TWI261914B - A method for fabricating dielectric films - Google Patents

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TWI261914B
TWI261914B TW089113130A TW89113130A TWI261914B TW I261914 B TWI261914 B TW I261914B TW 089113130 A TW089113130 A TW 089113130A TW 89113130 A TW89113130 A TW 89113130A TW I261914 B TWI261914 B TW I261914B
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Bum-Ki Moon
Katsuyuki Hironaka
Chiharu Isobe
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Sony Corp
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Description

1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(1 本發明之背景 1 ·本發明之領域 本發明係關於一種製造介電薄膜的方法,並更特別地係 關於一種製造用於介電電容之介電薄膜的方法。 2 ·相關技藝之敛述 在產生SrBix(Ta,Nb)2〇9薄膜的習用方法中,以金屬有機 化學蒸氣沉積方法(在此後簡稱爲MOCVD)得到之層狀結構 電鐵物質,以載體氣體帶入進料之分別包含鳃(Sr)、鉍 (Bi)、纽(Ta)及鈮(Nb)每一個元素的有機金屬來源物質,與 氧氣混合,所得的混合氣體被導入反應室中,並然後熱分 解’而在保持400Ό以上溫度之反應室中所裝的基材上, 沉積SrBi2(Ta,Nb)2〇9的薄膜,其是以熱CVD製程爲基礎。 已知:在400°C或以下之SrBiJTa,Nb)2〇9薄膜的沉積,會 造成難以得到優良電子性質的薄膜,因爲在薄膜中鉍的沉 積進行地不平順。這是爲什麼在習用之熱CVD製程中,基 材的溫度保持在4〇〇°C以上的理由。這也確定了 :當該薄 膜在超過40(TC、且不高於60(TC的溫度下沉積時,可得到 足夠電鐵性質的SrBiJTa,Nb)2〇9薄膜,並且然後在溫度範 圍從約70(TC至800°C的溫度下結晶。 然而,在習用方法中,在超過4〇〇°C的此高溫下,使用靜 電夾來持住基材已遭遇到問題。因爲在此高溫下靜電夾足 以減低其夾住的能力,反應氣體可在基材的背後干擾,其 會造成在基材的背面也有薄膜沉積。此需要額外的步驟來 移除沉積在基材背面之如SrBi2(Ta,Nb)2〇9的薄膜,其增加 -4- 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¥ 1261914 A7 ----------B7_________ 五、發明說明(2 ) 製程步驟的數目。本發明的一個觀點是指向解決此一問題。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在習用万法中存在的另一個問題是需要在超過70(TC、且 =超過800。。或附近的溫度下退火,而得到優良的電鐵物 二、乂而,而導致此退火使用SrBi2(Ta,Nb)209薄膜做爲介 電薄膜時,由於加於電極上的熱負載,電容之電極電阻減 低。因此,想要有在7〇(rc爲最高的溫度下,產生電鐵薄 月吴質的技術。本發明的另一個觀點是指向解決此一問題。 本揭示之摘要 因此,本發明的一個目的是提供一個能夠解決前述問題 之產生介電薄膜的方法。 苐個生產方法具有的步驟是選擇至少一個有機金屬化 合物,其各選自包含有機鉍化合物第一族,該有機鉍化合 物以式 Bi(C6H5)3、Bi(〇_C7H7)3、Bi(〇-C2H5)3、Bi(異 _〇_ C3H7)3、Bi(第三-〇-C4H9)3、Bi(第三-OC5Hu)3及Bi(THD)3,(THD 在此後代表2,2,6,6-四甲基-3,5-庚燒二酮:(:11112()02)表 示;包含有機鳃化合物之第二族,該有機鳃化合物以式
Sr(THD)2、Sr(THD)2 ·四 glyme及 Sr(Me5C5)2 · 2THF代表(其 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 中Me代表甲基且THF代表四氫呋喃包含有機鈦化合物 之第三族,該有機鈦化合物以式Ti(異-〇c3H7)4、Ti(THD)4 及Ti(THD)2 (異- 〇C3H7)2代表;及包含有機组化合物和有機 鈮化合物之第四族,該有識妞化合物和有機鈮化合物以式 Ta(異-OC3H7)5、Ta(異-OC3H7)4(THD)代表,且該有機鈮化 合物以式Nb(異-〇C3H7)5及Nb(異-OC3H7)4(THD)代表;將所 選的化合物混合,使之達成預先測定的組合物比率,因此 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(3 ) 製備反應氣體,並且將該反應氣體與氧化性氣體混合,以 得到混合氣體;步驟是將混合氣體導入裝有基材的反應室 中’使其保持在400°C或以下,並且以電漿能量增進的化 學蒸氣沉積將氧化物薄膜沉積在基材上;並且步驟爲將該 氧化物薄膜在氧化性氣體的氣壓下退火,而轉化成 SrxBiy(Ta,Nb)2 0TizOw 薄膜(其中的關係滿足:0.6sxs 1.2, 1.7SyS2.5’ OSzgio,w= 9 土d,且 OSdSl)。 根據第一個生產方法,至少一個有機金屬化合物是各選 自第一至第四族,所選的化合物被混合,使之達成預先測 定的組合物比率,因此製備反應氣體,將該反應氣體進一 步與氧化性氣體混合,以得到混合氣體;該混合氣體被導 入保持在400°C或以下、裝有基材的反應室中,並且以電 聚能量增進的化學蒸氣沉積將氧化物薄膜沉積,使得 SrxBiy(Ta,Nb)2 GTiz〇w薄膜的前趨氧化物薄膜可在4〇〇°C或 以下的低溫範圍中形成,並且更特定地在2〇〇°C至4〇(rc。 此容許該基材以靜電夾持住。因爲靜電夾的性質不被減 低’反應氣體不能在基材背後干擾,其避免薄膜在基材的 背面沉積。結果是:第一個生產方法可成功地解決關於靜 電爽的問題。 在溫度範圍從60(TC至800°C、氧化性氣體的氣壓下,將 削趨氧化物薄膜退火,前趨物會結晶,因此產生在電鐵性 質上爲優良的SrxBiy(Ta,Nb)2』TizOw薄膜,使得一般地具有 約10至20微庫倫(〇/平方公分的極化値2Pr。根據第一個生 產方法之示範製程中,在基材溫度Tsub 25〇°C下產生12〇亳 -6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 1 B7 五、發明說明(4 ) 微米厚的SrBi2Ta2〇9薄膜,並且使用此薄膜製造電容。其 P-V特性的測量如圖2中所示地顯示遲滞迴路,其中縱轴& 表極化値2Pr,且橫軸代表所加的電壓。極化値被發現是 19.6微庫偷/平方公分。 第二個生產方法之特徵在於:組成反應氣體之有機金屬 化合物是各選自 Sr[Ta(〇-C2H5)6]2、Sr[Ta(異-〇C3H7)山、
Sr[Nb(0-C2H5)6]ASr[Nb(異 _〇C3h7)6]2,以及用於第一個 生產方法之第一族和第四族,取代選自第_個生產方法中 之第一族至第四族的那些。 第二個生產方法不同於第一個生產方法只在於所選之有 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此在第 一個生產方法中,也在400X:或以下、且更特定爲2〇〇°c至 400°C的低溫範圍内,以電漿能量增進的化學蒸氣沉積, 將SrxBiy(Ta,Nb)2.GTiz〇w薄膜之前趨氧化物薄膜沉積,如同 在第一個生產方法中。此容許以靜電夾持住基材。因此靜 電夾的性質不會降低,反應氣體不會在基材背後干擾,其 避免薄膜在基材的背面沉積。結果是:第二個生產方法可 成功地解決關於靜電夾的問題。 在從600°C至800°C的溫度範圍、氧化性氣體的氣壓下, 將前趨氧化物薄膜退火,前趨物會結晶,因此產生在電鐵 性質上爲優良的SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜,使一般具有約 10至20微庫倫(C)/平方公分的極化値2Pr。 第三個生產方法之特徵在於:分別自第一個生產方法所 用之第一至第四族中,選擇至少一個有機金屬化合物,將 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) i V --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁} 1261914 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(5 所選的化合物混合,使之達成預先測定的組合物比率,因 此製備反應氣體,並且將該反應氣體與氧化性氣體混合, 以得到混合氣體,將混合氣體導入裝有基材的反應室中, 使其保持在500°C至700°C,並且以電漿能量增進的化學蒸 氣沉積將SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜沉積在基材上(該關係 滿足·· 0.6Sxgl.2,1.7Sy$2.5,OSzSl.O,w= 9 土 d,且 0 ‘ d $ 1)。因此可得到爲結晶薄膜、電鐵性質上優良的 SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜。該薄膜顯示極化値2Pr约爲1〇 至2 0微庫儉/平方公分。 第三個生產方法可省略退火,其爲在不低於7〇(rc、且不 咼於800 C的溫度範圍下之習用方法所需要的,超過結晶 前趨氧化物薄膜所必需的,因爲該方法可以電漿能量增進 的化學蒸氣沉積,在基材上直接形成SrxBiy(Ta,QTiz〇w 薄膜。使用以第三個生產方法得到之SrxBiy(Ta,Nb)2。丁⑺% 薄膜來製造電容,會成功地減低加於電極上的熱負載,並 且因此避免電極的電阻力被減少。也變得容許以相當低熱 阻的金屬薄膜來組成較上面的電極。結果是:第三個生產 方法可成功地減少加於電極的熱負載。 第四個生產方法之特徵在於:組成反應氣體的有機金屬 化合物是各選自包含Sr[Ta(0-C2H5)6]2、Sr[Ta(異_ OC3H7)6]2、Sr[Nb(0-C2H5)6]2 及 Sr[Nb(異-OC3H7)6]2 的一 族’以及用於弟一個生產方法之第一族和第四族,取代選 自第三(一)個生產方法中之第一族至第四族的那些。 第四個生產方法不同於第三個生產方法只在於所選之有 ^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(6 ) 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此也在 第四個生產方法中,將結晶、電鐵物質優良的SrxBiy(Ta, Nb)2.GTizOw在基材上形成。該薄膜可達到一個優良的電鐵 性質,以極化値2Pr爲1〇至20微庫倫/平方公分來表示。因 爲第四個生產方法可以電漿能量增進的化學蒸氣沉積,在 基材上直接形成SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw的薄膜,該方法可省 略退火’其爲在習用方法中,不低於7〇〇〇C、並且不高於 800 C的/EL度範圍下結晶前趨薄膜所必需的。使用以第四 個生產方法得到之SrxBiy(Ta,Nb)2.GTiz〇w薄膜來製造電容, 會成功地減低加於電極上的熱負載,並且因此避免電極的 電阻力被減少。也變得容許以相當低熱阻的金屬薄膜來組 成較上面的電極。結果是:第四個生產方法可成功地減少 加於電極的熱負載。 第五個生產方法之特徵在於:分別自第一個生產方法所 用之弟一至弟四族中選擇至少一個有機金屬化合物,將所 選的化合物溶解到含有THF的有機溶劑中,做爲主要組 份,使之達成預先測定的組合物,因此製備混合溶液;蒸 發該混合溶液以產生反應氣體,將反應氣體導入裝有基材 的反應室中,使其保持在400X:或以下,並且以電漿能量 增進的化學蒸氣沉積,將氧化物薄膜沉積在以反應氣體之 分解爲基礎的基材上;並且將該氧化物薄膜在氧化性氣體 的氣壓下退火,而轉化成SrxBiy(Ta,Nb)2 QTiz〇w薄膜(其中 的關係滿足:0.6SxS 1.2,1.7SyS2.5,OSzg 1.0,w=9 土 d,且OSdS 1) --------------------訂---------線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 ------_B7 五、發明說明(7 ) 在第五個生產方法中,SrxBiy(Ta,Nb)2.0TizOw薄膜的前趨 氧化物薄膜可在400。(:或以下的低溫範圍中沉積,並且更 特定地在200X:至400°C。此容許該基材以靜電夾持住。因 爲靜電夬的性質不降低,反應氣體不能在基材背後干擾, 其避免薄膜沉積在基材的背面。