A1/Ta/Hf多層陽極酸化膜キャパシタの損失特性と酸化過程

概要

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Hfの陽極酸化は,膜内部へのアニオン拡散によって反応が進行するため,Hfが下層に存在するような金属多層膜を陽極酸化してキャパシタを作製する場合,上層に形成されている酸化物によって下層Hf酸化物の酸化状態は影響を受ける.そこで,良好な多層膜キャパシタを得るにはいかなる材料による多層構造が必要かを明らかにするたる,A1/Ta/HfとTa/Al/Hfの多層膜の膜厚と化成電圧を変えて陽極酸化したキャパシタを作製し,その損失特性と酸化状態との関連を検討した.その結果,A1/Ta/Hf陽極酸化膜の場合,当初の積層構造を維持したままの積層酸化膜では,Taは下層Hfへの酸素供給媒体として機能し低損失キャパシタが得られるが,化成電圧の増加に伴いTa層が表面にマイグレーションし中間Ta層が脱落してくると,むしろ損失特性は劣化した.一方,Ta/A1/Hfの陽極酸化膜においては,中間A1酸化膜厚の増加に伴って下層Hfへの酸素供給が制限され,損失特性は劣化した.従って,Hfを下層にした系においては,Hf酸化物より生成熱の小さな酸化物となるTaのような金属膜を,中間に介在させておくことが膜構成の有効なあり方であることがわかった.
社団法人電子情報通信学会の論文
1994-10-25