新しいスパッタ堆積モードによるPZT薄膜の低温作製

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強誘電体PZT薄膜(チタン酸ジルコン酸鉛)は、高密度半導体メモリーやニューロデバイス等への応用が期待され、スパッタ法、CVD法、ゾルーゲル法など多彩な作製法による膜作製の研究が行われている。この材料をシリコン集積回路プロセスに持ち込む場合、特に鉛の熱拡散が問題となる。従って今後、デバイスの高密度化、高信頼性を図ろうとすると、低温作製法の確立が重要な課題となるであろう。スパッタ法は、薄膜作製法の中で、原料の制約が少なく、従来より多元系の金属酸化物薄膜の作製にしばしば使用されてきた。通常、酸化物薄膜を制作する場合、酸化物をターゲット原料として膜制作が行われてきた。一方、金属ターゲットをスバッタし、同時に基板上で酸化反応を起こしてやれば原料として金属を用いることも可能である。この金属ターゲット法には堆積速度が速いなどいくつかの利点があるが、金属表面が酸化されてしまった場合、酸化物ターゲットを用いたのと同じことになるので注意を要する。我々は、この金属ターゲット法による酸化物薄膜の作製法に関する研究を行ってきたが、この方法をベースとして、Zr-Ti合金円盤にとPbO酸化物ペレットを組み合わせた金属-酸化物複合ターゲットを用いることにより、ペロブスカイトのPZT薄膜を450℃という低温で作製することに成功した。本報では、我々の開発した新しいスパッタモードについて議論し、作製したPZT薄膜の成長特性を示す。
1996-09-18

新しいスパッタ堆積モードによるPZT薄膜の低温作製

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