結果是:第五個生產方法 可成功地解決關於靜電夾的問題。 在溫度範圍從600°C至800°C、氧化性氣體的氣壓下,將 前趨氧化物薄膜退火,前趨物會結晶,因此產生在電鐵性 質上爲優良的SrxBiy(Ta,Nb)2 GTizOw薄膜,一般以約1〇至20 微庫倫/平方公分的極化値2Pr表示。 第六個生產方法之特徵在於:組成反應氣體之有機金屬 化合物是各選自包含Sr[Ta(0_C2H5)6]2、Sr[Ta(異-OC3H7)6]2、Sr[Nb(0-C2H5)6]2 及 Sr[Nb(異-〇C3H7)6]2,以及 也用於第五個生產方法之第一族和第四族,取代選自第五 個生產方法中之第一族至第四族的那些。 第六個生產方法不同於第五個生產方法只在於所選之有 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此在第 六個生產方法中,也將SrxBiy(Ta,Nb)2 QTiz〇w薄膜的前趨氧 化物薄膜在400°C或以下、並且更特定地在2〇〇χ:至400°C的 低溫範圍中’以電漿能量增進的化學蒸氣沉積,如第五個 生產方法地沉積。此容許該基材以靜電夾持住。因爲靜電 夾的性質不降低,反應氣體不能在基材背後干擾,其避免 薄膜’几和在基材的背面。結果是:第六個生產方法可成功 地解決關於靜電夾的問題。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------I----·1111111 ^---I---I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(8 ) 在從600°C至800°C的溫度範圍内、在氧化性氣體的氣壓 下將前趨氧化物薄膜退火,前趨物會結晶,因此產生在電 鐵性質上爲優良的SrxBiy(Ta,Nb)2.〇Tiz〇w薄月莫,一般以極化 値2Pr約爲10至20微庫倫(〇/平方公分表示。 第七個生產方法之特徵在於:分別自第一個生產方法所 用之第-至第四族中,選擇至少一個有機金屬化合物,將 所選的化合物溶解到含有THF的有機溶劑中,做爲主要組 份,使之達成預先測定的組合物,因此製備混合溶液;蒸 發孩混合落液以產生反應氣體,將該反應氣體混合,以得 到混合氣體,將該混合氣體與氧化性氣體導入裝有基材的 反應室中,使其保持在5〇〇°C至700X:,並且以電漿能量增 進的化學蒸氣沉積,在基材上沉積SrxBiy(Ta,Nbuiz〇w薄 膜(其中的關係滿足:〇·6 g X g 1.2,1.7 g y g 2.5,0 g z S 1.0,w=9 土d,且 OSdSl)。 在第七個生產方法中,SrxBiy(Ta,Nb)2 〇Tiz〇w薄膜可以優 良廷鐵性^的結晶薄膜獲得。此薄膜一般顯示極化値2pr 約爲10至20微庫倫(C)/平方公分。 第七個生產方法可省略退火,習用是在不低於7〇〇。(:、且 不高於800°C的溫度範圍下結晶前趨氧化物薄膜所必需 的,因爲第七個生產方法可以電漿能量增進的化學蒸氣沉 積,在基材上直接形成結晶的SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜。 使用以第七個生產方法得到之此SrxBiy(Ta,Nb)2.〇TizOw薄膜 來製造電容,會成功地減低加於電極上的熱負載,並且因 此避免電極的電阻力被減少。也變得容許以相當低熱阻的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線* (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 1261914 A7 B7 五、發明說明(9 ) 金屬薄膜來組成較上面的電極。結果是:第三個生產方法 可成功地減少加於電極的熱負載。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 第八個生產方法之特徵在於:組成反應氣體之有機金屬 化合物是各選自包含Sr[Ta(0-C2H5)6]2、Sr[Ta(異-〇C3H7)6]2、Sr[Nb(0-C2H5)6]2 及 Sr[Nb(異-〇C3H7)6]2、以及 也用於第七個生產方法之第一族和第四族,取代選自第七 個生產方法中之第一族至第四族的那些。 第八個生產方法不同於第七個生產方法只在於所選之有 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此 SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜可以優良電鐵性質的結晶薄膜獲 得。該薄膜一般顯示極化値2Pr約爲1 〇至2 0微庫儉/平方 公分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第八個生產方法可省略退火,習用在不低於7〇〇°C、且不 鬲於800 C的溫度範圍下結晶前趨物薄膜所需要,因爲第 八個生產方法可以電漿能量增進的化學蒸氣沉積,在基材 上直接形成結晶的SrxBiy(Ta,Nb)2.0TizOw薄膜。使用以第八 個生產方法得到之此SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜來製造電 容’會成功地減低加於電極上的熱負載,並且因此避免電 極的電阻力被減少。也變得容許以相當低熱阻的金屬薄膜 來組成較上面的電極。結果是:第八個生產方法可成功地 減少加於電極的熱負載。 簡要地,根據第一、第二、第五及第六個生產方法,氧 化物薄膜可在基材上產生,是將包含預先測定之有機金屬 化合物的反應氣體導入到裝有基材、保持在4〇〇°c或以下 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(1〇 ) 反應室中’進行以電漿能量增進的化學蒸氣沉積,並且在 氧化性氣體的氣壓下將該氧化物薄膜退火,使之得到在電 鐵性^上為優良的SrxBiy(Ta,Nb)2.QTizOw薄膜。在400°〇或 以F的此薄膜沉積容許在沉積期間使用靜電夾。此有效地 避免反應氣體在基材背後干擾,並且因此省略移除此沉積 在基材背面之此薄膜的額外步騾,其造成製程步騾數目的 減少。 根據第三、第四、第七及第八個生產方法,在電鐵性質 上為優良的結晶SrxBly(Ta,Nb)2 qT1z〇w薄膜可在基材上產 生’疋將包含預先測定之有機金屬化合物的反應氣體導入 到裝有基材、保持在從500。(:至7〇〇r之溫度範圍的反應室 中’並且進行以電漿能量增進的化學蒸氣沉積。因為結晶 的SrxBiy(Ta,Nb)2.〇TizOw薄膜直接在基材上形成,這些方法 可省略在不低於700。(:且不高於800°C之溫度範圍内、結晶 莉趨薄膜所習用必需的退火。使用以這些生產方法得到之 SrxBiy(Ta,Nb)2.GTizOw薄膜來製造電容,會成功地減低加於 電極上的熱負載,並且因此避免電極的電阻力被減少。也 變得容許以相當低熱阻的金屬薄膜在SrxBiy(Ta, 薄膜上形成電極。 圖示之簡要敘述 圖1是圖示的剖面圖,顯示本發明的一個具體實施例;及 圖2是一個圖示,顯示以本發明生產方法產生之 SrBi2Ta209薄膜所組成之電容的P-V特性。 較佳具體實施例之敍诚 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---I----------------訂---------線秦 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 1261914
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(μ ) 根據本發明之第一個生產方法的一個示範具體實施例, 會在此後參照圖!中所示的剖面圖示詳細敘述。 如圖1説明地,例如:厚300毫微米的氧化石夕薄膜12,一 為又以為氧化方法在半導體的基材(例如:砂基材)1 1上形 成。例如:厚30毫微米的鈦(Ti)薄膜13,一般以濺鍍在氧 化石夕薄膜12上形成,並且進一步在其上有例如厚2〇〇毫微 米的銷(Pt)薄膜14形成,因此形成第一電極15。 因此被加工的基材1 〇被置於裝在一般Rp電漿Cvd裝置之 反應室(未顯示)中的電漿放電電極(未顯示)上,並且該電 裝放電電極被保持在4〇〇。〇或以下,並且更特定地在從2〇〇〇c 至400°C的溫度範圍内。 下一步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bi(0-C7H7)3、Bi(0-C2H5)3、 Bi(異-OC3H7)3、Bi(第三-OC4H9)3、Bi(第三-〇c5Hu)3 及 Bi(THD)3(THD在此後代表2,2,6,6-四甲基-3,5-庚烷二酮: C1 iH2〇〇2)之有機级化合物的第一族中,選出例如 CtH?)3 ’其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘 200標準立方公分(sccm)的流速進料到例如反應室的前段。 另一方面,從包含如:Sr(THD)2、Sr(THD)2 ·四 glyme& Sr(Me5C5)2 · 2THF (其中Me代表甲基且THF代表四氫呋喃) 之有機鳃化合物的第二族中,選出例如Sr(THD)2,其然後 被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘220標準立方公分 的流速進料到例如反應室的前段。 從包含如:Ti(異-OC3H7)4、TiO(THD)2 及 Ti(THD)2 (異· OC3H7)2之有機鈦化合物的第三族中,選出例如Ti(異一 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------------------—訂-------—線 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(12 ) 〇(:3屮)4,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘 3 0標準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 攸包含如:Ta(異-〇C3H7)5、Ta(異-〇C3H7)4 (THD)之有機 鈕化合物及如:Nb(異-〇C3H7)5及Nb(異_OC3H7)4(thd)之有 機鈮化合物的第四族中,選出例如Ta(異,其然後 被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘50標準立方公分 的流速進料到例如反應室的前段。 在反應室的前段中,如上進料之包含有機金屬化合物及 載fe氣ta的反應氣體,然後與氧化性氣體混合,並更特別 地以每分鐘500標準立方公分的一般流速與氧氣(〇2)混合, 並且因此得到混合氣體,導入反應室中。在被導入反應室 中之前,混合氣體的溫度被控制在從1501至2〇〇χ:的範圍 内。在反應室進口部分之氣體擴散噴嘴的溫度,一般也被 控制在從150°C至200°C的範圍内,使得在導入時間内的反 應室中產生均勻氣流。當在反應室中導入之混合氣體的壓 力,均勻地被調整在從1·33巴斯卡(Pa)至1·33千巴斯卡的範 圍内’較佳爲13·3巴斯卡至400巴斯卡,並且選擇從0.5瓦/ 平方公分至10瓦/平方公分範圍的RF輸入電力時,完成了 電漿放電/,因此容許以此電漿能量增進之化學蒸氣沉積 爲基礎的薄膜產生。也就是,該反應氣體以電漿能量分 解,並且在蒸氣相中所產生之所得氧化物被沉積,而產生 氧化物薄膜(未顯示)。 產生氧化物薄膜使得元素組合物的比率Sr/(Ta+Nb)、 Bi/(Ta+Nb)及 Ti/(Ta+Nb)分別滿足 0.6$2Sr/(Ta+Nb)S 1.2、 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------1------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 A7 B7 五、發明說明(13 ) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 1.7S2Bi/(Ta+Nb)S2·8及0S2Ti/(Ta+Nb)Sl·0的關係。因 爲現在不牽涉鈮(Nb),即:Nb= 0,該氧化物薄膜被假設具 有的元素組合物比率Sr/Ta、Bi/Ta及Ti/Ta分別滿足0.6 S 2Sr/Ta$1.2、1.7S2Bi/TaS2.8 及 0$2Ti/TaS1.0的關係。 必須滿足上述的關係,否則得不到帶有電鐵性質之 SrxBiy(Ta,Nb)2.0Tiz〇w薄膜。 然後基材在做爲氧化性氣體的氧氣氣壓下、在從600X:至 800°C的溫度範圍内、正常壓力下加以退火一小時。該氧 化物薄膜被結晶,並因此轉化成一般爲厚2〇〇亳微米的
