薄膜制造方法和薄膜制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种能够制造表面粗糙度小的电介质薄膜的薄膜制造方法以及薄膜制造装置。本发明专利技术所涉及的薄膜制造方法包括：将混合气体供给到腔室(51)内的加热的基板S，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；停止向所述基板S供给所述金属原料气体；所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板S供给所述氧化气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造电介质薄膜，例如PZT (锆钛酸铅)薄膜等的薄膜制造方法以及薄膜制造装置。
技术介绍
以往，作为用于铁电体存储器(FerroelectricRandom Access Memory, FeRAM)等的铁电体薄膜，具有钙钛矿结构的锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O3, PZT)等的薄膜被广泛熟知。这种电介质薄膜，例如通过有机金属化学气相沉积(MetalOrganic Chemical VaporDeposition, MOCVD)法制造。MOCVD法是通过使有机金属原料气体和氧化气体在高温中反应，制造电介质薄膜的方法。为了制造高品质的电介质薄膜，利用即使改变原料气体的流量，薄膜的组成比例几乎也不发生变化的自对准区域。专利文献I中记载了一种将有机金属原料气体、氧化气体以及稀释气体的混合气体供给到加热的基板上的MOCVD法。专利文献I所记载的MOCVD法中，将混合气体供给到基板吋，同时供给高燃烧性的燃烧性气体。因此，在成膜过程中，基板表面的过量的氧燃烧排除，所以能够制造高品质的薄膜(參照专利文献I的段落、等)。专利文献1:特开2004-273787号公报在上述电介质薄膜的制造中，期望所制造的电介质薄膜的表面粗糙度小。电介质薄膜的表面粗糙度大，则可能会在例如制造具有电介质薄膜的铁电体存储器时的制造过程中产生问题。另外，也担心例如电介质薄膜的电气特性不能充分发挥。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供能够制造表面粗糙度小的电介质薄膜的薄膜制造方法以及薄膜制造装置。为了达到上述目的，本专利技术的ー实施方式所涉及的薄膜制造方法包括:将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；停止向所述基板供给所述金属原料气体；所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板供给所述氧化气体。本专利技术的ー实施方式所涉及的薄膜制造装置包括:腔室、供给机构、气体供给控制部。所述腔室中，配置有加热的基板。所述供给机构，用于将混合气体供给到所述腔室内的所述加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体。所述气体供给控制部，停止向所述基板供给所述金属原料气体，之后限制向所述基板供给所述氧化气体。附图说明图1是表示本专利技术ー实施方式所涉及的薄膜制造装置的结构例的示意图；图2是表示具有图1所示薄膜制造装置的多室型成膜装置的结构例的示意图；图3是相对于供给给基板的Pb原料气体的流量比，表示制造的PZT薄膜中的Pb组成比例以及Zr组成比例的曲线图；图4是表示图1所示的薄膜制造装置所制造的PZT薄膜和比较例所涉及的制造方法所制造的PZT薄膜的各表面层的相片，以及表面层所涉及的各测量值的示意图；图5是表示图1所示的薄膜制造装置的变形例的示意图。具体实施例方式本专利技术的ー实施方式所涉及的薄膜制造方法包括:将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体；停止向所述基板供给所述金属原料气体；所述金属原料气体的供给停止后，限制向所述基板供给所述氧化气体。本薄膜制造方法中，停止向基板供给金属原料气体后，能够对没有构成钙钛矿型结晶的剰余的原子与氧化气体的反应进行抑制。