| 研究概要 |
当該年度は、MOCVD法により6及び8インチシリコンウェハ-上のPb(Zr, Ti)O_3(PZT)及び(Pb, La)(Zr, Ti)O_3(PLZT)薄膜の高速均一成長を試みた。用いた原料は、Pb(C_2H_5)_4、(C_2H_5)_3PbOCH_2C(CH_3)_3、La(dpm)_3、Zr(t-OC_4H_9)_4及びTi(i-OC_3H_7)_4であり、通常のバブリング法や昇華法により原料ガス供給を行った。なお基板回転は行っていない。
その結果、PZT膜厚面内均一性が±1.2%、組成の面内分布が±1.1%のものが6-8インチウェハ-上で再現性良く得られた。また6インチウェハ-上で誘電率の面内均一性が±5%のものが得られたが、残留分極及び抗電界の面内分布は各々±17%及び±22%と悪く今後の課題を残した。また成長速度は30-40Å/minと遅いが、成膜回数に対する成長速度や誘電率の再現性は各々±1.4%及び±8.7%と比較的良好な結果が得られた。PLZT膜に関しても、6インチウェハ-上で膜厚均一性±1.5%のものが得られた。メモリデバイスとして重要な分極反転疲労特性に関しては、Ir及びIrO_2電極を用いることで10^<10>回まで疲労の無い特性がMOCVD法により作製されたPZT膜で初めて観察された。作製されたPZT薄膜の具体的なメモリデバイスをシリコンウェハ-上に作製するには、下部電極としてのPtやIr、IrO_2等の高配向膜を大面積ウェハ-上に形成する必要があるが、その形成スパッタ条件に関しても検討を加え最適条件を見いだした。成長速度をさらに上げるには、原料容器の温度や容器内圧力を製御することで実効的なガス濃度を上げる方法や、より多くのキャリアガスを流す方法があるが、後者の方法ではガス流の大きな変化が生じるため、ノズル構造の再検討が必要となるものと思われる。
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