钛酸钡膜的制造方法技术

本发明专利技术在于提供一种由原料气体和反应气体形成钛酸钡膜的钛酸钡膜的制造方法。本发明专利技术涉及一种通过实施ALD循环而成膜出钛酸钡膜的方法，ALD循环包括氧化钛膜形成工序和氧化钡膜形成工序，氧化钛膜形成工序中，使用TDMAТ(Тi[N(CH3)2]4)作为第1原料气体，使用OH自由基作为反应气体，氧化钡膜形成工序中，使用气化后的钡络合物作为第2原料气体，使用OH自由基作为反应气体，氧化钛膜和氧化钡膜以正顺序或逆顺序交替地形成。或逆顺序交替地形成。

【技术实现步骤摘要】
钛酸钡膜的制造方法


[0001]本专利技术涉及钛酸钡膜的制造方法等。

技术介绍

[0002]在薄膜电容器、半导体集成电路装置等中作为电介质膜使用的钛酸钡膜是通过进行烧结而形成的。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2018
‑
150205号公报
[0006]专利文献2：日本特开2008
‑
053281号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]钛酸钡膜通过进行烧结而形成时，具有将涂布液涂布至被涂物的涂布工序、以及对经涂布工序形成的涂布膜进行烧制的工序。在将涂布液涂布至被涂物时包括下述工序：制备涂布液的工序；将涂布液利用过滤器进行过滤而除去杂质的工序；清洁被涂物的表面的工序；涂布工序；及涂布后的干燥工序；等等。在对涂布膜进行烧制时，包括预烧工序和正式烧制工序。
[0009]本专利技术的目的在于提供由原料气体和反应气体形成钛酸钡膜的钛酸钡膜的制造方法。
[0010]用于解决课题的手段
[0011](1)本专利技术的一个方式涉及一种钛酸钡膜的制造方法，其是通过在反应容器内实施ALD(原子层沉积，Atomic Layer Deposition)循环而在对象物的表面成膜出钛酸钡膜的钛酸钡膜的制造方法，其中，
[0012]上述ALD循环包括氧化钛膜形成工序和氧化钡膜形成工序，
[0013]上述氧化钛膜形成工序包括：
[0014]在上述反应容器中充满TDMAТ(四(二甲氨基)钛，Tetrakis dimethylamino titanium：Тi[N(CH3)2]4)的第1工序；
[0015]从上述反应容器排出上述TDMAТ的第2工序；
[0016]在上述反应容器中充满OH自由基的第3工序；以及
[0017]从上述反应容器排出上述OH自由基的第4工序，
[0018]上述氧化钡膜形成工序包括：
[0019]在上述反应容器中充满气化后的钡络合物的第5工序；
[0020]从上述反应容器排出上述钡络合物的第6工序；
[0021]在上述反应容器中充满OH自由基的第7工序；以及
[0022]从上述反应容器排出上述OH自由基的第8工序，
[0023]上述氧化钛膜和上述氧化钡膜以正顺序或逆顺序交替地形成。
[0024]根据本专利技术的一个方式，通过使氧化钛膜和氧化钡膜以正顺序或逆顺序交替地形成，可形成钛酸钡膜。这是由于，只要氧化钛膜和氧化钡膜有规律地排列，即能够形成钛酸钡膜。因此，通过ALD交替地形成氧化钛膜和氧化钡膜。
[0025]作为用于形成氧化钛膜的两种前体(precursor)，使用TDMAТ(Тi[N(CH3)2]4)和羟基OH自由基(OH
*
)。作为原料气体的TDMAТ(Тi[N(CH3)2]4)在第1工序中充满反应容器后，即使在第2工序中进行排气，也附着于对象物表面。在第3工序中充满反应容器的OH自由基(OH
*
)与附着于对象物表面的TDMAТ发生反应，以原子层水平在对象物表面形成氧化钛ТIO2膜。在第4工序中，将OH自由基(OH
*
)从反应容器中排出。
[0026]作为用于形成氧化钡膜的两种前体(precursor)，使用气化后的钡络合物和羟基OH自由基(OH
*
)。钡络合物是由位于分子中心的Ba离子、以及按照包围该Ba离子的方式具有非共有电子对的配位体构成的化合物。作为原料气体的气化后的钡络合物在第5工序中充满反应容器后，即使在第6工序中进行排气，也附着于对象物表面。在第7工序中充满反应容器的OH自由基(OH
*
)与附着于对象物表面的钡络合物发生反应，以原子层水平在对象物表面形成氧化钡BaO膜。通过第8工序将OH自由基(OH
