JPH04362017A - 配向性Ta2O5薄膜の作製方法 - Google Patents
配向性Ta2O5薄膜の作製方法Info
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- JPH04362017A JPH04362017A JP16084891A JP16084891A JPH04362017A JP H04362017 A JPH04362017 A JP H04362017A JP 16084891 A JP16084891 A JP 16084891A JP 16084891 A JP16084891 A JP 16084891A JP H04362017 A JPH04362017 A JP H04362017A
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Landscapes
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、化学気相成長法による
配向性 Ta2O5薄膜の作製方法に関するものである
。
配向性 Ta2O5薄膜の作製方法に関するものである
。
【0002】
【従来の技術】五酸化タンタル( Ta2O5)は酸化
物の中で最も安定で誘電率が比較的大きいという特徴を
有するため、その薄膜材料はLSIのキャパシタ−絶縁
膜として用いられている。また、薄膜中での伝搬損失が
小さいので光導波路用材料として期待されている。
物の中で最も安定で誘電率が比較的大きいという特徴を
有するため、その薄膜材料はLSIのキャパシタ−絶縁
膜として用いられている。また、薄膜中での伝搬損失が
小さいので光導波路用材料として期待されている。
【0003】さらに近年、X軸配向性β―Ta2O5薄
膜は圧電性を示し、表面弾性波を励起できることが報告
され、表面弾性波デバイスへの応用も期待されている。 (中川ら、応用物理、第54巻、P69(1985)等
)彼らは反応性直流2極スパッタリング方式を用いて、
最大成膜速度 2μm/hを得ている。
膜は圧電性を示し、表面弾性波を励起できることが報告
され、表面弾性波デバイスへの応用も期待されている。 (中川ら、応用物理、第54巻、P69(1985)等
)彼らは反応性直流2極スパッタリング方式を用いて、
最大成膜速度 2μm/hを得ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
にスパッタリング法においては、スパッタ中に高エネル
ギ−の原子やイオンにより基板表面や生成膜中に欠陥や
損傷が生じたり、スパッタリングガスとして用いられる
アルゴン等が不純物として膜中に混入する恐れがある。 また、比較的低圧での製膜であるためステップカバレッ
ジが少なく、膜の表面粗さが大きい。表面弾性波デバイ
スにおいては基板表面の損傷や凹凸、薄膜中の欠陥や不
純物が伝搬損失等の原因となり問題となる。
にスパッタリング法においては、スパッタ中に高エネル
ギ−の原子やイオンにより基板表面や生成膜中に欠陥や
損傷が生じたり、スパッタリングガスとして用いられる
アルゴン等が不純物として膜中に混入する恐れがある。 また、比較的低圧での製膜であるためステップカバレッ
ジが少なく、膜の表面粗さが大きい。表面弾性波デバイ
スにおいては基板表面の損傷や凹凸、薄膜中の欠陥や不
純物が伝搬損失等の原因となり問題となる。
【0005】本発明の目的は、表面弾性波デバイス等に
適用可能な表面が平滑で欠陥や損傷、不純物の少ない緻
密かつ均質な高配向の圧電体薄膜を再現性良く作製する
方法を確立することである。
適用可能な表面が平滑で欠陥や損傷、不純物の少ない緻
密かつ均質な高配向の圧電体薄膜を再現性良く作製する
方法を確立することである。
【0006】
【発明の構成】即ち本発明は、(1)化学気相成長法で
酸化物薄膜を作製する方法において、タンタルのアルコ
キシド叉はβ−ジケトン系金属錯体の内の一種以上を気
相原料とし、これらのガスを不活性キャリアガスで反応
器内に導入するとともに、前記原料ガスを酸化剤により
酸化して、基板上に高配向のTa2O5 薄膜を作製す
ることを特徴とする配向性 Ta2O5薄膜の作製方法
。(2)化学気相成長法(CVD法)として、熱CVD
法、プラズマCVD法,光CVD法の内の一種以上であ
ることを特徴とする上記(1)記載の配向性Ta2O5
薄膜の作製方法。 (3)酸化剤として、酸素、水蒸気、亜酸化窒素、二酸
化窒素、原子状酸素、オゾンの内の一種以上を用いるこ
とを特徴とする上記(1)又は(2)記載の配向性 T
a2O5薄膜の作製方法。に関する。
酸化物薄膜を作製する方法において、タンタルのアルコ
キシド叉はβ−ジケトン系金属錯体の内の一種以上を気