SrxBiyTa2 0TizOw 薄膜 16’ 其中X、y、z、w及 d分別滿足0.6S χ^1·2,1.7SyS2.5,〇SzSl.〇,w= 9 士d,且 Ogd^l。 然後第二電極17在SrxBiyTa2 0TizOw薄膜16上以沉積形 成,以濺鍍形成厚1〇〇毫微米的鉑(pt)薄膜,其接著在氧氣 氣壓、725°C下退火一小時。然後電容與第一電極15、 SrxBiyTa2.GTizOw薄膜16及第二電極17組合,並加以p_v遲滞 的測量。結果是使得2Pr= 1〇至20微庫倫/平方公分且 2Ec=l〇〇至150千伏特/公分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之第一個生產方法,至少一個有機金屬化合 物是各選自第一至第四族,所選的化合物被混合,使之達 成預先測定的組合物比率,因此製備反應氣體,將該反應 氣體進一步與氧化性氣體混合,以得到混合氣體;將該混 合氣體導入裝有基材、保持在4〇〇t或以下的反應室中, 並且以電漿能量增進的化學蒸氣沉積將氧化物薄膜沉積, 使得SrxBiyTa2.QTiz〇w薄膜的前趨氧化物薄膜可在4〇(rc或以 -16 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑽χ 297公[ 1261914 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(14 ) 下、並且更特足地在200 C至400°C的低溫範圍中形成。此 容許基材10以靜電夾持住。因爲靜電夾的性質不減少,反 應氣體不在基材10背後干擾,其避免薄膜在基材1〇的背面 沉積。因此,不再需要添加製程來移除黏著在基材ι〇背面 之鳃(Sr)、鉍(Bi)及鋰(Ta),其免於增加製程步驟的數目。 從上述而清楚的是:第一個生產方法可成功地解決關於靜 電夾的問題。 然後氧化物薄膜在從600。(:至80(KC的溫度範圍内、氧 化性氣體氣壓下退火。前趨氧化物薄膜被結晶並轉化成電 鐵性質優良的SrxBiyTa2.GTizOw薄膜16,其具有極化値2pr 約爲10微庫倫/平方公分至20微庫倫/平方公分,且 2Ec(高壓電場)爲100千伏特/公分至15〇千伏特/公分。 根據本發明之第二個生產方法的一個示範具體實施例, 在此後詳細敎述。 例如:厚300毫微米的氧化矽薄膜,一般地以熱氧化方法 在半導體的基材(例如:矽基材)上形成。例如:厚3〇毫微 米的鈦(Ti)薄膜,一般地以濺鍍在氧化矽薄膜上形成,並 且進一步在其上有例如厚200毫微米的鉑(pt)薄膜形成,因 此形成第一電極。 然後第一電極在其上完成的基材,被置於裝在一般RF電 漿CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電漿放 黾黾極被保持在400 C或以下,並且更特定地在從至 400°C的溫度範圍内。 下一步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bi(0_c7H7)3、Bi(〇_ 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) --------訂--------- C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明(15 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) C2H5)3、Bi(異-〇-C3H7)3、Bi(第三 _〇c4h9)3、Bi(第三 _ 〇ΐΗη)3及Bi(THD)3之有機鉍化合物的第一族中,選出例 如Bi(C0H5)3,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每 分鐘300標準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 從包含如 Sr[Ta(0-C2H5)6]2 及 Sr[Ta(異-〇C3h7)山、 M Nb(0- QH5)6]2及Sr[ Nb(異-〇C3H7)6] 2之有機總-妲化合物 的第二族中,選出例如Sr[Ta(異-〇c3h7)6]2,其然後被蒸發 並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘140標準立方公分的流速 進料到例如反應室的前段。 從包含如:Ti(異-OC3H7)4、Ti〇(THD)2 及 Ti(THD)2(^_ 〇C3H7)2之有機鈥化合物的第三族中,選出例如Ti(THD)2 (異-OC3H7)2 ’其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每 分鐘3 0標準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 在反應室的前段中,如上進料之包含有機金屬化合物及 載體氣體的反應氣體,然後與氧化性氣體混合,並更特別 地以每分鐘500標準立方公分的一般流速與氧氣(〇2)混合, 並且因此得到之混合氣體被導入反應室中。在被導入反應 室之前,混合氣體的溫度被控制在從150°C至200°C的範圍 内。在反應室進口部分之氣體擴散噴嘴的溫度,一般也被 控制在從150°C至200°C的範圍内,使得在導入時間内的反 應室中產生均勻氣流。當在反應室中導入之混合氣體的壓 力均勻地調整在從1.33巴斯卡(Pa)至1.33千巴斯卡的範圍 内,更佳爲13.3巴斯卡至400巴斯卡,並選擇從〇.5瓦/平方 公分至10瓦/平方公分範圍的RF輸入電力時,完成了電漿 -18 -本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 __________ 五、發明說明(16 ) 放電,因此容許以電漿能量增進之化學蒸氣沉積爲基礎的 薄膜產生。也就是,反應氣體以電漿能量分解,並且在蒸 氣相中所產生之所得氧化物被沉積,而產生氧化物薄膜。 產生氧化物薄膜,使得元素組合物的比率Sr/(Ta+Nb)、 Bi/(Ta+Nb)及Ti/(Ta+Nb)分別滿足0·6S2Sr/(Ta+Nb)Sl·2、 l·7S2Bi/(Ta+Nb)S2·8及0S2Ti/(Ta+Nb)Sl·0的關係。因 爲現在不牵涉鈮(Nb),即:Nb= Ο,該氧化物薄膜被假設具 有的元素組合物比率Sr/Ta、Bi/Ta及Ti/Ta分別滿足0.6 S 2Sr/TaS1.2、1.7S2Bi/TaS2.8 及 0S2Ti/TaS1.0的關係。 必須滿足上述的關係,否則得不到帶有電鐵性質之 SrxBiyTa2()TizOw薄膜。 然後基材在做爲氧化性氣體的氧氣氣壓、從6〇〇°C至800 C溫度範圍的正常壓力下,加以退火一小時。該氧化物薄 膜被結晶,並因此轉化成一般厚2〇〇毫微米的
SrxBiyTa2 〇TizOw 薄膜,其中 X、y、z、w及 d分別滿足 〇.6 S x S 1.2,1.7SyS2.5,OSzS 1.0,w=9±d,且1的關係。 然後第二電極在SrxBiyTa2.GTizOw薄膜上以沉積形成,以 濺鍍形成厚1 00毫微米的鉑(Pt)薄膜,其接著在氧氣氣壓、 725 C下退火一小時。然後電容與第一電極、 SrxBiyTa2 GTizOw薄膜及第二電極組合,並加以p_v遲滞的測 量。結果是使得2Pr=10至20微庫倫/平方公分且2Ec=1〇〇至 150千伏特/公分。 第二個生產方法不同於第一個生產方法只在於所選之有 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此在第
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) •19- 1261914
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(17 ) 二個生產方法中,也在4G(TC或以下、並且更特定地在從 200X至400X:的低溫範圍内,以電漿能量增進的化學蒸氣 4知,將SrxBiyTa2.QTizOw薄膜之前趨氧化物薄膜沉積,如 同第一個生產方法中。此容許以靜電夾持住基材。因此靜 電失的性質不會降低。因此反應氣體不會在基材背後干 擾,其避免薄膜沉積在基材的後面。因此,不像習用的方 法,其不再需要添加製程來移除黏著在基材背面之總 (Sr)、鉍(Βι)及鈕(Ta),其免於增加製程步驟的數目。從上 述而清楚的是:第二個生產方法可成功地解決關於靜電夾 的問題。 然後氧化物薄膜在從600°C至80〇°C的溫度範圍内、氧化 性氣體的氣壓下退火。前趨氧化物薄膜被結晶,並轉化成 電鐵性質優良的SrxBiyTa2.〇Tiz〇w薄膜,其具有極化値2Pr爲 ίο微庫倫/平方公分至20微庫倫/平方公分,且2Ec爲1〇〇千 伏特/公分至150千伏特/公分。 根據本發明之第三個生產方法的一個示範具體實施例, 在此後祥細敛述。 例如:厚100毫微米的氧化銥(Ir〇2)薄膜,一般以濺鍍在 半導體的基材(例如:矽基材)上形成,並且進一步在其上 有一般厚100毫微米的銥(Ir)薄膜形成,因此形成第一電 才亟0 然後第一電極在其上完成的基材,被置於裝在一般RF電 漿CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電漿放 電電極被保持在從500X:至700X:的溫度範圍。 -20- 、,張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G x 297 -------------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914
五、發明說明(18 ) ------------ΦΜ (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 下一步,從 G 含如:Bi(C6H5)3、Bi(〇 C H )3、Bi(〇· C2H5)3、Bi(異 _0-C3H7)3、Bi(第三-〇C4h9)3、Bi(第三 _ 〇C5Hn)3及Bi(THD)3之有機鉍化合物的第一族,選出例如 Bi(c:6H5)3,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分 I里90標準方公分的流速進料到例如反應室的前段。 從包含如:Sr(THD)2、Sr(THD)2x·四 glyme及 Sr(Me5C5)2· 2THF(其中Me代表甲基且THF代表四氫呋喃)之有機鳃化合 物的第二族中,選出例如Sr(THD)2,其然後被蒸發並以氬 氣(Ar)載入,以例如每分鐘8〇標準立方公分的流速進料到 例如反應室的前段。 k 包含如:Τι(異-〇c3H7)4、TiO(THD)2 及 Ti(THD)2(異· 〇C3H7)2之有機鈦化合物的第三族中,選出例如Ti(THD)2 (異-OC3H7)2,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每 分鐘30標準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 線«· Κ 包含如:Ta(異-〇C3H7)5、Ta(異-〇C3H7)4(THD)之有機 短化合物及如:Nb(異-〇C3h7)5及Nb(異_OC3h7)4(ThD)之有 機鈮化合物的第四族中,選出例如Ta(異_ 〇C3h7)4(thd), 其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘4〇標準立 方公分的流i速進料到例如反應室的前段。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在反應1:的前段中,如上進料之包含有機金屬化合物及 載fe氣體的反應氣體,然後與氧化性氣體混合,並更特別 地以每分鐘500標準立方公分的一般流速與氧氣(〇2)混合, 並且因此得到的混合氣體被導入反應室中。在被導入反應 1:之七’混合氣體的溫度被控制在從150〇c至2〇〇t的範圍 -21 - 本紙張尺度適財關家標準(CNS)A4規格(210 X 297公董) 1261914
