1994 Fiscal Year Annual Research Report
MOCVD法による強誘電体薄膜の高速大面積成長とメモリデバイスへの実用化研究
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06555094
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
塩崎 忠 京都大学, 工学部, 助教授 (80026153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大西 茂夫 シャープ株, 超LSI開発研究所・第2開発室, 係長
中谷 賢一 (株)天谷製作所, 技術第一部, 主任
清水 勝 京都大学, 工学部, 助手 (30154305)
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| Keywords | MOCVD法 / PZT薄膜 / PLZT薄膜 / 大面積成長 / 均一膜 / 膜厚分布 / 組成分布 / 成長速度 |
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| Research Abstract |
本年度は、MOCVD法により高品質の強誘電体Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)及び(Pb,La)(Zr,Ti)O_3(PLZT)薄膜の大面積(6-8インチウエファー上)成長を試み、得られた薄膜の評価及び問題点につき検討を加えた。
開発した枚葉式大型MOCVD装置を用いPZT薄膜の6-8インチウエファー上への均一膜成長を試みた。Pb,Zr及びTi原料は全て液体のものを用いた。とりわけPb原料に関しては新たに開発されたトリエチルnペントキシ鉛((C_2H_5)_3PbOCH_2(CH_3)_3)を初めて用いた。Pb原料として固体の鉛ビスジピバロイメタン(Pb(DPM)_2)を用いると膜中のPb含有量は実験回数にしたがい大幅に変化し、Vpb(=(maxPb量-minPb量)/(平均Pb量))は63.3%にもなり再現性は非常に悪くなった。一方、上記液体Pb原料を用いた場合膜中のPb含有量の実験回数依存性はVpbは8%と非常に改善された。また6インチウエファー上でのPZT膜のPb、Ti及びZr組成の面内分布は±1.1%以内と優れた特性が得られている。膜厚分布や誘電率の面内分布は、ノズルの形状に大きく影響を受けるが、シャワーノズルタイプのものを採用することにより、各々±1.2%及び±5.1%と均一性に優れたものが得られた。さらに8インチウエファー上にも膜厚分布±1.2%と高均一のPZT膜が得られた。
PLZT膜に関しても、6インチウエファー上に膜厚分布±1.5%の高均一膜が得られている。また誘電率、残留分極および抗電界の分布は、各々±12.7%、±3.5%及び±8.8%であった。
成長速度に関しては現在110-150nm/hr程度のものしか達成されていない。さらに高堆積速度を得るために、現在原料ガス供給量や成長温度等の成長パラメータの最適化を図っている。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Tadashi Shiosaki: "Large Area Growth of Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films by MOCVD" Integruted Ferroelectrics. 5. 39-45 (1994)
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[Publications] Tadashi Shiosaki: "Growth and Properties of PZT Thin Films on a 6-8 Inch Water by MOCVD" Ceramic Transacfions. 43. 27-36 (1994)
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[Publications] Masaru Shimizu: "Ettects of the Utilizution of a Butter Layer in the Growth of Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films by Metalorganic Chemicul Vaper Depesition" J.Cryst.Growth. 145. 226-231 (1994)
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[Publications] Masaru Shimizu: "Control of Orientation of Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films Lising PbTiO_3 Butter Layer" Jpn.J.Appl.Phys.33. 5167-5171 (1994)
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[Publications] Masaru Shimizu: "Controal of Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films Characteristics Using Metalorganic Chemicul Vaper Depesition" J.Kurean Phys.Soc.27. S49-S53 (1994)
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[Publications] Tadashi Shiosaki: "Characterization of PZT Films Grown by MOCVD on 6-8 Inch Si Waters" to be published in Integrated Ferroelectrics. (1995)
