2000 Fiscal Year Annual Research Report
液体原料気化CVD法による誘電体薄膜の製造とプロセスシミュレータの開発
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12450319
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
奥山 喜久夫 広島大学, 工学部, 教授 (00101197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 武司 (株)荏原製作所, 精密電子事業本部, 研究員
島田 学 広島大学, 工学部, 助教授 (70178953)
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| Keywords | CVD法 / 高誘電体材料 / 薄膜 / 液体気化法 / 気相反応 / グレイン / 有機金属 / 輸送現象 |
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| Research Abstract |
液体原料CVD法による誘電体薄膜の製造に対して、薄膜製造のスケールアップ特性の評価に念頭を置き、薄膜製造実験およびモデル計算による検討を行い、以下のような結果を得た。
まず、実験的には、
1)面温度を700℃まで制御できるCVD薄膜製造装置を、管状型電気炉および真空ポンプを用いて製作し、CVD反応装置の内部および壁面の温度分布を測定し、管内圧力を約1Torrまで減圧できるようにした。
2)高誘電体材料である(Ba,Sr)TiO_3(BST:チタン酸バリウムストロンチウム)の成膜実験を行い、成膜された石英管を取り出し、反応器の入り口から一定間隔で切断し、薄膜の厚み分布を電子顕微鏡、レーザ光干渉型膜厚計測装置で計測した。また、結晶構造をX線回折装置、微結晶サイズを電子顕微鏡でそれぞれ計測し、電気特性をLCRメータで計測した。
3)以上の結果から薄膜の成長速度、表面形態、結晶形に及ぼす操作条件の影響を実験的に明らかにした。
一方、モデル計算では、
1)Ba,SrおよびTiの多成分系のプリカーサを含むガスの高温場での反応特性を、反応生成ガスの濃度分布を拡散方程式の数値計算より求めた。さらに、反応器内のガスの温度分布および流速分布をエネルギー方程式および運動量方程式の数値計算より求めた。
2)数値計算から得られた反応生成物の濃度分布から、各成分の堆積速度を求めたところ、反応器内の成膜速度分布は、実験結果を良く説明できることがわかった。
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[Publications] Toshiyuki FUJIMOTO: "Chemical Reaction Kinetics and Growth Rate of (Ba,Sr)TiO_3 Films Prepared by Liquid Source Chemical Vapor Deposition"Journal of Electrochemical Society. 144・7. 2581-2587 (2000)
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[Publications] 奥山喜久夫: "Preparation of (Ba,Sr)TiO_3 films Prepared by Liquid Source Chemical Vapor Deposition Method"Proceeding of The First Joint China/JAPan Chemical Engineering Symposium. 525-530 (2000)
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[Publications] 伊藤佳史: "LSCVD法によるBST薄膜の製造と評価"化学工学会第33回秋季大会要旨集. D207 (2000)
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[Publications] 奥山喜久夫: "(Ba,Sr)TiO_3 Thin Film Preparation by Liquid Source Chemical Vapor Deposition"Proceedings of 2000 IAMS International Seminar. 100-105 (2000)