五、發明說明(19 ) 内。在反應室進口部分之氣體擴散噴嘴的溫度,一般也被 控制在從15〇°C至2〇(TC的範圍内,使得在導入時間内的反 應罜中產生均勻氣流。當在反應室中導入之混合氣體的壓 力均勻地調整在從1·33巴斯卡至133千巴斯卡的範圍内, 更佳爲13.3巴斯卡至400巴斯卡,並且選擇從〇·5瓦/平方公 分至10瓦/平方公分範圍的尺!^輸入電力時,完成了電漿放 電,因此容許以此電漿能量增進之化學蒸氣沉積爲基礎的 薄膜產生。也就是,反應氣體以電漿能量分解,並且在蒸 氣相中產生之所彳于產物被沉積’而產生一般厚1⑼毫微米 的SrxBiyTa2 0Tiz〇w薄膜,其中X、y、ζ、评及d分別滿足〇·6 SxS1.2,1.7Syg2.5,OSz^l.O,w=9±d,且〇‘d^l 的 關係。 然後第二電極在SrxBiyTa2,GTizOw薄膜上以沉積形成,以 濺鍍形成厚度100毫微米的銥(lr),其接著在氧氣氣壓、6〇〇 C的正常壓力下退火一小時。然後電容與第一電極、 SrxBiyTa2 〇Tiz〇w薄膜及第二電極組合,並加以p_v遲滞的測 量。結果是使得2Pr=10至20微庫倫/平方公分且2Ec=100至 150千伏特/公分。 根據第三個生產方法,至少一個有機金屬化合物是各選 自第一至第四族,所選的化合物被混合,使之達成預先測 定的組合物比率,因此製備反應氣體,將該反應氣體進一 步與氧化性氣體混合,以得到混合氣體,該混合氣體被導 入保持在從500°C至700°C之溫度範圍、裝有基材的反應室 中,並且以結晶形式將SrxBiyTauTizC^薄膜沉積。因此結 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------•裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---- •線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 B7 五、發明說明(2〇 ) 曰曰的SrxBiyTa2 〇Tiz〇w薄膜被發現具有優良的電鐵性質,以 良好的2Pr及2Ec値表示。 因爲第三個生產方法以電漿能量增進之化學蒸氣沉積, 直接在基材上形成結晶的SrxBiyTa2.GTizOw薄膜。該方法可 省略退火’其爲習用在不低於7〇〇°C、並且不高於8〇〇χ:的 溫度範圍下結晶前趨薄膜所必需的。使用以第三個生產方 法得到之此SrxBiyTa2.GTizOw薄膜來製造電容,會成功地減 低加於電極上的熱負載,並且因此避免電極的電阻被減 少。也變得容許以相當低熱阻的金屬薄膜來組成較上面的 電極。結果是:第三個生產方法可成功地減少加於電極的 #、、、 -τΛ* 根據本發明之第四個生產方法的一個示範具體實施例, 在此後詳細敘述。 例如:厚100毫微米的氧化銥(Ir〇2)薄膜,一般地以濺鍍 在半導體的基材(例如:碎基材)上形成,並且進一步在其 上有厚100毫微米的銥(Ir)薄膜形成,因此形成第一電極。 第一電極在其上完成的基材,然後被置於裝在一般RF電 漿CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電裝放 電電極被保持在從5〇〇°C至700°C的溫度範圍。 下一步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bi(0-C7H7)3、 C2H5)3、Bi(異·〇-(:3Η7)3、Bi(-〇-第三 _c4H9)3、Bi(-〇-第三 Csh山及Bi(THD)3之有機麵化合物的第一族中,選出例如 Βι(異-o-c#7)3,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如 每分鐘90標準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 -23 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) --------訂---------線* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Μ < U 1 乙 ί 况 4: /Λ. */ 0 Ν V 卞 不 Ϊ Ϊ I ----- 1261914
五、發明說明(a ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
k 包含如 Sr[Ta(〇-C2H5)6]2、Sr[Ta(異 _〇C3H7)6]2、 (異_〇c3H7)山之有機鳃姮化合物 及有機鳃_鈮化合物的第二族中,選出例如Sr[Ta(〇- 匕札)6]2,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘 準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 攸包含如:Tl(異 _OC3H7)4、TiO(THD)2 及 Ti(THD)2(異-〇0出7)2 <有機鈦化合物的第三族中,選出例如Ti(異_ ΟΑΗ7)4,其然後被蒸發並以氬氣(Ar)載入,以例如每分鐘 3〇標準立方公分的流速進料到例如反應室的前段。 在反應1:的前段中,如上進料之包含有機金屬化合物及 載氣體的反應氣體,然後與氧化性氣體混合,並更特別 地以每分鐘500標準立方公分的一般流速與氧氣(〇2)混合, 並且因此得到之混合氣體被導入反應室中。在被導入反應 至 < 可,混合氣體的溫度被控制在從15〇r至25(rc的範圍 内。在反應室進口部分之氣體擴散噴嘴的溫度,一般也被 控制在從15(TC至250Ό的範圍内,使得在導入時間内的反 應至中產生均勻氣流。當在反應室中導入之混合氣體的壓 力均勻地調整在從1·33巴斯卡至丨.33千巴斯卡的範圍内, 更佳爲從13.3巴斯卡至400巴斯卡,並且選擇從h〇千瓦的 RF知入電力時’冗成了電漿放電,因此容許以此電聚能量 增進之化學蒸氣沉積爲基礎的薄膜產生。也就是,該反應 氣體以電漿能量分解,並且在蒸氣相產生之所得產物被沉 積,而產生一般厚1〇〇毫微米的SrxBiyTa2.GTiz〇w薄膜,其中 X、y、Z、W及d分別滿足〇·6$χδ 1·2,1.7Sy$2.5, -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂-------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 ___ B7______ 五、發明說明(22 ) 1.0,w=9 士d,且 osdg 1)的關係。 然後第二電極在SrxBiyTa2.GTizOw薄膜上以沉積形成,以 濺鍍形成厚100毫微米的銥(Ir),其接著在氧氣氣壓、600°C 的正常壓力下退火一小時。然後電容與第一電極、 SrxBiyTa2 0TizOw薄膜及第二電極組合,並加以p_v遲滯的測 量。結果是使得2Pr=10至20微庫倫/平方公分且2Ec=100至 150千伏特/公分。 第四個生產方法不同於第三個生產方法只在於所選之有 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此也在 第四個生產方法中,類似於第三個生產方法, SrxBiyTa2 〇TizOw薄膜精電裝能量增進的化學蒸氣沉積,而 以結晶形式沉積。因此結晶的SrxBiyTa2 GTiz〇w薄膜被發現 具有優良的電鐵性質,以所要之2Pr及2Ec値兩者來表示。 因爲第四個生產方法以電漿能量增進之化學蒸氣沉積, 直接在基材上形成結晶的SrxBiyTa2.()Tiz〇w薄膜,第四個生 產方法可省略退火,其爲習用在不低於7〇(rc、且不高於 800 C的溫度範圍下結晶前趨薄膜所必需的。使用以第四 個生產方法得到之此SrxBiyTa2.GTizOw薄膜來製造電容,會 成功地減低加於電極上的熱負載,並且因此避免電極的電 阻被減少。也變得容許以相當低熱阻的金屬薄膜來組成較 上面的電極。結果是:第四個生產方法可成功地減少加於 電極的熱負載。 根據本發明之第五個生產方法的第一個示範具體實施 例,在此後詳細敘述。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂---- (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) 線0' 1261914 A7 __________B7 _____ 五、發明說明(23 ) 例如:厚300毫微米的氧切薄月奠,—般以 半導體的基材(例如:㈣才)上形成。例/:、、厚3〇毫微: 的鈥(Ti)薄膜’-般以誠在氧切薄膜上形&,並且進 —步在其上有厚200毫微米的鉑(Pt)薄膜形成,因此形成第 一電極。 弟一電極在其上完成的基材,然後被置於裝在一般尺?電 漿CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電裝放 電電極被保持在400°C或以下的溫度範園,並且更特定地 在從200°C至400°C的溫度範圍内。 下一步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bi(0_C7H7)3、Bi(〇- C2H5)3、 Βι(異-0-C3H7)3、 Bi(第三 _〇c4H9)3、 Bi(第三· OC5Hu)3及Bi(THD)3之有機鉍化合物的第一族中,選出例 如 Bi(C6H5)3。 k 包含如:Sr(THD)2、Sr(THD)2 ·四 giyme& Sr(Me5c5)2 · 2THF之有機鐵化合物的第二族中,選出例如k(THD)2。 從包含如:Τι(異-OC3H7)4、Ti〇(THD)2 及 Ti(THD)2(異· oc3h7)2之有機鈥化合物的第三族中,選出例如Ti(異_ OC3H7)4 〇 進一步從包含如:Ta(異-〇C3H7)5、Ta(異-OC3H7)4(THD) 之有機短化合物及如:Nb(異·0(:3Η7)5及Nb(異-OC3H7)4(THD) 之有機鈮化合物的第四族中,選出例如Ta(異_〇c3H7)4(THD)。 將所選的有機金屬化合物溶解到含有THF(四氫吱喃)的 有機溶劑中,做爲主要組份,使之達成預先測定的組合物 比率,因此製備混合溶液。在此只有THF被用做此有機溶 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------·裝 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 ---------—B7________ 五、發明說明(24 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 劑。在保持從150C至250T:之範圍的蒸發器中,蒸發該混 合溶液以產生反應氣體,然後將該反應氣體與做爲載體氣 體的氬氣(Ar) —起進料(一般以每分鐘5〇〇標準立方公分的 流速)到反應1:的前段,並與氧氣混合(一般以每分鐘5〇〇標 準JL方公分的流速),來製備混合氣體。該混合氣體被導 入反應1:中。在此,在被導入反應室中之前,混合氣體的 溫度被控制在從150°c至250。(:的範圍内。在反應室進口部 分之氣體擴散噴嘴的溫度,一般也被控制在從15〇t至25〇。〇 的範圍内’使得在導入時間内的反應室中產生均勻氣流。 當在反應▲中導入之混合氣體的壓力均勻地調整在從丨33 巴斯卡至1.33千巴斯卡的範圍内,更佳爲從13·3巴斯卡至 400巴斯卡’且選擇從〇·5瓦/平方公分至1〇瓦/平方公分範 圍的RF輸入電力時,完成了電漿放電,因此容許以電漿能 量增進之化學蒸氣沉積爲基礎的薄膜產生。也就是,反應 氣體以電漿能量分解,並且在蒸氣相產生之所得產物被沉 積,而產生氧化物薄膜。 產生氧化物薄膜’使得元素組合物的比率Sr/ (Ta+ Nb)、
Bi/(Ta+Nb)及 Ti/(Ta+Nb)分別滿足 〇.6S2Sr/(Ta+Nb)S 1.2、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1.7$26"(丁3+勘)^2.8及0$21^/(丁&+仙)^1.0的關係。因 爲現在不牽涉鈮(Nb),即:Nb= 0,該氧化物薄膜被假設具 有的元素組合物比率Sr/Ta、Bi/Ta及Ti/Ta分別滿足0.6 S 2Sr/TaS1.2、1.7 刍 2Bi/TaS2.8 及 0S2Ti/Ta$1.0的關係。 必須滿足上述的關係,否則得不到帶有電鐵性質之 SrxBiy(Ta,Nb)2.〇TizOw薄膜。 -27-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1261914
