Abstract
摘 要 本實驗是利用Pt(O)電極開發五氧化二鉭( Ta2O5 ) 薄膜之選擇性化學氣相沈積（CVD）技術。Ta2O5薄膜近幾年來無論在學術界或工業界上，都受到廣泛的注意與研究，尤其是在半導體記憶體元件上的應用。Ta2O5薄膜在介電特性上由於有高的介電常數，且薄膜在經適當熱處理後，漏電特性可大幅改善。此外Ta2O5薄膜還可經由鍍製在粗糙表面之下電極來進一步提高其有效電容值。因此被視為在256 Mb及1 Gb動態隨機存取記憶體中最可能使用的電容材料。 近年來以含氧氣氛濺鍍出之Pt(O)薄膜被發現具有作為電極材料的潛力，其吸引人注意之處在於Pt(O)中之氧並不穩定，在高溫鍍製高介電或鐵電等氧化物薄膜時會釋放Pt(O)中之氧而還原回Pt，因此若利用它作為下電極，不僅不會去搶其上氧化物之氧，甚至可補充氧給這些高介電或鐵電氧化物薄膜，而得以防止漏電流特性之變壞；另Pt(O)所釋放出的氧或許可催化原料先驅物的分解，降低其沈積溫度及增加鍍膜速率，利用此性質來開發Ta2O5之選擇性沉積技術是以往所未見，若得以順利開發出來，在IC製程上可減掉一道微影蝕刻程序，而直接製作出Ta2O5之電容元件。除此之外，Pt(O)具有類似RuO2電極之粗糙表面，亦可能有助提升Ta2O5薄膜之有效電容值，故值得研究。 本實驗成功利用Pt(O)下電極開發出Ta2O5薄膜之選擇性化學氣相沉積技術，發現80℃為其選擇性沈積之臨界溫度，且進一步利用Pt(O)下電極之氧含量控制開發出Ta2O5薄膜厚度自動控制技術，另外，由於Pt(O)下電極較為粗糙（rugged）具有半球形晶粒結構（HSG），使得Ta2O5薄膜之有效介電常數大幅增加，這對介電薄膜在動態隨機存取記憶體上高記憶容量應用的需求有很大的助益。