| Research Abstract |
前年度に引き続いて,液体原料CVDによる誘電体薄膜の製造に関して,薄膜製造のスケールアップ特性の評価に念頭をおいて,薄膜製造装置の設計,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。
実験的には,1)4インチシリコンウエハを実装でき,最高温度800度で薄膜を製造できる枚葉型CVD反応器を製作し反応器内圧力を10^<-2>Torrまで減圧できるようにし,CVD反応器内の温度分布と圧力損失を測定した。
2)高誘電体材料であるTiO_2(酸化チタン),BaTiO_3(チタン酸バリウム),(Ba, Sr)TiO_3(BST:チタン酸バリウムストロンチウム)の薄膜製造実験を行い,成膜されたシリコンウエハを取り出し,成膜された薄膜の厚さおよび各成分の付着量を走査型電子顕微鏡およびICP発光分析装置を用いて測定し,ウエハ上の分布を求めた。また、X線回折装置により結晶性を評価し,透過型電子顕微鏡を用いて結晶サイズや不純物の計測を行った。
3)以上の結果から枚葉型CVD反応器による薄膜の成長速度,表面形態,結晶性に及ぽす操作条件の影響を実験的に明らかにした。今後は,製造される薄膜の組成制御を行い,LCRメータを用いて薄膜組成,結晶性と誘電率との関連性を明らかにすることを検討している。
一方,モデル計算では,1)まず,単成分薄膜の高温場,減圧場での管状CVD反応器内の反応特性を半径方向および軸方向の伝熱,流動,拡散の各方程式を連立させた数値計算により反応生成ガスの濃度分布を求め,薄膜の堆積速度を得た。今後は,Ba, Sr, Tiの各プリカーサの反応および堆積速度を求め,実験結果と比較する予定である。
2)さらに,数値計算により枚葉型CVD反応器内の温度分布,流速分布,圧力分布を解き,実験で測定した圧力損失が計算結果とよく一致することがわかった。今後は,管状CVD反応器内の解析と同様に各プリカーサの濃度分布を数値計算により求め,堆積速度を算出し実験結果と比較し,多成分系材料の組成制御に応用することを検討している。
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