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(25 ) 。然後基材在做馬氧化性氣體的氧氣氣壓、從60(rc至_ 。(:的溫度範圍之正常壓力下加以退火一小時。該氧化物薄 膜被結晶.,並因此轉化成一般厚100毫微米的 SrxBiyTa2.〇TizOw薄膜’其中χ、y、z、〜及d分別滿足〇·6 ^ $ 1·2 ’ 1.7^y ^2.5 ’ 〇SzS 1〇,w=9±d,且i的關係。 第二電極然後在SrxBiyTa2 QTiz〇w薄膜上以沉積形成,以 濺鍍形成厚100毫微米的鉑(Pt)薄膜,其接著在氧氣氣壓、 例如725 C下退火一小時。然後電容與第一電極、 SrxBiyTa2.GTizOw薄膜及第二電極組合,並加以p_v遲滞的測 量。結果是使得2Pr=l〇至22微庫倫/平方公分且2Ec=1〇〇至 150千伏特/公分。 根據本發明之第五個生產方法的第二個示範具體實施 例,在此後詳細敘述。 在第二個具體實施例中,例如:厚100毫微米的氧化銥 (Ir02)薄膜以濺鍍形成,並且進一步在其上有厚1〇〇毫微米 的銥(Ir)薄膜形成,因此形成第一電極。產生 SrxBiyTa2 GTiz〇w薄膜的其他方法類似於在第一個示範具體 實施例中所解釋的那些。 然後第二電極在SrxBiyTa2 GTiz〇w薄膜上以沉積形成,厚 度100¾微米的銥(Ir)以濺鍍形成,其接著在氧氣氣壓、725 °C下退火一小時。然後電容與第一電極、。丁込心 薄膜及第二電極組合,並加以p_ V遲滯的測量。結果是使 得2Pr-10至22微庫倫/平方公分且2Ec= 1〇〇至15〇千伏特/公 分0 28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之第五個生產方法的第三個示範具體實、A 例’在此後詳細敘述。 在第三個具體實施例中,在第一個具體實施例中所解釋 的氧化矽薄膜沒有形成,但例如厚100毫微米的氧化銥 (Ir02)薄膜以濺鍍形成,並且進一步在其上有例如厚加亳 微米的銥(Ir)薄膜形成,因此形成第一電極。 分別自第一、第二及第三族選擇Bi(C6H5)3、Sr(THD)2i Τι(兴-〇C3H7)4 ’與自第四族選擇Ta(異_ 〇(::3Η7)4(ΤΗβ)及 Nb(異-〇C3H7)4(THD)。其他產生前趨氧化物薄膜、並以退 火將其轉化為SrxBiy(Ta,Nb)2.GTiz〇w薄膜的方法,是類似於 弟一個具體貫施例中所解釋的那些。 然後第二電極在SrxBiy(Ta,Nbh GTiz〇w薄膜上以沉積形 成’厚度100毫微米的鉑(Pt)以濺鍍形成,其接著在氧氣氣 壓、750°C下一般地退火10分鐘。然後電容與第一電極、 SrxBiy(Ta,Nb)2.〇Tiz〇w薄膜及第二電極組合,.並加以p_ v遲 滞的測量。結果是相當的優良,其以2?1*為1〇至25微庫倫/ 平方公分且2Ec為100至250千伏特/公分代表。 根據第五個生產方法,至少一個有機金屬化合物是各選 自第一至第四族,所選的化合物被溶解到含有THF的有機 溶劑中,做為主要組份,使之達成預先測定的組合物比 率,因此製備混合溶液;蒸發該混合溶液以產生反應氣 體’然後該反應氣體被導入保持在低至4 0 0 °C或以下、且一 般是從200°C至400°C溫度範圍内、裝有基材的反應室中, 且以電漿能量增進之化學蒸氣沉積將氧化物薄膜沉積。因 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —裝--------訂---------線- c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 0 1261914 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(27 ) ,在第一及第二個具體實施例中得到SrxBiyTa2 gT1z〇〜前趨 氧化物薄膜,並在第三個具體實施例中得到 ΝΒ)2.〇Τιζ〇νλ^趨氧化物薄膜。因為靜電夾的性質不減少, 反應氣體不在基材背後干擾,其避免薄膜在基材的背面沉 積。因此不再需要添加製程來移除黏著在基材1〇背面之鳃 (Sr)、鉍(Bl)、妲(Ta)或類似物,其免於增加製程步騾的數 目。從上述而清楚的是:第五個生產方法可成功地解 於靜電夾的問題。 " 然後氧化物薄膜在從600它至80(rc的溫度範圍内、氧化 性氣體的氣壓下退火。前趨氧化物薄膜被結晶,其在第一 及第二個具體實施例中造成電鐵性質優良的 SrxBiyTa2.〇TizOw薄膜,以2Pr為1〇微庫倫/平方公分至η微 庫倫/平方公分,且2Ec為100千伏特/公分至15〇千伏特/公 分表示,並且其在第三個具體實施例中造成電鐵性質相當 優良的SrxBly(Ta,Nb)2.〇TlzOw薄膜,以2Pr4 1〇微庫條/平^ 公分至25微庫倫/平方公分,且2£(:為100千伏特/公分至25〇 千伏特/公分表示。 根據本發明之第六個生產方法的一個示範具體實施例, 在此後詳細敘述。 在第六個具體實施例中’例如厚1〇〇亳微米的氧化銥(Ir〇2) 薄膜以濺鍍形成,並且進一步在其上有例如厚1〇〇亳微米 的銥(Ir)薄膜形成,因此形成第一電極。 第一電極在其上完成的基材’然後被置於裝在一般RF電 漿CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電聚^ ~ 裝--------訂---------· (請先閱讀背面之注音3事項再填寫本頁) -30- 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 一__B7_ _ 五、發明說明(28 ) 電電極被保持在400°C或以下的溫度範圍,並且更特定地在 從200°C至400°C的溫度範圍内。 下一步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bl(;〇-C7H7h、Bi(〇-C2H5)3、Βι(異- 〇-C3H7)3、Bi(第三 _〇c4h9)3、Bl(第三一 OC^H")3及Bi(THD)3之有機银化合物的第一族中,選出例 如 Bi(C6H5)3。 從包含如 Sr[Ta(0-C2H5)6]2 及 Sr[Ta(異-〇C3H7)6]2 之有機 鳃·妲化合物及如 Sr[Nb(0-C2H5)6]2& Sr[Nb(異-OC3h7)6]2 t有機J思-魏化合物的第二族中,選出例如Sr[ T a (異_ 〇c3h7)6]2。 ’、 從包含如:Tl(異 _OC3H7)4、 之 有機鈦 化合物 的第 三族中 ,選出例如Ti(異_ 〇c3h7)4 ◦ ’、 然後所選的有機金屬化合物被溶解到THF(四氫吱喃)中, 製備如第五個生產方法之第一個具體實施例中所述的混合 溶液。然後在溫度範圍被保持從丨5 0它至25 〇艺的蒸發器 中’蒸發該混合溶液,以產生反應氣體,該反應氣體^後 與做為載體氣體的氬氣(Ar)—起進料(一般以每分鐘5〇〇標 準^方公分的流速)到反應室的前段,並與氧氣混合(一般 以每分鐘500標準立方公分的流速),來製備混合氣體。該 混合氣體被導入反應室中。同時保持其溫度在從15〇七至 2 5 0 C的範圍内。 然後電漿放電如第五個生產方法之第一個具體實施例中 所述的生效,而在反應室中導入之混合氣體的壓力均勻地 調整在從丨.33巴斯卡至丨.33千巴斯卡的範圍内’更佳為從 I3.3巴斯卡至400巴斯卡,且選擇從〇5瓦/平方公分至1〇瓦/ -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7______ 五、發明說明(29 ) 平方公分範圍的RF輸入電力,因此容許以此電漿能量增進 之化學蒸氣沉積爲基礎的薄膜產生。也就是,反應氣體以 電漿能量分解,並且在蒸氣相產生之所得產物被沉積,而 產生氧化物薄膜。 產生氧化物薄膜’使得元素組合物的比率Sr/(Ta+Nb)、
Bi/(Ta+Nb)及 Ti/(Ta+Nb)分別滿足 〇·6 s 2Sr/(Ta+Nb) S 1.2、 1 ·7 S 2Bi/ (Ta+Nb) S2.8 及 OS2Ti/ (Ta+Nb) S 1 ·〇 的關係。因
爲現在不牽涉鈮(Nb),即:Nb= Ο,該氧化物薄膜被假設具 有的元素組合物比率Sr/Ta、Bi/Ta及Ti/Ta分別滿足〇·6 S 2Sr/TaS1.2、1.7S2Bi/TaS2.8 及 〇S2Ti/TaSl.〇的關係。 必須滿足上述的關係,否則得不到帶有電鐵性質之
SrxBiy(Ta,Nb)2 ()TizOw薄膜。 然後基材在做爲氧化性氣體的氧氣氣壓、從6〇〇〇c至8〇〇。〇 的溫度範圍之正常壓力下加以退火一小時。該氧化物薄膜 被結晶,並因此轉化成一般厚100毫微米的SrxBiyTa2 0Ti 〇 薄膜,其中x、y、z、W及d分別滿足0.6SXS 1.2, 2.5,1·〇,w=9±d,且OSdS 1的關係。 然後第二電極在SrxBiyTa2 GTizOw薄膜上以沉積形成,以賤 鍍形成厚1〇〇毫微米的鉑(Pt),其接著在氧氣氣壓、例如725^ 下退火一小時。然後電容與第一電極、SrxBiyTa2 〇Ti 〇薄 膜及弟二電極組合,並加以p _ V遲滞的測量。結果是使^ 2Pr= 10至22微庫倫/平方公分且2Ec= 100至150千伏特/公分。 第六個生產方法不同於第五個生產方法,只在於所選之 有機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此在 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂----- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 1261914 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(3〇 ) 弟7T個生產方法中,也如同在第五個生產方法中, SrxBiyTa2.GTiz〇w的前趨氧化物薄膜藉電漿能量增進的化學 条氣 >几ί貝,在4 0 〇 C或以下的溫度範圍、且更特定地在2 〇 〇 至400°C下沉積。此容許以靜電夾持住基材。因此靜電夾 的性質不會降低,反應氣體不會在基材背後干擾,其避免 薄膜沉積在基材的後面。因此,其不再需要添加製程來移 除黏著在基材背面之總(Sr)、氣(Bi)、叙(Ta)或類似物,其 兄於增加製私步驟的數目。結果是:第六個生產方法可成 功地解決關於靜電夾的問題。 藉著前趨氧化物薄膜在從600X:至800°C的溫度範圍内、 氧化性氣體的氣壓下退火,該前趨氧化物薄膜被結晶,因 此產生造成電鐵性質優良的SrxBiyTa2 QTiz〇w薄膜,使得一 般具有極化値2Pr爲10至22微庫倫/平方公分,且2Ec爲1〇〇 千伏特/公分至150千伏特/公分。 根據本發明之第七個生產方法的一個示範具體實施例, 在此後詳細敛述。 例如:厚100毫微米的氧化銥(Ir〇2)薄膜一般以濺鍍在半 導體的基材(例如:矽基材)上形成,並且進一步在其上有 一般厚100¾微米的银-釕合金(Ir^Ru。3)薄膜形成,因此形 成第一電極。 第一電極在其上完成的基材,然後被置於裝在一般電 t CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電漿放 電電極被保持在從5〇〇°C至700°C的溫度範圍内。 下 步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bi(0-C7H7)3、Bi(〇- 33- ‘紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G χ 297公髮) «t------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · _線_ 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(31 ) C2H5)3、Bi(異-〇-C3H7)3、Bi(第三 _〇C4h9)3、Bi(第三_ 〇C5Hn)3及Bi(THD)3之有機级化合物的第一族中,選出例 如 Bi(C3H7:)3。 k 包含如· Sr(THD)2、Sr(THD)2 ·四 giyme& Sr(Me5c5)2 · 2THF之有機鳃化合物的第二族中,選出例如Sr(THD)2。 k 包含如·· Τι(異-〇c3H7)4、Ti〇(THD)2 及 Ti(THD)2(^_ 〇C3H7)2之有機鈥化合物的第三族中,選出例如丁丨(異_ OC3H7)4 〇 從包含如:Ta(異-〇c3H7)5、Ta(異-〇c3H7)4(THD)之有機 组化合物及如:Nb(異-〇C3H7)5及Nb(異-〇C3H7)4(THD)之有 機鈮化合物的第四族中,選出例如Ta(異_ 〇C3H7)4(THD)。 將所選的有機金屬化合物溶解到含有THF(四氫呋喃)的 有機溶劑中,做爲主要組份,使之達成預先測定的組合 物’因此製備混合溶液。在保持從15〇至25〇°c之溫度範 圍的蒸發器中’蒸發該混合溶液,以產生反應氣體,然後 將該反應氣體與做爲載體氣體的氬氣(Ar) 一起進料(一般以 每分鐘500標準立方公分的流速)到反應室的前段,並與氧 氣混合(一般以每分鐘5〇〇標準立方公分的流速),來製備混 合氣體。該混合氣體被導入反應室中。在此,在被導入反 應室中之前,混合氣體的溫度被控制在從l5〇°C至25(rc的 範圍内。然後電漿放電生效,而在反應室中導入之混合氣 體的壓力均勻地調整在從133巴斯卡至133千巴斯卡的範 圍内’更佳爲從13.3巴斯卡至400巴斯卡,且選擇0.5瓦/平 方公分的RF輸入電力,因此容許以此電漿能量增進之化學 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 裝--------訂---- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 1261914 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(32 ) 蒸氣沉積爲基礎的薄膜產生。也就是’反應氣體以電浆能 量分解,並且在蒸氣相產生之所得產物被沉積,而產: SrxBiyTa2()TizOw薄膜。 然後基材在做爲氧化性氣體的氧氣氣壓、6〇〇C3Ci正常壓 力下加以退火一小時。該氧化物薄膜被結晶,並因此轉化 成一般厚100毫微米的SrxBiyTa2GTiz〇w薄膜,其中x、y、 Z、W及 d分別滿足〇·6&υ·2,17gy^25,〇, w= 9 士 d,且〇 S d S 1的關係。 然後第二電極在SrxBiyTa2 GTiz〇w薄膜上以沉積形成,厚 度100¾微米的銥·釕合金以濺鍍形成,其接著在 氧氣氣壓、600 C下退火30分鐘。然後電容與第一電極、 SrxBiyTa2.GTizOw薄膜及第二電極組合,並加以p_v遲滞的測 量。結果是使得2Pr=5至18微庫倫/平方公分且2Ec=1〇〇至 200千伏特/公分。 根據第七個生產方法,至少一個有機金屬化合物是各選 自第一至第四族,所選的化合物被溶解到Thf中,使之達 成預先測定的組合物比率,因此製備混合溶液,蒸發該混 合溶液以產生反應氣體,將該反應氣體進一步與氧化性氣 體混合’以得到混合氣體,該混合氣體被導入保持在從 500 C至700 C之溫度範圍、裝有基材的反應室中,並且藉 著電漿能量增進之化學蒸氣沉積,以結晶形式將 SrxBlyTa2.〇Tiz〇w薄膜沉積。因此結晶的SrxBiyTa2.0TizOw薄膜 被發現具有優良的電鐵性質,以所要的2Pr及2Ec値兩者來 表示。 -35-
