Abstract
本實驗是採用射頻磁控濺鍍分別以計量比BZT靶材及富鋇 BZT靶材,改變靶材中Zr的成份、基板溫度射頻功率、工作壓力、Ar/O2比等，以濺鍍得ABO3計量比之鈣鈦礦BZT薄膜。期望能得到高介電常數、低損失、高介電強度、低漏電流能應用於DRAM之薄膜。其中以x光繞射儀鑑定薄膜之結晶相。利用電子微探儀進行成份分析進而改變靶材成份以Ba-rich靶材控制薄膜成份達計量比目標。而二次離子質譜儀確認薄膜成份縱深分佈大致均勻，但高溫(600℃)濺鍍膜於介電層/Pt介面有Ti-rich之現象。同時以光微影方法蝕刻出陡峭的階梯，利用α-step量測其厚度，並輔以掃描式電子顯微鏡的截面分析作為佐證。並以原子力顯微鏡觀察其表面平整度。於不同的溫度下量測其電容及tanδ值，測取薄膜之I-t、I-V、C-V以瞭解其電性，並就漏電流機制做一初步的探討。由實驗結果顯示，以x=0.1 Ba-rich BZT靶材所得薄膜具有計量比成份，但薄膜成份Zr含量增為x=0.224，於300℃濺鍍溫度，工作壓力=5mTorr、Ar/O2=90/10、射頻功率密度=2.5W/cm2時，可得ε1kHz=125、tanδ<0.015、 JRT(at1000kV/cm)≒10-8A/cm2、J120℃(at 1000kV/cm)≒8×10-8A/cm2計量比之順電相薄膜，不僅製程溫度低、且高介電常數、低損失、高介電強度、低漏電流，可與IC製程相結合，為DRAM應用之介電材料中之佼佼者。而將濺鍍溫度增高至500℃，可得ε1kHz=220、 tanδ<0.02、JRT(at 1000kV/cm)≒10-7A/cm2，亦頗具DRAM之應用性。