相原料とし、これらのガスを不活性キャリアガスで反応
器内に導入するとともに、前記原料ガスを酸化剤により
酸化して、基板上に高配向のTa2O5 薄膜を作製す
ることを特徴とする配向性 Ta2O5薄膜の作製方法
。(2)化学気相成長法(CVD法)として、熱CVD
法、プラズマCVD法,光CVD法の内の一種以上であ
ることを特徴とする上記(1)記載の配向性Ta2O5
薄膜の作製方法。 (3)酸化剤として、酸素、水蒸気、亜酸化窒素、二酸
化窒素、原子状酸素、オゾンの内の一種以上を用いるこ
とを特徴とする上記(1)又は(2)記載の配向性 T
a2O5薄膜の作製方法。に関する。
【0007】
【発明の具体的説明】本発明の理解を容易にするため具
体的かつ詳細に説明する。上記本発明で気相原料として
使用するタンタルのアルコキシド叉はβ−ジケトン系金
属錯体とは、例えばTa(OCH3)5,Ta(OC2
H5)5,Ta(n―OC3H7)5,Ta(i―OC
3H7)5,Ta(n―OC4H9)5,Ta(t―O
C4H9)5,Ta(DPM)4Cl,Ta(HFA)
4Cl等である。これらの原料は、室温から 200℃
までの間にCVDに好適な蒸気圧を有するので好ましい
。それは、 200℃より高い加熱が必要な原料の場合
、供給量の制御性が悪くなるばかりか、バルブ等の装置
を構成する部品類の使用できる範囲が狭くなり、装置構
成上の自由度が大きく減少してしまうためである。
体的かつ詳細に説明する。上記本発明で気相原料として
使用するタンタルのアルコキシド叉はβ−ジケトン系金
属錯体とは、例えばTa(OCH3)5,Ta(OC2
H5)5,Ta(n―OC3H7)5,Ta(i―OC
3H7)5,Ta(n―OC4H9)5,Ta(t―O
C4H9)5,Ta(DPM)4Cl,Ta(HFA)
4Cl等である。これらの原料は、室温から 200℃
までの間にCVDに好適な蒸気圧を有するので好ましい
。それは、 200℃より高い加熱が必要な原料の場合
、供給量の制御性が悪くなるばかりか、バルブ等の装置
を構成する部品類の使用できる範囲が狭くなり、装置構
成上の自由度が大きく減少してしまうためである。
【0008】本発明では、これらの原料を所望温度に設
定された恒温槽内に設置し、その原料蒸気を不活性ガス
でキャリアし反応器内に導入する。五酸化タンタル薄膜
の成膜速度は、恒温槽の温度及びキャリアガス流量によ
り精密に制御される。原料を酸化する酸化剤には、酸素
、水蒸気、亜酸化窒素、二酸化窒素、原子状酸素、オゾ
ンの内の一種以上が用いられ、酸化反応を促進させるた
め過剰であることが望ましい。反応器内圧は、0.01
〜50Torrであることが好ましい。これは、0.0
1Torrより低いと成膜速度が遅くなり、50Tor
rより高いと気相中での均一核生成等により表面が平滑
で緻密な薄膜の作製が難しくなるからである。
定された恒温槽内に設置し、その原料蒸気を不活性ガス
でキャリアし反応器内に導入する。五酸化タンタル薄膜
の成膜速度は、恒温槽の温度及びキャリアガス流量によ
り精密に制御される。原料を酸化する酸化剤には、酸素
、水蒸気、亜酸化窒素、二酸化窒素、原子状酸素、オゾ
ンの内の一種以上が用いられ、酸化反応を促進させるた
め過剰であることが望ましい。反応器内圧は、0.01
〜50Torrであることが好ましい。これは、0.0
1Torrより低いと成膜速度が遅くなり、50Tor
rより高いと気相中での均一核生成等により表面が平滑
で緻密な薄膜の作製が難しくなるからである。
【0009】化学反応を誘発するエネルギ−源としては
、熱、プラズマ、光等があるが、それらは目的によって
最適なものを選択できる。例えば基板温度の低下にはプ
ラズマCVD法、光CVD法が有利であり、基板表面・
生成膜内の欠陥・損傷の低減には熱CVD法、光CVD
法が有利である。基板には、所望基板温度での酸化雰囲
気に耐えるものであることが好ましく、五酸化タンタル
との熱膨張係数の近いシリコン等を用いるのがより好ま
しい。基板温度は、350〜1000℃とする。これは
、350℃より低ければアモルファスのため圧電性が得
られず、1000℃より高ければ基板や電極等のデバイ
ス構造が拡散や化学反応等により破壊されるからである
。さらに、X軸配向率を上げるためには、熱CVD法で
は 650℃以上、プラズマ及び光CVD法では 45
0℃以上がより好ましい。このように、比較的低温での
化学反応という穏やかな条件下で薄膜を作製するため、
生成する薄膜の結晶欠陥や基板表面の損傷を少なくする
ことが可能となる。
、熱、プラズマ、光等があるが、それらは目的によって
最適なものを選択できる。例えば基板温度の低下にはプ
ラズマCVD法、光CVD法が有利であり、基板表面・