本紙張尺度適财國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公tT --------^---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(33 ) 因為弟七個生產方法以雷带妙曰 私水此I增進又化學蒸氣沉積, 直接在基材上形成結晶的s R彳 T. ^ < xi3lyTa2.〇Tizow薄膜,該方法可 省,退火’其為W用在不低於7峨、且不高於剛。c的溫 j軛圍下結晶珂趨薄膜所必需的。使用以第四個生產方法 得到之此SrxBlyTa2〇Tlz〇w薄膜來製造電容,t成功地減低 加於電極上的熱負載,並且因此避免電極的電阻被減少。 也變得容許以相t低熱阻的金屬薄膜來組成較上面的電 極。結果是:第七個生產方法可成功地減少加於電極的熱 負載。 根據本發明《第八個生產方法的一個示範具體實施例, 在此後詳細敘述。 在第八個具體實施例中,例如厚1〇〇毫微米的氧化銥(Ir〇〇 薄膜以濺鍍形成,並且進一步在其上有例如厚1〇〇毫微米 的銥(1〇薄膜形成,因此形成第一電極。 第一電極在其上完成的基材,然後被置於裝在一般RF電 漿CVD裝置之反應室中的電漿放電電極上,並且該電浆放 電電極被保持在從500。(:至700°C的溫度範圍内。 下一步,從包含如:Bi(C6H5)3、Bi(0-C7H7)3、Bi(〇-C2H5)3、Βι(異-〇- C3H7)3、Bi(第三-〇c4H9)3、Bi(第三-OCsHn)3及Bi(THD)3之有機鉍化合物的第一族中,選出例 如 B1(:C6H5)3。 從包含如 Sr[Ta(0-C2H5)6]2及 Sr[Ta(異-OC3H7)6]2之有機 鳃-姮化合物及如 Sr[Nb(0-C2H5)6]2 及 Sr[Nb(異-OC3H7)6]2 之有機鳃-鈮化合物的第二族中,選出例如Sr[ T a (異- 36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂---------線I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 A7 —------------B7______ 五、發明說明(34 ) OC3H7)6] 2。 從包含如:Ti(異-OC3H7)4、Ti0(THD)2 及 Ti(THD)2(異- OC3H7)2之有機鈦化合物的第三族中,選出例如Ti(異_ OC3H7)4 〇 然後所選的有機金屬化合物被溶解到THF (四氫吱喃) 中’製備混合溶液,然後在溫度範圍被保持從150X:至250 C内的蒸發器中蒸發該混合溶液,以產生反應氣體,該反 應氣體然後與做爲載體氣體的氬氣(Ar)一起進料(一般以每 分鐘500標準立方公分的流速)到反應室的前段,並與氧氣 混合(一般以每分鐘5〇〇標準立方公分的流速),來製備混合 氣體。該混合氣體被導入反應室中,同時保持其溫度在從 150°C至250°C的範圍内。 然後笔漿放電生效,而在反應室中導入之混合氣體的壓 力均勻地調整在從L33巴斯卡至丨.33千巴斯卡的範圍内, 更佳爲從13.3巴斯卡至4〇〇巴斯卡,且選擇從〇·5瓦/平方公 分至10瓦/平方公分範圍内的rF輸入電力,因此容許以此 電漿能量增進之化學蒸氣沉積爲基礎的薄膜產生。也就 是,反應氣體以電漿能量分解,並且在蒸氣相產生之所得 產物被沉積,而產生SrxBiyTa2.0TizOw薄膜。 然後基材在做爲氧化性氣體的氧氣氣壓、6〇〇。〇之正常壓 力下加以退火一小時。得到一般厚100毫微米的結晶 SrxBiyTa2 〇TizOw 薄膜,其中 x、y、z、w及 d分別滿足 0.6 g χ S 1·2,1.7Sy S2.5,1·〇,w=9±d,且1的關係。 然後第二電極在SrxBiyTa2.GTizOw薄膜上以沉積形成,有 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 12 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1914 A7 B7 發明說明(35 ) 厚1〇㈣微米的峰)薄膜以濺鍍以,其接著在氧氣氣 壓、例如祕下退火-小時。然後電容與第一電極、
SrAyTaHllA薄膜及第=電極,组纟,並力”乂 p_ v遲滯的 測量。結果是使得2Pr= 1 〇至22矜康彳人/正、 土 22械厚裇/平方公分且2Ec= 1 00 至150千伏特/公分。 第八個生產方法不同於第七個生產方法只在於所選之有 機金屬化合物的物種,而具有相似的製程步驟。因此在第 八個生產方法中,也藉著電漿能量增進之化學蒸氣沉積, 以結晶形式將SrxBlyTa2 QTlz〇w薄膜沉積。因此結晶的
SrxBlyTa2.QTlzOw薄膜被發現具有優良的電鐵性質,以所要 的2Pr及2Ec值兩者來表示。 因為第八個生產方法以電漿能量增進之化學蒸氣沉積, 直接在基材上形成結晶的SrxBlyTa2 QTiz〇w薄膜,該方法可 省略退火,其為習用在不低於7〇(rc、且不高於8〇〇。〇的溫 度範圍下結晶前趨薄膜所必需的。使用以第四個生產方法 得到之此SrxBiyTa2.〇Tiz〇w薄膜來製造電容,會成功地減低 加於電極上的熱負載,並且因此避免電極的電阻被減少。 也變得容許以相當低熱阻的金屬薄膜來組成較上面的電 極。結果是:第八個生產方法可成功地減少加於電極的熱 負載。 當如上述之第一個至第八個生產方法的具體實施例中使 用有機鈦化合物時,其也容許省略有機鈦化合物,其會造 成 SrxBiy(Ta,Nb)2.G〇w薄膜的產生。 在弟一個至第八個生產方法之各別具體實施例中可獲 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------^^裳--------訂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 A7 B7 五、發明說明(36 ) 得的其他金屬電極,包括上述的那些。 此金屬電極之一,意指如具有以η 物v a bI^uC式表示的組合 <!00 〇<H ^ G100, 0咖100, 〇ScS1〇〇,且 - 有此組合物的金屬電極,沿著其較低表面可生)自: 金屬電極的氧化層。 /、有何生自此 于:二!=另一個實例意指如具有以1⑽w式表 -的組都中a、b、4d分別代表原子百分比的含量, 並且滿足0…90’ 〇編9〇, 〇Scs9〇, 〇集1〇且 a+b+C+d=100的關係;且金屬電極疊在氧化物電極上,並 具有以⑽㈣式表示的組合物(其巾a、分別代表原子 百分比的含量’並且滿足〇“$1〇〇, 100,且 a+b+c=100的關係)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝 ----訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39- 本紙張尺度巾關家鮮(CNS)A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1261914 A8 B8 C8 D8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 、申請專利範圍 1 ·種用於產生介電薄膜的方法,包含: 4擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包含 有機鉍化合物之第一族、包含有機锶化合物之第二 狹、包含有機鈦化合物之第三族及包含有機鋰化合物 和有機鈮化合物之第四族,將所選的化合物混合,使 t達成預先測定的組合物比率,因此製備一反應氣 版’並將孩反應氣體與氧化性氣體混合,以得到混合 氣體; 將孩混合氣體導入保持在4〇(rc或以下、裝有基材之 反應至中,並以電漿能量增進的化學蒸氣沉積將氧化 物薄膜沉積在基材上的步騾;及 舲所得的氧化物薄膜在氧化性氣體氣壓下退火、而轉 化成SrxBiy(Ta,Nb)2_〇Tiz〇w薄膜的步騾(其中的關係滿 足:〇.6$d.2,LUyQ 5,〇,w=9±d,且 1)。 2. 如申請專利範圍第丨項之用於產生介電薄膜的方法,其 中··第一族包含以式 Bl(c6H5)3、Bl(0_c7H7)3、Βι(〇_ C2H5)3、Bl(異 _ C3h7)3、Bi(第三 _〇_C4H^、Bi(第三 _ 〇C5Hu)3&Bl(THD)3 (THD在此後代表 2,2,6 6-四甲基 _ 3 5_ 庚fe二酮:CnHboO2)表示的有機鉍化合物。 3. 如申請專利範圍第1項之用於產生介電薄膜的方法,其 中第二族包含以式Sr(THD)2、Sr(THD)2四glyme及 叫Me^)2 2THF (其中Me代表甲基且ΤΗρ代表四氫呋 喃)表示的有機鳃化合物。 -40- 本紙張尺度過用中國國家標準(CNS)A4規格⑵Q χ 297公爱「 (請先閱讀-f面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線 I 1261914 A8 g D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4·如申請專利範圍第1項之用於產生介電薄膜的方法,其 中第二族包含以式Ti(異-〇C3H丄、Ti〇(THD)2及 Ti(THD)2(異-0C3H7)2表示的有機鈦化合物。 5·如申請專利範圍第丨項之用於產生介電薄膜的方法,其 中第四族包含以式Ta(異-〇C3H7)5、Ta(異-〇C3H7)4 (THD)表 示的有機鈕化合物,及以式Nb(異_ OqHA及Nb(異_ OCsH7)4 (THD)表示的有機鈮化合物。 6 ·如申清專利範圍第1項之用於產生介電薄膜的方法,其 中该氧化物薄膜具有的元素組合物比率Sr/(Ta+Nb)、 Bi/(Ta+Nb)及 Ti/(Ta+Nb)分別滿足 〇·6 g 2Sr/(Ta+Nb) S 1.2、1.7S2Bi/(Ta+Nb)^2.8&0S2Ti/(Ta+Nb)^l.(HWfl 係。 7·如申請專利範圍第1項之用於產生介電薄膜的方法,其 中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有以 IraPtbRue式表示的組合物(其中a、b及c分別代表原子百 分比的含夏’並且滿足〇$aS100,OSbSlOO, 100,且 a+b+c= 100 的關係)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8·如申請專利範圍第1項之用於產生介電薄膜的方法,其 中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具有 以IraPtbRucOd式表示之組合物的氧化物電極(其中α、b、 c及d^7別代表原子百分比的含量’並且滿足〇ga^90, 0Sb^90’ 0$c$90,OSdSlO 且 a+b+c+d=l〇〇 的關 係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以IraPtbRUe 式表示的組合物(其中a、b及C分別代表原子百分比的含 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 25 1914 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 量,並且滿足 100,〇 g b S 1〇〇,〇 $ c $ 100 ’ 且 a+ b+ 100 的關係)。 9. 一種用於產生介電薄膜的方法,包含: 選擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包 含有機鉍化合物之第一族、包含有機鳃-鈕化合物及有 機鳃·鈮化合物之第二族和包含有機鈦化合物之第三 族,混合所選的化合物,使之達成預先測定的組合物 比率,因此製備反應氣體,並將該反應氣體與氧化性 氣體混合,以得到混合氣體; 將該混合氣體被導入保持在400°C或以下、装有基材 之反應室中,並以電漿能量增進的化學蒸氣沉積將氧 化物薄膜沉積在基材上的步驟;及 將所得的氧化物薄膜在氧化性氣體氣壓下退火、而 轉化成SrxBiy(Ta,的步驟(其中的關係滿 足:0.6SxS 1.2,1.7SyS2.5,OSzS 1.0,w=9±d,且 OSdS 1)。 10·如申請專利範圍第9項之用於產生介電薄膜的方法,其 中:第一族包含以式 Bi(C6H5)3、Bi(〇-C7H7)3、BU〇-C2H5)3、Bi(異-〇-C3H7)3、Bi(第三-〇-C4h9)3、Bi(第三-OCsHnL及Bi(THD)3 (THD在此後代表 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚:fe «—嗣· CiiH^O2)表示的有機级化合物。 