（０，５乃至６，５ボルト）が測定された。＠域１ｔ
（６Ｘ１０１５イオン１０＋）は、領域１．ＩＩＩ及び
■よりも大きな漏洩を示す。領域■に於けるよシ高い誘
電率Ｅ＝５０は該領域■が領域１、■及び■の場合より
も大きな結晶粒（極めて良く配列されている）の被膜で
あることを示し、従って被膜がより結晶性 □であれ
ば、漏洩もそれだけ大きくなる。例えば、２ポルトに於
て、領域■は略２×１０ アンペアの漏洩を生じ、これ
に対して領域１、［［Ｉ及び■に於ける漏洩は略５×１
０ アンペアである。
（０，５乃至６，５ボルト）が測定された。＠域１ｔ
（６Ｘ１０１５イオン１０＋）は、領域１．ＩＩＩ及び
■よりも大きな漏洩を示す。領域■に於けるよシ高い誘
電率Ｅ＝５０は該領域■が領域１、■及び■の場合より
も大きな結晶粒（極めて良く配列されている）の被膜で
あることを示し、従って被膜がより結晶性 □であれ
ば、漏洩もそれだけ大きくなる。例えば、２ポルトに於
て、領域■は略２×１０ アンペアの漏洩を生じ、これ
に対して領域１、［［Ｉ及び■に於ける漏洩は略５×１
０ アンペアである。
上記試料がアルゴン中に於て５００℃でアニールされて
、領域１乃至■が再びテストされた。高注入レベル（６
Ｘ１０ イオノ／ｃｍ）の領域■は、誘電率Ｅ＝１０
０に相当する１ １９０ｐＦの干物キャパシタンスを生
じ、より低い注入レベル（≦６×１０′５イオ７ ／
ｃｍ″ ）ノ＠域Ｈ誘ｉｎｇ＝１８に相当する２１６ｐ
Ｆのキャパシタンス（アニール前の１７５ｐＦよりも僅
かに増加）を示した。
、領域１乃至■が再びテストされた。高注入レベル（６
Ｘ１０ イオノ／ｃｍ）の領域■は、誘電率Ｅ＝１０
０に相当する１ １９０ｐＦの干物キャパシタンスを生
じ、より低い注入レベル（≦６×１０′５イオ７ ／
ｃｍ″ ）ノ＠域Ｈ誘ｉｎｇ＝１８に相当する２１６ｐ
Ｆのキャパシタンス（アニール前の１７５ｐＦよりも僅
かに増加）を示した。
領域■に於て、漏洩は熱処理後２ｖで略７×１Ｄ アン
ペアに増〃口し、これは結晶粒の成長と一致する。
ペアに増〃口し、これは結晶粒の成長と一致する。
Claims (1)
- 基板電極と、希ガス・イオンを注入された非晶質チタン
酸塩より成る上記基板電極上の誘電体被膜と、上記誘電
体被膜により離隔されて上記基板電極に対向する対向電
極とを有する、薄膜キャパシタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US322360 | 1981-11-18 | ||
| US06/322,360 US4408254A (en) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | Thin film capacitors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892205A true JPS5892205A (ja) | 1983-06-01 |
| JPS6032336B2 JPS6032336B2 (ja) | 1985-07-27 |
Family
ID=23254542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57159725A Expired JPS6032336B2 (ja) | 1981-11-18 | 1982-09-16 | 薄膜キヤパシタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4408254A (ja) |
| EP (1) | EP0079437B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6032336B2 (ja) |
| DE (1) | DE3274506D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6331325B1 (en) * | 1994-09-30 | 2001-12-18 | Texas Instruments Incorporated | Barium strontium titanate (BST) thin films using boron |
| US20010013660A1 (en) * | 1999-01-04 | 2001-08-16 | Peter Richard Duncombe | Beol decoupling capacitor |
| US6656822B2 (en) * | 1999-06-28 | 2003-12-02 | Intel Corporation | Method for reduced capacitance interconnect system using gaseous implants into the ILD |
| WO2002025709A2 (en) | 2000-09-21 | 2002-03-28 | Casper Michael D | Integrated thin film capacitor/inductor/interconnect system and method |
| US6890629B2 (en) * | 2001-09-21 | 2005-05-10 | Michael D. Casper | Integrated thin film capacitor/inductor/interconnect system and method |
| US7327582B2 (en) * | 2000-09-21 | 2008-02-05 | Ultrasource, Inc. | Integrated thin film capacitor/inductor/interconnect system and method |
| US7425877B2 (en) * | 2001-09-21 | 2008-09-16 | Ultrasource, Inc. | Lange coupler system and method |
| US6998696B2 (en) * | 2001-09-21 | 2006-02-14 | Casper Michael D | Integrated thin film capacitor/inductor/interconnect system and method |
| DE102017208418A1 (de) | 2017-05-18 | 2018-11-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer nanokristallinen, gassensitiven Schichtstruktur, entsprechende nanokristalline, gassensitive Schichtstruktur, und Gassensor mit einer entsprechenden nanokristallinen, gassensitiven Schichtstruktur |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE791139A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-03-01 | Western Electric Co | Procede pour le depot de beta-tantale dope par l'azote |
| US3847658A (en) * | 1972-01-14 | 1974-11-12 | Western Electric Co | Article of manufacture having a film comprising nitrogen-doped beta tantalum |
| US3976511A (en) * | 1975-06-30 | 1976-08-24 | Ibm Corporation | Method for fabricating integrated circuit structures with full dielectric isolation by ion bombardment |
| US4119554A (en) * | 1976-05-06 | 1978-10-10 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Ceramic dielectric composition containing alkali metal oxide |
| US4284521A (en) * | 1979-03-26 | 1981-08-18 | Ferro Corporation | Reduced alkaline earth metal powders and process for producing same |
-
1981
- 1981-11-18 US US06/322,360 patent/US4408254A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-09-02 EP EP82108068A patent/EP0079437B1/en not_active Expired
- 1982-09-02 DE DE8282108068T patent/DE3274506D1/de not_active Expired
- 1982-09-16 JP JP57159725A patent/JPS6032336B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4408254A (en) | 1983-10-04 |
| EP0079437A2 (en) | 1983-05-25 |
| EP0079437B1 (en) | 1986-11-26 |
| DE3274506D1 (en) | 1987-01-15 |
| JPS6032336B2 (ja) | 1985-07-27 |
| EP0079437A3 (en) | 1984-08-15 |
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