生成膜内の欠陥・損傷の低減には熱CVD法、光CVD
法が有利である。基板には、所望基板温度での酸化雰囲
気に耐えるものであることが好ましく、五酸化タンタル
との熱膨張係数の近いシリコン等を用いるのがより好ま
しい。基板温度は、350〜1000℃とする。これは
、350℃より低ければアモルファスのため圧電性が得
られず、1000℃より高ければ基板や電極等のデバイ
ス構造が拡散や化学反応等により破壊されるからである
。さらに、X軸配向率を上げるためには、熱CVD法で
は 650℃以上、プラズマ及び光CVD法では 45
0℃以上がより好ましい。このように、比較的低温での
化学反応という穏やかな条件下で薄膜を作製するため、
生成する薄膜の結晶欠陥や基板表面の損傷を少なくする
ことが可能となる。
【0010】即ち本発明を用いることにより、表面弾性
波デバイスに適用可能な表面が平滑で欠陥や損傷、不純
物の少ない緻密かつ均質な配向性 Ta2O5薄膜を再
現性良く作製することが可能となる。
波デバイスに適用可能な表面が平滑で欠陥や損傷、不純
物の少ない緻密かつ均質な配向性 Ta2O5薄膜を再
現性良く作製することが可能となる。
【0011】以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例】ベロ−ズバルブ付きステンレススチール製の
原料容器にTa(OC2H5)5を封入し、140℃に
設定された恒温槽内に設置した。原料蒸気は、流量30
ml/min のアルゴンガスを用いて反応器内に導入
した。さらに酸化剤として酸素を100ml/min混
合し、650℃に加熱した25mm角のSi(100)
面上にTa2O5薄膜を作製した。なお、反応器内の圧
力は 2Torrとした。この反応条件下において、実
験時間30分で約2μmの薄膜を得た。成膜速度は約4
μm/hであり、スパッタリング法の約2倍であった。
原料容器にTa(OC2H5)5を封入し、140℃に
設定された恒温槽内に設置した。原料蒸気は、流量30
ml/min のアルゴンガスを用いて反応器内に導入
した。さらに酸化剤として酸素を100ml/min混
合し、650℃に加熱した25mm角のSi(100)
面上にTa2O5薄膜を作製した。なお、反応器内の圧
力は 2Torrとした。この反応条件下において、実
験時間30分で約2μmの薄膜を得た。成膜速度は約4
μm/hであり、スパッタリング法の約2倍であった。
【0012】生成した薄膜の表面及び破断面を走査形電
子顕微鏡で観察した結果、膜は緻密かつ均質でありその
表面は平滑であった。膜厚は均一であった。2次イオン
質量分析計により組成分析を行った結果、膜中ほぼすべ
てにわたりTaとOの原子比が2:5であった。また、
その他の不純物元素は検出されなかった。X線回折によ
る結晶構造解析より、生成膜はX軸に強く配向していた
。その様子を図1に示す。図1では2θ=28゜付近に
Ta2O5の(200)面による回折ピ−クが強く示さ
れている。
子顕微鏡で観察した結果、膜は緻密かつ均質でありその
表面は平滑であった。膜厚は均一であった。2次イオン
質量分析計により組成分析を行った結果、膜中ほぼすべ
てにわたりTaとOの原子比が2:5であった。また、
その他の不純物元素は検出されなかった。X線回折によ
る結晶構造解析より、生成膜はX軸に強く配向していた
。その様子を図1に示す。図1では2θ=28゜付近に
Ta2O5の(200)面による回折ピ−クが強く示さ
れている。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明においては、(1)
気相原料としてタンタルのアルコキシドまたはβ−ジ
ケトン系金属錯体を用いるため、不純物の混入が無く、
組成の均一な薄膜を作製できるとともに、その制御が容
易に行える。(2) 比較的低温での化学反応を用いる
ため、スパッタリング法におけるスパッタダメ−ジが無
く、膜中に結晶欠陥が少なく、基板との界面状態の良い
表面の平滑な薄膜を得ることが可能である。(3) 製
膜条件を好適に選択することにより、X軸に強く配向し
た Ta2O5薄膜の作製が可能となる。
気相原料としてタンタルのアルコキシドまたはβ−ジ
ケトン系金属錯体を用いるため、不純物の混入が無く、
組成の均一な薄膜を作製できるとともに、その制御が容
易に行える。(2) 比較的低温での化学反応を用いる
ため、スパッタリング法におけるスパッタダメ−ジが無
く、膜中に結晶欠陥が少なく、基板との界面状態の良い
表面の平滑な薄膜を得ることが可能である。(3) 製
膜条件を好適に選択することにより、X軸に強く配向し
た Ta2O5薄膜の作製が可能となる。
【0014】これらの特徴は表面弾性波デバイス及び光
応用デバイス作製用の基板材料として好適であり、本発