11 ·如申請專利範圍第9項之用於產生介電薄膜的方法,其 中第二族包含以式Sr[Ta(0_C2H5)6]2及Sr[Ta(異-〇C;3H7)6]2表示之有機!思-纽化合物和叫则(〇_〔2η5)6] 2 42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 及Sr[ Nb(異· 〇C3H7)6] 2表示之有機鳃-鈮化合物。 12.如申請專利範圍第9項之用於產生介電薄膜的方法,其 中第三族包含以式Ti(異-〇C3H7)4、TiO(THD)2及 Ti(THD)2 (異-〇c3h7)2表示的有機鈇化合物。 13·如申請專利範圍第9項之用於產生介電薄膜的方法,其 中④乳化物薄膜具有的元素組合物比率Sr/(Ta+Nb)、 Bi/(Ta+Nb)及 Ti/(Ta+Nb)分別滿足 〇·6 s 2Sr/(Ta+Nb) S 1.2、1·7 S 2Bi/(Ta+Nb) S 2.8及 0 S 2Ti/(Ta+Nb) S 1·〇的關 14·如申請專利範圍第9項之用於產生介電薄膜的方法,其 中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有以 IraPtbRue式表示的組合物(其中&、b及c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足1〇〇,1〇〇, 100,且 a+b+c=100 的關係)。 15·如申請專利範圍第9項之用於產生介電薄膜的方法,其 中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具有 以IraPtbRueOd式表示之組合物的氧化物電極(其中&、b、 c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足〇Sas9〇, 0 S b S 90 ’ 0 S c ^ 9〇 ’ 〇 ^ d s 1〇 且 a+b+c+d== 1〇〇 的關 係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRue式表示的組合物(其中a、b及c分別代表原子百 分比的含I’並且滿足〇SaSl〇〇,〇sbSl〇〇,〇< < 100,且 a+b+c=l〇〇的關係)。 16· —種用於產生介電薄膜的方法,包含: -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 1261914 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 選擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包 含有機μ化合物之第一族、包含有機總化合物之第二 狹、包含有機鈦化合物之第三族及包含有機鋰化合物 和有機鈮化合物之第四族,混合所選的化合物,使之 達成預先測疋的組合物比率,因此製備反應氣體,並 將藏反應氣體與氧化性氣體混合,以得到混合氣體; 及 將該混合氣體被導入保持在5〇〇Ό至7〇(rc、裝有基材 <反應1:中的步驟,並以電漿能量增進的化學蒸氣沉 才貝’將SrxBiy(Ta,Nb)2 0Tiz〇w薄膜(其中的關係滿足:0·6 1.7^y^2.5,〇sz^10,w=9 士d,且 o^d^) 沉積在基材上。 17·如申請專利範圍第16項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一族包含以式Bi(C6H5)3、Bi(〇-C7H…、Bi(〇_ C2H5)3、Bi(異-〇_c3H7)3、Bi(第三-〇-C4H9)3、Bi(第三-OQHn)3及Bi(THD)3 (THD在此後代表 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚燒二酮;ciiH2G02)表示的有機祕化合物。 18.如申請專利範圍第16項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一族包含以式Sr(THD)2、Sr(THD)2 •四giyme及 Sr(Me5Cs)2 · 2THF (其中Me代表甲基且THF代表四氫呋 喃)表示的有機鳃化合物。 19·如申請專利範圍第16項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式Ti(異_〇C3H7)4、Ti〇(THD)2及 Ti(THD)2 (異-〇c3H7)2表示的有機鈦化合物。 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1261914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 20·如申請專利範圍第16項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第四族包含以式Ta(異_〇C3H7)5、Ta(異_OC3h7)4 (THD)表7^的有機鈕化合物,及以式Nb(異-〇c3H7)5及 Nb(異-〇C3H7)4(THD)表示的有機鈮化合物。 21·如申請專利範圍第16項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有 以1raPtbRue式表示的組合物(其中&、b及c分別代表原子 百分比的含量,並且滿足1〇〇,1〇〇,〇Sc S 100,且 a+ b+ c= 100 的關係)。 22·如申請專利範圍第丨6項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具 有以IraPtbRueOd式表示之組合物的氧化物電極(其中a、 b、c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足〇 ^ s 90,0 S b S 90,0 S c S 90,0 S d ^ 10 且 a+b+c+d= 100 的 關係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRuc式表示的組合物(其中a、b及c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足〇gaglO〇,O^bSlOO, 100,且 a+b+c= 100的關係)。 23. —種用於產生介電薄膜的方法,包含·· 選擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包 含有機鉍化合物之第一族、包含有機鳃-妲化合物及有 機鳃-鈮化合物之第二族和包含有機鈦化合物之第三 族’混合所選的化合物,使之達成預先測定的組合物 比率,因此製備反應氣體,並將該反應氣體與氧化性 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210 X 297公釐) -----------^--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 ab C8 ____ D8 六、申請專利範圍 氣體混合,以得到混合氣體;及 將該混合氣體被導入保持在50〇。(::至7〇〇。(::、裝有基材 足反應至中的步騾,並以電漿能量增進的化學蒸氣沉 知,將SrxBiy(Ta,Nb)2.〇TizOw薄膜(其中的關係滿足:ο、 -X-1.2 1.7$y$2.5 ’ OSz^l.O ’ 9±d,且 O^d^l) 沉積在基材上。 24. 如申請專利範圍第23項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一族包含以式 bhc#5)3、Βι(〇<7η7)3、Bl(0_ C2H5)3、Bl(異 _0_C3H7)3、Bl(第三 _〇_C4H9)3、Βι(第三 _ ◦ (THD在此後代表252,6,6_四甲基_ 3 5_ 庚说二酮:ciiH2〇〇2)表示的有機鉍化合物。 25. 如申請專利範圍第23項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一狹包含以式Sr[Ta(〇 C2H5)山及^[丁&(異_ 〇〇3屮)6] 2表示之有機鳃·妲化合物和叫则(〇_ ^ 及Sr[Nb(異-〇C3H7)6] 2表示之有機鳃_魏化合物。 26. 如申請專利範圍第μ項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式Ti(異_〇C3h7)4、Ti〇(THDh及 Ti(THD)2 (異-〇C3H7)2表示的有機鈦化合物。 27. 如申請專利範圍第23項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有 以IraPtbRue式表示的組合物(其中a、e分別代表原子 百分比的含量,並且滿足〇$a$1〇〇,〇SbS1〇〇,〇$c $ 100,且 a+b+c= 100的關係)。 28. 如申請專利範圍第23項之用於產生介電薄膜的方法, -46 - 本紙張尺度顧巾關家鮮(CNS)A4規格⑵〇 x 29Ti^i7 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀-f面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 as §
夂、申請專利範圍 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含身 有以IraPtbRu^OJ表示之組合物的氧化物電極(其中y、、 b、c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足 90,GSbgo,〇seS9〇 一 “ 10且 a+b+c+d=l〇(^ 關係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRUe式表示的組合物(其中a、b及c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足GSaS副,。⑷⑽, 100,且 a+b+c=l〇〇 的關係)。 29· —種用於產生介電薄膜的方法,包含·· 選擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包 含有機鉍化合物之第一族、包含有機鳃化合物之第二 族、包含有機鈥化合物之第三族及包含有機輕化合物 和有機鈮化合物之第四族,並且溶解所選的化合物到 含有THF的有機_中,做爲主要組份,使之達成預先 測定的組合物,因此製備混合溶液; 蒸發該混合溶液、以產生反應氣體的步驟; 知反應氣體導入裝有基材的反應室中的步驟,使其 保持在400°C或以下,並且以電漿能量增進的化學蒸氣 沉積,將氧化物薄膜沉積在以反應氣體之分解爲基礎 的基材上;及 將Μ氧化物薄膜在氧化性氣體的氣壓下退火,而轉 化成SrxBiy(Ta,Nb)2 〇Tiz〇w薄膜的步驟(其中的關係滿 足:0.6SXS 1·2,i.7gy^2 5,i 〇,w=9土d,且 1)。 -47 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 1261914 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 川·如申請專利範圍第29項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一族包含以式Bi(C6h5)3、Bl(0_C7H7)3、m(… C2H5)3、Bl(異 _ 〇_ C3H7)3、Bl(第三-〇_C4H9)3、βι(第三 _ OQHyABKTHD)3 (THD在此後代表 2,2,M_ 四甲基 _ 3 5_ 庚坑二酮:ciiH2G02)表示的有機银化合物。 31. 如申請專利範圍第29項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式Sr(THD)2、Sr(THD)2四glyme& Sr(Me5C5)2 2THF (其中Me代表甲基且THF代表四氫呋 喃)表示的有機鳃化合物。 32. 如申請專利範圍第29項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第三族包含以式Ti(異_OC3H7)4、Ti〇(THD)2& Ti(THD)2 (異-OC3h7)2表示的有機鈦化合物。 33. 如申請專利範圍第29項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第四族包含以式Ta(異-〇C3H7)5、Ta(異-〇C3H7)4 (THD)表示的有機姮化合物,及以式灿(異_〇C3H7)5及 Nb(異-0(:3屮)4 (THD)表示的有機鈮化合物。 34. 如申請專利範圍第29項之用於產生介電薄膜的方法,其 中該氧化物薄膜具有的元素組合物比率Sr/ (Ta+ Nb)、 Bi/(Ta+Nb)& Tl/(Ta+Nb)分別滿足 0.6 $ 2Sr/(Ta+Nb) $ l·2、1.7$2B1/(Ta+Nb)$2.8及0$2Ti/(Ta+Nb)$l·0的關 係。 35. 如申請專利範圍第2項之用於產生介電薄膜的方法,其 中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有以 IraPtbRue式表示的組合物(其中a、b及^分別代表原子 -48- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------裝--------訂---------· (請先閱讀嘴面之注意事項再填寫本頁) 1261914
