FOROB II

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR OBERFLäCHENTECHNIK

II.2 Chemische Dampfphasenabscheidung von Schichten hoher Dielektrizitätskonstanten am Beispiel Barium-Strontium-Titanat

Arbeitsfeld:

Aufgrund seiner veränderbaren permanenten Polarisation, seiner hohen relativen Dielektrizitätskonstante und seiner Zyklusfestigkeit hat das sowohl high-epsilon als auch ferroelektrische Material Barium-Strontium-Titanat (BST) ein hohes Anwendungspotential für höchstintegrierte Schaltungen, wie z.B. dynamische und nichtflüchtige Speicher (DRAM, siehe Grafik, FRAM). Durch Untersuchungen an derartigen z.B. durch Sol-Gel-Verfahren erzeugten dünnen Schichten wurde dieses gezeigt. Erforderlich für Speicheranwendungen sind nun allerdings Herstellungsprozesse zur Erzeugung sehr dünner Schichten auf dreidimensional strukturierten Topographien. Dieser Anforderung wird nur die chemische Dampfphasenabscheidung bei Niederdruck gerecht.

Im Rahmen des Projekts finden Abscheideprozesse zur Erzeugung des ferroelektrischen Schichtsystems Barium-Strontium-Titanat mittels chemischer Dampfphasenabscheidung unter Verwendung geeigneter, im Laufe des Projekts angepaßt entwickelter, metallorganischer Ausgangsmaterialien statt. Diese Elemente werden in Form von Komplexen in die Gasphase gebracht und durch thermische Zersetzung als Film abgeschieden. Zur Verfügung steht ein horizontalliegender Kaltwandreaktor für Einzelscheibenprozesse, der für die vorgesehene Anwendung umgebaut wird. Es soll eine den Ausgangsmaterialien angepaßte Schichtentwicklung stattfinden, wobei die Untersuchung der Schichteigenschaften eine umfassende Schichtcharakterisierung in Wechselwirkung mit der Optimierung der Abscheideprozesse beinhaltet. Vorrangige Eigenschaften der Substanzen sind ein genügend hoher Dampfdruck, bei weitestgehender thermischer Stabilität, so daß die Zersetzung der Substanz überwiegend an der Oberfläche stattfindet. Weiterhin sollen die Verbindungen so gebaut sein, daß die Abscheidung von Kohlenstoff möglichst unterbunden wird.