*
)从反应容器中排出。
[0027]该第1～第8工序为ALD循环，通过重复该循环，交替地形成氧化钛膜和氧化钡膜。通过使氧化钛ТIO2膜和氧化钡BaO膜有规律地排列，形成钛酸钡膜BaТIO3。需要说明的是，氧化钛膜和氧化钡膜以正顺序或逆顺序交替地进行层积即可，在对于对象物的最初成膜中，也可以在第5～第8工序后实施第1～第4工序。
[0028]钛酸钡膜的膜厚与反复实施的ALD循环的循环数成比例，通过减少循环数，也可以成为较薄的膜厚。像这样以薄膜形成的钛酸钡膜能够适当地用于介电常数可根据膜厚而降低的电介质膜中。
[0029](2)本专利技术的一个方式(1)中，上述钡络合物可以通过减压下的加热使其升华而发生气化。钡络合物在室温下为固体，当进行加热时其升华而发生气化。关于升华的温度，与常压相比，在减压下能够降低升华温度。但并不限定于此，也可以将钡络合物溶于有机溶剂中，通过超声波或喷射器使其雾化来进行供给。
[0030](3)本专利技术的一个方式(2)中，可以将收纳以固体形式投入的上述钡络合物的容器、以及连结上述容器与上述反应容器的配管分别进行加热和减压，将气化后的上述钡络合物导入至上述反应容器中。容器内的固体的钡络合物在减压下进行加热时，能够通过在比常压时更低温度下的升华而发生气化，经由加热和减压下的配管以气体的形式导入到反应容器中。
[0031](4)本专利技术的一个方式(3)中，可以将上述反应容器抽真空，使上述容器和上述配管减压。这样，能够兼用将反应容器抽真空的设备而将容器和配管设定为减压。需要说明的是，将容器和配管设定为减压后，例如将设置于配管的阀关闭，在维持减压的状态下将容器和配管进行加热，此时能够使钡络合物通过升华而发生气化。其后若将阀打开，则能够将气化后的钡络合物导入到反应容器中。
[0032](5)本专利技术的一个方式(2)～(4)中，可以对上述对象物进行加热，形成上述氧化钡膜。在钡络合物存在于反应容器内的第5～第7工序中，反应容器内被减压。由此，在第5～第7工序中存在于对象物上的钡络合物在减压下被加热，能够与OH自由基(OH
*
)发生反应。
[0033](6)本专利技术的一个方式(1)～(5)中，上述钡络合物可以为β
‑
二酮。此处，β
‑
二酮是具有
‑
CO
‑
C
‑
CO
‑
基的化合物的总称。β
‑
二酮具有与各种金属离子例如Ba离子形成稳定的螯合化合物的性质，因此可形成钡络合物。
[0034](7)本专利技术的一个方式(6)中，上述钡络合物可以使用下述化学式1所表示的物质。化学式1所表示的钡络合物(β
‑
二酮)在常压下在约250℃以上发生升华，但在减压下例如能够在200℃的水平发生升华。
[0035][化1][0036][0037](8)本专利技术的一个方式(6)中，上述钡络合物可以使用下述化学式2所表示的物质。化学式2所表示的钡络合物(β...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛酸钡膜的制造方法，其是通过在反应容器内实施ALD循环而在对象物的表面成膜出钛酸钡膜的钛酸钡膜的制造方法，其中，所述ALD循环包括氧化钛膜形成工序和氧化钡膜形成工序，所述氧化钛膜形成工序包括：在所述反应容器中充满TDMAТ(Тi[N(CH3)2]4)的第1工序；从所述反应容器排出所述TDMAТ的第2工序；在所述反应容器中充满OH自由基的第3工序；以及从所述反应容器排出所述OH自由基的第4工序，所述氧化钡膜形成工序包括：在所述反应容器中充满气化后的钡络合物的第5工序；从所述反应容器排出所述钡络合物的第6工序；在所述反应容器中充满OH自由基的第7工序；以及从所述反应容器排出所述OH自由基的第8工序，所述氧化钛膜和所述氧化钡膜以正顺序或逆顺序交替地形成。2.如权利要求1所述的钛酸钡膜的制造方法，其中，所述钡络合物通过减压下的加热进行升华而发生气化。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤英儿，坂本仁志，
申请(专利权)人：新烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：