【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.01】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0396
利用課題名 / Title
High-k材料の評価
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
外部利用/External Use
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
High-k, ZrO2,エレクトロデバイス/ Electronic device,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,ALD,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
徐 永華
所属名 / Affiliation
(株）トリケミカル研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
今瀬 章公,森 征志
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-102：原子層堆積装置_3〔FlexAL〕
AT-063：分光エリプソメータ
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
産総研NPFのALD成膜装置を利用して、新規開発したhigh-k材料のZr原料TCZRの成膜特性を調べた。本実験の目的は新規原料のALD原料としての有効性を検証すると同時に、できた膜の均一性を評価することである。実験の結果、約4sの原料導入でZr原料の供給が飽和状態に達し、ALD成膜に適することがわかった。また、作製した膜の均一性が非常によく、350℃の高い成膜温度で作製した薄膜の膜厚標準偏差が膜厚の約0.５％であった。
実験 / Experimental
NPFに設置されているALD成膜装置AT-102を利用して、TCZRをZr源とし、またピュアオゾンを酸化剤とし、4インチのSiウェハーの上にZrO2成膜を行う。Zr源の導入時間が0.5s～16s、オゾンの導入時間が5s～8sである。各試料の膜厚はNPFの装置――分光エリプソメータAT-063 を用いて測定した。均一性は4インチ基板のエッジから1㎝処の上、下、左 右の四か所と中心点という五か所の膜厚標準偏差により評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
図1は100サイクルで作製した膜の厚さと原料TCZRの導入時間との関係を示している。約4sの原料導入で膜厚が一定となり、原料供給が飽和状態に達した考えられる。GPC (growth per cycle) が約1.1Å/cycleであった。また、図2は350℃で作製した試料の面内均一性を示す。原料供給がまだ不十分で、飽和供給に達していない時、膜厚の均一性が悪いが、供給飽和に連れ、膜厚の均一性が良くなり、8s原料導入の時、4インチ基板の五か所の膜厚標準偏差が一原子層よりも低く、膜厚の約0.5％であった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 250℃成膜での原料導入時間と試料膜厚との関係
図2 350℃で作製した試料の面内五か所の膜厚標準偏差 (8s導入試料の膜厚が14.14nmであった。)
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