因此，剰余的原子不会以例如氧化物引入到电介质薄膜的表面层，能够制造出表面粗糙度小的电介质薄膜。所述限制エ序，可以停止或減少所述氧化气体的供给。这种情况下，所述薄膜制造方法进ー步可以根据所述氧化气体供给的停止或減少，将惰性气体供给到所述腔室内。本薄膜制造方法中，根据氧化气体供给的停止或減少，将惰性气体供给到腔室内。例如，利用该惰性气体能够进行腔室内的压カ调节等。因此，在多个基板上按顺序形成电介质薄膜的情况下，能够有效地促进成膜过程。供给所述混合气体的エ序，可以供给包含惰性气体的所述混合气体。这种情况下，根据所述氧化气体供给的停止或減少供给惰性气体的エ序，可以供给包含在所述混合气体中的所述惰性气体。本薄膜制造方法中，用于制造电介质薄膜的混合气体中包含惰性气体。该惰性气体，根据氧化气体供给以及停止供给到腔室内。因此，不需要用于供给惰性气体的新机构，能够容易地供给惰性气体。供给所述混合气体的エ序可以通过连接混合所述金属原料气体、所述氧化气体以及所述惰性气体的混合器与所述腔室的供给流路，供给所述混合气体。这种情况下，供给所述惰性气体的エ序可以通过所述混合气体通过的所述供给流路，供给所述惰性气体。本薄膜制造方法中，通过混合气体通过的所述供给流路，将惰性气体供给到腔室内。因此，能够防止混合气体集聚在供给流路。由此，能够稳定地在基板上形成电介质薄膜。所述电介质薄膜可以是PZT(Pb(Zr，Ti)03)。这种情况下，所述金属原料可以包含部分具有Pb (dpm)2、Pb (dibm)2,或Pb (dpm) 2和Pb (dibm)2中至少一种的材料。所述基板可以加热到600°C以上。本专利技术的ー实施方式所涉及的薄膜制造装置包括:腔室、供给机构、气体供给控制部。所述腔室中，配置有加热的基板。所述供给机构，用于将混合气体供给到腔室内的加热的基板，所述混合气体包括作为具有钙钛矿型结晶的电介质薄膜的原料的金属原料气体和与所述金属原料气体反应的氧化气体。所述气体供给控制部，用于停止向所述基板供给所述金属原料气体，之后限制向所述基板供给所述氧化气体。以下，结合附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术ー实施方式所涉及的薄膜制造装置的结构例的示意图。通过本实施方式的薄膜制造装置，能够进行利用MOCVD法的铁电体PZT的薄膜制造。薄膜制造装置100具有供给有机金属的有机溶剂溶液的原料供给部10、使其溶液汽化生成原料气体的汽化器20。另外，薄膜制造装置100还具有使原料气体、与原料气体反应的氧化气体以及惰性气体混合生成混合气体的混合器30、与混合器30通过作为供给流路的供给管路33相连接的成膜室50。本实施方式中，由原料供给部10、汽化器20、混合器30、以及设置在其上的各管路及各阀门，构成供给机构。原料供给部10具有填充有机金属的原料溶液以及溶剂的罐A、B、C及D，和供给到各罐A D的He(氦)的供给管路11。另外，原料供给部10具有用于输送由供给到各罐A D的He的压カ挤压出的金属原料溶液以及溶剂的载气的供给管路12。本实施方式中，作为载气可以使用N2 (氮)，但不限于此，也可以使用其他惰性气体。同样，供给到各罐A D的气体也不限于He，也可以使用其他惰性气体。本实施方式中，罐A D中，分别填充了 Pb的原料溶液，Zr的原料溶液，Ti的原料溶液，以及有机类溶剤。作为Pb、Zr以及Ti的原料溶液，使用在こ酸正丁酯溶液中，各金属原料以0.25mol/L的浓度溶解的溶液。作为Pb原料，使用Pb (dpm)2(双ニ新戊酰基甲烷)铅，作为Zr原料，使用Zr(dmhd)4(四(2，6) ニ甲基(3，5)庚ニ酸)锆。另夕卜，作为Ti原料，使用Ti(iPrO)2(dpm)2 ((ニ异丙醇)(双ニ新戊酰基甲烷))钛。填充到罐D的溶剂使用こ酸正丁酷。需要说明的是，Pb(dpm)2也叫做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田健，梶沼雅彦，出野琢也，小田岛畅洋，内田阳平，邹弘纲，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：
国别省市：