明によりこれらの薄膜基板材料を安価かつ大量に供給す
ることが可能となる。
応用デバイス作製用の基板材料として好適であり、本発
明によりこれらの薄膜基板材料を安価かつ大量に供給す
ることが可能となる。
【0015】
図1は、本発明の一態様で製造した薄膜のX線回析によ
る結晶構造解析結果を示す。
る結晶構造解析結果を示す。
Claims (3)
- 【請求項1】化学気相成長法で酸化物薄膜を作製する方
法において、タンタルのアルコキシド叉はβ−ジケトン
系金属錯体の内の一種以上を気相原料とし、これらのガ
スを不活性キャリアガスで反応器内に導入するとともに
、前記原料ガスを酸化剤により酸化して、基板上に高配
向の Ta2O5薄膜を作製することを特徴とする配向
性 Ta2O5薄膜の作製方法。 - 【請求項2】化学気相成長法(CVD法)として、熱C
VD法、プラズマCVD法,光CVD法の内の一種以上
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の配
向性 Ta2O5薄膜の作製方法。 - 【請求項3】酸化剤として、酸素、水蒸気、亜酸化窒素
、二酸化窒素、原子状酸素、オゾンの内の一種以上を用
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の配向性 Ta2O5薄膜の作製方法。 【0001】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16084891A JPH04362017A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 配向性Ta2O5薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16084891A JPH04362017A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 配向性Ta2O5薄膜の作製方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04362017A true JPH04362017A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15723714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16084891A Pending JPH04362017A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 配向性Ta2O5薄膜の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04362017A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07221201A (ja) * | 1994-01-27 | 1995-08-18 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置 |
WO1999064645A1 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Applied Materials, Inc. | A method and apparatus for the formation of dielectric layers |
KR100239008B1 (ko) * | 1997-07-07 | 2000-01-15 | 박호군 | N₂0 반응 가스를 이용한 산화물 박막 증착 방법 |
DE10291037B4 (de) * | 2001-03-19 | 2008-03-20 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Tantal- und Niobalkoholaten |
JP2014030765A (ja) * | 2008-09-22 | 2014-02-20 | Becton Dickinson & Co | 光分解化学的気相堆積法および/または熱化学的気相堆積法を使用して被覆したストッパー |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP16084891A patent/JPH04362017A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
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