'申請專利範圍 百分比的含量,並且滿足〇^1〇〇, 〇_1〇〇, $100,且 a+b+c二 100的關係)。 (請先閱讀嘴面之注音?事項再填寫本頁> 36. 如申請專利範圍第29項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具 有以IraPtbRueOd式表示之組合物的氧化物電極(其中& /、、 b、c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足 90 0 = b = 90 〇$d$1〇 且 a+b+c+d=l〇〇 的關 係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRue式表示的組合物(其中a、b&c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足〇ga$1〇(),‘ 100,且 a+ b+ c= 100的關係)D 37. —種用於產生介電薄膜的方法,包含: 選擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包含 有機鉍化合物之第一族、包含有機鳃_鈕化合物及有機 鳃-鈮化合物之第二族和包含有機鈦化合物之第三族, 並且溶解所選的化合物到含有THF的有機溶劑中,做為 主要組伤’使之達成預先測定的組合物,因此製備混 合溶液; 蒸發該混合溶液、以產生反應氣體的步騾; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將反應氣體導入裝有基材的反應室中的步驟,使其保 持在400。(:或以下,並且以電漿能量增進的化學蒸氣沉 積,將氧化物薄膜沉積在以反應氣體之分解為基礎的 基材上;及 將該氧化物薄膜在氧化性氣體的氣壓下退火,而轉 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 1261914 A8 B8 C8 D8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 六、申請專利範圍 化成SrxBiy(Ta,Nb)2.〇TizOw薄膜的步騾(其中的關係滿 足· 0.6Sx$12 ’ 1.7$y‘2.5 ’ 0$z$l,0,w=9 土 d,且 1)。 3S.如申請專利範圍第37項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一族包含以式 Bi(C6H5)3、Bi(0-C7H7)3、Βι(:〇_ 〇2Η5)3、Bi(異-〇 C3H7)3、Bi(第二 _〇-C4H9)3、Bi(第三 _ OC5Hn)3及Bi(THD)3 (THD在此後代表 2,2,6,6·四甲基 _ 3 5_ 庚烷二酮:CuH^OJ表示的有機鉍化合物。 39. 如申請專利範圍第3 7項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式Sr[ Ta(0· C2H5)6] 2及Sr[ Ta(異-0〇3出)6]2表示之有機J思备化合物,和Sr[Nb(0-C2H5)6]2 及Sr[ Nb(異-〇(:3^)6] 2表示之有機鳃·鈮化合物。 40. 如申請專利範圍第π項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式Ti(異·〇〇3Η7)4、TiO(THD)2及 Ti(THD)2 (異-OCsH7)2表示的有機鈦化合物。 41. 如申請專利範圍第37項之用於產生介電薄膜的方法,其 中為氧化物薄膜具有的元素組合物比率Sr/ (Ta+ Nb)、 B^Ta+Nb)* in/aa+Nb)分別滿足 0.6 $ 2Sr/(Ta+Nb) $ 1.2、1.7^2Bi/(Ta+Nb)$2.8&〇^2Ti/(Ta+Nb)^l.(H“1 係。 42·如申請專利範圍第π項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有 以IraPtbRu。式表示的組合物(其中a、ς分別代表原子 百分比的含量,並且滿足1〇〇,1()〇,〇$c β裝--------訂------- (請先閱讀臂面之注意事項再填寫本頁) 線, 50- A8 B8 C8 D8
申請專利範圍 1261914 $ 1 Ο Ο,且 a+ b + c = 10 0 的關係)。 43. 如申請專利範圍第37項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具 有以IraPtbRUe〇d式表示之組合物的氧化物電極(其中^ b、c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足 90’ 0990, KG90’(^⑽且㈣+㈣:⑽的關 係)’且金屬電極®在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRue式表示的組合物(其中a、c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足〇$ag1〇〇,〇gbg1()〇, 100,且 a+b+c二 100的關係)。 44. 一種用於產生介電薄膜的方法,包含: 選擇至少一個有機金屬化合物的步騾,是各選自包含 有機鉍化合物之第一族、包含有機鳃化合物之第二 族、包含有機飲化合物之第三族及包含有機鈕化合物 和有機就化合物之第四族,並且溶解所選的化合物到 含有THF的有機溶劑中,做為主要組份,使之達成預先 測定的組合物,因此製備混合溶液; 蒸發該混合溶液、以產生反應氣體的步驟; 將反應氣體與氧化氣體混合以獲得一混合氣體的步驟;以及 將反應氣體導入裝有基材的反應室中的步騾,使其保 持在5001:至700°C,並且以電漿能量增進的化學蒸氣沉 積,將SrxBly(Ta, Nb)2.〇TizOw薄膜(其中的關係滿足:〇.6 $xS1.2 ’ 1.7$y$2.5,0$ζ$1·0,9±d,且 〇$d$l) 沉積在基材上。 45. 如申請專利範圍第44項之用於產生介電薄膜的方法, -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I裝--------訂---------參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1261914 as B8 C8 ______ D8 六、申請專利範圍 其中第一族包含以式則((:汨5)3、BiCO-C^H^、Bi(0-C2H5)3、Bi(異-〇-C3H7)3、Bi(第三-〇-C4H9)3、Bi(第三-〇C5Hh)ABi(THD)3 (THD在此後代表 2 2 6,6 四甲基_3 5· 庚k 一酮:ciiH2g〇2)表示的有機i必化合物。 46. 如申請專利範圍第44項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式Sr(THD)2、Sr(THD)2四glyme及 Sr(Me5C5)2 2THF (其中Me代表甲基且THF代表四氫呋 喃)表示的有機鳃化合物。 47. 如申請專利範圍第44項之用於產生介電薄膜的方法, ”中第二族包含以式Ti(異_〇c3H7)4、TiO(THD)2及 Ti(THD)2 (異-〇C3H7)2表示的有機鈦化合物。 48. 如申請專利範圍第44項之用於產生介電薄膜的方法,其 中第四族包含以式Ta(異 〇〔办)5、Ta(異沉3^)4 (THD) 表示的有機妲化合物,及以式_(異_〇c3H7)5&Nb(異_ 〇C3H7)4 (THD)表示的有機鈮化合物。 49. 如申請專利範圍第44項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有 以IraPtbRue式表示的組合物(其中a、b及^分別代表原子 百分比的含量,並且滿足0$^⑻,,〇& S 100,且 a+ b+ c= 100的關係)。 50. 如申請專利範圍第44項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具 有以IraPtbRueOdS表示之組合物的氧化物電極(其中&、 b、c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格1 (210 X 297公董)-" -一 (請先閱讀-^面之注意事項再填寫本頁)
126 4 91 888 8 ABCD 六 圍範利 專請 中 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁> 90,〇Sbg9〇,0gcS9〇,〇^dgl〇且a+b+c+d=i〇〇的關 係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRu。式表示的組合物(其中a、b及c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足〇gaS1〇〇, 100,且 a+b+c= 100的關係)。 51· —種用於產生介電薄膜的方法,包含·· 選擇至少一個有機金屬化合物的步驟,是各選自包 含有機鉍化合物之第一族、包含有機鳃_妲化合物及有 機鳃-鈮化合物之第二族和包含有機鈦化合物之第三 族’並且溶解所選的化合物到含有THF的有機溶劑中, 做爲主要組份,使之達成預先測定的組合物,因此製 備混合溶液; 蒸發該混合溶液、以產生反應氣體的步驟; 將反應氣體導入裝有基材的反應室中的步驟,使其 保持在500°C至700°C,並且以電漿能量增進的化學蒸氣 沉積’將SrxBiy(Ta,Nb)2.〇TizOw薄膜(其中的關係滿足: 0·6$χ^1·2,1.7SyS2.5,OSzSl.O,w=9 土 d,且〇 g d $ 1)沉積在基材上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 52·如申請專利範圍第51項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第一族包含以式 Bi(C6H5)3、Bi(〇-C7H7:)3、BUO-C2H5)3、Bi(異-〇-C3h7)3、Bi(第三·〇Τ4Η9)3、Bi(第三-0<^Ηη)3及Bi(THD)3 (THD在此後代表 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚丈元一嗣· C〗丨112()02)表不的有機麵化合物。 53.如申請專利範圍第51項之用於產生介電薄膜的方法, -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1261914 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 其中第二族包含以式Sr[Ta(0-C2H5)6]2及Sr[Ta(異-〇C3H7)6] 2表7F之有機鳃_妲化合物,和Sr[Nb(〇_ c2H5)6] 2 及Sr[Nb(兴-〇C3H7)6] 2表示之有機鳃魏化合物。 M.如申請專利範圍第5丨項之用於產生介電薄膜的方法, 其中第二族包含以式丁丨(異-〇C3H7)4、τί〇(ΤΗ〇)2ΐ Ti(THD)2 (異-〇c3H7)2表示的有機鈦化合物。 55. 如申請專利範圍第51項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,其具有 以IraPtbRue式表不的組合物(其中a、e分別代表原子 百分比的含量,並且滿足〇$a$100,〇$b$100,〇‘c S 100,且 a+b+c= 100的關係)。 56. 如申請專利範圍第5丨項之用於產生介電薄膜的方法, 其中在其平面上有薄膜形成的基材具有電極,包含具 有以IraPtbRueOd式表示之組合物的氧化物電極(其中&、 b、c及d分別代表原子百分比的含量,並且滿足 90,0^b$90 ’ 〇$c^9〇 ’ 〇^d^1〇JLa+b+c+d=i〇〇 的關 係);且金屬電極疊在氧化物電極上,並具有以 IraPtbRUeS表示的組合物(其中a、c分別代表原子百 分比的含量,並且滿足〇$a$1〇〇,〇$b$1〇〇 100,且 a+b+c= loo的關係)。 f 裝--------訂---------· (請先閱讀嘈面之注意事項再填寫本頁) -54-
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