【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.30】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0153

利用課題名 / Title

抵抗変化素子用酸化物薄膜の膜厚評価

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

抵抗変化素子,Ta2O5薄膜

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

島 久

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-045：触針式段差計

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　トランジスタのゲート絶縁膜や抵抗変化素子の抵抗変化膜など、エレクトロニクスデバイスを構成する薄膜材料の膜厚はデバイスの性能に大きくか関わる重要なパラメーターである。デバイス開発のターンアラウンドタイムを短縮する観点から、膜厚評価を効率的に実施するプロセスの確立は必須である。そこで今回、メタルマスクを使用したマスクスルースパッタリングを用いて、抵抗変化素子用材料として着目されているTa₂O₅薄膜をスパッタ成膜した際の膜厚評価を行った。

実験 / Experimental

利用した主な装置：
【NPF045】触針式段差計

実験方法：
　シリコン基板上にメタルマスクをカプトンテープで固定し、Ta₂O₅のセラミックスターゲットを用いてその薄膜をスパッタ成膜した。プロセスガスにはArのみを用いた。メタルマスクを剥がして除去したのち、基板上に形成されたパターンの高さを触針式段差計で測定した。パターンの形状は円形であり、直径100 μmから500 μmまで、複数のサイズのパターンが形成される。

結果と考察 / Results and Discussion

　図1は、基板上に形成されたパターンの断面プロファイルである。直径は500 μmである。パターンの高さは約88 nmであった。パターンの寸法による高さの違いは殆ど無かった。また、同時に成膜した連続膜の断面を透過電子顕微鏡で観察して計測した膜厚ともほぼ一致していた。一般に、メタルマスクのパターン部分の断面形状やメタルマスクの厚みとパターンサイズから決定されるアスペクト比、そして基板とマスクとの間に形成されうる空隙は成膜レートに影響する要因であるが、今回の膜厚評価においては殆どそれらの影響は無いことが分かった。今後、評価した成膜レートをもとに、デバイスの試作を行う予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 Cross-sectional profile of Ta₂O₅ pattern prepared by the mask-through sputtering technique.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件