发明名称 用于C轴定向之铁电薄膜之金属有机化学气相沈积及退火制程
摘要 一种制造C轴定向之铁电薄膜之方法,包括制备一基板;以有机化学气相沉积法以沉积一铁电材料层,包括利用具有铁电材料浓度约0.1 M/L,蒸发器温度在140℃至200℃之前导溶液;及在温度约500℃至560℃之间将基板与铁电材料退火30至120分钟。
申请公布号 TW557576 申请公布日期 2003.10.11
申请号 TW091117891 申请日期 2002.08.08
申请人 夏普股份有限公司 发明人 李 廷凯;潘 伟;许胜藤
分类号 H01L29/51 主分类号 H01L29/51
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种制造c-轴定向铁电薄膜之方法,包含:制备一基板;以金属有机化学气相沉积(MOCVD)沉积一铁电材料层,包括利用一前导溶液其具有约0.1M/L在蒸发器温度140℃至200℃之铁电材料浓度;及在温度500℃至560℃之下,将基板与铁电材料层退火30分钟至120分钟。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括选择铁电材料自含Pb5Ge3O11(PGO)、SrBi2Ta2O9(SBT)、Bi4Ti3O12(BTO)及PbZrxTi1-x O3(PZT)之一群组。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括制备[Pb(thd)2]及[Ge(ETO)4]之前导溶液于克分子比5:3,溶解于混合溶剂,包括取自含丁基乙醚及四氢喃,同质丙醇及tetraglyme一组克分子比为8:2:1之溶剂。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括以约在0.1ml/分钟至0.2ml/分钟之帮浦速度提供前导溶液。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括提供MOCVD室中一生长线温度约在165℃至245℃之间。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括在沉积温度300℃至450℃之间沉积铁电材料层。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括在沉积压力5托至10托间压力下沉积电材料层。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括提供以约1000sccm至1600sccm流量下,及约20%至50%间之氧部分压力下提供氩之罩气体。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该沉积包括在30分钟至120分钟之时间内沉积该铁电材料层。10.一种制造c-轴定向之铁电薄膜之方法,包含:制备一基板;以金属有机化学气相沉积(MOCVD)法沉积一铁电材料层,其材料选自含Pb5Ge3O11(PGO)、SrBi2Ta2O9(SBT)、Bi4Ti3O12(BTO)及PbZrxTi1-x O3(PZT)材料之一群组,包括利用一前导溶液,其中具有气相器温度在140℃至200℃下之铁电材料浓度约0.1M/L;及在温度约500℃至560℃间之下将基板与铁电材料层退火30分钟至120分钟。11.如申请专利范围第10项之方法,其中该沉积包括制备一[Pb(thd)2]及[Ge(ETO)4],克分子比为5:3之前导溶液,溶解在克分子比为8:2:1之混合溶剂中,溶剂包括下基乙醚或四氢喃,同质丙醇及tetraglyme,及以帮浦速度0.1ml/分钟至0.2ml/分钟间提供前导溶液。12.如申请专利范围第10项之方法,其中该沉积包括在MOCVD室中165℃及245℃间之温度下提供一生长线。13.如申请专利范围第10项之方法,其中该沉积包括在温度300℃至450℃间沉积铁电材料层。14.如申请专利范围第10项之方法,其中该沉积包括在沉积压力5至10托之压力下沉积铁电材料层。15.如申请专利范围第10项之方法,其中该沉积包括流量在1000sccm至6000sccm及氧部分压力在20%至50%间提供氩之罩气体。16.如申请专利范围第10项之方法,其中该沉积包括在30分钟至120分钟之时间沉积铁电材料层。17.一种制造c-轴定向铁电薄膜之方法,包含:制备一基板;以金属有机化学气相沉积(MOCVD)沉积一铁电材料层,包括制备克分子比5:3之[Pb(thd)2]及[Ge(ETO)4]前导溶液溶解于取自含丁基乙醚或四氢喃,同质丙醇及tetraglyme之克分子比为8:2:1之一组溶剂中,及利用前导溶液,其铁电材料浓度为在蒸发器温度140℃至200℃间之0.1M/L浓度;及在温度约500℃至560℃之下将基板及铁电材料退火30分钟至120分钟。18.如申请专利范围第17项之方法,该沉积包括以0.1m/l及0.2m/l之帮浦速率提供前导溶液。19.如申请专利范围第17项之方法,其中该沉积包括在MOCVD室提供一生长线温度约在165℃及245℃之间。20.如申请专利范围第17项之方法,其中该沉积包括在沉积温度300℃及450℃间沉积铁电材料层。21.如申请专利范围第17项之方法,其中该沉积包括在沉积压力5托至10托下沉积铁电材料层。22.如申请专利范围第17项之方法,其中该沉积包括在流量1000sccm至6000sccm下及氧部分压力20%至50%之下提供氩之罩气体。23.如申请专利范围第17项之方法,其中该沉积包括在30分钟及120分钟时间内沉积铁电材料层。图式简单说明:图1说明PGO薄膜在Ir电极上之X-光图案,其系由本发明之MOCVD及退火方法达成。图2说明本发明方法所制在Ir电极上之PGO薄膜之微结构。图3说明本发明方法制造之Ir电极上之PGO薄膜之磁滞回路。图4说明本发明方法以不同电压制造之Ir电极上之PGO薄膜之磁滞回路。图5说明本发明方法在Ir电极上制造之PGO薄膜之漏电流。图6说明本发明方法在Ir电极上制造之PGO薄膜之介电常数。
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